Дослідження тонких оксидних покриттів на оптичному склі отриманих вакуумним напиленням

Коновал, Артем Володимирович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7776
Title:	Дослідження тонких оксидних покриттів на оптичному склі отриманих вакуумним напиленням
Authors:	Канашевич, Георгій Вікторович Коновал, Артем Володимирович
Keywords:	Оксидні покриття
Issue Date:	2025
Abstract:	АНОТАЦІЯ На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження тонких оксидних покриттів на оптичному склі отриманих вакуумним напиленням». Виконавець: студент групи мНТ-42 Коновал Артем Володимирович. Керівник: д.т.н., професор Канашевич Григорій Вікторович. Кваліфікаційна робота містить 106 сторінку формату А4, 24 рисунків, 12 таблиці, 30 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі магістра було розглянуто основні типи оптичних покриттів та сучасні методи їх нанесення, що широко застосовуються в оптоелектроніці, приладобудуванні та суміжних галузях. Проаналізовано фізичні принципи вакуумного напилення тонких плівок, а також окремі технології, зокрема резистивне, лазерне, електронно-променеве, іоннопроменеве та магнетронне напилення. Показано, що кожен із методів має свої переваги, обмеження та області застосування, які визначаються вимогами до оптичних, механічних і структурних властивостей покриттів. Окрему увагу приділено можливим дефектам, що виникають у процесі формування плівок. Вибір оптимальної технології напилення та контроль параметрів процесу є ключовими чинниками для отримання високоякісних оптичних плівок із заданими властивостями. Для отримання якісних оптичних покриттів використано електронно-променеве напилення. Використання вакуумних установок із контрольованими параметрами процесу забезпечує стабільність умов осадження, однорідність покриттів та відтворюваність результатів, що є критично важливим для формування тонких плівок із заданими фізикохімічними властивостями. Розглянуто методику розрахунку одношарової плівки, яка дозволяє визначати її основні оптичні та геометричні параметри. Наведено характеристику спектрофотометра СФ-26-10, який використовується для дослідження оптичних властивостей оксидних покриттів. Описано технологічний процес отримання оксидних покриттів. Досліджено оптичні характеристик оксидних покриттів HfO₂, Al2O3. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях проведено аналіз умов праці при проведенні досліджень в лабораторії
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7776
Appears in Collections:	131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Коновал.pdf Restricted Access		2.19 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
Міністерство освіти і науки України 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
 
До захисту допущено: 
Завідувач кафедри ТОМВ 
____________Георгій КАНАШЕВИЧ 
«_____»_____________2025р. 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи магістра 
 
на тему: «Дослідження тонких оксидних покриттів на оптичному склі 
отриманих вакуумним напиленням»  
 
 
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мНТ-42 
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка» 
Освітня програма – «Обробка металів за 
спецтехнологіями» 
Коновал Артем Володимирович  
Керівник: д.т.н., професор Канашевич Г.В 
Рецензент: інженер-технолог  
ПП «Фотоніка плюс»   
Голуб М.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Черкаси 2025 р.  
1 
 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
Освітній рівень  магістерський. 
Спеціальність 131 «Прикладна механіка». 
Освітня програма «Обробка металів за спецтехнологіями» 
 
        ЗАТВЕРДЖУЮ: 
        Завідувач кафедри ТОМВ 
 Георгій КАНАШЕВИЧ 
        «       »       ____________2025 р. 
 
ЗАВДАННЯ 
на кваліфікаційну роботу магістра 
Коновала Артема Володимировича  
(прізвище, ім’я, по батькові) 
1. Тема роботи «Дослідження тонких оксидних покриттів на оптичному склі 
отриманих вакуумним напиленням» . 
Керівник  роботи Канашевич Георгій Вікторович, д.т.н., професор 
                                            (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від 
 «15» вересня 2025р. №261/03-03 
2. Термін подання здобувачем роботи 26.11.2025р. 
3. Вихідні дані до роботи: Обладнання для вакуумного напилення, 
технологічний процес отримання тонких покриттів 
4. Зміст пояснювальної записки: Типи оптичних покриттів; Вакуумне 
напилення тонких покриттів; Резистивне напилення; Лазерне напилення; 
Електронно-променеве напилення; Іонно-променеве напилення; Магнетронне 
розпилення; Можливі дефекти, що формуються під час нанесення плівок; 
Обладнання, що використовується у процесі виготовлення оксидних 
покриттів; Методика розрахунку одношарової плівка; Спектрофотометр СФ-
26-10; Технологічний процес отримання оксидних покриттів; Визначення 
оптичних характеристик оксидних покриттів HfO2; Визначення оптичних 
характеристик оксидних покриттів Al2O3; Охорона праці та безпека в 
надзвичайних ситуаціях.  
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових 
креслеників, плакатів, презентацій тощо Тема, мета, задачі; Обладнання для 
напилення покриттів; Технологічний процес напилення покриттів у вакуумі; 
Графік залежності пропускання світла від довжини хвилі для покриття HFO2 
отриманого на оптичному склі при температурі підложки 100С; Графік 
залежності пропускання світла від довжини хвилі для тонкого покриття 
HFO2 отриманого на оптичному склі при температурі підложки 200С; Графік 
залежності коефіцієнту відбиття від зміни температури підкладки і 
швидкості конденсації при нанесенні HFO2; Графік залежності дисперсії 
показника заломлення шару AL2O3; Графік залежності коефіцієнту відбиття 
2 
 
від  товщини шару AL2O3; Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях; 
Висновки. 
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується 
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата 
Розділ 
консультанта завдання видав завдання прийняв 
Розділ 1-3 Канашевич Георгій Вікторович   
Розділ 4 Цікановський Володимир Леонідович   
 
7. Дата видачі завдання 16.09.2025 р. 
Календарний план 
№ Назва етапів дипломного  Строк   
Примітка  
з/п роботи  виконання етапів роботи 
1 Збір інформації для написання КРМ 16.04. - 01.10.2025  
2 Написання І розділу КРМ 02.10.-15.10.2025  
3 Написання ІІ розділу КРМ 16.10 – 24.10.2025  
4 Написання ІІІ розділу КРМ 25.10 – 2.11.2025  
5 Написання розділу з охорони праці 03.11 – 09.11.2025  
6 Оформлення пояснювальної записки 10.11 – 25.11.2025  
7 Оформлення графічної документації 26.11 – 04.12.2025  
8 Захист роботи 19.01.-20.01.2025р.  
    
    
 
Здобувач                                       ___________              __Артем КОНОВАЛ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
Керівник                                       ___________            Георгій  КАНАШЕВИЧ__ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
АНОТАЦІЯ 
На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження тонких 
оксидних покриттів на оптичному склі отриманих вакуумним напиленням».  
Виконавець: студент групи мНТ-42 Коновал Артем Володимирович. 
Керівник: д.т.н., професор Канашевич Григорій Вікторович. 
Кваліфікаційна робота містить 106 сторінку формату А4, 24 рисунків, 12 
таблиці, 30 літературних джерел. 
В кваліфікаційній роботі магістра було розглянуто основні типи оптичних 
покриттів та сучасні методи їх нанесення, що широко застосовуються в 
оптоелектроніці, приладобудуванні та суміжних галузях. Проаналізовано 
фізичні принципи вакуумного напилення тонких плівок, а також окремі 
технології, зокрема резистивне, лазерне, електронно-променеве, іонно-
променеве та магнетронне напилення. Показано, що кожен із методів має свої 
переваги, обмеження та області застосування, які визначаються вимогами до 
оптичних, механічних і структурних властивостей покриттів. Окрему увагу 
приділено можливим дефектам, що виникають у процесі формування плівок. 
Вибір оптимальної технології напилення та контроль параметрів процесу є 
ключовими чинниками для отримання високоякісних оптичних плівок із 
заданими властивостями. Для отримання якісних оптичних покриттів 
використано електронно-променеве напилення. Використання вакуумних 
установок із контрольованими параметрами процесу забезпечує стабільність 
умов осадження, однорідність покриттів та відтворюваність результатів, що є 
критично важливим для формування тонких плівок із заданими фізико-
хімічними властивостями. Розглянуто методику розрахунку одношарової 
плівки, яка дозволяє визначати її основні оптичні та геометричні параметри. 
Наведено характеристику спектрофотометра СФ-26-10, який використовується 
для дослідження оптичних властивостей оксидних покриттів. Описано 
технологічний процес отримання оксидних покриттів. Досліджено оптичні 
характеристик оксидних покриттів HfO₂, Al2O3. В розділі охорона праці та 
безпека в надзвичайних ситуаціях проведено аналіз умов праці при проведенні 
досліджень в лабораторії 
  
4 
 
SUMMARY 
For the master's qualification work on the topic: "Study of thin oxide coatings 
on optical glass obtained by vacuum deposition". 
Performer: student of the MNT-42 group Konoval Artem Volodymyrovych. 
Supervisor: Doctor of Technical Sciences, Professor Kanashevich Grigoriy 
Viktorovych. 
The qualification work contains 106 pages of A4 format, 24 figures, 12 tables, 
30 references. 
The master's qualification work considered the main types of optical coatings 
and modern methods of their application, which are widely used in optoelectronics, 
instrument making and related industries. The physical principles of vacuum 
deposition of thin films, as well as individual technologies, in particular resistive, 
laser, electron beam, ion beam and magnetron deposition, were analyzed. It is shown 
that each of the methods has its advantages, limitations and areas of application, 
which are determined by the requirements for the optical, mechanical and structural 
properties of the coatings. Special attention is paid to possible defects that arise in the 
process of film formation. The choice of the optimal deposition technology and 
control of process parameters are key factors for obtaining high-quality optical films 
with specified properties. To obtain high-quality optical coatings, electron beam 
deposition was used. The use of vacuum installations with controlled process 
parameters ensures the stability of deposition conditions, uniformity of coatings and 
reproducibility of results, which is critically important for the formation of thin films 
with specified physicochemical properties. The method of calculating a single-layer 
film is considered, which allows determining its main optical and geometric 
parameters. The characteristics of the SF-26-10 spectrophotometer, which is used to 
study the optical properties of oxide coatings, are given. The technological process 
for obtaining oxide coatings is described. The optical characteristics of oxide coatings 
HfO₂, Al2O3 are studied. In the section on occupational health and safety in 
emergency situations, an analysis of working conditions during laboratory research 
was conducted.   
5 
 
Зміст 
Вступ…………………………………………………………………............7
 РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА  
1.1 Типи оптичних покриттів …………………………………………….. 9 
1.2 Вакуумне напилення тонких покриттів ……………………………..15 
1.3 Резистивне напилення…………………………………………………...17 
1.4 Лазерне напилення ……………………………………………………...20 
1.5 Електронно-променеве напилення …………………………………..23 
1.6 Іонно-променеве напилення ………………………………………….29 
1.7 Магнетронне розпилення ……………………………………………….33 
1.8 Можливі дефекти, що формуються під час нанесення плівок  ………36 
Висновки до розділу 1………………………………………………………37 
РОЗДІЛ 2 ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ОТРИМАННЯ 
ОКСИДНИХ ПОКРИТТІВ ПОКРИТІВ 
2.1. Обладнання, що використовується у процесі виготовлення оксидних 
покриттів …………………………………………………………………………38 
  2.2 Методика розрахунку одношарової плівка ………………………….45 
2.3 Спектрофотометр СФ-26-10  …………………………………………52 
2.4 Технологічний процес отримання оксидних покриттів …………….54 
Висновки до розділу 2 …………………………………………………...…60 
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ 
3.1 Визначення оптичних характеристик оксидних покриттів HfO₂………61 
3.2 Визначення оптичних характеристик оксидних покриттів Al2O3 ….74 
Висновки до розділу 3 ………………………………………………………80 
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКИ В НАДЗВИЧАЙНИХ 
СИТУАЦІЯХ 
4.1 Аналіз умов праці та безпека в надзвичайних ситуаціях при 
проведенні досліджень в лабораторії ……………………………………………82 
4.2 Дослідження природного освітлення в приміщенні…………………..88 
4.3 Розрахунок фактичного коефіцієнта природного освітлення за 
результатами проведених вимірювань …………………………………………..90 
4.4 Провести вибір нормативного коефіцієнта природного освітлення та 
побудувати графік за результатами проведених вимірювань…………………..91 
4.5 Провести розрахунок площі вікон в заданому приміщенні, необхідної 
для забезпечення нормативного рівня природного освітлення…………………92 
Висновок до розділу 4 …………………………………………………….101 
Висновки …………………………………………………………………..102 
Список використаних джерел …………………………………………..103 
6 
 
Вступ 
 
Технології отримання тонких оксидних плівок з різноманітних матеріалів 
відіграють ключову роль у сучасній техніці. Вони широко застосовуються в 
електроніці — для формування напівпровідникових, діелектричних чи 
металевих шарів, в оптичних системах — для створення відбивних, 
фільтруючих і поглинаючих покриттів, а також у машинобудуванні — де 
оксидні шари слугують ефективним засобом підвищення експлуатаційних 
характеристик матеріалів. 
Одним із найважливіших напрямів є синтез покриттів на основі оксидів 
металів, зокрема цинку, олова, індію та інших. Такі плівки широко 
використовуються при виготовленні прозорих електродів, плоских дисплеїв, 
нагрівальних елементів та енергоефективних теплозахисних систем. 
Оксидні оптичні плівки відіграють провідну роль у створенні 
інтерференційних фільтрів, дзеркальних структур, антивідбивних шарів та 
захисних покриттів. Процес їх формування включає контрольоване нанесення 
надтонких шарів із точно заданими оптичними характеристиками. До ключових 
параметрів таких плівок належать показник заломлення, оптичне поглинання, 
мікроструктура, пористість і температурна стабільність. Характеристики 
кінцевого покриття визначаються методом осадження, параметрами робочого 
середовища, температурою підкладки, енергією частинок, а також умовами 
після обробки. 
Суттєвою є роль оксидних шарів у підвищенні світлопроникності 
оптичних систем, що дозволяє збільшити їхню світлосилу. Навіть одношарове 
покриття здатне помітно змінювати співвідношення відбитої та заломленої 
складових світлової хвилі на межі двох середовищ. Використання дво-, три- та 
багатошарових систем, оптимально підібраних за оптичними параметрами, дає 
можливість істотно знизити коефіцієнт відбиття на поверхнях у широкому 
діапазоні довжин хвиль (досягаючи ахроматичності), водночас забезпечуючи 
захист матеріалу — особливо полімерних і гігроскопічних основ. 
7 
 
Такі покриття дозволяють комплексно змінювати механічні, оптичні, 
електричні, магнітні, теплові та хімічні властивості підкладки, забезпечуючи 
виготовлення виробів із наперед заданими функціональними характеристиками. 
Таким чином, мета роботи полягає в дослідженні тонких оксидних 
покритів отриманих вакуумним напиленням.  
Задачі кваліфікаційної роботи: 
1. Провести літературний огляд сучасних методів отримання тонких 
оксидних покриттів. 
2. Дослідити процес нанесення оксидних покриттів у вакуумі 
3 .  Експериментально отримати на оптичному склі оксидні покриття  
4. Провести дослідження отриманих оксидних покриттів. 
5. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 
провести аналіз умов праці при проведенні досліджень в лабораторії. 
Об’єкт дослідження: вакуумне напилення тонких оксидних покриттів   
Предмет дослідження: властивості тонких оксидних покриттів отриманих 
вакуумним напиленням  
8 
 
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА 
 
Оптичні плівки сьогодні застосовуються в багатьох промислових сферах 
— від високоточного оптичного та вимірювального обладнання до сучасних 
дисплейних систем. Вони присутні й у повсякденних пристроях: окулярах, 
камерах, побутовій техніці, а також відіграють важливу роль у технологіях 
захисту банкнот від підроблення. Оптичні плівкові технології є фундаментом 
розвитку оптоелектроніки, телекомунікацій та лазерних систем, тому 
дослідження та вдосконалення методів їхнього отримання є надзвичайно 
актуальними[1]. 
Залежно від функції, експлуатаційних вимог та сфери використання, 
оптичні покриття поділяють на відбивні (антиблікові), поляризаційні, 
функціональні та захисні. Правильний підбір матеріалів та технологічних умов 
їх нанесення, а також раціональне комбінування металевих і діелектричних 
шарів дає змогу надавати виробам необхідні оптичні та експлуатаційні 
характеристики, включаючи бажаний колір, текстуру, підвищену твердість, 
зносостійкість, поліпшену відбивну або антифрикційну здатність. Досягнення 
оптимальних властивостей покриття можливе лише за умови врахування 
особливостей матеріалів і специфіки технологічних процесів[1]. 
 
1.1 Типи оптичних покриттів 
Просвітлювальні (антивідбивні) покриття. Такі покриття призначені для 
зменшення відбиття світла від поверхні та підвищення її пропускної здатності. 
Основним завданням антивідбивних систем є розширення робочого 
спектрального діапазону та зниження залишкового коефіцієнта відбиття. Їх дія 
базується на інтерференційному взаємодії світлових хвиль[1,2]. 
Найпростішим варіантом антивідбивного шару є одношарова плівка 
товщиною λ/4 із показником заломлення: 
 (1.1) 
9 
 
де n0 — показник заломлення зовнішнього середовища (зазвичай повітря), 
nS — показник заломлення підкладки. 
За таких умов при нормальному падінні хвилі забезпечується 
деструктивна інтерференція відбитих сигналів, що приводить до мінімізації 
відбиття: 
   (1.2) 
Обмеження: одношарове покриття ефективне лише на одній довжині 
хвилі та при конкретному куті падіння. 
Для досягнення низького відбиття у ширшому спектральному діапазоні 
використовують багатошарові антивідбивні системи. Такі структури 
включають шари з чергуванням високого та низького показників заломлення, 
що створює складну інтерференційну картину із широкою смугою зниженого 
відбиття. 
Поширені матеріали антивідбивних покриттів: 
 MgF2 (фторид магнію) — дуже низький показник заломлення (n ≈ 1.38), 
висока прозорість у УФ- та видимому діапазоні. 
 SiO2 (діоксид кремнію) — міцний, хімічно стабільний матеріал (n ≈ 1.45). 
 Al2O3 (оксид алюмінію) — відзначається високою твердістю та стійкістю 
до стирання. 
 TiO2, ZrO2, HfO2 — діелектрики з високим показником заломлення, що 
застосовуються у складі багатошарових систем. 
Комбінуючи ці матеріали у складних інтерференційних структурах, 
можна отримати покриття з мінімальним відбиттям у широкому діапазоні 
довжин хвиль та для різних кутів падіння світла[1,2]. 
Фільтруючі покриття. Фільтруючі оптичні покриття призначені для 
виділення випромінювання певної довжини хвилі або заданої смуги 
пропускання спектра. За принципом дії вони поділяються на нейтральні та 
інтерференційні. 
10 
 
Нейтральні фільтри забезпечують рівномірне ослаблення світлового 
потоку без зміни його спектрального складу. Інтерференційні фільтри 
формуються як багатошарові діелектричні або метал–діелектричні структури. 
Їх робота базується на багатопроменевій інтерференції у тонких плівках, 
завдяки чому із суцільного спектра вибирається ділянка необхідної ширини. 
Інтерференційні фільтри поділяють на такі категорії[1-3]: 
 відсікаючі (блокуючі) фільтри – пропускають випромінювання з 
довжиною хвилі, більшою або меншою за певну граничну, блокуючи 
відповідно коротко- або довгохвильову частину спектра; 
 вузькосмугові фільтри – забезпечують пропускання у вузькій 
спектральній ділянці, обмеженій з обох боків. Напівширина смуги пропускання 
(на рівні 0,5 τ_max) становить не більше ніж 0,25 λ_max; 
 смугові фільтри – пропускають випромінювання у визначеному діапазоні, 
але з напівшириною смуги пропускання більшою за 0,25 λ_max; 
 спеціалізовані фільтри, спектральні характеристики яких пристосовані 
для виконання нестандартних або вузькопрофільних задач. 
Захисні світлофільтри, що застосовуються у фототехніці, зменшують дію 
ультрафіолетового випромінювання на матрицю та захищають передню лінзу 
об’єктива від механічних пошкоджень. Завдяки цьому вони набули широкого 
поширення серед фотографів[1-3]. 
Основні сфери використання оптичних фільтрів[1-3]: 
 виділення робочих довжин хвиль лазерів (1.06, 1.3, 1.55 мкм); 
 тепловізійні системи (3–5 та 8–12 мкм); 
 газоаналізатори та датчики витоку вибухонебезпечних або шкідливих 
газів (CH₄, H₂O, CO₂, HC, алкогольні пари тощо); 
 обладнання для забезпечення пожежної та вибухової безпеки; 
 метеорологічні комплекси та системи екологічного моніторингу. 
Дзеркальні покриття. Дзеркальні оптичні покриття використовуються для 
підвищення коефіцієнта відбиття світла від поверхонь оптичних елементів. 
11 
 
Вони поділяються на зовнішні (формують відбиття незалежно від підкладки) та 
внутрішні (враховують оптичні властивості підкладкового матеріалу) [1-3]. 
За типом матеріалів дзеркальні покриття можуть бути: 
 металевими, 
 метал–діелектричними, 
 діелектричними. 
Металеві та метал–діелектричні дзеркала складаються з непрозорих 
металевих шарів або комбінацій металів і діелектриків. Діелектричні дзеркала 
будуються як періодичні структури з чергуванням шарів з високим та низьким 
показниками заломлення, причому оптична товщина кожного шару дорівнює 
λ0/4. Максимальний коефіцієнт відбиття таких дзеркал може перевищувати 99 
%, тоді як для металевих він визначається природними властивостями металу. 
Характеристики діелектричних дзеркал—значення максимального 
відбиття та ширина спектральної області, у якій ρ ≥ (ρ_max – 1) — залежать від 
співвідношення показників заломлення та загальної кількості шарів у структурі. 
Багатофункціональні оптичні покриття забезпечують одночасно кілька 
корисних властивостей: збільшене світлопропускання, антибліковий ефект, 
стійкість до подряпин і забруднень, антистатичні характеристики, водо- та 
брудовідштовхувальну дію, а також фільтрацію небезпечного для очей 
випромінювання. Оскільки один шар не здатний забезпечити всі ці функції, 
сучасні покриття формуються як багатошарові системи, де кожен шар виконує 
окрему задачу (рис. 1.1) [1-3]. 
Переваги оптичних покриттів. Оптичні покриття суттєво покращують 
пропускні, відбивні та поляризаційні властивості оптичних елементів — лінз, 
екранів та інших поверхонь. Унаслідок цього підвищується якість зображення, 
зменшуються паразитні відбиття та покращується співвідношення сигнал/шум. 
Наприклад, антивідбивні покриття здатні знизити коефіцієнт поверхневого 
відбиття до рівня менше ніж 0,1 %, тоді як високо відбивні діелектричні 
структури забезпечують коефіцієнт відбиття понад 99,99 %[1-3]. 
12 
 
Важливою перевагою є також висока довговічність таких покриттів. 
Завдяки підвищеній стійкості до стирання та механічних пошкоджень вони 
захищають оптичні поверхні від подряпин і зносу, що продовжує ресурс роботи 
компонентів та зберігає їхні оптичні характеристики навіть у складних умовах 
експлуатації[1-3]. 
 
