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陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室
2018-09-03 14:23   审核人:

1、实验室基本情况介绍

文本框:  硬质涂层真空镀膜室一角西安工业大学光学工程学科有50余年的发展历史,依托于西安工业大学的“陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室” 是该学科的重要科研基地。实验室成立于1999年。 2008年,以“陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室”为基础组建了“省部共建薄膜与光学制造技术教育部重点实验室”,已获批立项建设。

实验室在基础教学、科研成果等方面取得了一大批有影响的成果,光学工艺实验室在产学研方面做出了突出贡献,曾被评为 “全国高校先进实验室”。

实验室占地面积约2800m2,含光学工艺、光学检测、薄膜技术、微光电器件制造与检测等实验室。该实验室经过长期发展,在各主要研究方向拥有了先进的研究设备,实验设备原值超过3000万元。

长期以来,实验室注重学产研的有机结合与发展。1991年,光学工艺实验室先后被评为陕西省和国家级先进实验室。近年来,先后与国内外多家光电企业和研究单位签署了合作研究和人才培养协议。依托实验室已经挂牌建立了多个联合培养基地和研究中心:“泰勒.霍普森(Taylor Hobson)公司精密检测技术培训基地”;“ 德国莱宝(LEYBOLD)公司薄膜技术研究基地”;“ 北方光电有限公司—西安工业大学红外技术联合研发中心”;“ 南光机器薄膜技术研究基地”;“ 利达光电股份有限公司光学制造联合研究基地”;“ 欧菲-西安工大薄膜技术联合研究所”;“西安方元明科技发展有限公司合作实验室”。2005年,成为“中白高技术合作研究中心”(陕西省和白俄罗斯共和国教育部高技术合作研究中心依托光学工程研究基地挂牌);2004年,依托实验室挂牌成立了“国家光电子成果转化及产业化基地——光电薄膜与器件研发服务中心”;2005年,依托实验室挂牌成立了“陕西省薄膜技术与微光电器件军民两用技术工程中心”。在上级单位和学校各级领导的支持下,实验室整体实力不断增强,成为全国高校的光学工程学科中光学制造领域条件最好的实验室之一。

实验室在长期的发展过程中,围绕光学先进制造技术领域的重要科学技术问题开展应用基础和工程化应用研究,形成了薄膜与等离子体技术、光学制造与检测技术、微光电器件制造技术及应用等三个稳定的研究方向。先后承担了中国人民解放军总装备部、国防科工委、兵器工业集团等国家与行业的重点国防基础科学研究项目;国家科技部、教育部等国家部委的重点科研项目;陕西省和西安市的自然科学与应用科学研究项目。在光学薄膜技术、等离子体应用技术、光学元件制造与检测技术、微光电器件制造技术等光学先进制造技术领域形成了鲜明的研究特色和技术优势。

目前本实验室承担多项国防科研项目和地方技术开发和产业化项目,已经成为一个面向社会提供开放服务的公共科技服务平台。

    验室现有专职研究人员26人,其中高级职称16人,拥有博士学位9人,在读博士8人。

    实验室学术委员会主任:谢友柏院士

    实验室主任:刘卫国 教授

    实验室副主任:弥谦教授、杭凌侠教授

    主要学术带头人:刘卫国教授、杭凌侠教授、苏俊宏教授、田爱玲教授、弥谦教授、权贵秦教授、郭忠达研究员

2、实验室主要研究方向和目标;

实验室研究方向和主要研究内容

   室拥有三个研究方向:薄膜与等离子体技术、光学制造与检测技术、微光电器件制造技术及应用。研究内容隶属于光学工程学科的先进光学制造技术领域。三个研究方向的主要研究内容如下:

(1)薄膜与等离子体技术研究方向

主要研究内容包括:类金刚石薄膜的制造与应用技术;红外光学薄膜制造技术;抗激光损伤薄膜制造技术;低损耗光学薄膜制造技术;薄膜制造过程中的(等)离子束发生与应用技术;超硬薄膜制造技术等。

(2)光学制造与检测技术研究方向

主要研究内容包括:球面、非球面光学表面数控铣磨技术;超光滑光学表面磁流体抛光技术;超光滑表面等离子体抛光技术;球面、非球面光学表面柔性抛光技术;非球面与复杂表面光学元件测试技术;薄膜与光学元件参数的精密测试技术。

