[發(fā)明專利]一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310626318.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN104297817A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鳳玉;王一堅;吳曉鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;G02B5/28
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系，以及該膜系的制備方法，屬于光學(xué)薄膜制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品逐漸采用多光合一的光學(xué)系統(tǒng)以減小體積與重量，而多光合一光學(xué)系統(tǒng)后端還需將多光分離，以實現(xiàn)對各種光線的接收與探測。激光高反射率、紅外光高透射率膜層既是應(yīng)用于激光、紅外光二光合一的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件膜層，其具有將激光與紅外光分開的作用。如何進(jìn)一步提高膜層的激光反射率和紅外光透射率是當(dāng)今研究的重點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系。

同時，本發(fā)明還提供一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系的制備方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系，該膜系從里到外依次由第1～25層膜層組成，奇數(shù)膜層的膜料均為ZnS，偶數(shù)膜層的膜料均為YbF₃；第1層、第25層膜層的幾何厚度分別為9～11nm，第2層膜層的幾何厚度為18～20nm，第24層膜層的幾何厚度為1300～1350nm，其余所有奇數(shù)膜層的幾何厚度分別為120～130nm，其余偶數(shù)膜層的幾何厚度分別為188～198nm。

優(yōu)選的，一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系，該膜系從里到外依次由第1～25層膜層組成，奇數(shù)膜層的膜料均為ZnS，偶數(shù)膜層的膜料均為YbF₃；第1層、第25層膜層的幾何厚度分別為9.8nm，第2層膜層的幾何厚度為19.5nm，第24層膜層的幾何厚度為1332nm，其余所有奇數(shù)膜層的幾何厚度分別為123nm，其余偶數(shù)膜層的幾何厚度分別為192.5nm。

一種具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系的制備方法，包括以下步驟：

（1）鍍制第1層膜層：取ZnS膜料由電阻蒸發(fā)源進(jìn)行蒸鍍，真空度為8×10^-4～2×10^-3Pa，蒸發(fā)速率為0.8nm/S～0.9nm/S；

（2）鍍制第2層膜層：取YbF₃膜料由電阻蒸發(fā)源進(jìn)行蒸鍍，真空度為8×10^-4～2×10^-3Pa，蒸發(fā)速率為0.7nm/S～0.8nm/S；

（3）重復(fù)步驟（1）、（2），交替鍍制第3～25層膜層；

（4）鍍制完畢冷卻至真空室的溫度低于80℃即可。

在步驟（1）鍍制第1層膜層之前，需要清洗和烘烤待鍍零件的鍍膜基底。清洗采用超聲波和/或清潔劑。烘烤的具體方法為：將待鍍零件置于高真空鍍膜設(shè)備中，抽真空至8×10^-3～2×10^-2Pa，在140～160℃下保溫1～2小時即可。

所述待鍍零件的鍍膜基底為硫化鋅材質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明以周期性對稱膜系為基礎(chǔ)，采用部分層膜優(yōu)化法設(shè)計用于激光、紅外光共光路光學(xué)元件的膜系，該膜系具有在45°角入射時，對1.064μm激光反射率大于98%，7.5μm～10μm紅外光透射率大于95%的光學(xué)特性。鍍制該膜系的光學(xué)元件可用于激光、紅外光共光路光學(xué)儀器，具有將入射的兩波段光線分離的作用，對提高光學(xué)儀器性能、減小儀器的重量及體積具有重要意義。

本發(fā)明鍍制膜層的基本原理為：在真空室的高真空氣氛中，低電壓大電流的電阻蒸發(fā)源將被鍍膜料加熱熔化至蒸發(fā)狀態(tài)，蒸發(fā)出的膜料分子朝真空室內(nèi)各個方向飛濺。當(dāng)膜料分子飛濺到被鍍零件表面時，因溫度降低而附著。不斷附著的膜料分子逐漸形成薄膜，隨著淀積時間的增加，膜層不斷加厚，當(dāng)達(dá)到所要求的理想膜厚時停止蒸鍍。膜層的厚度由石英晶體控制儀控制。鍍膜過程中，被鍍零件隨夾具轉(zhuǎn)動，以保證零件各部位厚度相一致。采用本發(fā)明方法鍍制的膜層牢固度好，膜層與基底結(jié)合力強(qiáng)。

具體實施方式

下述實施例僅對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

實施例1

本實施例中具有激光高反射率、紅外光高透射率的膜系，該膜系從里到外依次由第1～25層膜層組成，奇數(shù)膜層的膜料均為ZnS，偶數(shù)膜層的膜料均為YbF₃；第1層、第25層膜層的幾何厚度分別為9.8nm，第2層膜層的幾何厚度為19.5nm，第24層膜層的幾何厚度為1332nm，其余所有奇數(shù)膜層的幾何厚度分別為123nm，其余偶數(shù)膜層的幾何厚度分別為192.5nm。