Рисунок 1.1 – Загальна схема шарів більшості багатофункціональних 
покриттів: 1 – зміцнювальний шар; 2 – шар, що просвітлює; 3 – 
пиловідштовхуючий шар; 4 – брудовідштовхувальний шар 
 
Крім захисту та поліпшення оптичних характеристик, покриття 
забезпечують розширення функціональності оптичних і оптоелектронних 
пристроїв. Наприклад, фільтруючі структури дозволяють виділяти конкретні 
ділянки спектра, а спеціалізовані покриття — підвищувати енергоефективність 
сонячних елементів або «розумних» вікон. Завдяки точному керуванню 
поведінкою світла стає можливим суттєве зменшення розмірів оптичних 
систем, що особливо важливо для медичних діагностичних приладів та 
телекомунікаційного обладнання. Отже, оптичні покриття є ключовими 
елементами сучасних оптикоелектронних технологій. Вони забезпечують 
стабільну роботу пристроїв, підвищують їхню ефективність та довговічність, а 
13 
 
також сприяють зменшенню вартості й покращенню доступності оптичних 
систем як побутового, так і професійного призначення[1-3].  
Осадження оксидних покриттів є технологічно складним процесом, який 
передбачає вибір оптимальної структури та фазового складу тонких оксидних 
плівок[1-3].  
Структура матеріалу тісно пов'язана зі стехіометрією, параметри 
нанесення повинні бути точно підібрані, щоб забезпечити формування 
оксидних шарів із високими експлуатаційними характеристиками. 
14 
 
1.2. Вакуумне напилення тонких покриттів 
 
Під час формування тонких плівок у вакуумі одночасно відбуваються три 
ключові процеси: створення спрямованого потоку випарених частинок 
матеріалу, їх переміщення через розріджений простір від джерела до підкладки, 
а також осадження (конденсація) частинок на поверхні з утворенням шару[3-
15]. 
Тому обладнання для фізичного осадження покриттів повинно 
забезпечувати оптимальні умови для кожного з цих етапів, аби отримати плівки 
з необхідними характеристиками. Незалежно від конкретного виду установки, її 
конструкція зазвичай включає такі основні елементи: вакуумну камеру, систему 
вакуумного відкачування для досягнення потрібного рівня розрідження, 
джерело потоку частинок плівкоутворювального матеріалу (ПОМ), а також 
тримач підкладок із можливістю нагрівання та точного позиціювання в зоні 
осадження. Типову установку для вакуумного нанесення плівок можна 
представити у вигляді схеми, подібної до наведеної на рис. 1.2. [3-15] 
Конструктивно установка містить сталеву каркасну стійку 1, на якій 
закріплена вакуумна робоча камера 2 з розміщеним у ній джерелом 3 
плівкоутворювального матеріалу. Підкладки 4 закріплені на обертовому 
тримачі 5, оснащеному нагрівальним елементом 6. У допоміжних блоках та 
модулях системи зазвичай розташовані вузли живлення, керування й 
моніторингу параметрів процесу росту плівки. Робоча камера 2 має вигляд 
циліндричного кожуха, як правило, виготовленого з нержавіючої сталі; вона 
обладнана герметичними дверцятами, що забезпечують доступ до 
внутрішнього простору під час підготовки або сервісного 
обслуговування[2,3,15]. 
У камері передбачені системи: подачі повітря 7, введення реакційних 
газів 8, контролю товщини плівки 9, контролю тиску залишкової атмосфери та 
парів речовини 10. Частинки матеріалу, що випаровуються з джерела 3, 
транспортуються у газовій фазі та осаджуються на підкладки 5. Нагрівач 6 
15 
 
забезпечує доведення підкладок до потрібної температури для оптимального 
росту плівки. Керована із зовнішнього пульта заслінка 11 дозволяє в будь-який 
момент перервати процес, перекривши потік частинок. 
У технологіях мікро- та наноелектроніки для створення тонких плівок 
найчастіше застосовують два основних методи генерації потоку частинок 
матеріалу: термічне випаровування та іонне (іонно-плазмове) розпилення (рис. 
2). Обидва ці методи належать до фізичних способів осадження тонкоплівкових 
покриттів[2,3]. 
 
Рисунок 1.2 – Схема установки нанесення плівок: 1- каркас установки; 2 – 
робоча вакуумна камера; 3 – джерело плівкоутворювального речовини; 4 – 
підкладка; 5 – тримач підкладок; 6 – нагрівач підкладки; 7 –натікач повітря; 8 – 
регулятор подачі реактивного газу; 9 – датчик швидкості та/або товщини 
плівки; 10 – датчик вакууму; 11 – поворотна заслінка. 
 
У технології виготовлення мікро- та наноелектронних приладів під час 
отримання тонких плівок у вакуумі найчастіше застосовують два основних 
методи створення потоку частинок матеріалу: термічне випаровування та іонне 
(іонно-плазмове) розпилення. Обидва ці підходи належать до фізичних методів 
нанесення покриттів.  
  
16 
 
1.3 Резистивне напилення 
 
Термічне випаровування ґрунтується на нагріванні плівкоутворювального 
матеріалу, який розміщується у спеціальних випарювальних елементах або 
тиглях, до температури, за якої починається інтенсивне випаровування. Для 
резистивного нагріву зазвичай застосовують два типи випарників: 
прямонакальні дротяні або стрічкові випарники, виготовлені з жаростійких 
матеріалів (прямий нагрів), та керамічні тиглі, що нагріваються зовнішньою 
спіраллю (непрямий нагрів). У таких конструкціях матеріал безпосередньо 
контактує з випарником або тиглем, а нагрів забезпечується джоулевим теплом, 
яке виникає при проходженні електричного струму крізь дротяний чи 
стрічковий нагрівач [3, 6,9]. 
 
Рисунок 1.3 – Схема резистивного випаровування 
 
Для легкоплавких діелектричних матеріалів, таких як фториди, широко 
застосовують випарники з радіаційним нагріванням [5]. У цьому випадку над 
речовиною, яку потрібно випарувати, встановлюється стрічковий нагрівач із 
танталу або вольфраму, а його інфрачервоне випромінювання, що виникає під 
час пропускання великого струму, нагріває плівкоутворювальний матеріал. Для 
осадження металевих плівок часто використовують випарники з індукційним 
розігрівом матеріалу [4, 6], що забезпечують стабільний і рівномірний нагрів 
без прямого контакту з мішенню. 
Переваги резистивного напилення у вакуумі[3,6-9,15] 
17 
 
1. Проста конструкція та доступність обладнання. Резистивні джерела 
випаровування (дротяні та стрічкові випарники, човники, тиглі) є технічно 
нескладними у виготовленні й найбільш економічно вигідними. 
2. Зручність експлуатації. Процес не потребує складних систем 
керування чи високовольтних блоків, як у випадку магнетронних або 
електронно-променевих установок. 
3. Високий рівень чистоти вакуумного середовища. Відсутність 
плазмового розпилення зменшує ризик внесення забруднень газовими 
частинками чи іонами. 
4. Можливість забезпечення високої швидкості напилення. Прямий 
нагрів матеріалу дозволяє швидко досягати потрібної температури і отримувати 
значні швидкості випаровування. 
5. Стабільність та відтворюваність процесу. Режим нагріву легко 
контролюється через зміну струму й напруги. 
6. Ефективність для матеріалів із низькою та середньою температурою 
плавлення. Найкраще підходить для таких металів, як Al, Au, Ag, Cu, Sn, Pb, 
Mg, Zn, а також їхніх сплавів. 
Недоліки резистивного напилення у вакуумі[3,6-9,15] 
1. Обмежене коло придатних матеріалів. Метод малоефективний або 
непридатний для:  
 тугоплавких металів (W, Ta, Mo);  
 високоактивних елементів (Ti, Zr);  
 оксидів, що легко розкладаються під час нагрівання. 
2. Можливість забруднення плівки матеріалом випарника  
Через контакт мішені з нагрівачем існує ризик:  
 потрапляння домішок із контейнера;  
 хімічної взаємодії між матеріалом та випарником. 
3. Нерівномірний розподіл випаровуваних частинок. Геометрія 
випарника суттєво впливає на просторову рівномірність потоку, що може 
призводити до неоднорідності покриття. 
18 
 
4. Складність у підтриманні стехіометрії складних сполук. 
Багатокомпонентні матеріали випаровуються нерівномірно, що ускладнює 
формування точного хімічного складу та нанесення оксидних або складних 
плівок. 
5. Небажане нагрівання підкладки. Висока температура випарника може 
нагрівати всю камеру, що є проблемою при роботі з термочутливими 
підкладками. 
6. Низька довговічність нагрівальних елементів. Дротові та стрічкові 
нагрівачі швидко деградують, можуть ламатися чи виділяти частинки, що 
забруднюють камеру. 
7. Обмеження щодо товстих покриттів. При нанесенні шарів товщиною 
понад кілька мікрометрів стабільність процесу знижується, як і його 
ефективність.  
 
  
19 
 
1.4 Лазерне напилення 
 
Лазерне напилення є ефективним методом формування тонких плівок і 
покриттів на різноманітних поверхнях, забезпечуючи високий рівень контролю 
над властивостями матеріалу, його мікроструктурою та параметрами шару. У 
цьому процесі нагрівання матеріалу-мішені, розміщеної у вакуумній камері, 
здійснюється за допомогою сфокусованого лазерного випромінювання, що 
подається з оптичного квантового генератора, який знаходиться поза вакуумом. 
Можливість нанесення плівок лазерним методом ґрунтується на таких 
ключових властивостях лазерного променя[1,3,6-10]:  
– здатність до точного фокусування світлової плями за допомогою 
простих оптичних систем; 
– надзвичайно висока густина енергії (108–1010 Дж/см²), достатня для 
випаровування будь-якого непрозорого матеріалу; – точне дозування енергії 
імпульсів. 
Головною перевагою цього способу є локальний характер нагрівання: 
лазер нагріває лише невелику ділянку матеріалу, що випаровується, що 
практично усуває ризик забруднення, пов’язаного з дегазацією нагрітих 
елементів традиційних випарних систем. 
Експериментальна установка для лазерного напилення (рис. 1.4) працює 
так: лазер розташований поза вакуумною камерою, а промінь проходить до 
мішені через спеціальне прозоре вікно. Сканування променя по поверхні 
матеріалу відбувається шляхом обертання дзеркальної системи. Під дією лазера 
відбувається випаровування атомів речовини мішені та їх перенесення до 
підкладки, де формується конденсований шар покриття. 
Формування плівок визначається основними параметрами лазера: 
енергією імпульсу (Eімп), тривалістю імпульсу, частотою повторення, довжиною 
хвилі та щільністю потужності. Процес може здійснюватися у режимі 
імпульсного лазерного випаровування (λ = 1,06 мкм) або в безперервному 
режимі (λ = 10,6 мкм) [1,3,6,15]. 
20 
 
 
Рисунок 1.4 – Схема лазерного напилення 
 
Переваги лазерного напилення у вакуумі[1,3,6-10,15] 
1. Висока чистота та якість сформованих шарів. Локальне випаровування 
матеріалу в умовах глибокого вакууму практично усуває домішки, 
забезпечуючи покриття з точною та стабільною хімічною композицією. 
2. Універсальність щодо типів матеріалів. Лазер дозволяє випаровувати 
широкий спектр речовин — метали, кераміку, оксиди, нітриди, карбіди, а також 
надтверді матеріали, які складно піддаються випаровуванню іншими методами. 
3. Мінімальний тепловий вплив на підкладку. Оскільки лазер нагріває 
лише поверхневий шар мішені, підкладка залишається майже холодною. Це 
дозволяє обробляти термочутливі матеріали без ризику деформацій. 
4. Висока швидкість росту покриття. У разі імпульсної лазерної абляції 
формується щільний високошвидкісний потік частинок, який значно прискорює 
процес осадження. 
5. Збереження стехіометрії складних матеріалів. Метод особливо 
ефективний для оксидних і багатокомпонентних сполук, наприклад, для 
високотемпературних надпровідників типу YBa₂Cu₃O₇−x, оскільки дозволяє 
відтворювати склад плівки, близький до складу мішені. 
21 
 
6. Висока адгезія та щільність плівок. Отримані шари характеризуються 
низькою шорсткістю поверхні та хорошим зчепленням із підкладкою. 
7. Широкий діапазон можливостей керування процесом. Параметри 
лазера (енергія та частота імпульсів, діаметр і фокус променя), а також 
характеристики газового середовища в камері легко коригувати, що забезпечує 
отримання матеріалів з заданими властивостями. 
Недоліки лазерного напилення у вакуумі[1,3,6-10,15] 
1. Утворення мікрочастинок (так званих “бризок”). Під час абляції 
нерідко виділяються тверді частинки, які можуть погіршувати гладкість 
поверхні і зменшувати якість оптичних або електронних покриттів. 
2. Висока вартість обладнання. Для роботи потрібні потужні лазери, 
вакуумні установки та точні оптичні системи, що робить технологію дорогою. 
3. Обмежені можливості для отримання рівномірних покриттів на 
великих площах. Через вузький напрямлений потік матеріалу нанесення 
однорідних шарів на широкі поверхні потребує складних систем руху 
підкладки або мішені. 
4. Ризик нерівномірної товщини без використання сканувальних систем. 
Профіль розподілу частинок має максимум у центрі факела абляції, що може 
спричиняти неоднорідність шару. 
5. Підвищені вимоги до якості мішені. Матеріали з пористою або 
неоднорідною структурою погано аблюються, що ускладнює стабільність 
процесу. 
6. Можливість виникнення внутрішніх напружень у плівці. Висока 
енергія імпульсів здатна спричинити формування мікротріщин або дефектів 
структури. 
7. Складність масштабування технології для промислових об’ємів. Метод 
чудово підходить для лабораторних та науково-дослідних задач, проте його 
застосування у масовому виробництві пов’язане зі значними технічними 
труднощами. 
 
22 
 
1.5 Електронно-променеве напилення 
 
Електронно-променеве напилення належить до методів фізичного 
осадження з газової фази (PVD). У цьому процесі електронний промінь, 
сформований розжареною вольфрамовою ниткою та сфокусований 
електричними й магнітними полями, спрямовується на матеріал-мішень, 
нагріваючи його до стану випаровування. Отримана парова фаза конденсується 
на поверхні підкладки, утворюючи тонку плівку. Осадження здійснюється в 
умовах високого вакууму, що забезпечує чистоту та рівномірність покриття. 
Порівняно з традиційним термічним випаровуванням, електронно-
променевий метод має значно ширші технологічні можливості. Він дозволяє 
нагрівати матеріали до дуже високих температур — включно з такими 
тугоплавкими речовинами, як вольфрам чи графіт. Крім того, процес дає змогу 
точно регулювати швидкість випаровування завдяки використанню кварцового 
резонатора, який забезпечує сигнал зворотного зв’язку для стабілізації струму 
електронного променя. Це дозволяє напилювати широкий спектр матеріалів без 
порушення вакуумних умов[1-9]. 
Завдяки таким властивостям електронно-променеве випаровування 
широко застосовується у тонкоплівкових технологіях — в електроніці, оптиці, 
сонячній енергетиці, а також для декоративного та функціонального покриття 
скла, забезпечуючи необхідні провідні, відбивні й оптичні характеристики. 
Фізична суть процесу полягає в тому, що прискорений електронний 
промінь, емітований електронною гарматою, вдаряє по поверхні матеріалу-
мішені, локально розігріваючи його до температури випаровування. Пара 
атомів поширюється у вакуумі приблизно за косинусним законом і осідає на 
підкладці. [1,3,15] 
Такий спосіб нагріву забезпечує високу гнучкість технології. Найкращі 
результати досягаються, коли матеріал розміщується у поглибленні мідного 
тигля, який охолоджується водою. Електронний струм 100–500 мА генерується 
вольфрамовим катодом, що розташований поза прямою лінією видимості 
23 
 
мішені, і прискорюється напругою 3–10 кВ. Магнітне поле відхиляє 
електронний промінь так, щоб він точно фокусувався на поверхні 
випаровуваного матеріалу. У разі багатокомпонентних сполук можливе їх 
розкладання, оскільки компоненти з нижчими температурами випаровування 
переходять у парову фазу першими. Щоб уникнути зміни складу плівки, різні 
елементи якщо потрібно випаровують з окремих джерел з ретельно підібраними 
швидкостями. 
Електронно-променеві випарники можуть мати різну конструкцію, і 
розрізняють кілька основних типів[1-3]: 
1. Гармати з анодом, що випаровується — найпростіший варіант, 
наприклад система «підвішеної краплі», придатна для матеріалів з великим 
поверхневим натягом розплаву. 
2. Гармати з незалежним анодом — довгофокусні системи, здатні 
працювати в імпульсному та безперервному режимах, забезпечуючи 
випаровування тугоплавких матеріалів із температурами понад 3000 °C. 
3. Гармати Пірса — багатофункціональні системи, придатні для 
випаровування практично будь-яких матеріалів із високими технологічними 
швидкостями. 
4. Гармати з викривленою траєкторією електронного променя — у 
таких установках траєкторія електронів коригується поперечним магнітним 
полем. Промінь може бути відхилений на кут до 270°, що дозволяє розмістити 
гармату і джерело пари на мінімальній відстані, уникаючи небажаного 
осадження плівки на елементах електронно-оптичної системи. 
У електронній гарматі відбувається термоелектронна емісія — з поверхні 
катода вивільняються електрони, які за допомогою системи прискорюючих, 
фокусуючих та відхиляючих електростатичних і магнітних полів формуються в 
щільний спрямований пучок. Через вихідний отвір гармати цей пучок 
вводиться в робочу вакуумну камеру. 
Щоб направити електронний промінь до тигля з матеріалом, який 
необхідно випарувати, та забезпечити потрібні характеристики променя, 
24 
 
використовують переважно магнітні фокусуючі лінзи і системи магнітного 
відхилення. Стабільне проходження електронного пучка можливе лише за умов 
високого вакууму, тому в камері підтримується тиск приблизно 10⁻⁴ Па. 
Матеріал у тиглі нагрівається до температури випаровування внаслідок 
інтенсивного бомбардування електронним пучком. Пара, що утворюється, 
піднімається в напрямку підкладки, на поверхні якої відбувається конденсація 
випаровуваної речовини та формування тонкої плівки. Для стабільності та 
контролю процесу система випарювання оснащується приладами вимірювання 
та регулювання параметрів електронного променя. 
До основних характеристик електронно-променевих випарників 
належать[1-3,15]: 
 питома швидкість випаровування: 2·10⁻³ – 2·10⁻² г/(см²·с); 
 ефективність випаровування (для міді): 3·10⁻⁶ г/Дж; 
 енергія частинок у потоці: 0,1–0,3 еВ; 
 швидкість осадження плівки: 10–60 нм/с. 
У таких системах електронний промінь направляється безпосередньо на 
матеріал-мішень, який зазвичай розміщений у водоохолоджуваному тиглі. Це 
дозволяє уникнути забруднення плівки компонентами матеріалу тигля. 
Основні стадії процесу включають: 
 створення високого вакууму (10⁻⁴–10⁻⁶ Па); 
 формування та фокусування електронного пучка на матеріалі; 
 локальне нагрівання, плавлення та випаровування мішені; 
 перенесення пари до підкладки; 
 конденсацію та ріст тонкого шару. 
Електронно-променеве напилення забезпечує отримання чистих, 
рівномірних покриттів з точним контролем швидкості та товщини осадження. 
25 
 
 
Рисунок 1.5 – Схема електронно-променевого напилення: 1- електронна 
гармата; 2 -відхиляюча система; 3 – траєкторія електронного променя; 4-  
 
Це дозволяє випаровувати матеріали 8 з водоохолоджуваного тигля 9, що 
особливо важливо при роботі з хімічно активними та тугоплавкими 
матеріалами. З бункера 5 випаровуваний матеріал по жолобу 7, що приводиться 
в дію вібратором 6 надходить у водоохолоджуваний тигель 9. Траєкторія 
електронного променя 3 одержуваного за допомогою електронної гармати 1, 
викривляється відхиляє системою 2 в напрямку випаровується речовини 3 і 
впливу випаровується речовини 3 піднімаються вгору і осідають на поверхні 
підкладки 4, утворюючи щільну плівку 10. Застосування магнітного поля, що 
відхиляє, дозволяє розташовувати електронну гармату 1 практично в будь-
якому зручному місці випаровується матеріалу 8 з тигля 9[1-3]. 
При електронно-променевому випаровуванні вдається керувати 
електронним променем 3 в просторі і в часі, регулюючи тим самим 
інтенсивність введення енергії в речовину, що випаровується 8 а, отже, 
швидкістю випаровування і розподілу щільності потоку пари. 
26 
 