(3)微光电器件制造技术及应用研究方向

主要研究内容包括:常温热成像材料与器件的微制造、检测、应用技术;多功能传感器集成制造技术;纳米材料与器件;低维聚合物制备与改性; MEMS与MOEMS工艺技术及其在光学元件制造中的应用。

3、实验室主要研究成果及应用情况;

成果1:类金刚石(DLC)薄膜制造技术及应用

DLC薄膜作为新型的薄膜材料,具有优异的红外光学、力学、电学、声学、热学等性能,具有广泛的应用范围。DLC薄膜作为新一代的光学材料,它具有一系列优异的性能:红外区透明、硬度高、耐磨擦、化学性能稳定、耐冲击、热膨胀系数小等。DLC薄膜可作为窗口保护膜;红外光学系统的红外增透及保护膜;CD-ROM光盘的高强度保护膜;半导体激光器和高功率集成电路的绝缘散热衬底;扬声器振动膜涂层等。实验室从八五开始进行DLC膜的制造与应用技术研究工作,先后进行了脉冲真空电弧制造技术研究、非平衡磁控溅射技术研究、大面积DLC薄膜镀制技术研究、DLC红外减反射薄膜研究、DLC薄膜对钛镍合金的表面改性方法等研究工作。该项研究先后获得国防科技进步二等奖一项、三等奖一项;获得陕西省国防科技进步一等奖一项;申报国家发明专利多项,其中“类金刚石薄膜对钛镍合金的表面改性方法”已授权。

采用脉冲电弧离子镀技术镀DLC膜,是物理汽相沉积方法。其镀制方法简单,不需要给基片加负偏压,也不需要在镀制过程中给真空室中充任何气体,镀制工艺重复性好,适合于大批量工业生产应用。采用该方法镀制的DLC薄膜,光学透明性好,化学性能稳定,耐磨性好,能耐受恶劣环境。

DLC红外减反膜用于红外光学元件,在f150范围内不均匀度小于5%,在3~5μm和8~12μm波段平均透过率超过94%,峰值透过率达到97%,可作为优良的红外增透膜和保护膜,该项技术已经在多用户投入应用。

在钛镍合金上镀制DLC薄膜进行表面改性,可在钛镍合金表面制备出牢固性好、摩擦系数小、耐磨损、硬度高的类金刚石薄膜,可用于医疗卫生用刀具、机械加工表面增强以及装饰等。此表面改性技术操作工艺简单,表面改性的成本低廉,是钛镍合金表面改性非常适用的表面改性技术。当膜层厚度为1.12mm时,薄膜的复合硬度为HV1356,摩擦系数为0.11。摩擦磨损实验表明:采用5N的载荷,陶瓷球转速为120rpm时,7000转之后仍未被磨损,有较好地耐磨擦特性。

成果2:等离子体与薄膜制造技术

实验室长期以来致力于等离子体发生及其在薄膜制造过程中的应用技术研究,在该研究项目中,曾获国家科技进步二等奖一项,省部级奖多项;申报和授权专利多项。已经投入应用的代表性成果有:

(1)离子源和离子束辅助镀膜工艺技术。

离子束辅助镀膜是在气相沉积镀制薄膜的同时,用离子束轰击,从而改善了薄膜的结构和各种特性。其优点有:a. 提高薄膜的机械特性、抗腐蚀能力和稳定性;b. 可以在塑料、胶合件和其他对温度敏感的基底上镀制薄膜;c. 提高膜层的抗激光性能;d. 缩短镀膜时间,提高工效,节省水电消耗。

(2)用于实现离子束辅助镀膜的关键装置——离子源。

实验室研制成功了两种离子源。一种是宽束冷阴极离子源,它具有寿命长、结构简单紧凑、工作稳定使用方便、实用性强等优点。主要技术指标有:离子能量400eV~2000eV可调;离子束流密度约2~140μA/cm2;工作气体压力3×10-3Pa-5×10-2Pa;工作气体:氩、氧、氮、甲烷等。研制的另一种离子源是端部霍尔离子源,它具有离子束流密度强、辐照面积大、结构简单、寿命长等优点,主要技术指标有:离子能量40eV~120eV;离子束流密度1-5mA/cm2;工作气体压力9×10-3Pa~6×10-2Pa;工作气体:氩、氧、氮、甲烷等。

