本發明屬于光通訊，具體涉及一種在線離子束刻蝕修正窄帶濾光片的方法。

背景技術：

1、隨著5g通訊等信息技術的迅猛發展，用于光通訊的超窄帶濾光片需求大大增加，包括各種通道的波分復用濾光片、波段分離濾光片；在醫療行業，用到了各種熒光窄帶濾光片；對于激光測距、激光雷達，用到了超窄帶濾光片；在智能穿戴設備中，更是應用到了大角度入射窄帶濾光片。這些濾光片的基本結構均為多半波法布里-珀羅濾光片。

2、帶寬越窄，法布里-珀羅濾光片的鍍制誤差容差越小，帶寬小于40nm以后，應用廣泛的石英晶體監控法鍍制成品率低，鍍制的濾光片波形差，峰值透過率低，標準的方法是采用中心直光路透射法監控，利用光學極值法監控的誤差補償特性，提高一個量級的監控精度。提高光學薄膜的監控精度有許多方法[4]-[8]，一方面基于硬件[1]采用晶控方法、偏心直光路透射法[2]、在線橢偏法[3]。另一方面基于軟件算法[5]-[12]，注重的是對硬件信號進行數據處理，平滑極值點數據，提高監控的精度。在實際超窄帶濾光片的鍍制過程中，膜厚對極值點的光學信號不敏感，0.01％的光量值變化可導致5nm的實際誤差。在離子源熄火或光量值異常跳動下，自動光學監控系統中算法缺陷會導致誤判極值或不判極值，當前層厚度超出設計，或者自動跳轉到下一層，現有技術膜層厚度誤差在設計厚度前可以補鍍解決，但對濾光片這種特殊膜系，當前層厚度若超過設計值，要么報廢，要么采用修改設計，將原有的膜層厚度增加為原來的3倍，實際壓縮了濾光片的帶寬，偏離了原來的設計，導致濾光片的有效面積減小。若調層鍍制了另一種材料，就只能報廢。

3、參考文獻

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技術實現思路

1、(一)要解決的技術問題

2、本發明要解決的技術問題是：設計一種用于鍍制窄帶濾光片的在線修正方法，對濾光片的過正、跳層誤差進行刻蝕修正，恢復濾光片監控信號到正常狀態，提高濾光片的成品率。

3、(二)技術方案

4、為了解決上述技術問題，本發明提供了一種在線離子束刻蝕修正窄帶濾光片的方法，該方法利用配置輔助窄束離子束光學真空鍍膜機的射頻離子源，通過改變射頻離子源的工作氣體和參數，將射頻離子源調整為刻蝕工作狀態，實現對窄帶濾光片光學膜層的直接物理刻蝕，對光學膜層超過設計膜層厚度誤差或誤鍍的另一種材料進行在線刻蝕，使膜厚監控信號退回到誤差發生前，實現對窄帶濾光片的誤差修正。

5、本發明還提供了一種用于實現所述方法的裝置。

6、(三)有益效果

7、本發明通過對窄束輔助源調整參數和更換氣體，將離子束輔助源變成刻蝕源，實現了在線離子束直接刻蝕。進一步，根據光控放大器的信號幅度，結合實際的光學監控信號光量值方向和幅值，對濾光片的過正、跳層誤差進行了刻蝕修正，恢復濾光片監控信號到正常狀態。本發明通過在線離子束刻蝕，實現了膜層過厚誤差的修正，使膜厚監控信號退回到誤差發生前，實現了誤差的修正，降低了產品的報廢率，提高了監控的成品率，降低了濾光片鍍制的成本。采用光量值讀數，比時間功率法更為可靠，能保證過刻蝕量。

技術特征：

1.一種在線離子束刻蝕修正窄帶濾光片的方法，其特征在于，該方法利用配置輔助窄束離子束光學真空鍍膜機的射頻離子源，通過改變射頻離子源的工作氣體和參數，將射頻離子源調整為刻蝕工作狀態，實現對窄帶濾光片光學膜層的直接物理刻蝕，對光學膜層超過設計膜層厚度誤差或誤鍍的另一種材料進行在線刻蝕，使膜厚監控信號退回到誤差發生前，實現對窄帶濾光片的誤差修正。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法中，具體的刻蝕策略為：在鍍膜過程中，當出現極值點誤判時，將鍍膜過程暫停，然后進行以下處理：將窄束離子束光學真空鍍膜機的射頻離子源的工作氣體中增加氬氣，同時減少氧氣，將氧氣逐步地完全替換為氬氣，打開離子源擋板進行刻蝕，記錄光控放大器的光量值讀數，根據光量值和方向，估算實際刻蝕后的光量值停止值，根據光量值的穩定度和打開離子源擋板后的光量值漂移量控制過刻蝕量，且使過刻蝕量大于相應的漂移量，用極值法判停，然后關閉離子源擋板，將窄束離子束光學真空鍍膜機切換回氧氣工作模式，然后繼續自動鍍膜。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，控制過刻蝕量的方法具體為：按照1％-10％光量值信號反向走值進行控制，使過刻蝕量在1％-10％范圍內。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，該方法是在電子槍不開啟時，將射頻離子源的工作模式轉變為直接物理刻蝕模式，實現對窄帶濾光片的誤差修正。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，修正過程中，對于沉積誤差在1個1/4參考波長厚度內的光學膜層，無論是否有下一層膜層材料，均采用光控放大器的信號，結合膜厚監控信號進行線性比例計算刻蝕停止點，過刻蝕1-10％，并計算刻蝕的極值數。

6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，修正過程中，對于過極值的膜層厚度誤差，以極值點為特征點，過刻蝕1-10％。

7.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在過刻蝕后，通過自動鍍膜補鍍到極值點，并根據光控放大器的類型，人工或手動判停，完成相應的膜系。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述窄帶濾光片為法布里-柏羅結構的窄帶濾光片。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法在光通訊技術領域中應用。

10.一種用于實現如權利要求1至9中任一項所述方法的裝置。

技術總結
本發明涉及一種在線離子束刻蝕修正窄帶濾光片的方法，屬于光通訊技術領域。本發明通過在線離子束刻蝕，實現了膜層過厚誤差的修正，使膜厚監控信號退回到誤差發生前，實現了誤差的修正，降低了產品的報廢率，提高了監控的成品率，降低了濾光片鍍制的成本。采用光量值讀數，比時間功率法更為可靠，能保證過刻蝕量。

技術研發人員：馬孜,李斌,李世杰,童靜,姚德武
受保護的技術使用者：西南技術物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24