Електронно-променеве випаровування дає змогу ефективно випаровувати 
матеріали, що містяться у водоохолоджуваному тиглі, що є особливо важливим 
під час роботи з хімічно активними або тугоплавкими речовинами. Матеріал 
подається з бункера через жолоб, який приводиться в дію вібратором, і 
надходить у тигель[1-3]. 
Електронна гармата формує пучок електронів, траєкторія якого 
змінюється за допомогою відхиляючої магнітної системи. Це дозволяє 
направити промінь безпосередньо на поверхню матеріалу, що випаровується. У 
результаті інтенсивного локального нагрівання утворюється пара, яка 
підіймається до підкладки та конденсується на її поверхні, формуючи щільну та 
однорідну плівку. 
Завдяки використанню магнітного поля електронну гармату можна вільно 
розташовувати відносно тигля, що підвищує гнучкість конструкції 
випаровувальної системи. Управління електронним променем у просторі та в 
часі забезпечує точний контроль над кількістю переданої енергії, швидкістю 
випаровування та структурою потоку пари. 
Метод електронно-променевого випаровування широко використовується 
у мікроелектроніці[1-3]: 
 – для нанесення металевих покриттів на сталеву стрічку; – при 
виготовленні фольги зі складних псевдосплавів;  
– для осадження неметалевих матеріалів, таких як SiO2, Al2O3 та різні 
види скла. 
Переваги електронно-променевого напилення[1-10] 
1. Висока чистота та якість покриттів. Завдяки високому вакууму та 
локальному нагріванню мінімізується забруднення плівки. 
2. Можливість роботи з тугоплавкими матеріалами. Процес дозволяє 
випаровувати метали, оксиди та тверді сполуки з високою температурою 
плавлення (TiO2, ZrO2, HfO2, Al2O3). 
3. Висока швидкість осадження. Метод забезпечує більшу 
продуктивність порівняно з термічним випаровуванням. 
27 
 
4. Точний контроль товщини покриття. Використовуються кварцові 
ваги або оптичні системи контролю росту шару. 
5. Локалізоване нагрівання матеріалу-мішені 
6. Підкладка майже не нагрівається, що дозволяє працювати з 
термочутливими основами. 
7. Гладкі та щільні плівки. Отримані покриття характеризуються 
низькою шорсткістю та хорошою адгезією. 
Недоліки електронно-променевого напилення[1-10] 
1. Можливе розкладання складних оксидів. Через високу енергію 
променя можлива зміна стехіометрії або часткове розкладання матеріалу. 
2. Висока вартість обладнання. Необхідна складна система: 
електронна гармата, охолодження, високовакуумна техніка. 
3. Обмежена однорідність на великих площах. Висока спрямованість 
потоку пари ускладнює рівномірне покриття великих поверхонь без додаткових 
пристроїв для розподілу потоку. 
4. Ризик накопичення зарядів або пошкодження підкладки. Під дією 
електронного пучка можуть утворюватися заряджені частинки або вторинне 
випромінювання. 
5. Складність керування процесом. Потрібен точний контроль 
потужності променю, траєкторії фокусування, температури та параметрів 
вакууму. 
 
 
 
 
 
 
 
  
28 
 
1.6 Іонно-променеве напилення 
 
Іонно-променева технологія нанесення покриттів передбачає формування 
тонких плівок шляхом дії на мішень спрямованого потоку позитивно 
заряджених іонів у середовищі глибокого вакууму. Характеристики отриманих 
плівок визначаються властивостями матеріалу мішені, параметрами іонного 
пучка (його енергією, інтенсивністю, щільністю потоку) та геометрією 
взаємного розташування джерела іонів, мішені й підкладки[1-3,6,7]. 
Іонно-променеве напилення (Ion Beam Deposition, IBD) є фізичним 
методом формування тонких плівок, у якому прискорені іони спрямовують на 
поверхню мішені. При зіткненні іонів із мішенню відбувається вибивання 
атомів або кластерів, які формують газоподібний потік частинок, що 
переміщується у вакуумі та осідає на підкладці. 
Основні етапи процесу включають[1-3]: 
1. Створення високого вакууму (10⁻³–10⁻⁵ Па), що мінімізує взаємодію 
потоку частинок із залишковими газами. 
2. Формування іонного пучка, найчастіше з використанням іонів Ar⁺ 
або O₂⁺. 
3. Прискорення та фокусування іонів за допомогою електростатичних 
або магнітних систем. 
4. Бомбардування мішені, під час якого відбувається атомне 
розпилення поверхні. 
5. Транспортування вибитих атомів, що рухаються майже 
прямолінійно завдяки низькому тиску. 
6. Осадження матеріалу на підкладку, утворення однорідної щільної 
плівки з високою адгезією. 
7. Іонне підпилення підкладки (за необхідності), яке покращує 
чистоту поверхні та сприяє зменшенню дефектів у покритті. 
Такий метод широко застосовується у виготовленні оптичних 
багатошарових структур, елементах мікро- та наноелектроніки, а також для 
29 
 
створення надтвердих, корозійностійких та діелектричних покриттів з високою 
однорідністю. 
 
Рисунок 1.6 – Схема іонно-променевого осадження 
 
Переваги іонно-променевого напилення[1-3,6,7] 
1. Отримання високощільних і чистих плівок. Оскільки процес не 
супроводжується плазмовими явищами чи розрядом біля мішені, ризик 
стороннього забруднення мінімальний. У результаті формуються щільні, 
малопористі плівки з високою структурною однорідністю. 
2. Точне та гнучке керування процесом. Метод дозволяє точно 
регулювати такі параметри, як: 
- енергія іонів; 
- величина струму пучка; 
- геометрія та фокус іонного потоку; 
- швидкість осадження. 
Завдяки цьому технологія забезпечує один з найвищих рівнів керованості 
серед методів нанесення покриттів. 
3. Відмінна адгезія покриттів. Попереднє іонне очищення поверхні 
забезпечує значно краще зчеплення матеріалу плівки з підкладкою, що важливо 
для високонадійних оптичних і електронних структур. 
4. Рівномірність на великій площі. Висококолімаційний іонний пучок 
дає змогу отримувати однорідні шари навіть на великих підкладках, що 
особливо критично для інтерференційних оптичних елементів. 
30 
 
5. Можливість роботи з широким спектром матеріалів. IBD 
ефективний для осадження:  тугоплавких металів (Mo, W, Ta), оксидів (SiO2, 
TiO2, Al2O3), нітридів, карбідів та інших тугоплавких сполук. 
6. Мінімальний нагрів підкладки. Температура оброблюваної поверхні 
майже не зростає, що дозволяє формувати покриття на:  
- полімерних основах; 
- оптичних деталях із низькою термостійкістю; 
- чутливих мікроелектронних структурах. 
Недоліки іонно-променевого напилення[1-3,6,7] 
1. Порівняно низька швидкість формування плівок. Швидкість 
осадження значно менша, ніж у випадку магнетронного розпилення, 
електронно-променевого чи термічного випаровування, що робить цей метод 
малоефективним для створення товстих шарів. 
2. Висока собівартість обладнання. Система потребує наявності: 
- джерела іонного пучка; 
- прискорювальних електродів; 
 високоякісної вакуумної інфраструктури; 
- складних систем керування. 
Це суттєво підвищує загальну вартість процесу. 
3. Ризик пошкодження підкладки. Високоенергетичні іони можуть: 
- створювати точкові дефекти у кристалічній решітці; 
- збільшувати внутрішні механічні напруження; 
- модифікувати фізико-хімічні властивості поверхні. 
4. Обмежена продуктивність. Низька швидкість осадження ускладнює 
масштабування процесу для серійного виробництва. 
5. Складність оптимізації енергії іонів. Невдало обрані параметри пучка 
можуть спричинити: надмірне ущільнення шару, зростання внутрішніх напруг, 
небажану зміну оптичних або механічних параметрів матеріалу. 
 
 
31 
 
1.7 Магнетронне розпилення 
 
Нанесення покриттів у вакуумі за технологією магнетронного розпилення 
ґрунтується на тому, що тверда мішень (катод) бомбардується іонами інертного 
газу, які генеруються в плазмі тліючого розряду. Для цього над розрядом 
створюють магнітне поле, силові лінії якого перетинають силові лінії 
електричного поля під прямим кутом. Така конфігурація забезпечує утворення 
стабільної плазми та підвищує ефективність розпилення[1-3,6,7]. 
Конструктивно магнетрон складається з катода-мішені, анода та магнітної 
системи. Магнітне поле замикається між полюсами магнітів, формуючи зону, в 
якій розташована ділянка максимально інтенсивного розпилення. Ця зона 
утворює характерну замкнуту «доріжку» на поверхні мішені, форма якої 
залежить від геометрії магнітних полюсів. 
При подачі постійної напруги між мішенню (негативний потенціал) та 
анодом (позитивний потенціал) виникає неоднорідне електричне поле, яке 
збуджує тліючий розряд. Завдяки замкнутому магнітному полю плазма 
концентрується безпосередньо біля поверхні мішені. Електрони, вибиті з катода 
іонами газу, потрапляють у магнітну пастку та рухаються по складних 
циклоїдальних траєкторіях уздовж поверхні мішені. Затримані магнітним 
полем, вони багаторазово взаємодіють з атомами робочого газу, викликаючи 
їхню іонізацію[1-3,6,7]. 
Оскільки електрони здійснюють багато іонізуючих зіткнень до того, як 
досягти анода, ефективність утворення іонів суттєво підвищується. Це збільшує 
концентрацію позитивних іонів у зоні біля мішені та значно підсилює іонне 
бомбардування. У результаті інтенсивність розпилення мішені та швидкість 
формування покриття зростають. 
32 
 
 
Рисунок 1.7 – Схема магнетронного напилення 
  
Переваги магнетронного розпилення[1-3,6,7] 
1. Висока швидкість формування плівок. Завдяки утриманню електронів 
поблизу мішені магнітним полем створюється щільна плазма, що значно 
підсилює процес розпилення та збільшує продуктивність. 
2. Мінімальний нагрів підкладки. Оскільки основна енергія іонів 
спрямована на мішень, підкладка майже не нагрівається. Це дозволяє 
осаджувати покриття на термочутливі матеріали — оптичне скло, полімери, 
друковані плати. 
3. Висока адгезія та щільність покриттів. Отримані шари зазвичай: 
- дуже щільні; 
- з мінімальною пористістю; 
- добре зчеплені з основою. 
Це робить метод оптимальним для оптичних, захисних та зносостійких 
плівок. 
4. Універсальність щодо матеріалів. Метод дозволяє розпилювати 
практично будь-які тверді матеріали: 
33 
 
- метали (Al, Ti, Cr, Cu та ін.); 
- діелектрики (SiO2, Al2O3, TiO2); 
- нітриди й карбіди (TiN, CrN, SiC). Використання RF-магнетронів дає 
можливість ефективно працювати і з діелектричними мішенями. 
5. Висока рівномірність та точний контроль товщини. Магнетронне 
напилення забезпечує однорідність шару на великих площах та дозволяє точно 
контролювати швидкість росту і кінцеву товщину плівки. 
6. Можливість нанесення на складні поверхні. Процес добре підходить 
для покриття деталей з нерівною геометрією, особливо за використання 
багатокатодних конфігурацій. 
7. Відмінна повторюваність результатів. Автоматизовані системи 
керування параметрами плазми гарантують стабільність покриттів від партії до 
партії. 
Недоліки магнетронного розпилення[1-3,6,7] 
1. Висока складність системи та її вартість. Необхідні: 
- високовакуумна камер; 
- магнетронний катод; 
- джерела живлення DC або RF; 
- ефективне охолодження. 
Обслуговування та налаштування потребують високої кваліфікації 
оператора. 
2. Нерівномірний знос мішені. Через особливості магнітного поля на 
поверхні формується характерний "траншеєподібний" профіль, що призводить 
до нерівномірного використання матеріалу. 
3. Утворення внутрішніх напруг у плівках. Іонне бомбардування може 
спричинити: 
-залишкові механічні напруги; 
-мікротріщини; 
-деформації тонких підкладок. 
Це особливо критично для точних оптичних покриттів. 
34 
 
4. Обмеження при розпиленні діелектриків. Для діелектричних мішеней 
необхідно використовувати RF-живлення. Це може супроводжуватися: 
- появою електричних дуг; 
- меншою швидкістю процесу; 
- складністю керування плазмою. 
5. Підвищені вимоги до чистоти вакууму і газу. Будь-які домішки можуть 
спричинити дефекти плівок: 
- газові включення; 
- зміну стехіометрії; 
- збільшення шорсткості. 
6. Обмеження швидкості для товстих покриттів. Хоча метод швидший, 
ніж іонне напилення, він поступається: 
- електронно-променевому випаровуванню; 
- термічному випаровуванню, коли потрібно отримувати плівки 
товщиною понад 10–20 мкм. 
  
35 
 
1.8 Можливі дефекти, що формуються під час нанесення плівок 
 
 
Рисунок 1.7 – Можливі дефекти, які виникають при нанесенні покриттів 
[16-19] 
36 
 
Висновки до розділу 1 
У розділі було розглянуто основні типи оптичних покриттів та сучасні 
методи їх нанесення, що широко застосовуються в оптоелектроніці, 
приладобудуванні та суміжних галузях. Проаналізовано фізичні принципи 
вакуумного напилення тонких плівок, а також окремі технології, зокрема 
резистивне, лазерне, електронно-променеве, іонно-променеве та магнетронне 
напилення. Показано, що кожен із методів має свої переваги, обмеження та 
області застосування, які визначаються вимогами до оптичних, механічних і 
структурних властивостей покриттів. 
Окрему увагу приділено можливим дефектам, що виникають у процесі 
формування плівок, таким як неоднорідність товщини, внутрішні напруження, 
пористість та адгезійні порушення, які можуть суттєво впливати на 
експлуатаційні характеристики покриттів. Таким чином, вибір оптимальної 
технології напилення та контроль параметрів процесу є ключовими чинниками 
для отримання високоякісних оптичних плівок із заданими властивостями. 
Результати огляду створюють теоретичне підґрунтя для подальших досліджень 
і практичної реалізації оптичних покриттів. Для отримання якісних оптичних 
покриттів буде використано електронно-променеве напилення 
  
37 
 
Розділ 2 Технологічне обладнання для отримання оксидних 
покриттів  
 
2.1. Обладнання, що використовується у процесі виготовлення 
оксидних покриттів 
Електронно-променеве випаровування є одним із найбільш ефективних 
вакуумних методів отримання тонких оксидних плівок з високими оптичними 
та фізико-механічними характеристиками. Даний метод широко застосовується 
для нанесення плівок оксидів металів (Al2O3, TiO2, HfO2, ZrO2 тощо) на оптичне 
скло завдяки можливості досягнення високої чистоти матеріалу, контролю 
швидкості осадження та товщини плівки. 
Суть методу полягає у нагріванні випаровуваного матеріалу до 
температури випаровування за допомогою сфокусованого пучка електронів 
високої енергії. Електронний пучок формується електронною гарматою та 
спрямовується на поверхню матеріалу-мішені, що знаходиться у 
водоохолоджуваному тиглі. 
У результаті локального нагріву матеріал переходить у газоподібний стан 
і конденсується на поверхні підкладки, утворюючи тонку плівку. 
Формування оксидних покриттів здійснювалося з використанням 
установки вакуумного напилення ВУ-1А (рисунок 2.1), яка забезпечує стабільні 
умови осадження тонких плівок у високому вакуумі. Зазначена установка була 
укомплектована джерелом електронно-променевого випаровування УЕЛИ-I та 
системою фотометричного контролю товщини плівок СФКТ-751В, що 
дозволяло здійснювати безперервний моніторинг процесу осадження та 
забезпечувати задану точність формування покриттів[21]. 
Джерело електронно-променевого випаровування УЕЛИ-I спеціально 
розроблене для випаровування тугоплавких оксидів, напівпровідникових 
матеріалів і металів, які важко випаровуються традиційними резистивними 
методами. Воно працює при максимальній прискорювальній напрузі до 12 кВ і 
струмі навантаження до 500 мА, що забезпечує високу щільність енергії пучка 
38 
 
та інтенсивне випаровування матеріалу з мінімальним забрудненням 
осаджуваної плівки[21]. 
Установка ВУ-1А призначена для нанесення покриттів на оптичні деталі 
як методом резистивного, так і електронно-променевого випаровування 
діелектричних, напівпровідникових і металевих матеріалів. Важливою її 
особливістю є можливість одночасного контролю товщини нанесеного шару в 
реальному часі, що є критичним для отримання покриттів із заданими 
оптичними та фізико-механічними характеристиками[21]. 
Використовуване вакуумне обладнання дозволяє виготовляти 
багатошарові ахроматичні покриття на оптичних елементах масового 
виробництва, а також металеві, одношарові просвітлювальні, інтерференційні 
дзеркальні, фільтрувальні та інші спеціалізовані покриття для різних ділянок 
оптичного спектра. Завдяки високій стабільності режимів напилення та 
точності контролю параметрів процесу забезпечується відтворюваність 
характеристик плівок від виробу до виробу[21]. 
Обладнання для електронно-променевого напилення покриттів належить 
до технічно складних і високоефективних вакуумних систем. Воно розраховане 
на безперервну експлуатацію впродовж тривалого часу та здатне стабільно 
працювати протягом 10–15 годин і більше без зупинок, що робить його 
придатним для використання як у науково-дослідних, так і у виробничих 
умовах[21]. 
Технологічна установка відноситься до пристроїв періодичної дії, що 
обумовлено послідовністю виконання технологічних операцій у циклі обробки. 
Вибір саме цього типу вакуумних установок пояснюється тривалістю циклу, 
який включає завантаження виробів, відкачування вакуумної камери 
(приблизно 25 хв), попереднє іонне очищення поверхні (близько 10 хв), 
безпосереднє нанесення покриттів та вивантаження готових виробів. Оскільки 
час виконання допоміжних і холостих операцій значно менший за тривалість 
основного процесу осадження покриття, немає доцільності об’єднувати всі 
етапи в єдиний неперервний цикл, як це відбувається в установках безперервної 
39 
 
дії, що характеризуються значно більшою вартістю та складністю 
обслуговування[21]. 
Контроль процесу випаровування здійснюється через оглядову систему, 
розташовану на передній двері вакуумної камери. Освітлення забезпечується 
випромінюванням світла від поверхні матеріалу, що випаровується та нагрітий 
до високої температури електронним пучком. Для зменшення забруднення 
оглядового скла перед ним встановлений обертовий диск, активований рухом 
електромагнітного поля. Після встановлення стабільного режиму 
випаровування оглядове вікно автоматично закривається захисним екраном, 
який відкривається лише для періодичного контролю. Така конструкція значно 
подовжує термін служби оглядового скла та зменшує необхідність його 
очищення від конденсату і осаджених частинок матеріалу. 
Установку рекомендується експлуатувати у закритих, сухих приміщеннях 
промислових об’єктів, що відповідають категорії 4.2 згідно з ГОСТ 15150-69, за 
таких кліматичних умов[21]: 
- температура навколишнього середовища від 17 °C до 27 °C; 
- відносна вологість у межах 40–75%; 
- атмосферний тиск від 8,4·10-1 до 10,6·10-5 Па (630–780 мм рт. ст.). 
Основні компоненти установки включають[21]: 
- відкачувальний блок, оснащений високовакуумними насосами, 
вакуумною системою та пневмогідравлічним обладнанням; 
- форвакуумний агрегат, що забезпечує попередню відкачку камери; 
- електрообладнання, яке включає дві консолі управління для 
контролю вакуумної системи та регулювання технологічних параметрів 
процесу. 
Завдяки такій конструкції установка забезпечує стабільне формування 
покриттів високої якості*, надійний контроль процесу та тривалу безперебійну 
експлуатацію навіть у умовах інтенсивного виробничого використання. 
 
