在10月18－20日举行的2022年德国法兰克福光电及激光展览会（OPTATEC 2022）展会上，汉诺威激光中心（LZH）展示了3种工业光学领域的未来技术，包括：新一代沉积系统（Spatial ALD）、微型滤波器、多半径BBM。

图片来源：汉诺威激光中心（LZH）

新一代沉积系统Spatial ALD：这一概念与等离子体激活能够实现更快的光学涂层速度。该技术能够在各种复杂形状和材质的表面、光学几何图形上更高效地均匀涂覆光学保形涂层，从而支持制造出高质量的光学器件。这样的特性使得Spatial ALD系统非常适用于汽车照明、VR／AR等代表性领域。

该系统有4个独立的过程室，由压力和氮气隔开，每一个过程室都完成ALD反应步骤。之后基板会旋转进入下一个腔室，并由此实现了更高的沉积速率。

由于该系统是基于等离子的，它可以在低于100℃的低温下运行，使其特别适用于涂层温度敏感的聚合物光学元件，这些光学元件通常用于显示器。

据介绍，Spatial ALD系统是LZH与芬兰ALD高端设备厂商Beneq合作研发的，LZH已经从后者那里采购了原子层沉积（ALD）系统。Bontgen表示：“典型的ALD机器相当慢，所以我们正在努力使其更快，使其与其他ALD半导体工艺兼容，并使其适应于光学涂层应用。”“对于传统的表面，如球形涂层系统，通常会偏向于接受较厚涂层的一侧或区域，但我们的目标是使涂层过程在目标形状上均匀地传递材料，如在球体或圆柱体内部。”

小型化滤波器：无论是在电信、量子技术还是生命科学领域，小型化滤波器都有许多应用。没有衬底的薄膜滤光片的生产，使得制造非常小和非常紧凑的光学器件成为了可能，例如用于光子集成电路。

多半径宽带监控器（BBM）：这种监控器允许光学被精确、有效和可重复地涂覆。科学家们提出了一个多半径的新概念来改进过程控制。通过这种方式，可以以最佳方式遵循指定的设计。

在BBM和重新设计的相互作用中，光学元件可以非常精确、高效和高再现性地进行涂覆。涂层工艺的在线重新设计已在生产中得到验证。除了传输中的测量之外，在多个测量路径上的反射率测量也可以直接在涂层过程中捕获均匀性。

汉诺威激光中心（LZH）光学元件部门涂料集团负责人Tammo Bontgen表示：“考虑到基于无衬底涂层材料的微型过滤器，我们所做的是使用传统的离子束溅射（IBS）涂层衬底。然后，我们通过化学分离的方式将涂层本身从基底上剥离。接着我们把30－40微米的涂层切成‘小块砖’，这些可以用作电信应用中光纤段之间的光滤波器。成为过滤器的涂层材料通常是硅、铪、钽和钛的氧化物的组合。”

“插入‘小块砖’比试图覆盖光纤的末端更好、更容易。传统的电信光纤接头由涂层光纤末端制成，接头处的损耗也相对较高，因此使用我们的瓷砖作为光学滤波器效率更高。LZH是极少数能够做到这一点的公司之一，我们的方法既能实现更好的质量控制，又能实现大规模生产。”

LZH还在进行另一个相关项目，将这种涂层直接沉积到光纤的末端，而不会失去涂层腔中的真空空间。这一操作的挑战点在于在长达几米的光纤内，做到涂层只是覆盖光纤的末端，而不是整个光纤部分。

Tammo Bontgen透露，这一目标目前是一个IGEL研究项目，由LZH和其潜在合作伙伴提出，预计将于2023年启动。他表示，这一技术突破不仅可以应用于电信，还可以应用于生物成像的内窥镜检查和防反射涂层，例如芯片检查。