本實用新型涉及一種利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置。

背景技術：
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光纖通信是一種弱功率激勵行為，如果傳輸的光功率大于閾值功率，導致光信號傳輸畸變，嚴重影響光纖通信質量和效果，光衰減器是一種旨在降低波導中傳輸光功率的光學無源器件，衰減片一般是采用在玻璃基底上通過化學鍍或真空蒸鍍的方法鍍一層或多層金屬膜而制備的，化學鍍方法使用強酸、強堿及氰、鉻酐等有害化學物質，污染環境，并且成本較高；真空蒸鍍膜厚在微米量級，且膜平整度不可控，同一衰減片對光信號的衰減不一致，導致光通信質量的下降；因此尋找新方法制備光衰減片成為解決這些問題的關鍵。

技術實現要素：
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本實用新型的目的是提供一種利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，其組成包括：真空室，所述的真空室為圓柱形，側面具有取物口和探視窗口，所述的真空室下部中心具有可調支架，所述的可調支架的調整位置位于真空室外，所述的可調支架上安裝有正電極，所述的正電極上放置有工件，所述的真空室上部中心具有發射電極，所述的發射電極上連接有濺射靶，所述的真空室的側壁上還安裝有傳感器和加熱器，所述的傳感器和所述的加熱器導線連接于真空室外安裝的溫控器。

所述的利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，所述的真空室分別通過管路連接電離管、電阻規、手動閥門、電磁閥C、充氣閥和進氣手閥，所述的電離管和所述的電阻規通過管路連接于真空計，所述的手動閥門通過管路連接分子真空泵，所述的電磁閥C通過管路連接于機械真空泵，所述的充氣閥通過管路外接惰性氣體充氣裝置，所述的進氣手閥通過管路連接流量計。

所述的利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，所述的可調支架為電控可調，可實現正電極的上下運動及旋轉運動，即可調支架內具有控制上下運動的步進電機和控制旋轉運動的步進電機，所述的分子真空泵還通過管路、電磁閥A和電磁閥B連接所述的機械真空泵，所述的正電極和所述的發射電極分別提高導線連接于射頻電源。

本實用新型的有益效果：

1.本實用新型的磁控濺射裝置，將SiO₂玻璃基片放入真空室內，室內設有磁控陰極和濺射氣體(氫氣、氮氣或氧氣)，濺射鎳靶接陰極，陰極加負電壓，先對系統預抽真空，再充入適當壓力的惰性氣體Ar氣，使Ar氣在真空室內輝光放電，產生Ar+和自由運動的電子e，Ar+在高壓電場E作用下加速撞擊金屬Ni靶表面，金屬Ni靶原子獲得足夠高的能量，脫離Ni靶材束縛飛向SiO₂基體，沉積在SiO₂玻璃基片表面上而形成金屬Ni膜，而電子則向基片運動；在洛侖茲力和電場力的共同作用下，二次電子e1在加速飛向基體過程中，以旋輪線和螺旋線的復合形式在靶表面附近做回旋運動；電子e1被電磁場束縛在靠近靶表面的等離子體區域內，該區域電離出大量的Ar+轟擊Ni靶，從而實現了磁控濺射高速沉積的特點。

本實用新型的磁控濺射裝置，通過對工藝參數的調節對成膜層平整性、組織結構及光衰減性能進行控制，進而影響濺射功率，通過濺射功率對Ni膜表面形貌進行影響，通過對濺射氣壓進行控制，進而影響濺射速率和晶粒大小，通過對濺射時間進行控制，進而影響Ni膜表面形貌和膜層成分。

