[發明專利]一種耐高低溫沖擊的長波紅外光學薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 201510599653.0
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105274477A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 董茂進;王多書;熊玉卿;王田剛;王濟洲;蔡宇宏;徐嶺茂;李凱朋
• 申請（專利權）人: 無錫泓瑞航天科技有限公司
• 主分類號: C23C14/26
• 分類號: C23C14/26;C23C14/16;C23C14/06;G02B1/115
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;仇蕾安

技術領域

本發明屬于光學薄膜的技術領域，具體涉及一種耐高低溫沖擊的長波紅外光學薄膜的制備方法。

背景技術

長波紅外光學薄膜在空間光學遙感系統紅外相機和多光譜成像儀中廣泛應用，主要用于對地成像觀測和光譜分析監測；在我國新波段/譜段、新原理空間光學遙感器技術發展規劃中，也對長波紅外光學薄膜器件提出了研發需求。空間光學遙感系統應用長波紅外薄膜，要求可適應空間和地面環境條件，具有高穩定性和高可靠性。

由于長波紅外光學薄膜空間應用的重要性，同時其使用環境為低溫或超低溫。同時膜層一般較厚，達到幾十個微米，鍍膜材料的性能一般差異也較大，需要考慮薄膜能否經受多次高低溫循環沖擊。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種耐高低溫沖擊的長波紅外光學薄膜的制備方法，能夠使所鍍制的長波紅外光學薄膜與基片附著牢固，滿足空間光學遙感系統的要求，具有高穩定性和高可靠性。

實現本發明的技術方案如下：

一種耐高低溫沖擊的長波紅外光學薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、對鍺基片分別采用分析純的鹽酸浸泡、去離子水沖洗、分析純的丙酮超聲清洗和分析純的乙醇超聲清洗；

步驟二、將清洗后的鍺基片放入鍍膜機中，然后對鍍膜機抽真空至3.0～5.0×10^-3Pa，在抽真空的同時開啟加熱系統，加熱至150～180℃，當真空度和溫度均達到要求時，使用鍍膜機上的霍爾離子源轟擊鍺基片，活化鍺基片的表面；

步驟三、采用電阻蒸發方法在活化后的鍺基片表面鍍制一層均勻鍺薄膜，鍺薄膜厚度為10～30nm；

步驟四、采用電阻蒸發方法在鍺薄膜上表面鍍制長波紅外光學薄膜。

進一步地，所述長波紅外光學薄膜為由碲化鉛和硫化鋅組成的增透膜系、干涉截止膜系或多半波膜系。

進一步地，步驟一具體為：對鍺基片先采用分析純的鹽酸浸泡10～20min，再用去離子水沖洗3～5遍；然后采用分析純的丙酮超聲清洗10～20min，采用分析純的乙醇超聲清洗10～20min。

有益效果：

(1)本發明所述方法整個過程工藝穩定，重復性好，操作簡便，可操作性強。

(2)本發明所述方法中的清洗步驟能夠徹底洗掉鍺基片在加工時產生的油脂等污染物。

(3)采用本發明所述方法鍍制的長波紅外光學薄膜與基片附著牢固，能夠滿足空間光學遙感系統的要求，具有高穩定性和高可靠性。

(4)本發明所述方法采用鍺薄膜作為過渡層，不僅可以與鍺基片牢固結合，還能夠提高鍺基片與薄膜的附著力，同時不影響整體的光譜性能。

(5)本發明所述方法對于以鍺基片為基底的所有長波紅外光學薄膜都是適用的。

具體實施方式

下面舉實施例，對本發明進行詳細描述。

步驟一、對鍺基片先采用分析純的鹽酸浸泡10～20min，鹽酸浸泡是為了去除基片在加工和包裝過程中沾在基片表面的有機物，如果不能清洗干凈則會影響膜層與基片的結合；再用去離子水沖洗3～5遍；然后采用分析純的丙酮超聲清洗10～20min，采用分析純的乙醇超聲清洗10～20min；最后晾干裝入基片架中；

步驟二、將基片放入鍍膜機中，然后對鍍膜機抽真空至3.0～5.0×10-3Pa，在抽真空的同時開啟加熱系統，加熱至150～180℃，當真空度和溫度均達到要求時，使用鍍膜機上的霍爾離子源轟擊基片，活化基片的表面，具體為：首先打開霍爾離子源通氬氣，氣流量為10～30sccm，再開啟陰極電壓至100～200V，然后開啟陽極電壓至50～100V，這時由于陽極電壓的變化，陽極電流在0.5～1.0A范圍內變化，電離產生的氬離子轟擊活化基片表面。

步驟三、采用電阻蒸發方法在活化后的鍺基片表面鍍制一層均勻鍺薄膜，鍺薄膜厚度為10～30nm；通過實驗驗證，過渡層材料厚度小于10nm時，鍍制的長波紅外薄膜無法經受高低溫沖擊，當過渡層材料大于30nm，對于長波紅外光學薄膜耐高低溫沖擊無更明顯改善。

步驟四、在鍺薄膜上表面采用電阻蒸發方法鍍制長波紅外光學薄膜，所述長波紅外光學薄膜的厚度根據實際需要確定，一般為5μm-40μm厚的由碲化鉛材料和硫化鋅材料組成的長波紅外光學薄膜膜系，所述長波紅外光學薄膜膜系包括增透膜系、干涉截止膜系和多半波膜系等。

綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。