UVID U MODERNE OPTIČKE TANKE SLOJEVE Dr. Petar Vretenar, "ZRAK-CIR". A. Buče 96, 71000 Sarajevo 1. UVOD Optika tankih sJojeva je od prvili saznanja izrasia u modemu naučnu disciplinu bez koje druge naučne grane danas ne bi mogie ekzistirati. Obzirom da je predmet njenog izučavanja svjetlostni zrak. sa-vremena optika tankog sloja izučava pojave i efekte koji se u sredinama sa dimenzijama reda veličine talasne dužine svjetlosnog zraka odigravaju pri upadu svjetlosnog snopa, Razvoj optike tankog sloja je usko vezan sa razvojem optike i drugih nauka a prije svega fizičkih, hemijskih i tehnoloških, Medutim, može se smatrati da optika tankog sloja svoj pravi početak datira od radova Augustina Žaka Frenela (1788-1827), koji je serijom teoretskih radova dao osnove nove moderne naučne discipline. Njegova teorija se zasniva na talasnoj teoriji svjetlosti i poslužila je za potpuno objašnjenje korpuskuiarne teorije. Suština njegovog istraživanja sastojala se u sintezi Hajgensove ideje o formiranju talasnog fronta u obliku sfernih talasa I njihovoj Interakciji na principima inter-ferencije Junga. Posebno su značajni Frenelovi radovi i utvrdene zakonitosti interferencionih, polarizacionih i difrakcionih pojava u raznim optičkim sredinama a prije svega u kristalima. Frenel je takoder dao značajan doprinos proučavanju zakonitosti promjene indeksa prelamanja optičkih materiala u zavisnosti od promjene talasnih dužina svjetlosti, uzimajuči pritom Košijev kriterijum kao polaznu osnovu, lako je u odnosu na prve radove Frenela proteklo 150 gc^ina danas je još uvijek u optici tankog sloja Frenelova teorija osnovno polazište svih modernih teorija optičkog tankog sloja. Ove teorije su izvršile dogradnju u smislu novih saznanja na polju optike, osobina materijala i korlste savremene matematičke metode. Niz autora prije svega G. Has, Dubrovolski, Frankombe, Auwerter, Abeles, Telen, Ginmajster, Kard, Furman, Vlasov, Krilova, Knill, Rozenberg, Kinel, Riter, Maciead, Seely, Born, Wolf je tokom poslednjih decenija dalo značajan doprinos razvoju teorije optike tankog sloja na principima Frenelove i Maksvelove teorije. Njihovi teoretski I eksperimentalni radovi doprinjeli su da se i najsloženiji problemi tehnologije tankog sloja uspješno rješavaju. Razvoj teorije je pratio i razvoj tehnoloških postupaka za reaiizaciju optičkih tankih slojeva. Osnovna tehnika za reaiizaciju optičkih tankih slojeva je nanošenje tankih slojeva u visokovakuumskim uredajima. Ograni-čenost izbora materijala sa odgovarajučim osobinama uslovio je razvoj i drugih tehnologija nanošenja tankih slojeva, prije svega hemijskih i elektrohemijskih. Razvoj sioženih optičkih sistema u oblasti mjerne tehnike, naučno istraživačke opreme i specijalne nam-jene, vojne i industrijske primjene uslovio je vrlo dinamičan istraživačko-razvojni rad vrlo velikog broja raziičitih optičkih tankih slojeva, Takoder je prodor primjene ultra-violetnog, infracrvenog i laserskog svjetla pred optiku tankog sloja postavio niz problema koji se moraju rješavati. Broj materijala za optičke tanke slojeve se stalno povečava. Pored odredenog broja metala, zastupljeni su u velikoj mjeri fluoridi, oksidi i sulfidi, a za specijalne namjene, selenidi, teiuridi i specijalne legure. Obzirom na sve složenije tankoslojne konfiguracije kod kojih učestvuje veči broj materijala i zahtjeve za kvalitet, koji