 
40 
 
  
Зовнішній вигляд  Оснащення  вакуумної камери  
Рисунок 2.1 – Вакуумна установка ВУ-1А 
Таблиця 2.1 Технічні характеристики вакуумного обладнання ВУ-1А[21] 
Тиск в камері при одночасному нагріванні її до 320С і при 4·10-4 
охолодженні всіх пасток рідким азотом, Па 
Час досягнення тиску 4.10-4Па, хв , не більше 30 
Кількість резистивних випарників, шт. 2 
Кількість електронно-променевих випарників, шт. 1 
Вмістимість деталей розмірами, шт.  
діаметром 40 мм 70 
діаметром 70 мм 6 
Напруга джерела живлення тліючого розряду іонної очистки від 2175± 20% 
на холостому ході, В до 4350± 20% 
Максимальний струм тліючого розряду іонної очистки А, не 0,4 
більше 
Максимально припустимий струм резистивного випарника 300 
при напрузі на трансформаторах А, не більше12В 150 
Максимальний струм електронно-променевого випарника, мА 480±20 
Потужність , яка споживається установкою, кВт, не більше 20 
Маса установки, кг, не більше 1900 
Площа, займана установкою, м2, не більше 6 
41 
 
Вакуумна установка ВУ-1А є однокамерною установкою періодичної дії, 
призначеною для нанесення тонкоплівкових покриттів у вакуумі. Робоча 
камера обладнана внутрішнім механізмом у вигляді карусельного пристрою, 
який забезпечує рівномірну обробку зразків у процесі напилення. Карусель має 
вісім робочих позицій, у кожній з яких може бути встановлена підкладка як з 
трафаретом, так і без нього, що розширює технологічні можливості установки. 
Під час обертання каруселі передбачено нагрів усіх підкладок за допомогою 
відбивного нагрівача, що дозволяє стабілізувати температурний режим і 
покращити адгезійні та структурні властивості плівок[21]. 
У нижній частині робочого об’єму камери змонтовано шість пар 
струмовідводі, призначених для підключення випарників. Кожна пара 
струмовідводів відокремлена секторальними екранами, які запобігають 
взаємному впливу випарників та забезпечують локалізацію зони 
випаровування[21]. 
Конструкція підковзантного пристрою робочого об’єму установки ВУ-1А 
дає змогу здійснювати фінішне іонне очищення підкладок. Для цього 
використовуються відповідні електроди з порушенням тліючого розряду, що 
забезпечує ефективне видалення поверхневих забруднень та активацію 
поверхні перед нанесенням покриттів. Після завершення етапу іонного 
очищення установка переходить безпосередньо до процесу напилення тонких 
плівок[21]. 
Контроль товщини отриманих покриттів здійснюється оптичними 
методами за спектральними коефіцієнтами пропускання або відбиття. Для 
цього використовуються як центральні (контрольні), так і бічні (робочі) зразки, 
розміщені на відстані 60–150 мм від центра каруселі, що дозволяє оцінювати 
рівномірність нанесення плівки по всій площі обробки[21]. 
У робочій камері установки розміщене наступне основне технологічне 
обладнання. Зокрема, використовується водоохолоджений мідний тигель з 
діаметром робочої частини 85 мм, у якому під час формування покриттів 
встановлюється вольфрамовий злиток-посередник з таблеткою випаровуваного 
42 
 
матеріалу, розміщеною на його поверхні. Тигель закріплений на мідній 
водоохолоджуваній плиті, що забезпечує стабільний тепловий режим у процесі 
випаровування[21]. 
Підкладки зі зразками оснащені вбудованими термопарами, які 
використовуються для безперервного вимірювання температури підкладки під 
час нанесення покриттів, що дає змогу точно контролювати технологічні 
параметри процесу[21]. 
Мідний тигель призначений для випаровування таблеток, що містять 
тугоплавкі елементи та сполуки. Завдяки високоефективній системі водяного 
охолодження, яка реалізована за рахунок інтенсивного потоку холодної води та 
постійної зміни напрямку її руху, забезпечується надійне тепловідведення. Це 
дозволяє здійснювати плавлення і випаровування тугоплавких матеріалів без 
пошкодження тигля. Усередині тигля розміщується вольфрамовий злиток, на 
поверхні якого знаходяться карбідні або інші тугоплавкі суміші у вигляді 
спресованих таблеток, підготовлених до процесу випару[21]. 
Стінки робочої камери обладнані двома рядами екранів для захисту від 
теплового випромінювання, причому один із них є водоохолоджуваним. 
Використання водоохолоджуваних екранів обумовлено високим тепловим 
потоком, що виникає від нагрітої поверхні вольфрамового злитка, який має 
високу випромінювальну здатність. Неводоохолоджувані екрани виготовлені з 
листової сталі, їх легко можна демонтувати та очищати від конденсованого 
матеріалу[21]. 
Оглядове вікно дозволяє спостерігати за процесом випаровування та 
забезпечує рівномірне нагрівання підложки. Вікно також охолоджується за 
допомогою води. З метою захисту спостерігача від світлового потоку воно 
обладнане стробоскопом та має свинцеве скло для запобігання проникненню 
іонізуючого випромінювання[21]. 
Установка ВУ-1А оснащена заслінкою, виготовленою з тугоплавкого 
матеріалу, яка не потребує водоохолодження. Ця заслінка призначена для 
захисту зразків від парового потоку під час передварительного прогріву 
43 
 
таблетки та вольфрамового злитка. Після завершення передварительного 
прогріву, при відносно низькій потужності випарної гармати, заслінка 
автоматично відкривається, і паровий потік осаджується на попередньо нагріту 
до заданої температури підложку[21]. 
Температура підложки підтримується на постійному рівні протягом 
всього процесу і контролюється за допомогою термопари хромель-капель. 
Зазначено, що термопара ізольована від парового потоку, що забезпечує 
надійний контроль та вимірювання температури без його впливу на сам процес. 
Електронно-променевий випарник[21] 
Для випаровування великої кількості різноманітних тугоплавких 
матеріалів, оксидів та діелектриків, широко застосовують електронно-
променеві випарники. Принцип їхньої роботи полягає у використанні енергії 
сфокусованого пучка прискорених електронів для нагріву матеріалу, який потім 
випаровується[21]. 
Електронно-променевий випарник складається з трьох основних 
компонентівм[21]: 
1. Джерело електронів - електронна гармата, яка представляє собою 
діодну систему. Вона включає катод 1, закріплений у тримачі з клемами 2, 
пролітний анод 3, знаходячись під потенціалом землі, та електрод фокусування 
4. Катод може мати форму спіралі з п'ятьма витками вольфрамового дроту 
діаметром 0,6 мм. На накалювальний катод подається висока негативна 
напруга, яка складає 6 кВ або 12 кВ. 
2. Система відхилення, повороту і фокусування: включає 
електромагнітні та електростатичні елементи, які відповідають за відхилення, 
поворот та фокусування електронного пучка. 
3. Тигель - водоохолоджуваний тигель, в якому розташовується 
матеріал, що випаровується. Процес випаровування відбувається завдяки 
впливу енергії електронного пучка на випаровуваний матеріал у тиглі. 
 
 
44 
 
 
2.2 Методика розрахунку одношарової плівка 
 
 Розглянемо відбиття світла в системі, що складається з двох прозорих 
середовищ з показниками заломлення n1 та n3, відокремлених одним тонким 
шаром з показником заломлення n2. Покладемо, що однорідний шар, 
непоглинаючий, ізотропний, обмежений паралельними площинами, товщина 
його h2 співставна з довжиною хвилі світла (3.2) [22-27]. 
 
 
Рисунок 2.2 – Відбиття світла від прозорої плівки на непоглинаючій 
підкладці 
 
Плоска хвиля з амплітудою А = 1 (інтенсивність І = 1) падає по нормалі 
до поверхні межі розділу n1/n2, від якої частково відбивається (промінь 1). 
Амплітуда відбитого променю I дорівнює[23-26]  
n  n
        r12 
1 2        (2.1) 
n1  n2
Промінь II, який увійшов в шар, відбившись від другої межі розділу і 
вийшовши назад у перше середовище, має амплітуду  i
r 2  
12 23 21e .
Тут rl2, r23, δ12, δ23 - коефіцієнти Френеля для двох меж розділу. Після 
дворазового проходження шару променем II, між променями I і II з'являється 
різниця ходу, рівна 2 n h . По фазі промені I і II відрізняються (рис.2.2) на 
2 2
45 
 
величину 4n h
  2 2 , оскільки промінь II двічі проходить шар. Промінь III 
2

виходить в перше середовище з амплітудою  2
12r 23r21
i2
e 2 . Аналогічно 
21
визначається амплітуда променів IV і т. д. [22-27] 
Амплітуда результуючої відбитої хвилі визначається шляхом 
підсумовування нескінченної низки: I + II + III+ . . . . 
i 2 i2
  r 2 2
13  r12 12r23 21e 12r 23r21 21e  ...      (2.2)  
Враховуючи визначення, дані (2.2), маємо  
  r  r ;    
12 21
12  1 r12
 21  1 r12                  (2.3) 
12 21  r12r21  1
Тоді 
12r23 21  r23(1 r 2
12 )
      (2.4) 
 2 2
12r23r21 21  r12r23(1 r12 )
і т. д., і (2.2) можна записати так 
2 i i2 i3
r13  r12  r23(1 r12 )e 2  r12r
2
23(1 r 2
12 )e 2  r 2 r 2 2 2   (2.5) 
12 23(1 r12 )e  ...
Ряд (2.5), починаючи з другого члена, являє собою нескінченну, низхідну 
прогресію, де постійний член дорівнює i
r (1 r 2 )e 2 , а знаменник прогресії 
23 12
i
r r e 2 . Проведене підсумовування призводить до виразу 
12 23
2 i i
r23 (1 r )e 2 r 2
r  r  12  12  r23e
13 12      (2.6) 
i i
1 r12r
2 2
23e 1 r12r23e
Аналогічне підсумовування нескінченної низки променів, що пройшли в 
середовище n3, дає амплітуду результуючої хвилі δ13. Амплітуда першого 
променя, що пройшов 1 дорівнює   i
e 2 . Величина i32  
12 23 12 23r23r21e
характеризує амплітуду променів 2, 3 і т. д. Нескінченно низхідна прогресія зі 
знаменником i
r r e 2 дає в результаті підсумовування амплітуду хвилі, що 
23 21
пройшла[24-27] 
  i
e 2
      12 23
13     (2.7) 
i
1 r 2
12r23e
46 
 
 Вирази (2.6) і (2.7) є основними для подальшого розрахунку амплітуд 
променів, відображених і тих, що проходять  через поверхню, на якій є тонкий 
шар. 
4n h  (2.8) 
r 2 2
12  r23 cos
r    
13 4n h
1 r12r23 cos 2 2
  
Коефіцієнти відбиття даної системи R13 чи пропускання Т13 визначаються 
шляхом зведення у квадрат виразів (2.6) і (2.7) або множенням їх на комплексні 
спряжені. Скачки фази на межах розділу середовищ характеризуються 
величинами Δ12 і Δ23, які і визначають знаки коефіцієнтів Френеля. У 
непоглинаючих середовищах фази Δ12и Δ23 мають значення 0 або π в залежності 
від того, позитивні або негативні значення r12 і r23, і знаки cos Δ12 і cos Δ23 
повинні збігатися зі знаками r12 і r23. Оскільки розглянута система складається з 
непоглинаючих середовищ і показники заломлення суттєві, то надалі для 
зручності розрахунку ми будемо користуватися абсолютними значеннями 
коефіцієнтів Френеля (модулями), що визначаються: 
n1  n2 n  n
r             r  2 3  
12 23
n1  n2 n2n3
Враховуючи сказане, розрахунок коефіцієнта відбиття даної системи 
здійснюється за формулою:      
2 2 4n2hr12  r 2
23  2r12r23 cos(12  23  )
R13 
       (2.9) 
1 r 2 2 4n2h2
12r23  2r12r23 cos(12  23  )

Формула розрахована на відбиття світла по нормалі з урахуванням 
багаторазових відбиттів від меж розділу. Характер відбитого світла 
визначається інтерференцією світла в плівці і залежить від різниці ходу, яку 
вносить оптична товщина плівки на шляху променів. Остання буде різна для 
променів різної довжини хвилі λ [24-26]. 
Аналіз формули (2.9) показує, що оскільки показники заломлення n1, n2 і 
n3 мають постійні значення, то коефіцієнт відбиття R13 буде періодичної 
47 
 
функцією аргументу 2( 4n2h
  2 ), що містить дві змінні величини: оптичну 
2

товщину плівки n2h2 і довжину хвилі λ. Тому зміна R13 може бути наслідком 
зміни оптичної товщини плівки або довжини хвилі падаючого світла. 
Розглянемо обидві можливості[22-27]. 
1. Монохроматичне світло: довжина хвилі λ постійна; оптична товщина 
плівки n2h2 – змінна (наприклад, клиноподібна плівка). У відбитому 
монохроматичному світлі, у плівці змінної товщини можна спостерігати ряд 
чорних і яскравих смуг, що чергуються,  які мають забарвлення, відповідне 
довжині хвилі λ. Положення екстремальних значень R13, згідно (3.9), відповідає 
значенням оптичної товщини плівки n2h2, що кратні   падаючого світла[24-
4
26]: 

n h  k     (k=1, 2, 3,…),    (2.10) 
2 2
4
коли різниця ходу променів дорівнює цілому числу   або непарному 
2
числу  . Якщо n2< n3 (показник заломлення плівки менше, ніж у підкладки), 
4
мінімуми R13 будуть відповідати оптичним товщинам плівки, кратним 
непарному числу  , коли 
4
    
n  (k=0, 1, 2,…),   (2.11) 
2h2  (2k 1)
4
або  3 5
n h  , , ,...  2 2
4 4 4
Положення максимумів буде відповідати парному числу   або цілому 
4
числу  , коли 
2
     
n2h2  2k  k      (2.12) 
4 2
або  3
n2h2  ,,  
2 2
Якщо n2> n3 (показник заломлення плівки більше, ніж у підкладки), має 
місце зворотне співвідношення. Положення максимумів коефіцієнта відбиття 
48 
 
R13 буде відповідати оптичним товщинам плівки, визначених рядом (2.11), а 
положення мінімумів - рядом (2.12). 
2. Біле світло, що містить всі довжини хвиль; оптична товщина плівки 
n2h2- постійна. У відбитому світлі також буде спостерігатися поява низки 
максимумів і мінімумів для довжин хвиль 
4n2h
  2  (k=1, 2, 3,…),       (2.13) 

k
 що визначаються виразом (2.9). Якщо n2< n3, то перший і всі наступні 
мінімуми будуть мати місце для довжин хвиль 
4n2h2 ; 4n h 4n h
1    2 2 ;   2 2  і т. д.    (2.14) 
3 5
1 3 5
де k- непарне. 
Максимуми розташовуються в місцях, відповідних довжинам хвиль, які 
визначаються рядом 
4n2h
  2 ; 4n2h
  2 ; 4n h
  2 2  і т. д.    (2.15) 
2 4 6
2 4 6
де k- парне.  
При n2> n3 спостерігається зворотне співвідношення, та положення 
першого і всіх подальших максимумів визначається рядом (2.14), у той час як 
положення мінімумів - рядом (2.15). 
Підставляючи значення оптичної товщини з (2.11), (2.12) або (2.14), (2.15) 
в (2.9), знаходимо, що екстремальні значення коефіцієнта відбиття R13 
відповідно рівні: 
n2  n
                      R 2 3 2
13  ( )                            (2.16) 
n2
2  n3
n  n
або                           R 3 1 2
13  ( )   (2.17)           
n3  n1
Вираз (2.16) визначає мінімальні значення R13 як для умови 1, коли λ - 
постійна, так і для умови, коли n2h2 - постійна, якщо n2< n3. При цьому вираз 
(2.17) характеризує максимальне значення коефіцієнта відбиття, рівне відбиттю 
від підкладки при відсутності шару, який би не був показник заломлення 
останнього. Якщо n2> n3, то вираз (2.16) дає максимальні значення R13, вираз 
49 
 
(2.17) - мінімальні, рівні відбиттю від поверхні підкладки (n3) при відсутності 
шару.  
Залежність R13 від λ при n2h2 постійному і від n2h2 при λ постійному 
ілюструє рис. 2.3, де підкладкою служить скло (n3 = 1,52) і навколишнє 
середовище - повітря (n1= 1). Штрихова лінія характеризує вихідне відбиття від 
поверхні скла без плівки, рівне 
n  n 11.52
( 1 3 )2  ( )2  0.042  
n1  n3 11.52
Залежність R13 від різниці ходу показана суцільними кривими, на яких 
вказані значення показника заломлення одношарових плівок.  
На осі абсцис оптична товщина останніх наведена в значеннях фазового 
кута (град), якщо довжина хвилі змінна, і в значеннях n2h2, виражених в частках 
довжини хвилі, якщо оптична товщина змінна. Нижче штриховий лінії показана 
зміна R13, якщо n2< n3, коли фази ∆12 = ∆23 = π. Вище штриховий лінії -  якщо 
n2> n3, коли ∆12  = π і ∆23  = 0. 
Формула (2.9) і рис. 2.3 показують, що плівка з показником заломлення  
n2< n3 зменшує відбиття світла від підкладки, а плівка з n2> n3 -збільшує. 
 
Рисунок 2.3 – Залежність коефіцієнта відбиття від оптичної товщини плівки 
n2h2 для різних значень показника заломлення плівки n2 на підкладці n3 = 
1,52[23-25] 
50 
 
Мінімуми на кривих (рис. 3.3) для плівок з n2= 1,40 і 1,45 і максимуми для 
плівок з n2 =1,8÷ 2,3 відповідають плівкам з  оптичною товщиною, рівною   і 
4
значенням фазового кута 4n2h2 180 , з урахуванням значень Δ12 і Δ23 (3.9). 

Щоб отримати значення R13= 0 або r13 = 0, необхідно, щоб або чисельник 
(2.8) дорівнював нулю, або знаменник прямував до нескінченності. Останнє, 
однак, неможливо, оскільки максимальні значення r12 і r23 рівні одиниці. Тоді 
залишається тільки прирівняти до нуля чисельник (2.8): 
 
4n h
r12  r23 cos 2 2  0     (2.18) 

Це можливо, якщо 
    4n2h2   ,3 ,...    (2.19) 

або  3 5
n h  , , ,...  2 2
4 4 4
і одночасно, якщо r12 = r23. Підставивши сюди значення r12 і r23  з (2.2), маємо 
n1  n2 n2  n
 3  
n1  n2 n2  n3
звідки  
n2  n1n3           (2.20) 
Вираз (2.20) є умовою амплітуд, а (2.19) фазовою умовою. Отриманий 
результат показує, що нанесення тонкого шару на поверхню прозорої підкладки 
(наприклад, скла) може повністю знищити відбиття світла для тих довжин 
хвиль λ, для яких оптична товщина шару становить величину, кратну чверті цієї 
довжини хвилі, а показник заломлення шару n2 дорівнює геометричному 
середньому з показників заломлення середовищ, що межують (2.20). 
Нанесення шару, оптична товщина якого кратна   тобто  3
n2h і 
2  ;;
2 2 2  
т.д., не змінює вихідного значення коефіцієнта відбиття підкладки для цієї 
довжини хвилі λ за будь-якого показника заломлення шару n2 [24]. 
  
51 
 
2.3 Спектрофотометр СФ-26-10  
 
Після завершення процесу нанесення покриттів у вакуумній установці 
здійснюють оптичний контроль контрольних зразків (свідків) із використанням 
спектрофотометра. За допомогою даного приладу визначають відносний 
коефіцієнт відбиття покриття шляхом порівняння отриманих значень з 
параметрами еталонного зразка, що дозволяє об’єктивно оцінити якість та 
відповідність покриття заданим оптичним характеристикам[28]. 
Для проведення вимірювань застосовується спектрофотометр СФ-26-10, 
призначений для визначення малих значень коефіцієнтів пропускання та 
відбиття твердих плоских зразків із низькою спектральною селективністю. 
Прилад забезпечує проведення досліджень у ультрафіолетовому, видимому та 
ближньому інфрачервоному діапазонах спектра, що робить його придатним для 
комплексного аналізу оптичних властивостей тонкоплівкових покриттів. 
Отримані спектральні залежності використовують для подальшого аналізу 
параметрів плівок і підтвердження коректності технологічного режиму 
осадження [28]. 
Спектрофотометр СФ-26-10 призначений для визначення коефіцієнта 
пропускання (T) експериментальних зразків. Коефіцієнт пропускання 
визначають як відношення інтенсивності світлового потоку I, що пройшов крізь 
зразок, до інтенсивності падаючого на нього потоку випромінювання I₀. 
Кількісно ця величина розраховується за співвідношенням [28]: 
І
Т  100%
І  
0   (2.21)
де I0 — інтенсивність падаючого випромінювання, I — інтенсивність 
випромінювання після проходження через зразок. 
У процесі вимірювання монохроматичний світловий потік послідовно 
проходить через вільне вікно тримача світлофільтрів та експериментальний 
зразок. На першому етапі, при введенні у світловий потік вільного вікна, за 
допомогою регулювання ширини щілини приладу на шкалі пропускання T (%) 
52 
 
встановлюють значення 100 %, що відповідає повному пропусканню 
випромінювання. Після цього в оптичний тракт вводять досліджуваний зразок, 
внаслідок чого інтенсивність світлового потоку зменшується, а показання 
шкали пропускання змінюються пропорційно величині втрат. Значення 
коефіцієнта пропускання зчитується безпосередньо зі шкали приладу. 
Для вимірювання коефіцієнта відбиття непрозорих оптичних деталей у 
спектрофотометрі застосовується спеціальний додатковий пристрій — 
підставка з призмою [28]. Дана підставка встановлюється таким чином, щоб 
світло з вхідної щілини спрямовувалося на одну з граней призми, після чого 
відбивалося на еталонний або експериментальний зразок, розміщений 
покриттям донизу. Далі відбитий потік спрямовується на іншу грань призми та 
надходить у вихідну щілину спектрофотометра. 
Для забезпечення високої точності вимірювань кут падіння світла на 
поверхню зразка не повинен перевищувати 16°, що зменшує похибки, пов’язані 
з кутовою залежністю коефіцієнта відбиття. Грані призми вкриті алюмінієвою 
плівкою, яка забезпечує високий коефіцієнт відбиття та мінімізує втрати 
світлового потоку під час багаторазових відбиттів [28]. 
У ході експерименту потужність світлового потоку, відбитого від 
досліджуваного зразка (свідка), порівнюють із потужністю відбитого 
випромінювання від еталонного зразка, середній коефіцієнт відбиття якого 
становить 3,5 %. Такий порівняльний метод дозволяє з достатньою точністю 
визначати коефіцієнт відбиття тонкоплівкових покриттів і оцінювати їх 
оптичну якість[28]. 
 