本實用新型的磁控濺射裝置，所述的對工藝參數的調節，也可通過調節可調支架來完成。

附圖說明：

附圖1是本實用新型的結構側視示意圖。

附圖2是本實用新型的磁控濺射裝置的加工工藝流程圖。

圖中：1 —真空室；2 —電離管；3 —電阻規；4 —真空計；5 —分子真空泵；6 —手動閥門；7 —電磁閥A；8 —管路；9 —電磁閥B；10 —機械真空泵；11 —電磁閥C；12 —充氣閥；13 —可調支架；14 —正電極；15 —工件；16 —加熱器；17 —進氣手閥；18 —流量計；19 —溫控器；20 —導線；21 —射頻電源；22 —傳感器；23 —發射電極；24 —濺射靶。

具體實施方式：

實施例1：

一種利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，其組成包括：真空室，所述的真空室1為圓柱形，側面具有取物口和探視窗口，所述的真空室下部中心具有可調支架13，所述的可調支架的調整位置位于真空室外，所述的可調支架上安裝有正電極14，所述的正電極上放置有工件15，所述的真空室上部中心具有發射電極23，所述的發射電極上連接有濺射靶24，所述的真空室的側壁上還安裝有傳感器22和加熱器16，所述的傳感器和所述的加熱器導線20連接于真空室外安裝的溫控器19。

實施例2：

根據權利要求1所述的利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，所述的真空室分別通過管路8連接電離管2、電阻規3、手動閥門6、電磁閥C11、充氣閥12和進氣手閥17，所述的電離管和所述的電阻規通過管路連接于真空計4，所述的手動閥門通過管路連接分子真空泵5，所述的電磁閥C通過管路連接于機械真空泵10，所述的充氣閥通過管路外接惰性氣體充氣裝置，所述的進氣手閥通過管路連接流量計18。

實施例3：

根據權利要求2所述的利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，所述的可調支架為電控可調，可實現正電極的上下運動及旋轉運動，即可調支架內具有控制上下運動的步進電機和控制旋轉運動的步進電機，所述的分子真空泵還通過管路、電磁閥A 7和電磁閥B 9連接所述的機械真空泵，所述的正電極和所述的發射電極分別提高導線連接于射頻電源21。

實施例4：

一種利用權利要求1至3所述的利用磁控濺射技術制備Ni/SiO₂玻璃衰減片的裝置，其制備Ni膜的過程步驟為：

（1）SiO₂玻璃基片的清洗、裝片，首先在超聲中對SiO₂玻璃基片進行除油、清洗，表面預處理包括基體的除油和腐蝕，除油主要目的是除去表面雜質和污垢等缺陷，采用的方法是先將SiO₂玻璃基體在丙酮溶液中超聲清洗30min，然后用乙醇清洗10min，再用去離子水沖洗干凈；送入100℃烘干箱中烘干10分鐘；

（2）打開真空室，將金屬Ni靶固定在電磁靶位上，將SiO₂玻璃基片放在正電極上。然后根據工藝要求調整溫度，當真空室內溫度不達標時，利用溫控器進行調節；

（3）啟動電源，抽本底真空，啟動機械泵預抽真空，當真空泵小于10Pa時，開分子泵抽高真空，盡量減少真空腔體內的殘余氣體，保證薄膜的純度；

（4）通Ar氣預濺射，當本底真空度達到5×10-3Pa時，通入純氬(99.999%)，利用純Ar作為工作氣體，沉積Ni膜前，預濺射10min以清除靶表面的氧化層和污染物，利用離子刻蝕樣品表面20min；

（5）濺射，打開濺射電源，進行濺射，氬氣在高壓電流作用下電離形成Ar+，Ar+轟擊Ni靶材表面，逸出的Ni粒子在電場力和磁場力的共同作用下沉積在SiO₂基體表面成膜；

（6）反應結束后，關濺射電源和濺射系統總電源，關分子泵和分子泵總電源；

（7）冷卻取樣，濺射雖然在低溫進行，但濺射過程中，高能粒子的能量會轉化為熱能，導致SiO₂基體溫度高，因此不能立即取出，自然冷卻一段時間后，向真空室中沖入空氣至大氣壓，打開真空室蓋，取出樣品，工藝流程圖如附圖2所示。