uslovljava obradu podloge izuzetnog nivoa, optika tankog sloja mora rješavati složene probleme sa područja fizike i hemije površina te medusobnog djelovanja materijala sloja manifes-tovanih procesima athezije, atsorpcije, difuzije, strukture materijala i efekata koji otuda proizilaze. Pored modernih matematičkih metoda vektorskog, slmboličnog, matričnog i numeričkog računa uz prim-jenu savremene računske tehnike, optika tankog sloja se služI savremenlm mjernim metodama za kontrolu procesa realizacije sloja i kvaliteta koji je zadan konstrukcionom dokumentacijom. Razvoj optičkih tankih slojeva u Jugoslaviji u značaj-nijem obimu datira od 60-tih godina i uglavnom e pratio potrebe optičke industrije. Pored V. Simiča i Ž. Marinkoviča iz Beograda, koji su ostvarili prve istraživačko-razvojne rezultate, desetak godina kasnije se u tri naša centra formiraju kadrovi i stiču uslovi za ozbiljniji rad na području optičkih slojeva. Tako su bili nosioci istraživanja i razvoja u Sarajevu Vretenar, Kinčič, Mandič, Rističevič i Zukič, u L[ubljani Vrenko, Švajger i Lindav i Zagrebu Peršin, Svenda i Zore. Danas u RO "ZRAK" i RO "ISKRA" CEO su formirane moderne istraživačko-razvojne laboratorije i zaposlen veči broj mladih i talentovanih kadrova koji postaju nosioci istraživanja i razvoja optičkih tankih slojeva. 2. Projektovanje i izrada automatske linije pranja za fazu pripreme elemenata za sloj Optički tanki slojevi mogu se uspješno realizovati samo ukoliko je podloga bezprekorno čista. Pored mehaničke čistoče u klasičnom smislu treba posebno voditi računa o hemijsko čistoj površini. Pranje optičkih elemenata, obzirom na učešče velikog broja raziičitih materijala kako sirovinsko tako i tehnoloških, predstavlja ozbiljan problem u optičkoj proizvodnji. Projektovanje tehnološkog postupka za konkretan sJučaj optičke sirovine je relativno lako rješiv. Medutim, uspostavijanje automatske linije pranja op-tičklh elemenata u procesu proizvodnje, gdje se obra-duje veliki brej razllčitlh materljala, je vrlo složen. Koriščenje poluautomatskih tlnlja pranja na bazi ultra-zvučnih kada u takvoj proizvodnji zahtjeva: veliki brej kada sa razllčitim sredstvima pranja, utvrdivanje opti-malnog Izbora organskih i neorganskih sredstava pranja za konkretan optički materijal, definisanje optlmal-nog vremena pranja elemenata, pranja u pojedinom sredstvu, utvrdivanje redosljeda djelovanja sredstava pranja na optičke elemente, optimiziranje temperature razlagača i sredstava pranja, te sprečavanje termo sokova, koji se mogu pojaviti pri prenosu alata sa ele-mentima iz jedne kade u drugu, konstrukciju i izradu nosača za različite oblike elemenata koji če obezbje-diti pristup sredstava pranja površini elementa, a da ovi pri tome ne ispadaju sa alata, hemijsku neutrallza-ciju polirane površine kako naknadno hemijska sredstva za pranje nebi vršila oštečenja optičkih elemenata. Iskustva i teoretskih postavki vrši se dizajniranje tankosiojne strukture. U ovisnosti o vrsti problema kojeg treba riješiti odabira se neka od modernih metoda programiranja tankih slojeva. Sastavlja se program koji prati promjenu zadanog parametra od karakteristika koje su definisane Izborom materljala I tehnologijom realizacije sloja. Broj parametara je znatan te se program radi najčešče na bazi datoteke podataka koja u sebi sadrži sve neophodne podatke o optičkim