Рисунок 2.4 – Конструкція спектрофотометру[27] 
53 
 
 
2.4 Технологічний процес отримання оксидних покриттів  
 
Сучасна оптика, фотоніка та оптоелектроніка неможливі без 
використання тонких плівок, зокрема оксидних. Тонкі оксидні плівки, нанесені 
на оптичне скло, відіграють ключову роль у формуванні оптичних, механічних 
та електричних властивостей оптичних елементів. Вони застосовуються для 
створення антивідбивних, відбивних, захисних, фільтрувальних та 
функціональних покриттів. 
Особливу увагу привертають оксиди металів, такі як Al2O3, SiO2, TiO2, 
HfO2, ZrO2, які характеризуються високою прозорістю у видимому та 
ближньому інфрачервоному діапазонах, стабільністю та можливістю керування 
оптичними параметрами шляхом зміни технології осадження. 
Метою даного звіту є аналіз властивостей, методів отримання, 
призначення та галузей застосування тонких оксидних плівок на оптичному 
склі. 
Оптичне скло є одним з найпоширеніших матеріалів для виготовлення 
оптичних елементів завдяки таким властивостям: 
- високій прозорості у широкому спектральному діапазоні; 
- однорідності структури; 
- стабільності показника заломлення; 
- хорошій механічній оброблюваності. 
Поверхня оптичного скла є придатною для нанесення тонких плівок, 
однак потребує ретельної підготовки, оскільки адгезія та якість покриття 
значною мірою залежать від чистоти та стану поверхні. 
Тонкі оксидні плівки впливають на: 
- спектри відбиття та пропускання; 
- дисперсію показника заломлення; 
- інтерференційні ефекти. 
54 
 
Зміна товщини плівки дозволяє керувати мінімумами та максимумами 
відбиття, що лежить в основі створення антивідбивних покриттів. 
Тонкі оксидні плівки на оптичному склі є невід’ємною частиною 
сучасних оптичних технологій. Вони дозволяють не лише захищати оптичні 
поверхні, але й цілеспрямовано керувати оптичними властивостями матеріалів. 
Завдяки різноманітності оксидів і методів осадження можливе створення 
покриттів з наперед заданими характеристиками для широкого спектра 
застосувань — від побутової оптики до високоточної лазерної техніки. 
Для отримання тонких оксидних покриттів складено технологічний 
процес. 
Технологічний процес включає наступні основні операції: 
010 Очистка підложок. 
020 Підготовка вакуумної камери. 
030 Іонна очистка під ложок та термообробка 
040 Нагрів підложок до фіксованої температури.  
050 Нанесення тонких оксидних покриттів: 
060 Розгерметизація вакуумної камери, вивантаження готових виробів. 
070 Контроль оптичних параметрів покриття. 
Підготовка вакуумної установки до випаровування: 
Для захисту елементів вакуумної арматури від осадження речовин, що 
випаровуються в процесі нанесення плівок, застосовують спеціальні екрани. 
Екрани виготовляють з алюмінієвої фольги марок АД0, АД1 товщиною 0,2–0,3 
мм або з листів нержавіючої сталі, що забезпечує ефективне екранування та 
зменшення забруднення робочих поверхонь установки. 
Очищення забруднених деталей вакуумної арматури та екранів з 
нержавіючої сталі здійснюють механічним способом із використанням 
шліфувальної паперової шкірки. Після механічної обробки деталі промивають 
гарячою водою з мийним засобом, а потім висушують у термошафі при 
температурі 150 ± 50 °С. Деталі арматури, що використовуються вперше, перед 
55 
 
промиванням додатково знежирюють бензином або ацетоном з метою 
видалення консерваційних та технологічних забруднень. 
Чищення тигля електронно-променевого випарника проводять після 
кожного циклу випаровування. Для цього використовують шліфувальну 
шкірку, після чого залишки забруднень видаляють за допомогою пилососа, а 
внутрішню поверхню тигля протирають безворсовою серветкою, змоченою 
етиловим спиртом. Така процедура дозволяє запобігти накопиченню залишків 
матеріалу та забезпечити стабільність процесу випаровування. 
Забруднені деталі, виготовлені з алюмінієвих сплавів, піддають хімічному 
травленню у 10–20 % водному розчині гідрату оксиду калію або гідроксиду 
натрію. Після травлення деталі ретельно промивають гарячою водою для 
видалення залишків реагентів і висушують у термошафі при температурі 150 ± 
10 °С. 
Періодичність очищення деталей вакуумної арматури та екранів з 
нержавіючої сталі або заміни екранів з алюмінієвої фольги становить 5–10 
циклів випаровування, залежно від умов експлуатації установки. Після 
завершення складання арматури вакуумну камеру відкачують до тиску 5·10⁻⁵ 
мм рт. ст., після чого проводять знегажування шляхом нагрівання камери до 
температури 300 °С, що сприяє видаленню адсорбованих газів з поверхонь. 
Перед завантаженням підготовлених деталей у вакуумну камеру 
здійснюють перевірку працездатності фотометричного контрольного пристрою. 
Для цього пристрій вмикають відповідно до інструкції з експлуатації, а 
контрольну довжину хвилі монохроматора підбирають експериментальним 
шляхом. Після підтвердження коректної роботи системи контролю товщини 
плівок пристрій вимикають [25]. 
Підготовка деталей до випаровування 
Перед нанесенням тонких плівок оптичне скло піддається комплексній 
механічній та хімічній обробці, метою якої є повне видалення забруднень і 
забезпечення високої адгезії плівкового покриття. Процес підготовки включає 
такі основні етапи: 
56 
 
- знежирення поверхні з використанням органічних розчинників; 
- ультразвукове очищення для видалення мікрочастинок і залишкових 
забруднень; 
- промивання дистильованою водою з подальшим висушуванням. 
Очищення підкладок. Підкладки з оптичного скла К8 знежирюють у 
суміші петролейного ефіру та етилового спирту у співвідношенні 75 % до 25 %. 
Після цього поверхню остаточно очищають шляхом протирання тампонами із 
знежиреної вати, змоченими в абсолютному етиловому спирті. Для видалення 
можливих залишків вологи та мікрозабруднень деталі додатково протирають 
знежиреними батистовими серветками. 
Підготовлені підкладки встановлюють у знімні оправи підкладкотримача, 
після чого з їх поверхні м’яким білячим пензликом видаляють ворсинки та 
пилові частинки. Очищені деталі в оправах завантажують у підкладкотримач, 
який далі встановлюють у вакуумну камеру установки для випаровування. 
Усі операції з підготовки та монтажу підкладок виконують із 
дотриманням вимог чистоти: оператор працює в гумових рукавичках або 
напальниках, що запобігає повторному забрудненню поверхні та забезпечує 
відтворюваність результатів осадження плівок. 
Нанесення покриття 
Процес формування тонкоплівкового покриття здійснюють у вакуумній 
камері з дотриманням регламентованих режимів тиску, електричних параметрів 
та швидкості обертання підкладок, що забезпечує однорідність і 
відтворюваність властивостей плівок. 
1. На початковому етапі в камері створюють вакуум до тиску 1·10⁻⁵ 
мм рт. ст. відповідно до інструкції з експлуатації установки. Після цього 
вмикають привід обертання тримачів деталей із частотою 10–20 об/хв, що 
забезпечує рівномірну обробку поверхонь. Далі здійснюють контрольований 
напуск повітря до тиску (1·10⁻² – 5·10⁻²) мм рт. ст. та проводять очищення 
деталей у тліючому розряді протягом 5–7 хвилин при струмі 200 мА і напрузі 
57 
 
на електродах 2–2,5 кВ. Така обробка сприяє видаленню залишкових 
забруднень і активації поверхні підкладок. 
2. Після завершення іонного очищення в камері знову створюють 
робочий вакуум у межах (1·10⁻⁵ – 5·10⁻⁵) мм рт. ст. Вмикають систему 
контролю товщини плівок, а також привід обертання підкладкотримача з 
підвищеною частотою 20–40 об/хв, що дозволяє досягти більшої рівномірності 
осадження шару. 
3. Електронний пучок генерується електронною гарматою, у якій 
електрони прискорюються електричним полем до енергій кількох кеВ. За 
допомогою електромагнітних лінз пучок фокусується на поверхні 
випаровуваного матеріалу. Параметри пучка (струм, напруга, фокусування) 
регулюються для забезпечення стабільної швидкості випаровування. 
4. Перед безпосереднім нанесенням покриття під захисним екраном 
проводять знегажування (дегазацію) матеріалів, що випаровуються. Для цього 
здійснюють сканування електронного променя по поверхні таблеток оксиду 
поступово підвищуючи потужність випарника до значення, необхідного для 
стабільного процесу випаровування. Даний етап дозволяє видалити адсорбовані 
гази та вологу з матеріалу випаровування. 
5. Після завершення знегажування екран відкривають і здійснюють 
нанесення шарів у послідовності, визначеній конструкцією покриття. 
Осадження проводять із заданою та стабільною швидкістю конденсації, не 
допускаючи розприскування випаровуваної речовини та порушення вакуумного 
режиму. Контроль швидкості росту плівки та її товщини рекомендується 
здійснювати за часом нанесення шару з оптичною товщиною λ/4, що забезпечує 
необхідні оптичні характеристики сформованого покриття. 
6. Технологічний контроль товщини шарів 
Контроль товщини плівкових шарів у процесі нанесення покриття на 
установці, оснащеній фотометричним пристроєм, здійснюють шляхом 
реєстрації зміни коефіцієнта відбиття. Вимірювання проводять за допомогою 
58 
 
кількох контрольних зразків, що дозволяє підвищити точність і надійність 
технологічного контролю. 
Як свідки використовують плоскопаралельні скляні пластини або 
клиноподібні зразки зі скла, розміщені в тих самих умовах, що й основні деталі. 
Зміна інтенсивності відбитого світла від поверхні свідків реєструється 
фотометричною системою та перетворюється в електричний сигнал, який 
відображається на цифровому вольтметрі. 
Нанесення чергового шару покриття припиняють у момент досягнення 
екстремального значення сигналу (максимуму або мінімуму), зафіксованого 
вольтметром. Дана екстремальна точка відповідає оптичній товщині шару λ/4, 
що є необхідною умовою для забезпечення заданих оптичних характеристик 
багатошарового покриття. Такий метод контролю дозволяє оперативно 
керувати процесом осадження та забезпечує високу відтворюваність параметрів 
покриття. 
8. Після закінчення процесу випаровування завершують відкачування 
камери високовакуумним насосом не менше, ніж через 20 хвилин. Після 
досягнення заданої товщини випаровування припиняється, а плівка 
охолоджується у вакуумі. Поступове охолодження запобігає утворенню 
термічних напружень і тріщин у плівці. 
9. Після завершення процесу нанесення покриття вакуумну установку 
виводять з роботи відповідно до вимог та послідовності, встановлених 
інструкцією з експлуатації [23]. При цьому поетапно вимикають джерела 
живлення, системи випаровування та контролю, після чого здійснюють 
контрольований напуск повітря в камеру. Дотримання регламентованої 
процедури зупинки установки забезпечує безпеку обладнання, запобігає його 
пошкодженню та гарантує стабільність подальших технологічних процесів. 
 
59 
 
Висновки до розділу 2 
У розділі 2 було комплексно розглянуто обладнання, методи та 
технологічні аспекти отримання оксидних покриттів, що дало змогу 
сформувати цілісне уявлення про процес їх виготовлення та контролю 
властивостей. 
Встановлено, що використання вакуумних установок із контрольованими 
параметрами процесу забезпечує стабільність умов осадження, однорідність 
покриттів та відтворюваність результатів, що є критично важливим для 
формування тонких плівок із заданими фізико-хімічними властивостями. 
У підрозділі 2.2 розглянуто методику розрахунку одношарової плівки, яка 
дозволяє визначати її основні оптичні та геометричні параметри. Застосування 
аналітичних розрахунків товщини плівки з урахуванням довжини хвилі 
випромінювання та показника заломлення забезпечує можливість 
прогнозування оптичних характеристик покриттів і оптимізації режимів їх 
нанесення. 
У підрозділі 2.3 наведено характеристику спектрофотометра СФ-26-10, 
який використовується для дослідження оптичних властивостей оксидних 
покриттів. Показано, що даний прилад дозволяє з високою точністю 
вимірювати коефіцієнти пропускання та відбивання у широкому спектральному 
діапазоні, що є необхідним для оцінки якості та функціональних властивостей 
тонких плівок. 
У підрозділі 2.4 детально описано технологічний процес отримання 
оксидних покриттів, включаючи підготовку підложок, створення вакууму, 
осадження плівок та подальший контроль їх параметрів. Встановлено, що 
дотримання послідовності технологічних операцій і оптимальний вибір 
режимів процесу суттєво впливають на структуру, товщину та оптичні 
характеристики отриманих покриттів. 
  
60 
 
Розділ 3. Результати досліджень 
 
3.1 Визначення оптичних характеристик оксидних покриттів HfO₂ 
 
HfO₂ (гaфнієвий діоксид) — це широкий заборонений 
напівпровідник/діелектрик із надзвичайно високим показником прозорості в 
широкому спектральному діапазоні та чудовими електричними й механічними 
властивостями. 
Тонкі плівки HfO₂ зазвичай наносять на підкладки, зокрема на оптичне 
скло, для модифікації його оптичних та захисних характеристик. 
Типові застосування плівок HfO₂ на оптичному склі 
 1. Оптичні покриття 
Анти-відбивні (AR): 
- зменшують втрати світла на поверхнях лінз, 
- застосовуються в фотоніці, оптичних приладах, фотокамерах, окулярах. 
Відбивні / дзеркальні покриття: 
- HfO₂ використовується як високозаломлюючий шар у багатошарових 
дзеркальних системах (наприклад, лазерні дзеркала). 
Фільтри довжин хвиль: 
- для діапазонів UV, VIS, NIR — створення діелектричних фільтрів зі 
строго визначеною спектральною характеристикою. 
 2. Лазерна оптика 
- У багатьох лазерних резонаторах HfO₂ служить складовою високоточної 
дзеркальної структури завдяки високому показнику прозорості та 
порошеної межі руйнування. 
 3. Фотоніка та інтегровані оптичні схеми 
Використовується в плоских хвильоводах, мультислойних системах 
управління фазами та інтерферометричних структурах. 
 4. Електроніка та сенсори 
61 
 
- HfO₂ — популярний діелектрик у конденсаторах та транзисторах 
(наприклад, у МОП-структурах), але на оптичному склі застосовується 
рідше — здебільшого у фотонно-електричних пристроях. 
 5. Захисні покриття 
- Використовується для підвищення зносостійкості, захисту поверхні від 
подряпин, корозії та забруднення. 
90
80
70
60
50
40
30
20
10
300 400 500 600 700 800 900
λ, nm
 
Рисунок 3.1 – Графік залежності пропускання світла в залежності від 
довжини хвилі для тонкого покриття HfO2 отриманого на оптичному склі при 
температурі підложки 100С 
 
На графіку наведено залежність пропускання світла тонкого покриття 
HfO2, осадженого на оптичному склі, від довжини хвилі λ. 
У короткохвильовій області спектра (λ ≈ 300–330 нм, ультрафіолет) 
спостерігається низьке пропускання, яке становить приблизно 15–35 %. Це 
зумовлено інтенсивним власним поглинанням матеріалу та підкладки, а також 
можливими дефектними станами у плівці HfO₂. 
Зі збільшенням довжини хвилі від 330 до 400 нм пропускання різко 
зростає — від близько 40 % до 75 %, що свідчить про зменшення поглинання та 
перехід у прозору область матеріалу. 
62 
 
Пропускання, %
У видимому діапазоні спектра (400–700 нм) покриття характеризується 
високим пропусканням, яке досягає максимального значення близько 85 % при 
λ ≈ 500 нм. Подальше збільшення довжини хвилі до 600–700 нм 
супроводжується незначним зниженням пропускання до 78–82 %, що може 
бути пов’язано з інтерференційними ефектами у тонкій плівці. 
В інфрачервоній області (700–900 нм) пропускання залишається 
стабільно високим і коливається в межах 77–80 %, демонструючи хорошу 
прозорість покриття в широкому спектральному діапазоні. 
Таким чином, тонке покриття HfO₂, отримане на оптичному склі при 
заданій температурі підложки, забезпечує високе пропускання у видимому та 
ближньому інфрачервоному діапазонах, що робить його перспективним для 
застосування в оптичних і захисних покриттях. 
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
250 300 350 400 450 500
λ, nm
 
Рисунок 3.2 – Графік залежності пропускання світла в залежності від 
довжини хвилі для тонкого покриття HfO2 отриманого на оптичному склі при 
температурі підложки 100С 
 
У короткохвильовій ультрафіолетовій області спектра (λ ≈ 250–270 нм) 
спостерігається високе поглинання, яке досягає максимального значення 
63 
 
Поглинання,%
близько 3,5 %. Це зумовлено міжзонними електронними переходами та 
наявністю дефектних енергетичних рівнів у плівці HfO₂. 
Зі збільшенням довжини хвилі від 270 до 300 нм поглинання різко 
зменшується — від приблизно 1,5–2 % до значень менше 0,2 %. Така поведінка 
свідчить про швидкий перехід матеріалу з області сильного поглинання в 
прозору спектральну область. 
У видимому діапазоні (λ ≈ 300–500 нм) поглинання є дуже малим і 
поступово зменшується практично до нуля. Це означає, що тонке покриття 
HfO₂ майже не поглинає світло у видимій області спектра та характеризується 
високою оптичною прозорістю. 
Таким чином, отримане тонке покриття HfO₂ на оптичному склі при 
заданій температурі підложки має значне поглинання лише в ультрафіолетовій 
області, тоді як у видимому діапазоні воно є практично прозорим. Це 
підтверджує доцільність використання таких покриттів у якості захисних та 
оптичних шарів, зокрема для оптичних елементів, що працюють у видимому 
спектрі. 
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
250 350 450 550 650 750 850
λ, nm
 
Рисунок 3.3 – Графік залежності пропускання світла в залежності від 
довжини хвилі для тонкого покриття HfO2 отриманого на оптичному склі при 
температурі підложки 200С 
64 
 
Пропускання, %
На графіку наведено залежність пропускання світла тонкого покриття 
HfO₂, нанесеного на оптичне скло при заданій температурі підложки, від 
довжини хвилі λ 
У короткохвильовій ультрафіолетовій області спектра (λ ≈ 250–300 нм) 
пропускання є відносно низьким і становить близько 45–55 %, що пов’язано з 
інтенсивним власним поглинанням матеріалу та впливом підкладки. 
У діапазоні 300–450 нм спостерігається різке зростання пропускання, яке 
досягає максимального значення приблизно 85–86 % при λ ≈ 450 нм. Це 
свідчить про високу оптичну прозорість плівки HfO₂ у видимій області спектра 
та оптимальні умови формування тонкого покриття. 
При подальшому збільшенні довжини хвилі в області 450–700 нм 
пропускання поступово зменшується до значень близько 68–70 %. Така 
поведінка може бути зумовлена інтерференційними ефектами в тонкому шарі 
та особливостями його товщини і показника заломлення. 
У ближній інфрачервоній області (700–850 нм) пропускання 
стабілізується та навіть знову зростає, досягаючи значень близько 84–85 % при 
λ ≈ 850 нм, після чого спостерігається незначне зниження. 
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
200 300 400 500 600
λ, nm
 
Рисунок 3.4 – Графік залежності поглинання світла в залежності від 
довжини хвилі для тонкого покриття HfO2 отриманого на оптичному склі при 
температурі підложки 200С 
65 
 
Поглинання,%
На рисунку представлено спектральну залежність коефіцієнта поглинання 
світла тонкого покриття діоксиду гафнію (HfO₂), нанесеного на оптичне скло 
при підвищеній температурі підкладки, у діапазоні довжин хвиль від 200 до 600 
нм. 
У короткохвильовій ультрафіолетовій області спектра (λ ≈ 200–250 нм) 
спостерігається високе значення поглинання, яке досягає приблизно 0,85 %. Це 
зумовлено міжзонними електронними переходами, характерними для 
широкозонних оксидних матеріалів, а також можливим впливом дефектних 
станів у приповерхневому шарі плівки. 
Зі збільшенням довжини хвилі в інтервалі 250–350 нм відбувається різке 
зниження поглинання, що свідчить про перехід матеріалу в область оптичної 
прозорості. У цій зоні коефіцієнт поглинання зменшується до значень близько 
0,15–0,18 %, що є характерним для високоякісних плівок HfO₂ з малою 
концентрацією оптичних втрат. 
У видимій області спектра (λ ≈ 400–600 нм) покриття демонструє 
мінімальні значення поглинання, які не перевищують 0,05–0,07 %. Наявність 
слабкого мінімуму поблизу λ ≈ 450–500 нм може бути пов’язана з 
інтерференційними ефектами в тонкому шарі або з високою щільністю та 
однорідністю плівки, сформованої при підвищеній температурі підкладки. 
Незначне зростання поглинання в довгохвильовій частині видимого 
спектра може бути обумовлене залишковими структурними дефектами або 
неоднорідністю товщини плівки, однак загалом значення залишаються 
низькими, що підтверджує високу оптичну якість покриття. 
Отримана спектральна залежність свідчить, що тонке покриття HfO₂, 
нанесене на оптичне скло при підвищеній температурі підкладки, 
характеризується: 
- високим поглинанням лише в УФ-області; 
- високою прозорістю у видимому діапазоні; 
- низькими оптичними втратами, що є критично важливим для 
застосування в оптичних і лазерних системах. 
66 
 
Такі властивості підтверджують доцільність використання плівок HfO₂ як 
функціональних шарів у багатошарових інтерференційних покриттях. 
2
nз
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
0 50 100 150 200 250 300
Т
 
Рисунок 3.5 – Графік показника заломлення світла в залежності від 
температури підложки для тонкого покриття HfO2 отриманого на оптичному 
склі 
 
