Плазменная обработки является мощным инструментом для очистки поверхностей материалов от загрязнений, уменьшения шероховатости поверхности, повышения поверхностной энергии и модификации поверхности. Использование установок плазменной обработки в цепочке технологического оборудования является общемировой тенденций. В статье приведены результаты обработки в плазме высокочастотного газового разряда в установке плазменной обработки MPC RF 12 стеклянных подложек, используемых в изделиях фотоники. Исследовано влияние параметров и режимов плазменной обработки, а именно мощности и времени, на качество обработки, определяемое углом смачивания. Показано, что в некоторых случаях можно достичь сходных результатов при разном соотношении параметров плазменной обработки.

ВВЕДЕНИЕ

К возникновению фотоники как отдельной промышленной отрасли и как научному направлению привело развитие лазерной техники. Эксперты связывают с ней возможности решения многих проблем, стоящих перед человечеством в области информационного обеспечения, промышленного производства, энергетики, здравоохранения, охраны окружающей среды, обеспечения безопасности.

Еще в 60–80 е годы прошлого столетия фотоника выделилась в отдельную область науки благодаря новым изобретениями: лазером, лазерным диодом, оптоволокном и оптическим усилителем на оптоволокне. В последние годы фотоника проникла уже во все сферы нашей жизни. Сейчас это направление науки охватывает широкий спектр оптических, электрооптических и оптоэлектронных устройств, а также их разнообразных применений. Основные области исследований фотоники включают волоконную и интегральную оптику, в том числе нелинейную, физику и технологию полупроводниковых соединений, полупроводниковые лазеры, оптоэлектронные устройства, высокоскоростные электронные
устройства. Существенно усилилась связь фотоники с квантовой оптикой и квантовыми вычислениями.

Для решения конкретных задач во всех перечисленных областях применения важна неизменность структуры используемого материала и качества его поверхности, что связано с необходимостью достижения минимума оптических потерь в приборах и устройствах. Предельные характеристики оптических потерь материалов, используемых для задач фотоники, могут быть установлены, если принимать во внимание потери на собственное поглощение и рассеяние материала. Значительные потери возникают при загрязнениях материалов примесями, а также при наличии на поверхности контакта загрязнений и микронеровностей. Наличие микронеровностей на границе раздела слоев в приборах влечет за собой двой­ное лучепреломление света и несобственные оптические потери.
Для удаления загрязнений и микронеровностей с поверхности материала, помимо классической механической и химической обработки, все чаще применяют и плазменную обработку в вакууме. Следует отметить, что плазменная обработка поверхности модифицирует свой­ства поверхности без изменения свой­ств самого материала, что важно для материалов оптического и оптоэлектронного назначения.

С помощью плазменной обработки можно влиять на смачиваемость поверхности – создавать гидрофобную, гидрофильную поверхность, т. е. поверхность с необходимыми свой­ствами. Такие процессы возможны в результате формирования поверхностного слоя с определенными химическими свой­ствами.

От параметров процесса плазменной обработки зависит степень и уровень модификации поверхности материала. В плазме можно проводить как очистку и травление (удаление загрязнений и снятие слоев материала), так и осаждение (нанесение материала), активацию поверхности (создание активных центров на поверхности металлов для последующей обработки).
Следует отметить выраженное направление развития фотоники в сторону волновой оптики, где используется широкий спектр полимерных материалов. Так, в процессе изготовления волновода три оптических слоя – нижняя оболочка, сердцевина и верхняя оболочка – изготавливаются на подложках путем последовательного наращивания. Каждый оптический слой проходит через последующие циклы нанесения покрытия, визуализации и отверждения. В результате полимерные схемы трассировки с более высоким индексом (оптические сердечники) полностью окружены оптическим материалом с более низким индексом (оптическая оболочка).

Важно сохранять ровную поверхность полимеров от слоя к слою. Будет целесообразно провести дополнительную обработку между этапами нанесения слоев для достижения требуемой модификации поверхности и подготовки ее к нанесению следующего слоя, улучшающего адгезионные качества.

В статье проведена оценка влияния плазменной обработки на стеклянные подложки материалов, используемых при изготовлении изделий фотоники.

Подпишитесь на журнал, чтобы прочитать полную версию статьи.