i drugim vrijednostima koje karakterišu materijal, rasporedu podsiojeva, debljlnama, korakom izmjene i druge neophodne parametre. Optlmlziran-jem se postiže da tražene vrijednosti budu dostignute u granicama dozvoljenih odstupanja. Nakon teoretskog rješavanja vrši se i eksperimentalna prov-jera, a ukollko su odstupanja veča od dozvoljenih ponovo se sloj optimizira. Na slikama 1-3 dati su osnovni principi programiranja optičkih tankih slojeva sa multipletnom strukturem I optičkim debljlnama razllčitim od A/4. 3. Istraživanje tankih slojeva sa specijalnim zahtjevima Razvojem optoelektronskih sistema kod kojih su funkcionalne karakteristike višestruke i raznolike postav-Ijaju se zahtjevi sa nizom specifičnosti za tankosiojne l<;omponente optičkog sistema. Specifičnosti mogu biti različite, a baziraju se na: - spektralnim karakteristikama sloja - energetskom postojanošču - električnim parametrima - mehaničkoj rezistenlnostl - hemijskoj rezlstentnosti Pri tom sve druge karakteristike sloja treba da zado-volje uslove koji su definisani standardima za tanko slojne komponente. Specljalni zahtjevi spektralnih karakteristika se danas mogu smatrati oni slučajev! optičkih tankih slojeva koji se rijetko javljaju u praksi I teško su ostvarljivi kako u fazi teoretskih razmatranja tako u fazama tehnološke realizacije I mjerenja kvaliteta zadanih parametara. Kao primjer takvih specijalnih slojeva mogu se navesti: - uskopojasni interferencioni filtri - širokougaoni djelitelji spektra - djelitelji spektra za tri I više spektralnih područja - ogledala za UV oblast - ogledala sa enormno visokom refleksijom - supertvrdi slojevi - elektrozagrevnl transparentni slojevi Svaka grupa slojeva zahtjeva poseban pristup kako teoretskih tako I tehnoloških aspekata problema. Teoretsko razmatranje polazeči od zahtjeva sloja raz-rješava pitanja Izbora materljala, unosi osnovne odrednice o strukturi sloja, raspodjeli materljala, nane-tim debljinama 1 utvrduje osnove kontrolnih postupaka zadanih parametara sloja. U prvoj fazi rada na osnovu ULA2POOATAKA SELEKCUA DCeUlNE UERlT. FUNKCkJ* GRANiC^iAVRU PSrrRAO» OEeutNE PBET-FUG* pnowfiuNB MERIT fuNKC. DJEUENJE Slika 1. Šema blok dijagrama metode proračuna sloja Na slikama 2 i 3 prikazani su osnovni program proračuna složene tankosiojne strukture, koji sadrži 8 podprograma: - Podprogram 1: Definisanje liste (svaka vrljednost A, B, C, D) - Podprogram 2: Planiranje rezultata - Podprogram 3: Proces simulacije programa variacije optičkih karakteristika (transparencija, refleksija) Slika 2. Osnovni program — Podprogram 4: Analitički program odredivanja promjena refleksije, transparencije ili optičke gu-stine u funkciji talasnih dužina. - Podprogram 5: Analitički program izmjene talasnih dužina — Podprogram 6: Lista podataka optičkih tankosloj-nih materijala, — Podprogram 7: Niz brojeva i tačaka koji povezuju podprograme 3, 4 i 5. - Podprogram 8: Podaci o strukturi sloja i utvrdivanje formata za ulazne podatke. Od navedenih podprograma najsloženiji oblik ima podprogram 4 kojim se vrši analiza sloja, U osnovi program treba da sadrži slijedeče vrijednosti i podatke: -- vrijednosti indeksa prelamanja upadne sredine i supstrata na kojem je sloj realizovan (no, ns) - broj podslojeva u slojnoj strukturi (N) - za svaki podsloj i (i = 1.2, ... N) indeks prelamanja, debljinu podsloja izraženu preko fazne