На рисунку наведено залежність показника заломлення ( n ) тонкого 
покриття діоксиду гафнію (HfO₂), сформованого на оптичному склі, від 
температури підкладки в процесі нанесення в інтервалі температур 50–300 °C. 
Як видно з графіка, зі зростанням температури підкладки спостерігається 
стійке зростання показника заломлення плівки. За температури підкладки 50 °C 
значення показника заломлення становить близько ( n 1,70 ), що характерно для 
плівок з пониженою щільністю та наявністю мікропор. 
При підвищенні температури підкладки до 100–150 °C показник 
заломлення зростає до ( n 1,80–1,85 ). Це пов’язано з покращенням умов росту 
плівки, інтенсифікацією поверхневої дифузії адатомів і формуванням більш 
щільної структури з меншою кількістю дефектів. 
Подальше підвищення температури до 200–250 °C супроводжується 
збільшенням показника заломлення до ( n 1,92–1,98 ). У цьому температурному 
67 
 
діапазоні відбувається суттєве ущільнення плівки та зменшення її пористості, 
що приводить до наближення оптичних параметрів покриття до значень, 
характерних для об’ємного HfO₂. 
За температури підкладки 300 °C показник заломлення досягає 
максимального значення ( n 2,00 ). Уповільнення зростання ( n ) в області 
високих температур може свідчити про досягнення граничної щільності плівки 
та стабілізацію її структури. 
Зростання показника заломлення зі збільшенням температури підкладки 
обумовлене: 
- зменшенням пористості та дефектності плівки; 
- збільшенням її щільності; 
- покращенням адгезії до оптичного скла; 
- частковим впорядкуванням структури матеріалу. 
Отримані результати свідчать, що температура підкладки є визначальним 
технологічним параметром, який дозволяє ефективно керувати показником 
заломлення тонких плівок HfO₂. Формування покриттів при температурах 200–
300 °C забезпечує високі значення показника заломлення, що є особливо 
важливим для створення багатошарових інтерференційних оптичних покриттів 
з підвищеними функціональними характеристиками. 
Встановлено, що: 
- При збільшенні товщини шару з ~0,127 до ~0,134 спостерігається 
незначне зменшення коефіцієнта відбиття, що вказує на локальний 
мінімум. 
- Далі, зі зростанням товщини від ~0,134 до ~0,148, коефіцієнт відбиття 
поступово зростає. 
- При подальшому збільшенні товщини до ~0,155 відбувається різкіше 
зростання коефіцієнта відбиття, до максимального значення на графіку. 
Загалом залежність має нелінійний характер з мінімумом при середніх 
значеннях товщини шару. Це може свідчити про інтерференційні ефекти в 
68 
 
тонкому шарі HfO2 та існування оптимальної товщини, за якої відбиття 
мінімізується. 
В результаті проведених досліджень встановлено що: 
- У короткохвильовій області (λ ≈ 0,4–0,5 мкм) показник заломлення 
має максимальні значення (n ≈ 1,89–1,87). 
- При збільшенні довжини хвилі до ~0,6 мкм спостерігається 
поступове зменшення n, що є типовим проявом нормальної дисперсії. 
- В області λ ≈ 0,65 мкм відмічається незначне локальне зростання 
показника заломлення. 
- За подальшого збільшення довжини хвилі до 0,85 мкм показник 
заломлення зменшується до мінімального значення (n ≈ 1,84). 
Загалом плівки HfO2, отримані за температури підкладки 50 °C та 
швидкості конденсації 4–5 Å/с, демонструють нормальну дисперсію показника 
заломлення, характерну для діелектричних оксидних матеріалів, а незначні 
відхилення можуть бути пов’язані з особливостями мікроструктури плівки або 
похибками вимірювання. 
Плівки HfO2, отримані за температури підкладки 100 °C та швидкості 
конденсації 9–10 Å/с, мають наступні особливості: 
- У короткохвильовій області (λ ≈ 0,4–0,45 мкм) показник заломлення має 
найбільші значення (n ≈ 1,97–1,96). 
- В інтервалі λ ≈ 0,5–0,6 мкм спостерігається практично сталий рівень 
показника заломлення (n ≈ 1,95), що свідчить про однорідність оптичних 
властивостей плівки в цьому спектральному діапазоні. 
- При подальшому збільшенні довжини хвилі від 0,6 до 0,85 мкм 
відбувається поступове зменшення показника заломлення до мінімального 
значення n ≈ 1,92. 
Загалом залежність має характер нормальної дисперсії, типовий для 
діелектричних оксидних плівок. Порівняно з плівками, осадженими при нижчій 
температурі та меншій швидкості конденсації, ці плівки характеризуються 
вищими значеннями показника заломлення, що може бути пов’язано з більшою 
69 
 
щільністю та покращеною структурною впорядкованістю HfO₂ за підвищених 
технологічних параметрів осадження. 
Плівки HfO2, отримані за температури підкладки 250 °С та швидкості 
конденсації 12-14 Å/с, у діапазоні довжин хвиль λ = 0,4–0,85 мкм, мають 
наступні особливості: 
Спостерігається монотонне зменшення показника заломлення зі 
зростанням довжини хвилі, що є характерним проявом нормальної дисперсії 
для діелектричних оксидних плівок. 
Зокрема: 
при λ ≈ 0,4 мкм показник заломлення має максимальне значення n ≈ 2,02; 
у діапазоні 0,45–0,5 мкм n зменшується до ≈ 2,01; 
при λ ≈ 0,55–0,65 мкм n становить ≈ 2,00–1,99; 
у довгохвильовій області (0,7–0,85 мкм) показник заломлення знижується 
до ≈ 1,96. 
Плавний характер кривої без різких стрибків свідчить про однорідність 
структури плівки та відсутність значних дефектів або фазових переходів у 
досліджуваному спектральному діапазоні. Отримані значення n узгоджуються з 
літературними даними для високоякісних плівок HfO2, осаджених за 
підвищених температур підкладки, що забезпечує достатню щільність і оптичну 
стабільність матеріалу. 
На графіку (рисунок 3.6 ) показано спектральну залежність коефіцієнта 
відбиття R шару HfO₂ у діапазоні довжин хвиль приблизно 460–720 нм для 
трьох режимів нанесення, що відрізняються температурою підкладки та 
швидкістю конденсації. 
Крива 1 (синій колір, T = 250 °C, v = 12–14 Å/с) для плівки, осадженої при 
високій температурі підкладки, коефіцієнт відбиття має найменші значення 
серед усіх досліджених зразків. У короткохвильовій області (λ ≈ 470–490 нм) R 
зменшується до мінімуму близько 0,0005–0,0007, далі в області 520–560 нм 
спостерігається невеликий максимум (~0,0018–0,002). При збільшенні довжини 
хвилі до 650–670 нм коефіцієнт відбиття знову знижується, після чого в 
70 
 
довгохвильовій області (λ > 680 нм) різко зростає, досягаючи ≈0,004. Така 
поведінка свідчить про добре сформовану, щільну плівку з вираженими 
інтерференційними мінімумами. 
0.0055
R
0.005
0.0045
0.004
0.0035
0.003
0.0025
0.002
0.0015
0.001
0.0005
0
460 510 560 610 660 710
1 2 3 λ
 
Рисунок 3.6 – Графік залежності коефіцієнту відбиття від зміни 
температури підкладки і швидкості конденсації при нанесенні шару HfO2  крива 
1 (температура 250 °C та швидкості конденсації 12–14 Å/с; крива 2 
(температура 50 °C та швидкості конденсації 4–5 Å/с); крива 3 (температура 100 
°C та швидкості конденсації 9–510Å/с сірий ) 
 
Крива 2 ( T = 50 °C, v = 4–5 Å/с), для шару, нанесеного при низькій 
температурі підкладки та малій швидкості конденсації, коефіцієнт відбиття є 
найбільшим. У короткохвильовій області (λ ≈ 460 нм) R досягає ≈0,004–0,004, 
після чого поступово зменшується до мінімуму ≈0,0017–0,0018 в області 540–
560 нм. Надалі зі зростанням довжини хвилі спостерігається майже монотонне 
зростання коефіцієнта відбиття, і в довгохвильовій області (λ ≈ 720 нм) R 
досягає ≈0,005–0,0052. Це може бути пов’язано з меншою щільністю та 
більшою неоднорідністю структури плівки. 
Крива 3 ( T = 100 °C, v = 9–10 Å/с), проміжний режим нанесення 
характеризується помірними значеннями коефіцієнта відбиття. У всьому 
71 
 
спектральному діапазоні R змінюється в межах ≈0,0015–0,002, з неглибоким 
мінімумом у області 630–660 нм. У довгохвильовій частині спектра 
спостерігається поступове зростання коефіцієнта відбиття до ≈0,0035–0,0038. 
Загальний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації приводить до зменшення коефіцієнта відбиття в 
середній частині спектра та формування більш виражених інтерференційних 
мінімумів. Найкращі антивідбивні властивості демонструє шар HfO₂, 
нанесений при 250 °C, тоді як при 50 °C спостерігаються підвищені значення R 
у всьому спектральному діапазоні, що вказує на істотний вплив умов 
осадження на оптичні властивості плівок.  
На графіку (рисунок 3.7) показано залежність коефіцієнта відбиття R від 
довжини хвилі λ для тонких плівок HfO₂ різної товщини: крива 1 — товщина 
шару 0,13 мкм, крива 2 — товщина шару 0,15 мкм. 
Для обох плівок у спектральному діапазоні 350–750 нм спостерігається 
виражена інтерференційна залежність коефіцієнта відбиття, зумовлена 
багаторазовим відбиттям світла в тонкому шарі HfO₂. 
У короткохвильовій області (λ ≈ 350–380 нм) коефіцієнт відбиття 
становить близько 0,006–0,007. Зі збільшенням довжини хвилі відбиття 
поступово зменшується і досягає глибокого мінімуму при λ ≈ 540–560 нм, де R 
≈ 0–0,0003, що свідчить про ефективний антивідбивний ефект. 
У подальшому, в області λ > 600 нм, коефіцієнт відбиття різко зростає, 
досягаючи значень 0,010–0,014 при λ ≈ 700–730 нм.(крива 1) 
72 
 
0.016
R 0.015
0.014
0.013
0.012
0.011
0.01
0.009
0.008
0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0
350 400 450 500 550 600 650 700 750
λ
1 2
 
Рисунок 3.7 – Графік залежності коефіцієнту відбиття від  товщини шару 
HfO2: Крива 1 – товщина шару  0.13мкм ; Крива 2 – товщина шару  0.15мкм  
 
Для плівки більшої товщини у короткохвильовій області (λ ≈ 350 нм) 
коефіцієнт відбиття є вищим і досягає R ≈ 0,016, однак при збільшенні довжини 
хвилі він різко зменшується. Мінімум відбиття спостерігається при λ ≈ 420–440 
нм, де R ≈ 0,0003–0,0006. У діапазоні 450–580 нм коефіцієнт відбиття зростає 
до локального максимуму (R ≈ 0,0055–0,006 при λ ≈ 570–580 нм), після чого 
знову зменшується до значень близько R ≈ 0,004 при λ ≈ 640–660 нм. У 
довгохвильовій області (λ > 680 нм) спостерігається повторне зростання 
коефіцієнта відбиття до R ≈ 0,005–0,006.( крива 2) 
Зміна товщини шару HfO2 з 0,13 до 0,15 мкм призводить до зсуву 
інтерференційних мінімумів і максимумів коефіцієнта відбиття в бік коротших 
довжин хвиль та до зміни глибини мінімумів. Тонший шар (0,13 мкм) 
забезпечує мінімальне відбиття у зеленій області спектра, тоді як товстіший 
шар (0,15 мкм) — у синьо-фіолетовій області. Це свідчить про можливість 
керування антивідбивними властивостями покриттів HfO₂ шляхом 
оптимального вибору їх товщини для конкретних спектральних діапазонів.  
73 
 
3.2 Визначення оптичних характеристик оксидних покриттів Al2O3 
 
Тонкі плівки Al2O3 (оксиду алюмінію) на оптичному склі широко 
застосовуються завдяки поєднанню високих оптичних, механічних і хімічних 
властивостей. 
Тонкі плівки Al2O3 — це прозорі діелектричні покриття з високою 
твердістю, хімічною стабільністю та доброю адгезією до оптичного скла. В 
оптичному діапазоні Al2O3 має низьке поглинання та стабільний показник 
заломлення (~1,6–1,7), що робить його придатним для створення 
функціональних оптичних шарів. Плівки можуть наноситися методами 
вакуумного напилення, магнетронного розпилення, іонно-плазмового 
осадження або ALD, забезпечуючи високу однорідність і контроль товщини. 
Основне призначення тонких плівок Al2O3 на оптичному склі полягає у: 
- Захисті поверхні скла від механічних пошкоджень (подряпин, зносу); 
- Покращенні хімічної стійкості оптичних елементів до вологи, кислот і 
лугів; 
- Формуванні оптичних властивостей, зокрема в антивідбивних та 
інтерференційних покриттях; 
- Електричній ізоляції в оптоелектронних пристроях; 
- Пасивації поверхні, що зменшує кількість поверхневих дефектів. 
Галузі використання 
1. Оптика та фотоніка 
- антивідбивні та багатошарові інтерференційні покриття; 
- захисні шари на лінзах, призмах, вікнах та світлофільтрах; 
- оптичні елементи для лазерної техніки. 
2. Оптоелектроніка 
- ізолюючі та захисні шари в фотодетекторах і сенсорах; 
- покриття для дисплеїв та оптичних вікон електронних приладів. 
3. Лазерні та інфрачервоні системи 
- захист оптичних компонентів, що працюють у жорстких умовах; 
74 
 
- стабілізація оптичних характеристик при високих потужностях 
випромінювання. 
4. Приладобудування та промисловість 
- оптичні вікна вимірювальних приладів; 
- захисні покриття для оптичних сенсорів у агресивних середовищах. 
Тонкі плівки Al2O3 на оптичному склі поєднують високу прозорість, 
механічну міцність та хімічну інертність, що робить їх універсальними 
захисними та функціональними покриттями для сучасної оптики, фотоніки та 
оптоелектроніки. 
n 1.74
1.72
1.7
1.68
1.66
1.64
1.62
1.6
1.58
400 500 600 700 800 900
λ, nm
1 2
 
Рисунок 3.7 – Графік залежності дисперсії показника заломлення шару 
Al2O3. при нанесенні шару при температурі підкладки 50°С і швидкості 
конденсації 20Å/с (крива 1); при температурі підкладки 250°С, швидкості 
конденсації 25Å/с(крива 2) 
 
На графіку наведено спектральну залежність показника заломлення n 
шару Al₂O₃ у діапазоні довжин хвиль приблизно 400–850 нм для двох режимів 
нанесення. 
Крива 1 відповідає шару, осадженому при температурі підкладки 50 °C та 
швидкості конденсації 20 Å/с. Для цього зразка спостерігається нормальна 
дисперсія показника заломлення: зі збільшенням довжини хвилі значення n 
поступово зменшується. У короткохвильовій області (≈400 нм) показник 
75 
 
заломлення становить близько 1,63, а при переході до довгохвильової області 
(700–850 нм) знижується до ≈1,59. Залежність є відносно пологою, що свідчить 
про слабко виражену дисперсію та більш пористу або менш щільну структуру 
плівки. 
Крива 2 характеризує шар Al₂O₃, нанесений при підвищеній температурі 
підкладки 250 °C і швидкості конденсації 25 Å/с. У цьому випадку також 
спостерігається нормальна дисперсія, проте абсолютні значення показника 
заломлення є вищими по всьому спектральному діапазону. При λ ≈ 400 нм n 
досягає ≈1,72, а зі зростанням довжини хвилі поступово зменшується до ≈1,67 
при 800–850нм. Зміна n з довжиною хвилі є більш вираженою, ніж для кривої 1. 
Порівняльний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації призводить до зростання показника заломлення шару 
Al₂O₃ у всьому дослідженому спектральному діапазоні. Це може бути 
пов’язано з формуванням більш щільної, структурно впорядкованої плівки з 
меншим вмістом дефектів і пор. Таким чином, умови нанесення істотно 
впливають як на величину показника заломлення, так і на характер його 
дисперсії. 
0.028
R
0.026
0.024
0.022
0.02
0.018
0.016
0.014
0.012
0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
0
400 500 600 700 800 900
λ
1 2
 
Рисунок 3.8 – Графік залежності коефіцієнту відбиття від зміни 
температури підкладки і швидкості конденсації при нанесенні шару Al2O3 при 
76 
 
температурі підкладки 50°С і швидкості конденсації 20Å/с (крива 1) та при 
температурі підкладки 250°С, швидкість конденсації 25Å/с(крива2) 
На графіку представлено спектральну залежність коефіцієнта відбиття R 
шару Al₂O₃ у діапазоні довжин хвиль приблизно 400–850 нм для двох режимів 
нанесення, що відрізняються температурою підкладки та швидкістю 
конденсації. 
Крива 1 відповідає шару, нанесеному при температурі підкладки 50 °C та 
швидкості конденсації 20 Å/с. Для цього зразка коефіцієнт відбиття у 
короткохвильовій області (≈400 нм) має відносно підвищене значення (близько 
0,01), після чого швидко зменшується. У спектральному діапазоні приблизно 
450–650 нм значення R стабілізується на мінімальному рівні 0,002–0,003, що 
свідчить про хороші антивідбивні властивості плівки. В області довших хвиль 
(понад 650–700 нм) спостерігається помірне зростання коефіцієнта відбиття з 
формуванням локального максимуму поблизу 700 нм, а далі — незначні 
коливання та повторне підвищення R у довгохвильовій частині спектра. 
Крива 2 характеризує шар Al₂O₃, отриманий при температурі підкладки 
250 °C і швидкості конденсації 25 Å/с. У короткохвильовій області спектра 
коефіцієнт відбиття є значно вищим і досягає ≈0,025–0,028 при λ ≈ 400 нм, 
після чого різко зменшується. Мінімальні значення R (≈0,001–0,002) 
спостерігаються в діапазоні 450–700 нм. Починаючи приблизно з 700–750 нм, 
коефіцієнт відбиття швидко зростає і в довгохвильовій області (800–850 нм) 
досягає значень 0,018–0,02, що значно перевищує аналогічні значення для 
кривої 1. 
Порівняльний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації призводить до істотної зміни оптичних властивостей 
шару Al₂O₃. Для плівки, осадженої при 250 °C, характерні вищі значення 
коефіцієнта відбиття у крайніх (коротко- та довгохвильових) областях спектра, 
що може бути пов’язано з більшою щільністю та товщиною плівки, а також з 
інтерференційними ефектами. Натомість плівка, нанесена при 50 °C, 
демонструє більш рівномірні та нижчі значення R у широкому спектральному 
77 
 
діапазоні, що свідчить про кращі антивідбивні властивості за даних умов 
осадження. 
 
0.007
R 0.0065
0.006
0.0055
0.005
0.0045
0.004
0.0035
0.003
0.0025
0.002
0.0015
0.001
0.0005
0
350 400 450 500 550 600 650 700
1 2 λ
 
Рисунок 3.9 – Графік залежності коефіцієнту відбиття від  товщини шару 
Al2O3: Крива 1 – товщина шару  0.093 ; Крива 2 – товщина шару  0.08 мкм  
 
На графіку представлено залежність коефіцієнта відбиття R від довжини 
хвилі λ для тонких плівок Al₂O₃ різної товщини: крива 1 — товщина шару 
0,093 мкм, крива 2 — товщина шару 0,08 мкм. 
Для обох кривих характерна інтерференційна поведінка, що проявляється 
у наявності локальних мінімумів і максимумів коефіцієнта відбиття в 
спектральному діапазоні 350–680 нм. 
У короткохвильовій області (λ ≈ 350–380 нм) коефіцієнт відбиття має 
відносно високі значення (до R ≈ 0,005–0,0055), після чого різко зменшується 
до мінімуму близько R ≈ 0,0014 при λ ≈ 390–400 нм. У діапазоні 400–460 нм 
спостерігається зростання R до локального максимуму (R ≈ 0,0025), далі 
коефіцієнт відбиття поступово зменшується, досягаючи мінімального значення 
R ≈ 0,0010–0,0011 при λ ≈ 550–570 нм. За подальшого збільшення довжини 
хвилі (λ > 600 нм) коефіцієнт відбиття знову зростає і при λ ≈ 670 нм досягає 
значень близько R ≈ 0,0045–0,0048. (крива 1) 
78 
 
Для плівки меншої товщини в області 350–380 нм коефіцієнт відбиття 
також є високим (R ≈ 0,006–0,0065), однак мінімум відбиття спостерігається 
при більших довжинах хвиль — близько λ ≈ 410–420 нм, де R ≈ 0,0005–0,0007. 
Далі в діапазоні 420–520 нм коефіцієнт відбиття зростає до локального 
максимуму (R ≈ 0,0030–0,0031 при λ ≈ 510–520 нм), після чого знову 
зменшується до значень R ≈ 0,0014–0,0016 при λ ≈ 590–610 нм. У 
довгохвильовій області (λ > 620 нм) відбиття знову зростає, досягаючи R ≈ 
0,003–0,0032 при λ ≈ 660–670 нм. 
Зміна товщини шару Al₂O₃ призводить до зсуву інтерференційних 
мінімумів і максимумів коефіцієнта відбиття вздовж спектра. Зменшення 
товщини шару з 0,093 до 0,08 мкм зумовлює зміщення мінімумів відбиття у 
короткохвильову область та зміну амплітуди коливань R. Отримані результати 
свідчать про можливість керування оптичними властивостями покриття Al₂O₃ 
шляхом підбору його товщини, що є важливим для застосувань в 
антивідбивних та оптичних системах. 
Аналіз залежності коефіцієнта відбиття від товщини шару A2O3. Показав, 
що зі збільшенням товщини плівки коефіцієнт відбиття спочатку зменшується. 
Для найменшої товщини (~0,076) коефіцієнт відбиття має найбільше значення і 
становить приблизно 0,00214. При збільшенні товщини до ~0,08 він 
зменшується до ≈0,00190, а мінімального значення ≈0,00182 досягає при 
товщині близько 0,089. 
Подальше збільшення товщини шару до ~0,093 призводить до зростання 
коефіцієнта відбиття до значення близько 0,0020. Така немонотонна поведінка з 
наявністю мінімуму свідчить про інтерференційний характер відбиття світла в 
тонкій плівці Al2O3, коли при певній товщині реалізуються умови 
деструктивної інтерференції відбитих хвиль. 
Отримані результати показують, що існує оптимальна товщина шару 
Al2O3, за якої коефіцієнт відбиття є мінімальним, що має практичне значення 
для розробки антиблікових та оптичних покриттів. 
 
