光学技术的应用之一

大口径光学元件表面镀膜技术
随着以空间相机为代表的光学成像系统的分辨率要求越来越高，其光学元件的口径也越来越大，发展大口径光学元件表面镀膜技术变得越来越迫切。大口径光学元件表面镀膜与通常的光学镀膜相比有很多特殊之处，需要有针对性的专门开展研究。
首先，为保证大口径光学元件的面形精度，避免不必要的风险，镀膜过程中必须将基底温度控制在较低的水平。但是，很多光学系统中的大口径光学元件是直接暴露在外部环境中的，如保护窗口、主、次反射镜等。因此这些元件的膜层需要有良好的耐环境性能。在传统的镀膜工艺中，为提高膜层的耐环境特性，通常需要将基底加温到200~300℃，可是这恰恰与大口径光学元件镀膜的基本要求之一——控制温度，防止面形发生变化——相矛盾。而低温成膜又会带来膜层残余应力大的问题，较大的残余应力会增加光学元件发生面形变化的可能性。因此，发展常温成膜技术，在较低的温度下得到低应力、具有优良环境适应性的光学薄膜是大口径光学元件表面镀膜技术的重要研究目标之一。
其次，在进行大口径光学元件镀膜时，镀膜均匀性的控制变得更加复杂。以等离子体辅助电子束蒸发镀膜为例，当光学元件口径超过1500mm时，由于离子源工作的要求，镀膜时的真空度在1×10-2Pa左右，此时蒸发距离与气体分子的平均自由程相当，传统镀膜均匀性理论的假设条件不再成立。若再考虑到离子源的束流密度均匀性问题，则需要重新建立更复杂的模型并以实验来验证。
再次，大口径光学元件镀膜前的基片清洗、擦拭，以及装夹、翻转等过程，都必须要认真研究，防止大口径光学元件在上述过程中发生面形改变。