debljine (Ai), ugao upada i odgovarajuču talasnu dužinu. — niz od ukupno M talasnih dužina i način njihove izmjene u programu, utvrdivanje referentne dužine, donje granice talasnog područja, gornje granice spekiralnog područja. talasne dužine ill područja minimuma odnosno maksimuma refleksije ili transparencije. C»H«t»-j sloja A(HI2 L M12) pod uglom od 45® 10 S pri upadu svjetla Ukoliko se oba ova sloja razmatraju kod djelitelja svjetla u obliku penta prizme, koja je slijepljena sa klin prizmom a slojna struktura nanijeta na katetu, tada je utjecaj polarizovane svjetlosti manji nego u prethod-nom slučaju. Na slikama 6 I 7 date su spektralne krive transparencije slojeva tipa S(L/2 H Ly2)^°S I S(H/2 L H/2)^°S pri upadu svjetla od 22,5 ±10® odnos-no pri upadu od 22.5 . Znatno veči utjecaj polarizaciie je prisutan pri upadu svjetla na površinu djelitelja pod uglom od 45+10° kada svjetlost dolazi iz stakla na tankoslojnu strukturu u odnosu na upad iz vazduha. To se može zapaziti iz spektralnih krivih transparencije kod kubnog djelitelja spektra koje su date na slikama 6 i 7. Utjecaj podloge na spektralnu raspodjelu multipletnog djelitelja svjetla je znatan ukoiiko broj podslojeva nlje velik. Medutim kod djelitelja sa velikim brojem parova nisko I visoko indeksnog materljala podloga nema bit-nog utjecaja na spektralnu krivu. Spektralna raspodje-la transparencije i refleksije uglavnom ovisi od ugla upada, debljine I broja podslojeva. Slika 6. r=/CV sloja S(LI2 H U2)^°S na djelitelju svjetla oblika penta prizme Slika 7. T=f(>} sloja S(HI2 L HI2)^°S i upadu svjetla od22,S° Amplitudni koeficijenti p i s polarizacije transparencije i refleksije u funkciji upadnog ugla za multipletni sloj na supstratu računaju se na osnovu relacija teorije optike tankog sloja. U ponovljenom procesu optimizacije, koji rijetko kad nije neophodan, unose se novi podaci koji su registrovani pri eksperimentu a nisu saglasni sa ranije datim vrijednostima. Proces se ponavlja dok se eksperimentalni rezultati ne usaglase sa projek-tovanim vrijednostima. U drugoj fazi se vrši detaijna provjera parametara realizovanog sloja. Mjerenjem speičtralnlh, termičkih, mehaničkih, klimatskih, energetskih i hemijskih osobina utvrduju se uslovi eksploatacije optičkog tankog sloja. U slučaju kad je naglašen parametar, koji nije samo spektralno bitan, neophodno je istražiti nove tehnološke postupke, koji omogučavaju, da se postavljeni zahtjev ispuni. Tako na primjer u slučaju super tvrdih slojeva nije neophod-na matematička optimizacija sloja ali je vrlo bitno utvrditi niz tehnoloških uslova koji omogučavaju da se realizuje kvazi diamantna struktura u procesu jonsko-plazmenog nanošenja ugljeničnog sloja na podlogu, Upotretia računarske tehnike u optici tankog sioja je nezaobilazna, bilo da se projektuje nova siojna struktura bilo da se vrši simulacija tehnoloških postupaka ili ispitivanje funkcionalnog uticaja nekog od konstruktivnih parametara multipletne tankoslojne strukture. Usljed pooštrenih kriterijuma realizacije u novom spektralnem području Iii traženja alternativnih rješenja za več postoječe tanke slojeve, vrši se istraživanje I razvoj novih optičkih tankih slojeva. Pravci istraživanja I razvoja mogu biti u području UV do srednje in-fracrvene oblasti spektra. Problemi koje treba rješavati su diktirani vrstom sloja. U UV oblasti slojevi imaju