突破！离子束溅射技术制备超低吸收损耗光学薄膜
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
摘要
随着高功率激光系统在引力波探测、惯性约束聚变等前沿领域的广泛应用，光学薄膜的超低吸收损耗成为制约系统性能的关键因素。本文聚焦离子束溅射（IBS）技术在制备超低吸收损耗薄膜中的**突破，系统分析该技术通过工艺参数优化（如离子氧浓度调控、退火处理）实现薄膜致密度提升与缺陷控制的机制，并结合*新研究成果，探讨其在高精度光学系统中的应用前景。
引言
在激光技术领域，光学薄膜的吸收损耗直接影响光束质量与系统稳定性。传统电子束蒸发技术制备的薄膜因存在孔隙率高、缺陷密度大等问题，难以满足高功率激光系统对吸收损耗低于 10ppm 的严苛要求。离子束溅射技术凭借其独特的物**相沉积机制，通过**控制离子能量与束流参数，实现了薄膜致密度的显著提升，为超低吸收损耗薄膜的制备开辟了新路径。
一、离子束溅射技术原理与优势
离子束溅射技术通过双离子源系统产生高能离子束轰击靶材，使靶材原子或分子以较高动能沉积于基底表面。与传统蒸发技术相比，其核心优势体现在：
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高致密度薄膜：溅射粒子能量可达 10eV 量级，是蒸发粒子的数倍，促使粒子在基底表面充分扩散，形成类体材料结构，密度接近理论值。
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低缺陷控制：真空环境（~10⁻⁴mbar）与超高纯度靶材（>99.99%）的结合，有效减少杂质引入；通过调整主离子源电压与辅助离子源氧流量，可**调控薄膜内部氩气泡尺寸与分布密度，降低纳米级缺陷。
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宽材料适应性：适用于金属、陶瓷、半导体等多种材料，尤其在 HfO₂、SiO₂等氧化物薄膜制备中表现出优异的光学稳定性。
二、超低吸收损耗薄膜的制备关键
2.1 工艺参数优化
研究表明，离子氧浓度对薄膜性能具有显著影响。在 SiO₂薄膜制备中，较高的离子氧浓度可补偿高能粒子碰撞导致的失氧缺陷，将吸收损耗降至 1.4ppm。而对于 Ta₂O₅薄膜，需平衡离子氧浓度与束流能量，避免因致密度降低导致折射率偏差。
2.2 退火后处理技术
退火工艺通过热激活促进薄膜内部结构重组。实验显示，HfO₂薄膜在 400℃退火时，残余应力趋近于零，吸收损耗*低至 1ppm；而温度超过 600℃时，结晶现象导致性能劣化。该技术通过消除亚稳态结构与释放内应力，实现薄膜综合性能的优化。
2.3 新型材料体系开发
同济大学团队**性引入氢化非晶硅体系，通过离子束溅射结合氢掺杂工艺，使 1064nm 处消光系数降低 94%，机械损耗减少 92%。这种材料在保持高折射率的同时，显著抑制了本征吸收，为引力波探测器等精密设备提供了新型解决方案。
三、应用突破与产业动态
3.1 高功率激光系统
中国科学院上海光机所研发的多层高反膜在 1064nm 处反射率 > 99.99%，吸收损耗仅 1.4ppm，已成功应用于激光惯性约束聚变（ICF）装置，有效解决了热畸变问题，提升了光束聚焦精度。
3.2 引力波探测技术
氢化非晶硅薄膜的超低机械损耗特性，使其成为引力波探测器悬挂系统的理想材料。通过优化氢含量与退火工艺，该薄膜在 1550nm 处的吸收损耗已突破 0.1ppm，为下一代探测器的灵敏度提升奠定了基础。
3.3 产业合作与**布局
上海光机所联合企业开发的 “氩气泡控制制备技术” 已申请**，通过工艺参数动态调整实现薄膜缺陷的精准调控。同时，多家光学元件厂商加速布局离子束溅射产线，推动该技术在光通信、医疗激光等领域的商业化应用。
四、挑战与展望
尽管离子束溅射技术取得重大突破，但其沉积速率较低（约 0.1-1nm/s）与设备成本较高的问题仍需解决。未来研究方向包括：
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开发高速溅射工艺，结合新型靶材设计提升沉积效率；
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探索纳米复合薄膜体系，通过材料协同效应进一步降低吸收损耗；
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推动智能化工艺控制，实现薄膜性能的全流程精准调控。
结论
离子束溅射技术通过工艺**与材料优化，成功突破了超低吸收损耗薄膜的制备瓶颈，为高功率激光系统、精密光学检测等领域提供了关键技术支撑。随着技术的持续演进与产业生态的完善，该技术有望在更多**制造场景中发挥重要作用，推动光学薄膜产业迈向新高度。
关于我们
上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
采用德国薄膜制备工艺，形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系，能够制备各种超高性能光学薄膜，包括红外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜，应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、光学科研，红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆，低反射橱窗玻璃，画框，工业灯具照明，广告机，点餐机，电子白板，安防监控等。
卷柔新技术拥有自主知识产权的全自动生产线【sol-gel溶胶凝胶法镀膜线】，这条生产线能够生产全球先进的减反射玻璃。镀膜版面可达到2440*3660mm，玻璃厚度从0.3mm到12mm都可以,另外针对PC,PMMA方面的增透膜也具有量产生产能力。ARcoating减反膜基本接近无色,色彩还原性好，并且可以避免了磁控溅射的缺点，镀完增透膜后玻璃可以做热弯处理和钢化处理以及DIP打印处理。这个难度和具有很好的应用性，新意突出，实用性突出，湿法镀膜在价格方面也均优于真空磁控的干法。
卷柔减反射(AR)玻璃的特点:高透,膜层无色,膜硬度高,抗老化性强(耐候性强于玻璃),玻璃长期使用存放不发霉,且有一定的自洁效果.AR增透减反膜玻璃产品广泛应用于**文博展示、低反射幕墙、广告机玻璃、节能灯具盖板玻璃、液晶显示器保护玻璃等多行业。
我们的愿景：卷柔让光学更具价值！
我们的使命：有光的地方就有卷柔新技术！
我们的目标：以高质量的产品，优惠的价格,贴心的服务，为客户提供优良的解决方案。
上海卷柔科技以现代镀膜技术为核心驱动力，通过镀膜设备、镀膜加工、光学镀膜产品服务于客户，努力为客户创造新的利润空间和竞争优势，为中国的民族制造业的发展贡献力量。
