[發(fā)明專利]一種多波段增強(qiáng)型金屬反射膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310356815.9
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103412350A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚細(xì)林;熊長新;楊放;王陽陽;李東亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所
• 主分類號: G02B1/10
• 分類號: G02B1/10;B32B7/12;B32B15/20;B32B15/04;C23C14/02;C23C14/58
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于光學(xué)薄膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多波段增強(qiáng)型金屬反射膜及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著軍用光電裝備向多波段與多功能一體化不斷發(fā)展的趨勢，綜合光頻技術(shù)業(yè)已逐步成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，涵蓋高清電視、激光測距、激光引偏與紅外熱成像等技術(shù)領(lǐng)域。因此，對光學(xué)元器件的性能指標(biāo)提出了更高的要求。其中，可見光/激光/中波紅外波段大角度超寬光譜高反射鏡作為綜合光頻系統(tǒng)中關(guān)鍵元器件，相關(guān)光學(xué)膜系的設(shè)計(jì)與制備工藝的研究便顯得十分迫切與必要。目前，常規(guī)的保護(hù)性金屬反射膜（如Ag、Au等）盡管可以實(shí)現(xiàn)可見光至紅外波段的大角度反射，但實(shí)際反射率僅在97%左右，尚不能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。而且，膜層與基片之間的附著力與表面耐磨擦性能往往較差，一般不適合在惡劣的環(huán)境中使用。在實(shí)際應(yīng)用中，膜層內(nèi)應(yīng)力大導(dǎo)致起皮脫落、金屬層硫化（或氧化）變色、膜層不耐擦拭、經(jīng)不起高低溫、濕熱試驗(yàn)等問題時(shí)有發(fā)生，這些都直接影響著反射鏡的工作性能與可靠性。

另一方面，由于全介質(zhì)膜系無法實(shí)現(xiàn)從可見光至紅外波段上的超光譜反射，增強(qiáng)型金屬反射膜的研制便成為國內(nèi)外工藝研究的重點(diǎn)。基于此，針對綜合光頻用大角度超寬光譜高反射鏡的研制，有必要開發(fā)出一種新的大角度超寬光譜高反射鏡制備方法，以克服上述諸多缺陷并實(shí)現(xiàn)工程化批產(chǎn)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中金屬反射膜膜層與基片之間的附著力較差缺陷，提供一種多波段增強(qiáng)型金屬反射膜及其制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種多波段增強(qiáng)型金屬反射膜，包括基片，其特征在于，所述基片上依次為鉻膜層、過渡粘接層、金屬層、無吸收過渡層和介質(zhì)膜；所述過渡粘接層為純度大于99.9%的純銅或銅和鎳的混合材料蒸發(fā)而成，并采用電子束輔助沉積。?

按上述方案，所述過渡粘接層為銅和鎳的混合材料時(shí)，銅和鎳的原子百分比為50比50至90比10。

按上述方案，所述過渡粘接層的厚度為20-100納米。

按上述方案，所述鉻膜層由鉻熱蒸發(fā)而成，采用離子束輔助沉積，其厚度為20-60納米。

按上述方案，所述金屬層為純度大于99.9%的純銀或純金采用電子束蒸發(fā)而成，其厚度為100-200納米。

按上述方案，所述無吸收過渡層為Al₂O₃或Y₂O₃材料采用電子束蒸發(fā)而成，并采用電子束輔助沉積；其膜層厚度為20-35納米。

按上述方案，所述介質(zhì)膜為增強(qiáng)型介質(zhì)膜，是由高、低折射率材料采用電子束蒸發(fā)交替鍍制形成，所述高折射率材料為TiO₂或Ta₂O₅或HfO₂，低折射率材料為Al₂O₃或SiO₂。

按上述方案，所述基片是玻璃、或者碳化硅、或者銅或者硅晶體材料。

本發(fā)明還提供上述增強(qiáng)型金屬反射膜的制備方案，技術(shù)方案如下：

一種多波段增強(qiáng)型金屬反射膜的制備方法，其特征在于包括以下

步驟：

1）基片的清洗步驟：首先用專用拋光液粗略擦拭一遍，再用無水混合有機(jī)溶液清洗，然后用哈氣法檢查；

2）離子束刻蝕清洗步驟：當(dāng)本底真空達(dá)到????????????????????????????????????????????????及以下，同時(shí)對基片加熱，當(dāng)基片充分地?zé)嵬笗r(shí)，開啟離子源對基片表進(jìn)行離子束清洗，刻蝕物理厚度30~100nm。

3）在基片上蒸鍍鉻膜層；

4）在鉻膜層上蒸鍍過渡粘接層；

5）關(guān)離子源及工作氣體，當(dāng)真空度達(dá)到及以下時(shí)，在過渡粘接層上蒸鍍金屬膜層；

6）開啟離子源，在金屬膜層上蒸鍍無吸收過渡層；

7）切換工作氣體為氧氣，在無吸收過渡層上分別交替蒸鍍低折射率和高折射率材料，從而形成增強(qiáng)型介質(zhì)膜；

8）關(guān)離子源并進(jìn)行真空條件下原位退火，溫度升到240℃~300℃，保溫時(shí)間不少于4小時(shí)。

按上述方案，步驟2）中對基片加熱并熱透，加熱溫度為130℃~180℃。

本發(fā)明的原理是：