izrazito male debljine dok su u IC oblasti debljine znatne. U oba slučaja je rješenje postavljenih zahtjeva otežano zbog ograničenog broja transparentnih mate-rijala za datu spektralnu oblast. Savremena rješenja optičkih elemenata i sistema zahtjevaju od tankoslojne tehnologije, da vode računa o geometriji i funkciji optičkih elemenata sa slojem u smislu eliminisanja hromatskih, polarizacionih i drugih efekata. To često onemogučava da se za odredene optičke elemente sa složenom funkcijom tanki slojevi nanose na uobičajeni način, nego je neophodno razviti posebno rješenje za svaki slučaj. Rješenje zadanih spektranih osobina sloja u dvije pa i tri oblasti spektra je poseban problem. Teoretska analiza treba da dä dozvoijenu tehnološku sigurnost koja če omogučiti neophodnu reproduktivnost u proizvodnji. U ovim slučajevima su nanijeti podslojevi uglavnom "faznog" tipa tj. debljine slojeva su različite u odnosu na četvrtinu talasne dužine i njihove promjene znatno utiču na spektralnu raspodjelu. Pri optimiziran-ju slojnih struktura uglavnom se koriste moderne matematičke metode kao što su metoda najmanjih kvadrata ili Monte Karlo metoda. Teoretska razmatran-ja su utoliko efikasnija ukoiiko su podaci sa kojima se vrši analiza bliži vrijednostima koje proističu iz prim-jenjenih tehnoloških postupaka. Stoga je u sistematskem pristupu problematici optičkih tankih slojeva neophodno ostvariti datoteku sopstvenih podataka za tankoslojne materijale koja poističe na bazi postoječih tehnologija u okviru proizvodnog pogona. Pored sopstvenih podataka mogu se uspješno koristiti i literaturni podaci ako baziraju na ekvivalentnem tehnološkem postupku ili pak ako je takav postupak ostvariv nakon izvršene optimizacije. Razvoj novih slojeva je usmjeren na sve dosadašnje vrste slojeva: AR. ogledala, filtre, djelitelje snopa i u cijelom spektralnem području od 0.2 -15 p/n. 4. Tehnološka poboljšanja realizacije tankih slojeva Na području optičkih tankih slojeva je dominantna tehnologija nanošenja sloja isparavanjem materijala u visokom vakuumu. Poboljšanje tehnologije rada se ostvaruje u nekoliko bitnih stavki: - isparavanje materijala - automatizacija procesa nanošenja sloja ~ realizacija atmosfere recipijenta sa visokim stepe-nom čistoče. Isparavanje materijala je bitan činilac tankoslojne tehnike. Gustina atomskih odnosno molekulskih para isparenog materijala, geometrija gustine isparenog materijala, energija isparenih čestica, jonsko stanje materijala i brzina kretanja čestica dii^iraju kvalitet sloja i njegovu distribuciju na nosaču optičkih ele-menata. Izbor isparivača uslovljava stabilnost procesa i njegovu reproduktivnost. Danas su proizvodačima tankih slojeva na razpolaganju veliki broj različitih termičkih isparivača i vrlo stabilni elektronski topovi pomoču kojih se nanose teško isparljivi materijali. Upotreba dva isparivača istovremeno u jednom ciklusu omogučava reaiizaciju mješanih slojeva sa indeksom prelamanja čija je vrijednost izmedu dvije polaz-ne vrijednosti za pojedinačne materijale. Isparavanjem nisko indeksno i visoko indeksnog materijala u od-redenim stehiometrijskim odnosima omogučava reaiizaciju niza varijanti sa konstantnom vrijednošču indeksa prelamanja ili pak nanijeti sloj ima gradijentnu raspodjelu indeksa prelamanja. Gradijentna raspod-jela indeksa prelamanja se realizuje ukoliko se ste-hiometrija