真空镀膜采用致冷器的冷却方法.pdf

本发明是属于一种冷却方法，用在被镀工件必须冷却的真空镀膜技术中。
    在真空镀膜技术中，对有些因受热辐射而易损坏的工件，必须进行冷却。已有技术一般用水或液氮循环冷却（Applied Optics July 1971 Vol 10，NO.7，ppl591～1596）。为此需专门设计由罩内工件至罩外水源或液氮源的循环系统。此系统的引入至少有一个进口，一个出口，这样在考虑真空密封时就多了两个接口，增加了漏气的因素，这对要求真空度在10-6～10-7乇工作的条件来说是很不利的，另外循环系统所用的管道接口也不能有泄漏现象，同时在运行时万一水源或液氮源断绝时，则系统将会失效。总之，这种冷却方法虽能起到冷却作用，但在工艺上较为繁复。

    本发明试图采用致冷器冷却被镀工件的新方法。这样，一方面简化了冷却方法，另一方面保持了原有镀膜机结构的完整性，从而也保持了原有的真空度。

    本发明采用的方法如附图所示，用致冷器〔1〕冷却被镀工件。将致冷器的冷端与被镀工件〔2〕相连，根据需要还可以在镀件其它几个侧面安置致冷器，以创造良好的散热环境，使镀膜得以顺利进行。致冷器在多个使用时可以串联，两端可由耐高温导线〔3〕直接引至镀膜机原有的一对电极〔4〕上，再由电极在罩〔5〕外接出两根导线〔6〕至一个普通的直流稳压电源〔7〕上即可。对不同镀件，可根据需要采用不同的致冷器和安装方式。

    本发明与水（或液氮）冷却方法相比，具有体积小、结构简单，操作简单、装卸容易，可靠性高、效率高、成本低等优点。它特别适用于易受热损坏的镀件的镀膜工艺中。

    本发明地一个实例是用于砷化镓双异质结激光器解理面镀以光学厚度为四分之一波长，二分之一波长、四分之三波长的氧化铝（或氧化锆）膜层工艺中。为精确控制膜厚，采用了用激光器自身荧光监控膜厚的方法，这要求镀膜时作为控制膜厚用的激光器处于工作状态。镀膜时罩内因介质熔点较高（如氧化锆熔点达2980℃）致使热辐射较强，如不设法降低热的影响，则激光器将因此而性能变坏，甚至完全损坏。为此我们采用三个串联的半导体致冷器〔1〕冷却该激光器〔2〕，其中之一的冷端用低熔点焊锡与激光器的热沉相粘连，其它两个致冷器分别置于激光器两侧以造成激光器周围良好的散热环境。（镀膜前可使镀件温度降至0℃）致冷器两端通过耐高温导线〔3〕使之与镀膜机原有的一对电极〔4〕相连，再通过该两极与镀膜机外的直流稳压电源相连。在镀膜前先使致冷器和激光器都处于工作状态，由x-y记录仪观察激光器输出光强，待光强达到稳定时即可开始镀膜。用此法镀膜所得数据如下：

    附图说明：

    〔1〕致冷器，〔2〕被镀工件，〔3〕耐高温导线，〔4〕电极，〔5〕真空罩，〔6〕导线，〔7〕直流稳压电极。