79 
 
Висновки до розділу 3 
В результаті проведених досліджень встановлено, що  тонке покриття 
HfO₂, отримане на оптичному склі при заданій температурі підложки, 
забезпечує високе пропускання у видимому та ближньому інфрачервоному 
діапазонах, що робить його перспективним для застосування в оптичних і 
захисних покриттів. Тонке покриття HfO₂ на оптичному склі при заданій 
температурі підложки має значне поглинання лише в ультрафіолетовій області, 
тоді як у видимому діапазоні воно є практично прозорим. Це підтверджує 
доцільність використання таких покриттів у якості захисних та оптичних шарів, 
зокрема для оптичних елементів, що працюють у видимому спектрі. 
Отримана спектральна залежність свідчить, що тонке покриття HfO₂, 
нанесене на оптичне скло при підвищеній температурі підкладки, 
характеризується: 
- високим поглинанням лише в УФ-області; 
- високою прозорістю у видимому діапазоні; 
- низькими оптичними втратами, що є критично важливим для 
застосування в оптичних і лазерних системах. 
Такі властивості підтверджують доцільність використання плівок HfO₂ як 
функціональних шарів у багатошарових інтерференційних покриттях. 
Отримані результати свідчать, що температура підкладки є визначальним 
технологічним параметром, який дозволяє ефективно керувати показником 
заломлення тонких плівок HfO₂. Формування покриттів при температурах 200–
300 °C забезпечує високі значення показника заломлення, що є особливо 
важливим для створення багатошарових інтерференційних оптичних покриттів 
з підвищеними функціональними характеристиками. 
Загальний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації приводить до зменшення коефіцієнта відбиття в 
середній частині спектра та формування більш виражених інтерференційних 
мінімумів. Найкращі антивідбивні властивості демонструє шар HfO₂, 
нанесений при 250 °C, тоді як при 50 °C спостерігаються підвищені значення R 
80 
 
у всьому спектральному діапазоні, що вказує на істотний вплив умов 
осадження на оптичні властивості плівок.  
Порівняльний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації призводить до зростання показника заломлення шару 
Al₂O₃ у всьому дослідженому спектральному діапазоні. Це може бути 
пов’язано з формуванням більш щільної, структурно впорядкованої плівки з 
меншим вмістом дефектів і пор. Таким чином, умови нанесення істотно 
впливають як на величину показника заломлення, так і на характер його 
дисперсії. 
Порівняльний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації призводить до істотної зміни оптичних властивостей 
шару Al₂O₃. Для плівки, осадженої при 250 °C, характерні вищі значення 
коефіцієнта відбиття у крайніх (коротко- та довгохвильових) областях спектра, 
що може бути пов’язано з більшою щільністю та товщиною плівки, а також з 
інтерференційними ефектами. Натомість плівка, нанесена при 50 °C, 
демонструє більш рівномірні та нижчі значення R у широкому спектральному 
діапазоні, що свідчить про кращі антивідбивні властивості за даних умов 
осадження. Аналіз залежності коефіцієнта відбиття від товщини шару A2O3. 
Показав, що зі збільшенням товщини плівки коефіцієнт відбиття спочатку 
зменшується. Для найменшої товщини (~0,076) коефіцієнт відбиття має 
найбільше значення і становить приблизно 0,00214. При збільшенні товщини до 
~0,08 він зменшується до ≈0,00190, а мінімального значення ≈0,00182 досягає 
при товщині близько 0,089. Подальше збільшення товщини шару до ~0,093 
призводить до зростання коефіцієнта відбиття до значення близько 0,0020. Така 
немонотонна поведінка з наявністю мінімуму свідчить про інтерференційний 
характер відбиття світла в тонкій плівці Al2O3, коли при певній товщині 
реалізуються умови деструктивної інтерференції відбитих хвиль. 
Отримані результати показують, що існує оптимальна товщина шару 
Al2O3, за якої коефіцієнт відбиття є мінімальним, що має практичне значення 
для розробки антиблікових та оптичних покриттів. 
81 
 
Розділ 4 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 
4.1 Аналіз умов праці та безпека в надзвичайних ситуаціях при 
проведенні досліджень в лабораторії  
 
Лабораторія вакуумної техніки та електронно-променевих методів 
обробки. Знаходиться м. Черкаси, бульвар Шевченка, 460(1 корпус, к.010). 
В лабораторії знаходиться наступне обладнання: 
- установка УВН-74 для ЕПО з блоками керування та живлення; 
- установка УВН-71 для вакуумного нанесення покриттів на 
поверхню оптичних виробів з блоками керування та живлення; 
- стіл монтажний; 
- система УЗГ-20Д для ультразвукового очищення виробів перед 
обробкою; 
- ПК; 
- компресорна станція; 
- дві герметичні шафи для зберігання зразків до та після ЕПО. 
Установка електронно-променевої обробки у вакуумі (УВН-74) являє 
собою складний агрегат, експлуатація якого пов'язана з великою кількістю 
шкідливих і небезпечних виробничих факторів, вплив яких на людину й 
навколишнє середовище в певних умовах може привести до важких наслідків. 
Технологічні процеси електронно-променевої обробки, проведені на установці, 
є екологічно чистими й практично безвідхідними.  
До шкідливих виробничих факторів відносяться: ультрафіолетове, видиме 
й інфрачервоне випромінювання розряду. Інтенсивність випромінювання 
розряду в оптичному діапазоні і його спектрі залежать від потужності розряду, 
матеріалу катода, тиску у вакуумній камері. При відсутності захисту можливе 
ураження органів зору (катаракта і т.д.). 
До небезпечних виробничих факторів відносять вплив електричного 
струму; можливість вибуху балонів і систем, що перебувають під тиском; 
механізми, що рухаються (механічний насос і пасова передача). 
82 
 
Технологія виробничого процесу не передбачає наявність 
вибухонебезпечних речовин на ділянці виробництва. 
У даній установці використовується механічний форвакуумний насос, що 
приводиться до обертання двигуном за допомогою пасової передачі. Обертові 
елементи двигуна й насосу є джерелами шуму й вібрації. Слід зазначити, що з 
першої хвилини роботи через вихлопний патрубок механічного насоса 
виділяється суміш повітря із дрібно-дисперсними крапельками масла, що 
впливає на органи подиху. Рекомендується вихлоп механічного насоса 
відводити за межі приміщення. 
Як джерело в даній установці використовується електронна гармата. При 
роботі електронної гармати використовується напруга до 10 кВ.  
Електронна гармата, дифузійний насос, робоча камера вимагають 
постійного водяного охолодження під час роботи. Контроль стану системи 
водяного охолодження здійснюється за допомогою гідрореле. 
Процес обробки електронно-променевим методом являє собою 
сукупність прийомів та операцій, які виконуються в наступній послідовності: 
- підготовка поверхні деталі перед обробкою; 
- іонна обробка деталі; 
- налаштування режимів ЕПО; 
- обробка електронно-променевим методом; 
- термічна обробка; 
- контроль якості оброблюваної поверхні. 
Деталі, підготовлені для обробки, до початку процесу повинні 
знаходитися в приміщенні при температурі не нижче плюс 10° С і відносної 
вологості не вище 70% (переважно до 60%). 
Повітря в приміщенні підготовки лопаток до напилення не повинне 
містити корозійно-активних реагентів, пари масла, пилу.  
Час зберігання деталей з підготовленою поверхнею залежить від умов 
виконання роботи і не повинен перевищувати 8 годин. 
83 
 
Після закінчення процесу підготовки поверхні для обробки категорично 
забороняється торкатися до підготовленої поверхні руками і брудним 
інструментом. 
При підготовці, монтажі і транспортуванні деталей, підготовлених до 
обробки, необхідно користуватися знежиреними, чистими інструментами і 
пристосуваннями, а також чистими брезентовими рукавицями або бавовняними 
рукавичками. 
У разі неможливості обробки безпосередньо після підготовки оброблену 
поверхню або весь виріб необхідно покрити чистою поліетиленовою плівкою 
для запобігання попаданню на неї масла, вологи, пилу 
У разі порушення вимог до процесу підготовки, транспортування і 
зберігання деталей з обробленою поверхнею рекомендується повторити всю 
послідовність операцій підготовки. 
Мікроклімат.  
За ДСН 3.3.6.042-99 “Державні санітарні норми мікроклімату виробничих 
приміщень” фізична робота на ділянці з електронно-променевим обладнанням 
відноситься до категорії ІІа – робота середньої важкості, тому повинні 
дотримуватися такі вимоги: 
Оптимальна температура повітря -22 С (допустима - 20-24 С),  
20-22 (20-24) / 17-19 (18-20) 
                        
теплий               холодний 
Швидкість руху повітря 
Нормативне значення – 0,3(0,2-0,5) м/с 
Фактичне значення – 0,2м/с 
Показники фактичного значення швидкості руху повітря мають  
допустимі показники. 
Відносна вологість повітря 
Нормативне значення – 40-60 
Фактичне значення – 55% 
84 
 
Показник фактичного значення відносної вологості повітря не 
перевищують показники нормативного значення і є оптимальним [ДСН 
3.3.6.042-99 “Державні санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень”]. 
Для створення і автоматичної підтримки в лабораторії незалежно від 
зовнішніх умов оптимальних значень температури, вологості, чистоти і 
швидкості руху повітря, в холодну пору року використовується водяне 
опалення, в теплу пору року застосовується кондиціювання повітря. 
Кондиціонер являє собою вентиляційну установку, яка за допомогою приладів 
автоматичного регулювання підтримує в приміщенні задані параметри 
повітряного середовища. 
Вентиляція приміщення. До ділянок з електронно-променевим 
обладнанням ставиться ряд вимог, основна з яких – це чистота та мала 
концентрація пилу в виробничій зоні. По цим причинам на ділянці не можна 
застосовувати природне провітрювання. 
Вимоги до вентиляції у приміщені відповідно ДБН В.2.5-67: 2013 
«Опалення, вентиляція та кондиціонування»: 
1) Системи опалення та кондиціонування повітря, загальні та місцеві 
вентиляційні установки повинні забезпечувати нормальні метеорологічні умови 
в робочій зоні і необхідне видалення з повітря шкідливих газів, парів і пилу з 
тим, щоб зміст їх в повітрі приміщень не перевищувало гранично допустимих 
концентрацій. 
2) Виробничі приміщення, в яких знаходяться ділянки ЕПО, повинні 
бути обладнані постійно діючою загальнообмінною і місцевою припливно-
витяжною вентиляцією з розведенням припливу в робочу зону. 
3) Припливне повітря повинне подаватися у верхню зону приміщення 
для забезпечення рухливості повітря на робочому місці. 
4) Повітря, що видаляється витяжними установками з виробничих 
приміщень і від устаткування, що містить токсичні гази і пил, повинен перед 
викидом в атмосферу проходити очищення через фільтри - вловлювачі. 
85 
 
5) Вхідні двері лабораторії повинні мати опалювані тамбури і 
шлюзи. При неможливості влаштування тамбурів і шлюзів біля вхідних дверей 
і воріт повинні влаштовуватися повітряні завіси.   
Освітлення ділянки.  
Згідно з [ДБН В.2.5-28-2018 "Природне і штучне освітлення"] 
Раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає позитивного 
психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню якості 
продукції та продуктивності праці, забезпеченню її безпеки, знижує втому і 
травматизм на виробництві, зберігає високу працездатність в процесі праці. 
 До освітлення надаються певні вимоги: 
1) Пристрої та експлуатація установок штучного освітлення повинні 
здійснюватися відповідно до вимог нормативних правових актів, які 
забезпечують безпечну експлуатацію електроустановок. 
2) Лампи розжарювання і люмінесцентні лампи, що застосовуються на 
ділянках ЕПО, повинні бути укладені в арматуру. У цехах і на дільницях, де 
застосовуються пожежонебезпечні матеріали і речовини, світильники повинні 
бути у вибухобезпечному виконанні. 
3) Напруга, що живить світильники місцевого, загального і переносного 
освітлення, повинно відповідати вимогам нормативних актів при експлуатації 
електроустановок. 
4) На робочих місцях, призначених для виконання робіт з 
використанням мікроскопа, освітленість від системи комбінованого освітлення 
повинна бути не нижче 2500 лк. 
5) Для освітлення об'єктів на предметному столику мікроскопа слід 
використовувати вбудовані в мікроскоп світильники, що дозволяють змінювати 
освітленість на об'єктах в поле зору в залежності від кратності збільшення. При 
збільшенні кратності в два рази освітленість в поле зору мікроскопа повинна 
підвищуватися не менш ніж у два рази, але не більше чотирьох разів. 
Електромагнітне поле. Відповідно НАОП 0.03-3.16-86 напруженість ЕМП 
у діапазоні частот 60кГц-300МГц на робочих місцях персоналу протягом 
86 
 
робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично-допустимих 
рівнів (ГДР): 
- по електричній складовій: 
 для частот від 60кГц до 3МГц     -   50 В/м; 
 для частот від 3МГц до 30МГц    -  20 В/м; 
 для частот від 30МГц до 50МГц   - 10 В/м; 
 для частот від 50МГц до 300МГц - 5 В/м. 
Допускаються рівні вище зазначених, але не більш ніж у два рази у 
випадках, коли час дії ЕМП на персонал не перевищує 50% тривалості дня. 
Шумо- та віброзахист ділянки. [ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми 
виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку»  та  ДСН 3.3.6.039-99 
«Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрацій».] 
При роботі електронно-променевого обладнання спостерігається 
розповсюдження в оточуюче середовище різноманітних періодичних шумів. 
Діапазон частот даних шумів перекриває діапазон чутливості вуха людини 
(4...44 кГц) і частину області ближнього ультразвуку (до 88 кГц). Такий 
діапазон частот шкідливо впливає на нервову систему людини. Працівники 
швидко втомлюються, падають їх професійні навички, що може привести до 
втрати уваги і навіть до нещасного випадку (згідно ГОСТ 12.1.003-83 норма 
складає 80 дБА) .  
Для віброзахисту використовують підкладки із різних амортизаційних 
матеріалів. Матеріалами таких підкладок найчастіше виступають гума, каучук.  
Електронно-променеве обладнання містить багато електричних приладів 
та схем. Це, насамперед, електронно-променева гармата, яка підключається до 
високовольтного джерела живлення, системи контролю і керування. Усе це 
обладнання знаходиться під струмом небезпечним для життя людини. 
Згідно ПУЕ цех відноситься до приміщення з підвищеною 
електронебезпекою. В приміщенні використовується мережа 380/220 з глухо 
заземленою нейтралью. До розеток підходить п‘яти провідна мережа (фази А, 
В, С, нуль робочий і нуль захисний).  
87 
 
При аварії на ЕП установці спрацьовує автоматичне відключення 
установки від мережі, при цьому загораються відповідні сигнальні лампи.  
Заходи для забезпечення  електричної безпеки на ділянці полягають в 
наступному: 
1) Ізоляція відкритих електричних частин обладнання. 
2) Огородження енергонесучих частин обладнання та застосування 
знаків попереджуючих про небезпечну напругу. 
3) Обов’язкове проходження усіма працівниками, які працюють на 
ділянці техніки безпеки по роботі з електрообладнанням до 10 кВ. 
4) Застосування одного із методів захисту електричного обладнання від 
пробою (заземлення, захист від КЗ чи автоматичного відключення). 
5) Винесення та огородження силових ключів в окремій шафі. 
6) Наявність загального вимикача напруги на ділянці. 
7) Наявність гумових килимок, рукавиць та фартухів при роботі в 
безпосередній близькості від електронесучих частин. 
8) Не допускається вологе прибирання приміщення при включеному 
електрообладнанні. 
9) Не допускається експлуатація зіпсованого обладнання, а також при 
короткому замкненні в мережі. 
 
4.2 Дослідження природного освітлення в приміщенні 
 
Методика вимірювання освітлення. 
Вимірювання освітлення проводиться за допомогою приладу люксметра 
Ю-116. 
Це фотоелектричний переносний прилад, призначений для контролю 
освітлення, що створюється штучним і природним світлом у виробничих 
приміщеннях. Люксметр складається з селенового фотоелементу і 
вимірювального механізму (міліамперметра, проградуйованого в люксах). 
Принцип дії приладу заснований на явищі фотоелектричного ефекту. Світловий 
88 
 
потік падає на фотоелемент, в ланцюгу виникає струм, пропорційний 
світловому потоку. 
Прилад дозволяє вимірювати освітлення у діапазоні 30-100 000 Лк (із 
застосуванням поглинувачів з матового скла з коефіцієнтами послаблення 10, 
100, 1000). Для проведення вимірювань необхідно встановити горизонтально 
елемент на робочій поверхні, де проводиться контроль освітлення. Ввімкнути 
на приладі Ю-116 максимальну межу виміру 100000 Лк. Змінюючи межу 
виміру за допомогою перемикача діапазонів або фільтрів, досягти, щоб стрілка 
приладу знаходилась у робочій частині шкали. Зняти показники освітлення. 
Природне освітлення нормується не за абсолютним значенням 
освітлення, яке залежить від часу доби, періоду року та погоди, а за відносним 
коефіцієнтом природного освітлення (КПО), який являє собою відношення 
освітлення в певній точці приміщення (Евн – внутрішнє освітлення) до 
освітлення, створеного світлом повністю відкритогонебосхилу (Езов – зовнішнє 
освітлення) в цей же час і виявляється у відсотках. 
E
e  вн 100%                                         (4.1) 
Е
зов
eф=(400/2950)∙100=13,5 
eф=(160/2950)∙100=5,42 
eф=(60/2950)∙100=2,03 
eф=(50/2950)∙100=1,69 
eф=(40/2950)∙100=1,35 
eф=(35/2950)∙100=1,19 
eф=(30/2950)∙100=1,02 
eф=(25/2950)∙100=0,85 
eф=(20/2950)∙100=0,68 
При суміщеному освітленні нормуючим параметром також є КПО. 
Нормоване значення КПО знаходиться у залежності від точності зорової праці 
для різних систем освітлення. 
89 
 
Величина необхідного освітлення на робочих місцях виробничих 
приміщень нормується за ДБН В.2.5-28-2018 «Природне і штучне освітлення». 
При штучному освітленні нормується величина освітленості в люксах (Лк), яка 
вибирається у залежності від характеристики зорової праці з урахуванням 
найменшого розміру об'єкта розрізнення, фона, контраста об'єкта розрізнення з 
фоном. Наприклад, при роботі з вимірювальними приладами найменший розмір 
об'єкта розрізнення визначається товщиною лінії градуювання шкали, а при 
креслярських роботах - товщиною найменш тонкої лінії  на кресленні.  По  
найменшому розміру об'єкта розрізнення визначається точність виконуваної 
роботи (розряди з І по VІІI).  
Природне освітлення нормується не абсолютним значенням освітлення, 
яке залежить від часу доби, року і погоди, а відносним коефіцієнтом 
природного освітлення (КПО), який являє собою відношення освітлення в 
певній точці приміщення (Евн – внутрішнє освітлення) до освітлення, 
створеного світлом повністю відкритого небосхилу (Езов – зовнішнє освітлення) 
в цей же час і визначається у відсотках. 
E
e  вн 100%                                                    (4.2) 
Е
зов
При сумісному освітленні нормуючим параметром також є КПО. 
Нормоване значення КПО знаходиться у залежності від точності зорової праці 
для різних систем освітлення. 
 
4.3 Розрахунок фактичного коефіцієнта природного освітлення за 
результатами проведених вимірювань 
 
Розрахувати фактичний КПО еф в кожній точці вимірювань за формулою 
1. Результати розрахунків еф занести в таблицю 4.1. 
 
  
90 
 
Таблиця 4.1- Результати вимірювань рівня природного освітлення та 
розрахунків фактичного коефіцієнта природного освітлення 
 Езов Евн 
Відстань від 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
вікна L, м 
Е, лк 2950 400 160 60 50 40 35 30 25 20 20 
еф, %  13,5 5,42 2,03 1,69 1,35 1,19 1,02 0,85 0,68 0,68 
 
 
4.4 Провести вибір нормативного коефіцієнта природного освітлення 
та побудувати графік за результатами проведених вимірювань 
 
В таблиці 4.2 вказані вид приміщення та його розміри, в якому буде 
встановлено нормативний рівень природного освітлення, будуть проведені 
розрахунки природного освітлення робочих місць та системи загального 
штучного освітлення. 
Таблиця 4,2 Робоче приміщень 
Робоче місце Розміри приміщення, м 
Вид приміщення на відстані L Довжина Ширина Висота 
від вікна, м А В Н 
Лабораторія вакуумної техніки та 
4 10 6 4 
електронно-променевих методів обробки 
 
Користуючись ДБН В.2.5-28-2018 «Природне і штучне освітлення» 
(видається викладачем окремо), визначити нормативний КПО - ен для заданого 
виду приміщення для бокового природного освітлення (ДБН В.2.5-28-2006, 
додаток К, стовпчик №10). 
Порівняти нормативний КПО - е  
н з фактичним КПО - еф в заданій точці  
приміщення (на заданій відстані L від вікна табл.2).  
91 
 
Побудувати графіки еф = f(L) та ен = f(L) за зразком (Рисунок 1) та 
зробити висновок про можливість розміщення робочих місць в заданому 
приміщенні на відстані L від вікна. 
 