u toku procesa nanošenja mijenja u zada-nom odnosu. Ovo daje niz sasvim novih mogučnosti realizacije optičkih tankih slojeva. Kontrola procesa nanošenja materijala je značajan faktor za ostvarenje sloja sa vrlo strogom definisanom debljinom. Primjena kvarcne vage visoke stabilnosti i mogučnost višestruke zamjene mjernih kvarcnih pločica daju pouzdanost procesa kontrole u granica-ma od 2 %. Mjerenja kvarcnim mjeračima debljine su naročito pouzdana pri kontroli nanošenja sloja metala. Ukoliko je proces standardan sa tehnološkog aspekta tada se putem baždarenja koje je naročito potrebno pri večem broju ciklusa i realizaciji slojeva večih debljina, mogu reproduktivno pratiti debljine nanijetog materijala. Ugradnja sistema difrakcionih rešetki u optički mjerač debljine umjesto ranije korištenih inter-ferencionih filtera poboljšala se monohromatičnost svjetlostnog izvora sistema za kontrolu optičke debljine sloja. Takoder se putem infracrvenih prijem-nika zračenja mogu pratiti debljine nanijetih slojeva u bliskoj i srednjoj infracrvenoj oblasti spektra. Ugradnjom lasera (He-Ne, Ar i CO2) kao izvora svjetla u mjernom sistemu kontrole debljine sloja u dobroj mjeri se odstranjuju negativni efekti koji su izazvani sekundarnem svjetlošču sa izvora isparavanja. Tačnost optičkih metoda kontrole debljine sloja je ovim poboljšanjima dosegla do 3 %. Automatizacija nanošenja sloja putem mikroprocesora eliminiše subjektivne greške operatora i omogučava istovremeno pračenje velikog broja tehnoloških para-metara. Uvodenjem računarske tehnike na opremu za proizvodnju optičkih tankih slojeva tehnološki proces se praktično približava projektovanom sloju na osnovu teoretskih razmatranja i iskustvenih tehnoloških podataka. U novije vrijeme zapažena je sve češča primjena tehnologije katodnog raspršivanja. Ono se prvenstveno primjenjuje na ravne optičke površine i mikrooptičke elemente. Medutim, naročito u poslednjim godinama dolazi do izražaja naparavanje materijala uz jonizaciju gasova u recipijentu. Realizacija tankih slojeva u plazmi omogučava vrlo rezistentne tanke slojeve a da se pri tom ne mora vršiti grijanje substrata. Obzirom da se katodno rasprašenje može samo izuzetno koristiti u tehnologiji nanošenja optičkih tankih slojeva (mlkro optika, filteri, modu-latori), jonsko naparavanje u znatno) mjeri povečava postoječe kapacitete za nanošenje sloja. 5. Razvoj i primjena savremenih metoda kontrole kvaliteta optičkih poliranih površina Nivo kvaliteta poliranih optičkih površina doseže vrijednosti od nekoliko molekulskih granula tj. do reda veličine od 0.5 nm. Kontrola poliranih površina obuh-vata tri osnovna parametra: - analiza mikroneravnina površine odnosno raspra-šenja svjetlosnog zraka sa polirane površine - planitet ili sferičnost obradenih površina - mikrohemijsku čistoču površine. Kontrola mikroneravnina površine je vrlo značajna kod optičkih elemenata koji se ugraduju u laserske sisteme ili kod elemenata koji vrše višestruku optičku funkciju. D.o skora se optičkim poliranjem uglavnom postizao nivo kvaliteta polirane površine od oko 15-20 nm. Primjenom višefazne obrade specijalnih tehnoloških materijala nivo kvaliteta se stalno popravljao, tako da je danas uobičajena tolerancija mikro neravnirra površine ispod 10 nm. Analiza optičkih problema, koji su vezani za mikroneravnine površine, ukazuje da se greška