(3)脉冲真空电弧离子镀膜机。

实验室从八五末期开始研究脉冲电弧离子源技术,并开展了采用脉冲电弧源镀制类金刚石薄膜技术的研究。采用脉冲电弧离子镀技术可镀制各类金属膜、合金膜等耐磨涂层。自行设计的f1100脉冲真空电弧离子镀膜机,可以工作在高真空条件下,不需要工作气体。可以达到的主要技术指标:真空度5×10-4Pa以上;阴极工作电压60-400V;起弧电压300-800V;脉冲频率1-30Hz。

(4)高精度薄膜厚度控制装置。

主要应用于薄膜厚度在线监控技术;改善国产镀膜机的自动化程度;提高光学镀膜机的厚度监控水平;波长分辨率优于0.1%;稳定度优于0.3%;零点漂移小于1-2%/h。

成果3:超光滑光学元件制造与检测技术

实验室长期以来注重光学元件的精密加工与检测技术研究,从2000年以来,先后完成了非球面柔性抛光与检测技术研究、磁流变抛光技术研究、超光滑表面加工与检测技术研究等项目,申报国防专利3项、国家专利8项;获省部奖2项。目前已经有多项研究装置投入应用,代表性装置如下:

(1)激光谐振腔光学损耗测量装置(激光波长:0.6328微米):

根据激光谐振腔光学损耗的大小,在同一装置上提供谐振法和时间衰减法测量激光谐振腔的损耗,损耗较大时采用谐振法测量,损耗较小时采用时间衰减法测量,从而获得更高的测量精度。装置还具有激光谐振腔模式分布成像和谐振腔内光阑成像测量功能,并可以自动测量激光光斑和光阑孔的相对位置。可达到的性能指标:

a.采用测定谐振曲线参数的方法,即用谐振腔输出模式的线宽确定损耗。

        参数:谐振腔中s-与p-偏振模式TEM00,TEM01,TEM10的光学损耗;

    谐振腔中s-与p-偏振模式相位移动的差值。

    测量范围:光学损耗的测量范围为:0.1%~2%。

    相位移动的测量范围为:0.1~p弧度。

    测量误差:光学损耗测量的均方误差不大于0.03%+被测量值的5%。

    相位移动测量的均方误差不大于0.05弧度+被测量值的10%。

b.采用时间衰减法测定谐振腔的极低损耗

    被测参数:谐振腔中s-与p-偏振模式TEM00,TEM01,TEM10的光学损耗;

    测量范围:光学损耗的测量范围为:0.03%~0.15%。

    测量误差:光学损耗测量的均方误差不大于0.01%+被测量值的10%。

c.采用时间衰减法测定谐振腔的极低损耗

    被测参数:谐振腔中s-偏振模式TEM00的光学损耗;

    测量范围:光学损耗的测量范围为:0.005%~0.03%。

    测量误差:光学损耗的测量的均方误差不大于0.0015%+被测量值的15%

d.测量s、p态的模的间隔,根据理论计算和实际测量的相位差别确定谐振腔中镜片的曲率半径。

e.采用CCD成像法测量谐振光轴上模的形态。

    被测参数:谐振腔光轴处光阑与模的形态。

(2)全自动扫描高反射镜积分散射和透射分布测量装置:

    在同一台装置上自动测量高反射镜的积分散射、透射和测量低透射率样品的透射率。采用计算机控制样品的平移和旋转可以获得被测量的二维分布图。装置可达到的性能指标:

    a.反射镜多点多轨迹积分散射率测试:测试范围:10~1000ppm,光线入射角度45°;10~100ppm,测试精度±1ppm;100~1000ppm,测试精度±5ppm;同点重复测试重复性:10~100ppm,同点测试重复性±1ppm;100~1000ppm,同点测试重复性±5ppm。

    b. 反射镜多点多轨迹透射率测试:测试范围0~60ppm,精度0.5%;测试样品角度90°可调;同点重复测试重复性:±10ppm;

    c.激光波长:0.6328微米;最小测试光斑:0.54mm,激光偏振态:s-、p-线偏振光、圆偏振光可选。

(3) 高反射光学元件背散射测试仪:

该装置用于激光陀螺高反射镜和低损耗光学薄膜元件的背向散射测量。系统包括机械结构、电学系统和测试控制软件三部分,实现基于计算机的背散射微弱信号的采集和数据自动处理。性能指标:测量角度25~50°可调;偏振态s,p可选;测量范围0.01%~0.0001%;测量精度2ppm;调制频率1kHz~100kHz。

(4)FRP-1型非球面柔性抛光设备:

该设备用于光学零件加工及超精密加工装置,特别适合非球面研磨机床磨削成形后的非球面光学零件柔性抛光加工。抛光表面粗糙度优于0.001μm。主要用于精磨后的非球面抛光,可以用来加工一定非球面度、口径在f5~f120mm的零件。

(5)CLP200磁流变抛光机:

利用磁流变抛光技术实现光学制造的设备,主要应用于超光滑光学零件的抛光,可以加工各类光学材料;加工面形精度高,面形偏差小于1μm;表面粗糙度值小于1nm;可以实现亚表层无损伤加工。该装置采用了独特新颖的机械结构设计,实现了精密的高速球面抛光新技术。可形成环带状Bingham凸起,是一种面接触加工方式,可实现快速加工;可以随时改变加工的曲率半径,加工灵活,无需传统的抛光模制作,加工效率高。

(6)非球面光学面形检测仪:

主要应用于光学非球面零件的加工过程中,测量被加工的光学非球面面形。它是在横向剪切干涉的技术基础上,将压电陶瓷引入相移,通过采集卡和CCD获取相移条纹图像,经过计算机数学处理,实现了对中小口径光学非球面的快速、抗干扰、高精度测量。装置面形检测精度:0.1μm;测量范围:顶点曲率半径R30~1000mm;工件直径:凹面f20~300 mm;凸面f20~100mm;显示结果:表面面形误差数据;一维面形误差曲线;二维面形误差立体图。

成果4:常温红外热成像制造技术

室温热成像系统技术属于电子信息技术领域,近年来随着制造技术的进步、制造成本的降低,使得室温热成像系统的应用日益广泛,特别是在民用领域的应用得到极大拓展,潜在的经济、社会效益也极大地刺激了相关技术的进步。室温热成像系统在国防领域的应用价值在两次海湾战争中得到体现,这也极大地刺激了相关应用的需求增长,成为下一阶段需求的重点,吸引了相当的科研力量投入。

室温热成像系统的应用领域覆盖了国防、安全保卫、消防、车辆驾驶、警务、工业过程监测、灾害防止等广泛的领域。其应用领域的拓展依赖于系统的价格。

实验室进行本项目的研究目的是开发具有高集成度、高性能、小型化、低成本等特点的室温热成像系统。设计了基于DSP+FPGA的图像处理电路硬件平台和系统控制以及图像处理软件;采用混合集成电路的方式,设计实现了相应的专有集成电路,提高系统可靠性与集成度,降低外界干扰;获得了开放式室温热成像系统的开发技术。在研究的基础上,申报了发明专利2项。目前已经达到的技术指标为:

    –       光谱范围:      8~14μm

    –       视场:          16o和25o两种

    –       视频输出:      PAL制式

    –       场频:          25/50Hz或者30/60Hz

    –       NETD(f1,25Hz)   <0.1K

    –       电源:          8Wh可充电摄像机锂电池

    –       电源使用时间:     >3小时

    –       显示:          取景器式黑白/伪彩色LCD

    –       使用温度:      -20~+55oC

    –       系统重量:     <400克(不包含光学系统)

4、实验室运行开放情况;

    实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,实行依托单位领导下的主任负责制。

    实验室主任由学校推荐,主管部门聘任,报相关部门备案。

学术委员会由省内外优秀专家组成,是实验室的学术指导机构,主要任务是审议实验室的目标、任务和研究方向,审议实验室的重大学术活动、年度工作,审批开放研究课题。

实验室研究队伍由固定人员和流动人员组成,少量固定人员以学科、学术带头人为主,按实验室所设学科严格控制其编制。

实验室根据研究方向设置开放基金和开放课题,吸引国内外优秀科技人才,加大开放力度,积极开展国际和国内合作与学术交流。

根据“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,实验室重视多学科、多专业的相互渗透,鼓励相关学科的相互结合和集成。长期以来坚持对外开放交流,接纳国内外访问学者和客座教授来实验室开展研究工作。

