Alluxa提供一系列硬涂層濾光器，與傳統的軟涂層濾光器相比，具有更高的性能和耐用性，價格相當。這些軟涂層替代濾光片可用于可見光譜上的中心波長，帶寬通常在10nm和50nm之間。該系列中的所有硬涂層過濾器都提供了大于90%的傳輸和大于OD4的阻塞，其價格與層壓過濾器相當。
Alluxa的專有高速等離子體沉積技術首次以層壓軟涂層價格提供了硬涂層濾光器的光學性能和耐用性。
眾所周知，軟涂層，也稱為層壓涂層，具有較差的環境耐久性、較差的溫度穩定性、低透射、高光散射和低阻擋水平，但由于其低成本、現成可用性和傳統狀態，它們仍被廣泛使用。Alluxa的專有高速等離子體沉積技術首次以層壓軟涂層價格提供了硬涂層薄膜光學濾波器的光學性能和耐用性
軟涂層背景
軟涂層是由ZnS和Cryolyte薄層組成的多層薄膜結構。它們也可能包含非常薄的銀層。一種典型的軟涂層是一個基底表面上的簡單帶通結構，另一個基底上的阻斷劑，如下圖1所示。阻斷劑可以使用銀薄層和/或它們可以包含輔助阻斷彩色玻璃或有機死亡環氧樹脂。為了提供一定程度的環境保護，所有部件都以垂直堆疊的方式層壓在一起。
單個零件從較大的晶圓上切割或取芯。由于涂層易碎且對水分敏感，因此可以將涂層基材的邊緣劃掉，目的是延長發生明顯且難看的環境退化之前的時間。所有的軟過濾器都會隨著時間的推移而失效，其壽命取決于環境和過濾器構造中的注意事項。在正常的辦公環境中，一到五年是典型的預期壽命。
軟涂層的低成本源于沉積設備的低資本成本、快速的循環時間和簡單廉價的浮法玻璃基板的組合。由于負載尺寸相對較低，并且由于密封和環組件，它們包含顯著的處理成本，因此僅在幾十個1英寸的零件或少數2英寸或更大的零件之后，成本與體積的曲線逐漸變平。
軟涂層在可見光和近紅外中的散射和吸收都有很大的光學損耗，而在紫外線和藍色中，散射和吸收會進一步增加。圖2顯示了一系列典型的商用電介質（無銀）層壓軟涂層在可見波段的光譜函數。軟涂層通常在通帶中也有嚴重的波紋，這不僅降低了平均透射，而且增加了儀器光譜函數的不確定性。軟涂層光譜函數的波紋和不確定性是沉積的手動和勞動密集型性質的結果，與計算機控制的硬涂層相比，這對性能提供了更大程度的變化。
Alluxa等離子體沉積硬質涂層
Alluxa先進的高速等離子體沉積工藝生產的硬介電膜幾乎是無損的，消光系數在從UV到IR的低ppm范圍內。它們是使用復雜的計算機控制算法制成的，該算法將每層的厚度控制在原子單層或更小，因此，它們具有高得多的透射率和顯著平坦的通帶。圖3顯示了使用Alluxa的硬涂層構建的可比較的完全堵塞過濾器，該硬涂層被設計為圖2中所示軟涂層過濾器的替代品。
提高了溫度穩定性
根據基材的選擇，Alluxa硬質涂層具有小于百萬分之五（ppm）波長的溫度穩定性。軟涂層的典型值為50 ppm，這意味著對于儀器設計，過濾器必須控制在+/-15℃，以獲得1 nm的過濾器公差。對于電信應用，Alluxa通常在1550米的溫度下構建小于1皮米/攝氏度的濾波器，波長變化遠小于百萬分之一。
傳輸波前誤差（TWE）
如果用戶需要，Alluxa可以提供TWE值小于?波峰到波谷的濾波器，如圖4所示。對于大多數設計，成品過濾器的TWE基本上與未涂覆基底的TWE相同。具有層壓結構的軟涂層將不得不經歷復雜的層壓后研磨和拋光步驟，以接近每英寸TWE的單個波。
由于Alluxa硬質涂層具有優異的穩定性，因此可以在沒有溫度控制的情況下構建非常窄的薄膜并在儀器中使用。圖5顯示了在1550nm處小于0.4nm的多腔濾波器。圖6顯示了可見光中的典型激光濾光片。
成本比較
雖然軟涂層是在成本較低的鐘罩蒸發室中制造的，但它們的批量也小得多，而且幾乎完全是手動操作，這增加了成本和可變性，同時降低了產量。Alluxa工藝完全自動化，確保可重復性、連續操作和低直接人工成本。
對于OEM應用，Alluxa的硬涂層比典型的軟涂層具有更大的負載尺寸。隨著體積接近20-30個一英寸零件，Alluxa能夠匹配或擊敗軟涂層的成本結構，同時提供硬涂層技術的可靠性和性能優勢。
總結
軟涂層具有較差的環境耐久性、較差的溫度穩定性和低透射、高光散射，但由于成本低，它們仍被廣泛使用。Alluxa先進的高速沉積技術最終使硬涂層能夠在價格上與軟涂層競爭，即使是小批量的。Alluxa的濾波器提供了顯著改善的傳輸、光譜形狀和壽命。
創新薄膜涂層工藝帶來的質量和一致性
Alluxa薄膜光學干涉濾光片和介質反射鏡均使用我們的SIRRUS進行硬涂層™ 在我們團隊設計和建造的設備上進行等離子體沉積工藝。這使我們能夠在幾次不同的涂層運行中可靠地重復生產相同的硬涂層過濾器，從而在您的所有系統中實現一致的性能。