е,%16
 14
 12
10
 еф
8
 ен
6
 4
 2
0 L,м
 
Рисунок 4.1 - Графіки фактичного та нормативного рівнів природного 
освітлення 
 
4.5 Провести розрахунок площі вікон в заданому приміщенні, 
необхідної для забезпечення нормативного рівня природного освітлення 
 
Для розрахунку приймаємо деякі умови: 
- вид природного освітлення – бокове; 
- навпроти будівлі, де знаходиться розрахункове приміщення, немає 
будівель, які затіняють вікна; 
- колір  пофарбування огороджуючих конструкцій в заданому приміщенні 
вибираємо згідно варіанта з таблиці 3. 
- висоту робочої поверхні прийняти в залежності від виду заданого 
приміщення та відповідних робочих місць; 
- вид i розміри одного вікна прийняти самостійно, залежно від габаритних 
розмірів заданого приміщення; 
- розрахувати площу одного вікна Sодн. вікна, відповідно прийнятих розмірів 
вікна. 
92 
 
Таблиця 4.3 - Варіанти пофарбування огороджуючих конструкцій 
заданого приміщення 
Колір пофарбування 
Стіни Стеля Підлога 
Світло-зелений Сіро-білий Цементно-сірий 
Для самостійно обраного вікна визначити загальний коефіцієнт 
світлопроникнення τзаг за формулою 4.3: 
                                                    ,                                   (4.3) 
заг 1 2 3 4 5
де τ1 – коефіцієнт світлопропускання матеріалу (таблиця 4.4); 
τ2 – коефіцієнт, який враховує втрати світла в рамах вікон (таблиця 4.4); 
τ3 – коефіцієнт, який враховує втрати в несучих конструкціях (таблиця 4.4).  
При боковому освітленні τ3 = 1. 
τ4 – коефіцієнт, який враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях,  
конструкція який визначається самостійно (таблиця 4.5); 
τ5 – коефіцієнт, який враховує втрати в захисній сітці, яка встановлюється  під 
ліхтарями (τ5 = 0,9) 
Таблиця 4.4 - Значення коефіцієнтів τ1, τ2, τ3 
Вид світлопропускаючого 
τ1 Вид рами τ2 
матеріалу 
Скло віконне листове:  Рами для вікон  
одинарне 0,9 промислових будівель: 
подвійне 0,8 а) дерев'яні:  
одинарні 0,75 
потрійне 0,75 спарені 0,7 
Скло вітринне завтовшки 6 - 8  0,8 подвійні окремі 0,6 
мм 
 
Таблиця 4.5 - Значення коефіцієнта τ4 
Сонцезахисні пристрої, вироби і матеріали τ4 
Регулюючі жалюзі, що складаються, та штори (міжскляні, 
1 
внутрішні, зовнішні) 
93 
 
  0,80,7 110,9  0,504  
заг
Визначити середньозважений коефіцієнт відбиття стелі, стін та підлоги 
ρсер за формулою 4.4: 
 S   S   S
  стелі стелі стіни стіни підл підл         (4.4) 
сер S  S  S
стелі стіни підл
де ρстелі – коефіцієнт відбиття стелі (таблиця 6); 
ρстіни – коефіцієнт відбиття стіни (таблиця 6); 
ρпідл – коефіцієнт відбиття підлоги (таблиця 6). 
Sстелі – площа стелі (визначається за розмірами приміщення – таблиця 2); 
Sстіни – сумарна площа всіх стін приміщення (визначається за розмірами  
           приміщення – таблиця 2); 
Sпідл – площа підлоги (визначається за розмірами приміщення – таблиця 4.2); 
68 60 23128 24 60
  34,1 
сер 6012860
Визначити необхідну сумарну площу усіх вікон Sвік в заданому 
приміщенні за формулою 4.5: 
e K  S
S  н з вік підл K   (4.5) 
вік 100  r буд
заг 1
Де ен – нормований КПО; 
Кз – коефіцієнт запасу (таблиця 4.7); 
ηвік – світлова характеристика вікна (таблиця 4.8); 
Sпідл – площа підлоги (визначається за розмірами приміщення – таблиця 4.2); 
 τзаг  загальний коефіцієнт світлопроникнення (формула 4.2); 
 r1 – коефіцієнт, який враховує підвищення КПО при боковому освітленні  
завдяки світлу, яке відбивається від поверхонь приміщення та підстилаючого 
шару, прилеглого до будинку (таблиця 4.9); 
Кбуд – коефіцієнт, який враховує затінення вікон протилежними будинками (за 
прийнятими умовами Кбуд = 1). 
1,69 1,419 60
S  1 29,7  
вік 100 0,504 1,8
94 
 
Таблиця 4.6 Коефіцієнти відбивання пофарбованих поверхонь 
Колір Коефіцієнт відбивання 
Світло-блакитний 23 
Сіро-білий 68 
Цементно-сірий 24 
 
Таблиця 4.7 Значення коефіцієнту запасу Кз 
Коефіцієнт 
Вид приміщення Приклади приміщень 
запасу Кз 
Приміщення Кабінети, житлові кімнати, 
громадських та навчальні приміщення, лабораторії, 1.4 
житлових приміщень читальні, торгівельні зали і т. п. 
 
 
 
Рисунок 4.2 – Схема для визначення світлової характеристики ηвік при 
відношенні ширини приміщення  В до висоти від рівня умовної робочої поверхні 
до верха вікна h 
 
95 
 
Таблиця 4.8 - Значення світлової характеристики ηвік вікон при боковому 
освітленні (див. рис. 4.2) 
Відношення 
Значення світлової характеристики ηвік при відношенні 
довжини 
ширини приміщення В до висоти від рівня умовної 
приміщення Адо 
робочої поверхні до верха вікна h 
його ширини В 
 1 1,5 2 3 4 5 7,5 10 
1,5 9,5 10,5 13 15 17 19 21 23 
 
Таблиця 4.9 Значення коефіцієнту r1 
Відношення ширини  Значення r1 при боковому освітленні 
приміщення (В) до висоти Середньозважений коефіцієнт відбивання стелі, 
від рівня умовної робочої стін та підлоги - ρсер 
50 40 30 
поверхні до верха вікна Відношення довжини приміщення А до його 
(h) ш0,5и рин1и  В ≥2 0,5 1 ≥2 0,5 1 ≥2 
Від 1 до 1,5 2,1 1,9 1,5 1,8 1,6 1,3 1,4 1,3 1,2 
Більше 1,5 до 2,5 3,8 3,3 2,4 2,8 2,4 1,8 2 1,8 1,5 
Більше 2,5 до 3,5 7,2 5,4 4,3 3,6 3,1 2,4 2,6 2,2 1,7 
Більше 3,5 10 7,3 5,7 5 4,1 3,5 3,5 3 2,5 
 
Визначити необхідну кількість вікон в заданому приміщенні за формулою 4.6: 
S
N  вік      (4.6) 
вік S
одн.вікна
29,7
N   2  
вік 15
Нанести розраховану кількість вікон на план з наведенням габаритних 
розмірів приміщення та вікон. 
 
96 
 
 
Рисунок 4.3 – План розташування вікон в завданому приміщенні 
 
 
4.6 Дослідження системи загального штучного освітлення в робочому 
приміщенні 
 
Для забезпечення нормативного рівня штучного освітлення на робочих 
місцях в заданому приміщенні за допомогою методу коефіцієнта використання 
світлового потоку розраховуємо кількість люмінесцентних світильників 
системи загального штучного освітлення за формулою 4.7: 
E S  z K 100
N  н підл з    (4.6) 
n F 
л
де Ен  нормативний рівень штучного загального освітлення, лк (ДБН В.2.5-28-
2006); 
Кз  коефіцієнт запасу, який враховує зниження освітлення в процесі 
експлуатації (таблиця 4.7); 
Sпідл – площа підлоги (визначається за розмірами приміщення – таблиця 4.2); 
z - коефіцієнт мінімального освітлення (для люмінесцентних ламп – z=1,1); 
n - кількість ламп у світильнику (таблиця 4.11); 
Fл - світловий потік лампи (таблиця 4.10); 
 - коефіцієнт використання світлового потоку. (таблиця 4.12). 
97 
 
400 60 1,11,4 100
N  11,7  
2 2850 0,5
Відповідно типу приміщення (таблиця 4.2) прийняти тип світильника в 
залежності від умов середовища і типу приміщення (таблиця 4.11). Для 
обраного типу світильника уточнити кількість ламп у світильнику – n та їх 
потужність у Вт.  
Визначити світловий потік обраної лампи Fл  за таблицею 4.10. 
Визначити індекс заданого приміщення за формулою 4.7. 
AB
i    (4.7) 
h(AB)
де А, В – довжина і ширина завданого приміщення (таблиця 4.2), м; 
h = Н – 0,8 - висота підвісу світильників, м, 
Н – висота завданого приміщення (таблиця 4.2), м. 
106
i  1,17  
3,2(106)
Розташувати світильники кількістю N рівномірно на стелі заданого 
приміщення з врахуванням розмірів приміщення (таблиця 4.2), габаритних 
розмірів світильників (таблиця 4.11) та наступних вимог:  
- ряди світильників повинні розташовуватись вздовж приміщення; 
- при відстані між рядами світильників l, відстань між стіною та 
найближчим рядом світильників повинна становити l/2. 
98 
 
 
Рисунок 4.4 – Ескіз розміщення світильників на стелі приміщення з 
наведенням усіх необхідних розмірів. 
 
Дослідження умов зорової праці, після проведення розрахунку показали, 
що природнього світла достатньо. Мною було розрахована кількість 
світильників, обраний тип світильників та розрахований спосіб їхнього 
розміщення  
 
Таблиця 4.10 Технічні характеристики люмінесцентних ламп 
Номінальна потужність Рл, Номінальний світловий 
Тип лампи 
Вт потік лампи Fл, лм 
18 1150 
Т8 36 2850 
58 4000 
 
 
99 
 
Таблиця 4.11 Світильники з люмінесцентними лампами 
Габаритні розміри 
світильника, мм Використання 
довжина ширина висота 
Для 
освітлення 
громадських 
приміщень 
офісів, шкіл, 
2 Т8 36 Д IP20 1260 159 74 
магазинів, 
лікарень, а 
також 
виробничих 
приміщень 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
100 
 
Тип 
ЛПО-06-2х36 
світильника 
Кількість ламп - 
n 
Тип лампи 
Потужність 
лампи Pi, Вт 
Тип КСС 
Ступінь захисту 
Висновки дот розділу 4 
 
У розділі 4 розглянуто комплекс питань, спрямованих на забезпечення 
безпечних умов праці та належного рівня охорони праці під час проведення 
досліджень у лабораторних умовах, а також на підвищення рівня безпеки 
персоналу в разі виникнення надзвичайних ситуацій. 
Виконано аналіз умов праці в лабораторії та визначено основні 
небезпечні й шкідливі фактори, що можуть виникати під час проведення 
досліджень. Розглянуто вимоги щодо електробезпеки, пожежної безпеки, 
вентиляції та організації робочих місць, а також заходи з безпеки в 
надзвичайних ситуаціях. Встановлено, що дотримання нормативних вимог і 
інструкцій з охорони праці є необхідною умовою запобігання травматизму та 
аварійним ситуаціям. Проведено дослідження природного освітлення в 
приміщенні лабораторії. Проаналізовано умови надходження денного світла та 
їх відповідність санітарно-гігієнічним вимогам, що має суттєвий вплив на 
працездатність, зоровий комфорт і безпеку виконання лабораторних робіт. 
Виконано розрахунок фактичного коефіцієнта природного освітлення за 
результатами експериментальних вимірювань. Отримані значення дозволили 
об’єктивно оцінити рівень природного освітлення в приміщенні та порівняти 
його з нормативними показниками. Здійснено вибір нормативного коефіцієнта 
природного освітлення відповідно до чинних стандартів і побудовано графік за 
результатами вимірювань. Це дало змогу наочно проаналізувати розподіл 
освітленості в робочій зоні та визначити ділянки з недостатнім або надмірним 
освітленням. Проведено розрахунок необхідної площі вікон для забезпечення 
нормативного рівня природного освітлення в заданому приміщенні. Результати 
розрахунків підтвердили можливість оптимізації світлових параметрів 
лабораторії шляхом раціонального вибору світлопрозорих огороджувальних 
конструкцій.  
  
101 
 
ВИСНОВКИ 
1. Проведено літературний аналіз сучасних методів отримання 
оксидних покриттів  
2. Розглянуто процес нанесення оксидних покриттів 
3. Оттримано на оптичні склі оксидні покриття. 
4. В результаті проведених досліджень встановлено, що  тонке 
покриття HfO₂, отримане на оптичному склі при заданій температурі підложки, 
забезпечує високе пропускання у видимому та ближньому інфрачервоному 
діапазонах, що робить його перспективним для застосування в оптичних і 
захисних покриттів. Тонке покриття HfO₂ на оптичному склі при заданій 
температурі підложки має значне поглинання лише в ультрафіолетовій області, 
тоді як у видимому діапазоні воно є практично прозорим. Це підтверджує 
доцільність використання таких покриттів у якості захисних та оптичних шарів, 
зокрема для оптичних елементів, що працюють у видимому спектрі. Отримана 
спектральна залежність свідчить, що тонке покриття HfO₂, нанесене на оптичне 
скло при підвищеній температурі підкладки, характеризується: високим 
поглинанням лише в УФ-області; високою прозорістю у видимому діапазоні; 
низькими оптичними втратами, що є критично важливим для застосування в 
оптичних і лазерних системах. Отримані результати свідчать, що температура 
підкладки є визначальним технологічним параметром, який дозволяє ефективно 
керувати показником заломлення тонких плівок HfO₂. Формування покриттів 
при температурах 200–300 °C забезпечує високі значення показника 
заломлення, що є особливо важливим для створення багатошарових 
інтерференційних оптичних покриттів з підвищеними функціональними 
характеристиками. Загальний аналіз показує, що підвищення температури 
підкладки та швидкості конденсації приводить до зменшення коефіцієнта 
відбиття в середній частині спектра та формування більш виражених 
інтерференційних мінімумів. Найкращі антивідбивні властивості демонструє 
шар HfO₂, нанесений при 250 °C, тоді як при 50 °C спостерігаються підвищені 
102 
 
значення R у всьому спектральному діапазоні, що вказує на істотний вплив 
умов осадження на оптичні властивості плівок.  
Порівняльний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації призводить до зростання показника заломлення шару 
Al₂O₃ у всьому дослідженому спектральному діапазоні. Це може бути 
пов’язано з формуванням більш щільної, структурно впорядкованої плівки з 
меншим вмістом дефектів і пор. Таким чином, умови нанесення істотно 
впливають як на величину показника заломлення, так і на характер його 
дисперсії. 
Порівняльний аналіз показує, що підвищення температури підкладки та 
швидкості конденсації призводить до істотної зміни оптичних властивостей 
шару Al₂O₃.  
Отримані результати показують, що існує оптимальна товщина шару 
Al2O3, за якої коефіцієнт відбиття є мінімальним, що має практичне значення 
для розробки антиблікових та оптичних покриттів. 
5. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 
проведено аналіз умов праці при проведенні досліджень в лабораторії. 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 
 
1. Покриття у приладобудуванні : монографія / В. С. Антонюк. Г. С. 
Тимчик, Ю. Ю. Бондаренко та ін. - Київ : НТУУ «КПІ». Вид-во «Політехніка». 
2016. - 360 с.: іл. 106; табл 5. : іл. – Бібліогр. : с. 355-360. 
2. Шиліна О.П. Вакуумно-конденсаційне напилювання покрить/ О.П. 
Шиліна, В.І. Савуляк, А.Ю. Осадчук/ навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 
2007. – 96с. 
3. Справочник по физическим основам вакуумной техники. Кучеренко 
Е.Т. – Киев: Вища школа, 1981.- 264с. 
103 
 
4. Калинушкін Є.П. Тонкоплівкові матеріали та технології їх 
одержання / Є.П. Калинушкін, Н.М. Федоркова, Ю.П. Синиціна та ін.  Навч. 
посібник. – Дніпропетровськ: НМетАУ, 2009. – 175 с. 
5. Гладких Н.Т Поверхностные явления и фазовые превращения в 
конденсированых пленках / Н.Т.Гладких, С.В. Дукаров, А.П.Крышталь, и др./ 
Харьков: ХНУ имени В.Н. Каразин, 2004. – 276с. 
6. Канашевич Г.В. Спеціальні методи обробки оптичного скла Г.В 
Канашевич., Д.І. Котельніков, В.А. Ващенко та ін. / Під ред. професора Д.І. 
Котельникова. – Чернігів: “Сіверська думка”. – 2001. – 215 с. 
7. Хансперджер Р. Интегральная оптика: Теория и технология /Р. 
Хансперджер/  Пер. с англ., 1985. – 384 с., ил. 
8. Броудай И. Физические основы микротехнологии: Пер. с англ./ И. 
Броудай, Дж. Мерей / – 1985. – 496 с., ил. 
9. Френк Д.М. Физика и технология полупроводниковых пленок./ 
Д.М. Френк, М.А. Галущак, Л.И. Межиловская / – Львов: Вища шк., 1988. – 
152с. 
10. Заячук Д. М. Нанотехнології і наноструктури: Навч. посібник. – 
Львів: В-во «Львівська політехніка», 2009. - 580 с 
11. Холлэнд Л. Нанесение тонких пленок в вакууме. Перевод с англ. 
Н.В. Васильченко. 1962, 608 стр. с илл.  
12. Технологии тонких пленок (справочник). Под ред. Л.Майссела, 
Р.Глэнга. Нью-Йорк 1970. Пер. с англ. Под ред. М.И. Елинсона, Г.Г.Смолко. 
Т.1., 1977, 664 с.  
13. Технологии тонких пленок (справочник). Под ред. Л.Майссела, 
Р.Глэнга. Нью-Йорк 1970. Пер. с англ. Под ред. М.И. Елинсона, Г.Г.Смолко. 
Т.2.1977, 768 с  
14. Проценко І.Ю. Технологія одержання і застосування плівкових 
матеріалів: навч. посібник / І.Ю.Проценко, Н.І. Шумакова. – Суми: Вид-во 
СумДУ, 2008. – 198 с. 
15. Проценко І.Ю. Технологія одержання і фізичні властивості 
104 
 
плівкових матеріалів та основи мікроелектроніки (практикуми): навчальний 
посібник / І.Ю. Проценко, Л.В. Однодворець. – Суми: Сумський державний 
університет, 2020. – 231 с 
16. Міжнародний  стандарт ISO 9211-1: 1994(E) Оптика і оптичні 
прилади – Оптичні покриття – Частина 1. Визначення. 
17. Міжнародний  стандарт ISO 9211-2: 1994(E) Оптика і оптичні 
прилади – Оптичні покриття – Частина 2. Оптичні властивості. 
18. Міжнародний  стандарт ISO 9211-3: 1994(E) Оптика і оптичні 
прилади – Оптичні покриття – Частина 3. Стійкість до зовнішнього впливу. 
19. Міжнародний  стандарт ISO 9211-4: 1994(E) Оптика і оптичні 
прилади – Оптичні покриття – Частина 4. Специфічні методи досліджень. 
20. Установка вакуумная. Модель ВУ-1АМ. Паспорт , 1988 
21.  Bruynooghe, “Optical properties of plasma ion-assisted deposition 
silicon coatings: application to the manufacture of blocking filters for the near-
infrared region,” Applied Optics, vol. 47, pp. C46-C48, 2008. DOI: 
10.1364/AO.47.000C46 
22. N. Herguedas and E. Carretero, “Optical properties in mid-infrared range 
of silicon oxide thin films with different stoichiometries,” Nanomaterials, vol. 13, p. 
2749, 2023. DOI: 10.3390/nano13202749. 
23. C.-C. Lee and S.-L. Ku, “Optical and structural properties of SiOx films 
from ion-assisted deposition,” Thin Solid Films, vol. 518, no. 17, pp. 4804-4808, 
2010. DOI: 10.1016/j.tsf.2010.01.039 
24. А. Воронько, Д. Новіков, Д. Вербіцький, О. Волошин, і О. 
Бєлькевич, «аналіз структури інтерференційних покриттів для оптимізації 
параметрів вузькосмугових оптичних фільтрів », Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. 
Instrum. Mak., вип. 68(2), с. 18–23, Груд 2024 
25. Розрахунок і конструювання оптико-електронних приладів : навч. 
посібник / А. С. Литвиненко, Г. О. Петченко, О. М. Ляшенко, О. М. Діденко ; 
Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва iм. О. М. Бекетова. – Харків : ХНУМГ iм. О. М. 
Бекетова, 2021. – 139 с. 
105 
 
26. Тимчик Г.С., Філіппова М.В., Маркін М.О. Технологія оптичного 
виробництва. Навчальний посібник для студентів ВНЗ / Під заг. ред. Г. С. 
Тимчика – К.: НТУУ "КПІ", 2016. - 168 с.  
27. Афанасьєва О.В. Курський Ю.С., Одаренко Є.М. Оптичні 
вимірювання: навч. посібник. – Харків: ХНУРЕ, 2021. Ч.1 – 180 с. 
28. Спектрофотометр СФ-26-10. Техническое описание и инструкция 
по эксплуатации. –, 1981. -  50 с. 
29. ДСТУ ГОСТ 7.1:2006. Бібліографічний запис, бібліографічний 
опис. Загальні вимоги та правила складання»: методичні рекомендації з 
впровадження/уклали: Галевич О.К., Штогрин І.М.– Львів, 2008 – 20с. 
30. ДСТУ. 3008-95 – Документація. Звіти  у сфері науки і техніки. 
Структура і правила оформлення. 
 
106
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