实验室注重国内外的交流与合作,为教师提供更多接触学科前沿的机会。在国际交流方面,各主要研究方向上的学科带头人要与国外知名研究机构保持密切联系,通过访问学者、邀请讲学、讲座和合作科研等形式保持密切的学术交流、人员交往和良好的合作关系。主要学科带头人通过“走出去、引进来”的手段,始终能够站在学术前沿,引领实验室科研人员共同开展科学研究工作。

实验室先后与国内外多家企事业单位签订了友好合作协议,成为这些单位的研发基地或合作伙伴。

    表  实验室部分合作伙伴

    序号

    单位名称

    合作形式

    备注

    1

    北方光电有限公司

    合作协议书

    红外技术联合研发中心

    2004年签署

    2005.7挂牌

    2

    泰勒霍普森公司

    合作协议

    泰勒霍普森公司精密检测技术培训基地

    2005.6.27签署

    2005.7挂牌

    3

    德国莱堡公司

    合作建议书

    2005.9.13草签

    4

    中白高技术合作研究中心

    合作研究基地

    2005.10.20挂牌

    5

    成都奥晶科技有限责任公司

    合作备忘录

    2005.12.22签署

    6

    西安北方捷瑞光电科技有限公司

    合作备忘录

    2006.3.20草签

    7

    利达光电股份有限公司

    合作协议

    2006.11.28草签

    8

    成都南光机器有限公司

    合作协议

    南光机器薄膜技术研究基地

    2007.1.29签署

    2007.3.10挂牌

    9

    深圳欧菲光科技股份有限公司

    合作协议

    薄膜技术联合研究所

    2007.11.10签署

    2008年5月挂牌

    10

    西安方元明科技发展有限公司

    合作协议

    2008年7月18日签署

    5、实验室学术交流与合作情况;

实验室注重营造良好的学术交流氛围,促进学术交流与合作。学术活动是重点实验室一项重要的日常工作,是实验室进行学术交流与合作的窗口,它直接反映实验室的学术氛围、学术水平和学术地位,关系到实验室的学术影响力。实验室的学术交流活动包括三个大的部分:

    Ø  学术带头人定期讲座,通常安排在下半年(上半年以硕士论文的答辩交流为主)。主要内容有:

    ²  学科方向发展动态;

    ²  专业研究专题讲座。

    Ø  各研究方向定期开展交流活动,在交流的过程中共同提高学术水平。目前在微光电器件实验室和薄膜技术实验室已经初步形成研究生指导团队化的态势,为提高硕士生培养质量提供了一条有效路径。

特邀专家学者专题讲座。为了加强行业领域内学术沟通,实验室每年都邀请相关领域知名学者来实验室进行讲座,扩大研究人员视野,不断提高科学研究水平。

实验室注重充分发挥合作研究基地作用,不断提高合作研究水平。实验室从2002年开始接纳国内外访问学者来实验室开展研究工作先后有白俄罗斯明斯克无线电信息大学薄膜技术实验室主任Svadkovski Igor Vitalevich教授、西安有色研究院材料防腐所所长李争显研究员、西安交通大学现代设计与转子轴承教育部重点实验室主任刁东风教授、西安电子科技大学理学院副院长李平舟教授、澳大利亚悉尼大学物理学院Y. Yin博士来实验室开展合作研究工作。

实验室与白俄罗斯无线电信息大学的薄膜实验室有着良好的科研合作关系。自1999年以来,先后有白俄罗斯比库尔院士、达斯坦克院士和白俄罗斯多名专家,多次来我实验室进行访问。实验室取得了一系列合作科研成果。近年来取得的主要成果有:

    Ø  通过国际合作,借鉴国外先进经验,开展了离子清洗源与离子溅射源设计、制造、调试与应用研究。

    Ø  白俄罗斯院士达斯坦克教授获陕西省2006年度三秦友谊奖。

    Ø  由于中白科技合作取得良好的效果,获得2005年国家科技部85万元中白合作科研经费资助开展光学元件的等离子体抛光技术研究。

    Ø  2007年获得国家科技部140万元中白合作科研经费支持激光薄膜及检测技术研究。

6、已具备的科研条件(科研用房、仪器设备、配套设施)

