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光学镀膜:波形匹配与均匀性动态变化

·富强月报
AI摘要:文章通过TFC模拟与表格计算,分析光学镀膜中预修量及H/L层均匀性动态变化对波形的影响,发现L变化易致带宽收紧塌边,H更敏感,两者预修差过大将恶化波形,并留下内外圈塌边规律待研究。

最近均匀性动态变化比较严重,于是做了个表格计算变化情况。

一、表格原理

通过tfc模拟,波谷的偏移量对应的厚度,通过固定时间和额外膜层厚度来计算加的预修与实际镀膜的关系

当加斜向上预修时,内圈相比光控位置少镀,外圈相比光控位置多镀。光控系统是走极值的,也就是说,光控镀膜的厚度是一定的,比如光控镀了50nm,那内圈可能只镀了49nm,而外圈却镀了51nm。一开始我还在想为什么镀50nm的波形是所需要的波形,那51nm 和49nm为什么也是所需要的波形,毕竟镀的都是一个产品。后来才发现忽略了一个变化。那就是均匀性会随着靶材消耗而改变,加的预修就是为了提前预防这种动态均匀性变化带来的影响。

二、模拟均匀性动态变化对波形的影响。

先将膜层结构保存为txt文本。

将里面的数据复制进AB两列,表格自动根据给的预修计算每层情况。然后计算后的数据复制进txt文本,导入tfc即可。

1、均匀性无变化的情况


能看出来,波形无影响,只是中心波长变了,这也就是为什么多镀少镀的时候不影响波长。其实关键就是如果多镀,就都要多镀,如果少镀就每一层都要少镀。但是随着靶材消耗,均匀性一定会变化,逐渐出现积累误差,所以才会影响到波形。

2、H不变,L均匀性动态变化


变化之后出现了上带宽收紧的情况,实际情况要比tfc模拟的更加糟糕。就是塌边引起的带宽收紧。ripple倒也没啥变化。

外圈斜向上变化,那么内圈肯定的少镀的。如下:

内圈波长倒是没啥变化,纯粹的波形不好。试一试内外圈均匀性变化更大。比如,变化0.12%的情况看一看。

外圈:

上带宽都收到4.198了,很严重了,如果光控镀的有点问题,那外圈就直接NG了。

内圈:

内圈就更直观了,右侧少了一个ripple,本质上还是塌边导致的收窄。

也就是说,如果H的均匀性基本不变的情况下,那L的动态变化,理论上造成的影响最大的就是带宽收紧。

3、L不变,H均匀性动态变化


H均匀性一般都是逆时针动态变化。动态变化不如刚才模拟的L的变化量,但是对波形的影响还挺大的。实际上,我们在镀膜过程中H的变化更多的是和产品均匀性相关,波形不好一般都是L变化太大的缘故。但是模拟的结果却是L的不敏感,H的反而更加敏感。内圈均匀性变化导致波形不仅明显塌边,而且收紧。这几乎都是NG的状态了。看看外圈如何:

结果竟然没有塌边了。仅仅只是带宽收紧。但是我加大了些变化量之后仍然出现了塌边。

也就是说,H顺时针的动态变化对波形的变化是更加敏感的。波形的变化由轻到重是先收窄再塌边。

那L的会不会是我加的变化量太小了?试一试L更大的变化量:

也出现了塌边和收窄。那也就是说L和H相比,其实H对波形的影响更加敏感(对于该膜系)。

目前只能看出这些变化。那么再看一看二者同时变化呢?

4、H L的动态均匀性变化

先试一试实际镀膜最常见的情况。

外圈:
内圈:

这还有啥说的了,波形都挺好,带宽也没咋收窄,塌边就塌边吧,反正也不严重。

再看看特殊情况,H顺时针变化,L逆时针变化:

ripple变大了,带宽收窄更严重了。这种情况其实也是H L的预修相差过大。我们平时给预修一般动H的时候L的也要跟着动一动,就是在预防这种情况。

到这其实该模拟的都模拟了。但是并没有出现我预期的一种情况,也是我们平时常见的一种情况,也是老工程师传授我们的一个经验。就是内外圈左右塌边是预修给少了,右左塌边是预修给多了。

这个确实是没模拟出来,就当留个问题吧,后面再慢慢整。

本文作者:富强

文章标题:光学镀膜:波形匹配与均匀性动态变化

本文地址:https://hittlrw.top/index.php/archives/52/

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