obrade površine umnožava nakon nanošenja tankih slojeva. Ovo dovodi do povečanja difuzne refleksije koja pored toga što unosi gubitke ima kao povratna svjetlost ometajuče osobine u odnosu na funkciju optičkog sistema. Kod optoelektronskih uredaja rasuta svjetlost izaziva povečane šumove u prijemniku zračenja. Mjerenje mikroneravnina površine može se izvršiti na specijalnom uredaju projektovanom za tu namjenu ili pak spektrofotometrijskim metodama mjerenja. Spek-trometrijske metode omogučavaju mjerenja mikroneravnina površine u granicama od 2 nm. Planitet i sferičnost obradenih površina kontrolišu se interferencionim metodama. Primjenom lasera kao izvora monohromatske svjetlosti kontrast interferecione slike je poboljšan. Savremenim izvedbama planime-tara i interferometara za kontrolu sfere moguče je pratiti nivo kvaliteta površine u granicama od 0.05 Njut-nova prstena. Polirana površina nakon operacije pranja može biti onečiščena raznim agensima. Pored ostataka smole, polirnih sredstava polirana površina je vrlo aktivna u odnosu na atmosferu te absorbuje gasove iz atmosfere. U nekim slučajevima dolazi do hemijskog vezivanja primjesa na površini optičkog elementa u vidu lokalnih oštečenja površine. Najčešče ovakve greške nisu uočljive ni pc^ mikroskopom te je za in-dentifikaciju primjesa na površini neophodno koristiti moderne metode analize površine. Najčešče se koristi Ožeova spektroskopija, rentgenska mikroanaliza, sekundarna jonizaciona masena spektroskopija, skani-rajuča spektroskopija. Ove metode omogučavaju ana-lizu sastava površinskog i pri površinskog sloja, struk-turu materijala, koncentraciju primjesa, način vezivanja primjesa za poliranu površinu. Poteškoča u primjeni navedenih metoda se sastoji u tome da se supstrati moraju posebno pripremiti za analizu površine tako da metode nisu pogodne za pračenje serijske proizvodnje. 6. Razvoj i primjena mjernih metoda za kontrolu parametara optičkih tankih slojeva Pored spektralnih karakteristika tankih slojeva koje se odreduju spektrofotometrijskim metodama neophodno je izvršiti mjerenje i drugih parametara koji karak-terišu kvalitet sloja. Tako se naročito u poslednje vrijeme sa povečanom pažnjom kontrolišu: mikro-tvrdoča, naponi, rasijavanje svjetlosti, athezivnost, energetska postojanost i klimomehanička postojanost tankih slojeva. Defekti na sloju se kontrolišu u skladu sa standardima koji definišu kvalitet optičkih tankih slojeva. Za prov-jeru čistoče povoljnije je optičke komponente sa nanijetim slojem kontrolisati u difuznoj svjetlosti. U le svrhe se mogu koristiti projektori kao izvori svjetla. Ispred projektora postavlja se črni ekran na kojem je ostavljen otvor od opal materiala za prolaz svjetla. Veličina otvora je identična sa prečnikom objektiva. Optički elementi i oko kontrolora se u odnosu na svjet-losni zrak podešavaju pod uglom od oko 30°. Rasuto svjetlo sa površine optičkog elementa se može kontrolisati na više načina. Več je napomenuto da spektrofotometrijska metoda daje tačnost od 2 nm. Ukoliko se koristi metoda integralnog snopa onda se mjerenjem totalnog rasipanja može dostiči tačnost od 0.2 nm. fwljerenja se vrše pod uglom koji ovisi od periodične strukture upotrebljene difrakcione rešetke. Ukoliko se koristi metoda mikroskopskog diferencijal-nog interferencionog kontrasta postiže se tačnost od 0.1 nm. Ova metoda je vrlo