长期以来,实验室建设工作得到了陕西省教育厅、学校等各级领导的高度重视,近五年来投资逐年增加,购置经费包括重点实验室建设费、重点学科建设费、中省共建费以及合作研究基地建设费等。

目前实验室拥有科研用房面积约为3200平方米,包括光学镀膜室(拥有光学镀膜机8台)、超硬薄膜室(拥有磁控溅射、电弧镀等制造设备4台)、薄膜性能检测室、光学检测室、非球面光学元件制造室、光学工艺室(包括铣磨、精磨、抛光等分室)、微光电器件制造室(拥有约450平方米的洁净室和光刻机、PECVD装置、等离子体刻蚀机、真空镀膜机、引线键合机等大型设备)、光电特性检测室等,实验室仪器设备总值约2300万元,其中30万元以上的大型设备有19台,100万元以上设备有4台。实验室在高精度光学薄膜研发和检测方面的装置已经达到了国际先进水平;在光学零件加工与检测、微光电器件制造与检测方面的装置已经达到了国内先进水平。各研究方向代表性设备简介如下:

1)、 光学薄膜制造与检测设备

    Ø  德国莱宝SYRUSpro 1100型光学多层镀膜机

SYRUSpro 是莱宝光学开发应用于精密光学的真空镀膜系统。这套设备的设计针对在各种不同基片材料上使用各种镀膜材料进行光学薄膜镀制的应用。配备有一个6KW和一个10KW的电子枪以及一套电阻式蒸发装置,并配备有APS等离子体源,用于离子束辅助沉积。膜厚控制采用了两种宽光谱光学监控,分别是透射式直接监控和反射式间接监控,两外来配备有石英晶体监控装置。在光学薄膜监控过程中可以实现物理膜厚和光学膜厚同时监控,可以方便地控制规整膜系和非规整膜系,适合于紫外、可见到红外区全波段光学薄膜的镀制与控制。

    Ø  紫外-可见分光光度计:

    ²  型号:U-3501   ·生产厂家:日立公司

    ²  性能指标:光谱范围:185-3200nm;波长精度:紫外-可见区域≤±0.2nm,近红外区≤±1.0nm

    ²  主要应用:材料的吸收;光学材料的透过率;光学材料的反射率

  Ø  傅立叶变换红外光谱仪:

    ²  型号:Spectrum GX   ·生产厂家:美国Perkin-Elmer 公司

    ²  性能指标:光谱范围:15000~30cm-1 分辨率:0.2~64cm-1 信噪比:45000:1

     Ø  M-2000UV椭偏仪:

美国J.A.WOLLAM公司生产,主要用于测量薄膜样品的折射率、消光系数以及厚度。

          

 Ø  MP-100S膜厚测试仪:

MP-100S型膜厚测试仪,美国引进,主要用于薄膜厚度,折射率消光系数的测量。

    

Ø  6401应力测试仪:

该设备由北京光电技术研究所根据剪切干涉原理设计制造的,通过测量每道工序前后基片面形的变化来测量曲率半径的变化及应力分布,计算薄膜应力。

  Ø  BY-1100A型等离子体镀膜设备:

    2000年由白俄罗斯引进,内装有复合磁控源、扩展弧源、离子束源。具有非平衡磁控溅射和平衡磁控溅射两种工作模式,可溅射生成各种薄膜。同时可采用直流电弧镀工作方式,镀制所需薄膜。

   

 Ø  УВНИПА-1-001型等离子体镀膜机:

1999年由白俄罗斯引进,内装有脉冲真空电弧离子源、磁过滤电弧离子源以及清洗离子源。主要用于镀制类金刚石红外增透及保护膜以及氮化钛等刀具装饰膜和耐磨膜。     

    2)、 光学元件加工设备

经过多年的努力,在国家专项、学校自筹及社会的资助下,通过自主研发和购买先进设备,光学工艺实验室已经具备了制造和检测先进光学元件的能力,可以进行先进光学元件的研发和小批量生产;同时也是教学示范、生产实习、毕业设计等实践教学基地。

    河南中光学集团公司制造的平面环抛机和下摆精磨抛光机,吸收了他们在光学元件制造方面的经验和技术,适用于光学行业,电子行业高精度玻璃、硅、锗产品的研磨和抛光,也可用于金属平面的研磨和抛光,可以得到超光滑光学表面。