pogodna za kvantitativne i kvalitativne analize površine odnosno tankoslojne strukture. Slika dobivena mikroskopom može se pre-nositi na TV ekran što omogučava analizu mjernih grešaka. Tvrdoča optičkih tankih slojeva se kreče u dosta širokom rasponu od 5x10'^ • 10"* kg/mm^ Pod pojmom makrotvrdoče treba smatrati raspon 5x10^ - 10^ kg/mm^, mikrotvrdoče od i - 500 kg/mm^ a ultra mi-krotvrdoča doseže do 5x10'^ kg/mm^. Savremene metode mjerenja tvrdoče zasnivaju se na mjerenja poprečnog presjeka otiska ill po Vikersovoj ili po Knopovoj metodi- U oblasti ultramikro i mikro tvrdoče su prisutne plastične I elastične deformacije dok mjerenja makro tvrdoče prate samo plastične deformacije. fvljerenje veličine otiska se za područje ultramikro i mikro tvrdoče vrši metodom elektronsko-optičke mikroskopije, a u oblasti makro tvrdoče do-voljno je koristiti optičku mikroskopiju. Optička stakla imaju tvrdoču 400-600 Knoop jedinica što odgovara oko 150 kg/mm^. Pri mjerenju se koristi prizma sa 172° i 30' longitudinalnim uglom odnosno 130°. Prizma je od poliranog diamanta. Prečnik prizme je do 500 fi/n a uvečanje mikroskopa je oko 3000 puta. Mjerenje napona u tankom sloju se vrši polari-metrijskom metodom. Osnovni problem je u razdvajanju uticaja supstrata tj. napona u supstratu od napona u sloju, Polarimetrijska mjerenja je najpogod-nije vršiti metodom kompenzacije. Metoda koristi )J4 kompenzacione pločice, a zasniva se na fotometrij-skom odredivanju transparencije u nepolarizovanom i polarizovanom svjetlu. Iz odnosa izmjerenih maksimalnih vrijednosti transparencije i vrijednosti transparencije pri "gašenju" svjetlosti utvrduje se stepen napetosti u tankoslojnoj strukturi, Mjerenje optičkih konstanti tankoslojnih materijaia: indeksa prelamanja, apsorpcije materijala i disperzije indeksa prelamanja može se dosta pouzdano vršiti primjenom spektrofotometrijskih metoda. 2a mjerenje indeksa prelamanja i koeficijenta apsorpcije metalnih slojeva se iskljuČivo koristi elipsometrijska metoda. Tačnost obje metode mjerenja indeksa prelamanja je u granicama 2x10"^. Prednost speklrofotometrijske metode je u tome što test pločice iz svakodnevne proizvodnje mogu bez dodatnih obrada da se koriste kao uzorci, dok u slučaju elipsometrijskih metoda je neophodno pri nanošenju sloja realizovati prag na supstratu radi utvrdivanja debljine sloja. Fizička debljina sloja se vrlo precizno može mjeriti profilome-trom ukoliko sloj nije previse mek. Klimatske karakteristike slojeva su različite. Metode kontrole otpornosti na vlagu, slanu maglu i slani rastvor su uglavnom standardne a nivo kvaliteta sloja kojeg treba dostiči je u cijelosti propisan za svaki tip sloja. Mjerenje energetskih karakteristika sloja u smislu otpornosti na energetski udar laserskog zračenja vrši se uglavnom za antirefleksne slojeve, ogledala, djelitelje snopa i filtere optičkih komponenti laserskih sistema, a prije svega na komponentama rezonatora laserskog izvora. Mjerenja se provode analizom grešaka koje se na površini elemenata javljaju pri dejstvu odredenog broja impulsa odgovarajuče snage. Rezultati se izražavaju pragom razaranja tankoslojne strukture. Pored ovih karakteristika kontrolišu se struktura sloja, stehiometrijski sastav i kinematika difuznih procesa koji se odvijaju u sloju a naročito na graničnim površinama izmedu dva podsloja odnosno sloja i supstrata.