 

    除此之外,光学工艺实验室还有玻璃下料机、光学平面铣磨机、中型球面铣磨机、定心磨边机、高性能精磨抛光机、古典平面和球面精磨抛光机、高速平面和球面精磨抛光机、测角仪等设备。

目前,光学工艺实验室已成为河南中光学集团公司的人才培养基地;也是Taylor-Hobson公司的检测培训基地。

  Ø  SPM50-1SL铣磨机:

德国引进,自动控制成形,用于加工球面或非球面的光学元件,加工范围:f5~60mm,X方向轴精度1mm;Y方向轴精度1mm;C角度精度1²。

     

    3)、光学加工过程中的检测装

    Ø  精密轮廓仪:

    它是一种接触式轮廓测量仪器,用于测量光学零件宏观轮廓和微观粗糙度。该仪器测量精度高,高度测量范围到6mm,长度测量范围为120mm;主要用于非球面铣磨后的面形和轮廓检测;对于粗糙度测量,测量精度达到10nm。

  

 Ø  非接触式轮廓测量仪

      触式轮廓测量仪主要用于光学零件表面抛光后的亚表层损伤的测量,以及超光滑表面的测量等。垂直分辨率:0.1A;RMS 重复性 (Z):0.03A

    4)、超光滑光学表面加工与检测技术研究成果装置

 Ø  自行研制的低损耗薄膜散射测试仪

激光背散射积分测试仪(LBS-1)薄膜背散射积分测试仪用于激光陀螺高反射镜等超光滑光学表面的背向散射测量。系统包括机械结构、电学系统和测试控制软件三部分,实现基于计算机的背散射微弱信号的采集和数据自动处理。性能指标:测量角度25~50o可调;偏振态s,p;测量范围0.01%~0.0001%;测量精度2ppm;调制频率1kHz~100kHz。

    Ø  自主研发的非球面柔性抛光机

    本成果目的在于提供一种非球面光学零件加工过程中表面抛光均匀的非球面光学零件柔性抛光装置,它的最大优点是不改变原有的面形,且是均匀抛光。

 该设备通过压缩气体使柔性抛光材料表面产生变形,以达到抛光模和被抛光零件密切大面积接触的目的。通过调节支撑件的摆幅、角度以及气体压力,达到非球面光学零件表面的均匀柔性(不改变原有面形)抛光。主要用于光学零件加工及超精密加工装置,特别适合非球面研磨机床磨削成形后的非球面光学零件柔性抛光加工和超光滑光学表面零件的最后一道工序的加工。加工口径为5~120mm。

    Ø  自主研发的磁流变抛光机

    可以对玻璃、硅等材料进行球面、平面、非球面和自由曲面的超光滑加工,表面粗糙度Ra可达0.6nm;

     

    5)、微光电器件制造研发设备

    Ø  SAMCO PD-220N等离子增强化学汽相沉积设备:

    主要用于SiO2,Si3N4,SixNy,α-Si:H薄膜沉积,可在直径Φ230mm区域内沉积,具有较高的膜厚均匀性和折射率一致性。

  

 

  Ø  West Bond引线键合机:

美国制造,利用超声技术将0.0007-0.002英寸的铝线或金线键合到需要引线的样品上。

   

Ø  微凸点电镀设备:

 中国制造,主要用于制作光电器件电极微凸点.

    

 

Ø  96型键合机:

德国引进,主要用于芯片与敏感薄膜的键合.

    

 

Ø  RTP-500真空快速热处理炉:

该设备主要由真空系统、快速加热系统、冷却系统以及计算机控制系统等组成,可以在各种气氛以及各种气压下进行热处理。主要用于微电子器件制造过程中各种铁电膜以及半导体薄膜材料的快速热处理。

  

  Ø  Quintel 4000-4光刻机:

   美国引进,主要用于光敏感材料的图形化,对准精度优于1微米。

    

 

Ø  ICP-98A等离子体刻蚀机:

     微电子研究中心制造,主要用于薄膜与硅材料的刻蚀加工。

  

 

 Ø  L-150A偏光显微镜:

     引进,有暗场、亮场及差分干涉及偏振多种模式,最高倍率1000

 

 

 

 

网址:陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室

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