[發明專利]一種小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜制備方法

在審

• 申請號: 201811464794.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109575331A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 毛丹波;高國涵;楊偉;范斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜制備方法，為了提高薄膜厚度均勻性減小波前誤差，達到最基本的成像質量要求，通過多次旋涂，直至得到所需厚度的聚酰亞胺薄膜，薄膜透射波前PV≤1/4λ，RMS≤1/30λ，滿足基本成像質量要求。本發明有益的技術效果：有望縮小與國外差距，提高薄膜元件制作工藝水平，擴展我國薄膜元件的實際應用領域，特別是透明光學薄膜衍射成像系統領域。

技術領域

本發明涉及衍射光學元件技術領域，特別涉及一種小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜制備方法。

背景技術

現代化戰爭形式的發展對空間遙感系統提出了更高的要求。地球同步軌道衛星具有高時效性、持續探測能力等優勢，適合未來軍事發展的需求。為了提高地球同步軌道衛星對地分辨率，需要研制大口徑空間望遠鏡系統。衍射成像系統具有密度小、面型公差大、衍射效率高、可選擇材料多等特點，是大口徑空間望遠鏡系統的最具潛力的解決方案之一。

作為二元光學元件的基底材料，薄膜材料的厚度均勻性直接影響其波前誤差，嚴重影響成像質量，制約著我國薄膜元件的實際應用。要提高薄膜元件的成像質量，就必須提高膜厚均勻性。根據瑞利判據，為了達到最基本的成像質量要求，薄膜波前誤差pv值必須控制在1/4波長內。國外目前能夠將薄膜波前誤差控制在1/4波長內，但對我國進行嚴密的技術封鎖。國內其他研究小組的公開報道中，很少見到關于膜厚誤差控制的研宄。高質量的薄膜制備技術只掌握在國外一些先進廠商和研究機構手中。為了縮小與國外的差距，提高薄膜元件制作工藝水平，特別是提高薄膜厚度均勻性減小波前誤差，急需進行相關工藝摸索和突破。

發明內容

為了提高薄膜厚度均勻性減小波前誤差，達到最基本的成像質量要求，本發明提供了一種低成本、高重復性、簡單高效的波前誤差小于1/4波長滿足成像質量要求的小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜制備方法。

本發明的技術方案如下：通過在石英基片上旋涂一定濃度的聚酰胺酸溶液，依靠離心力將多余的溶液甩離基片本身，并在基片上留下一層薄膜，隨后轉移到加熱板上進行預烘脫除溶劑，最后進行高溫亞胺化完成一個循環，重復旋涂-預烘-亞胺化步驟，直至得到所需厚度的聚酰亞胺薄膜，實現一種波前誤差小于1/4波長滿足成像質量要求的小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜制備方法。具體步驟如下：

步驟1：通過真空或機械方式將石英基片固定于吸片臺上；

步驟2：制備聚酰胺酸溶液，并控制在一定粘度；

步驟3：將步驟2中的適量溶液流平至步驟1中的石英基片上，靜置一段時間至溶液浸潤整個石英基片；

步驟4：在合適的轉速下旋涂一定時間，依靠離心力將多余的溶液甩離基片本身，并在基片上留下一層薄膜；

步驟5：將步驟4中的濕膜轉移到加熱板上進行預烘脫除溶劑，直至得到沒有任何流動性的聚酰胺酸凝膠干膜；

步驟6：連同石英基片放進烘箱進行高溫熱亞胺化處理；

步驟7：如有需要，重復步驟3至步驟6，直至得到所需厚度的聚酰亞胺薄膜；

步驟8：最后將薄膜從基片上剝離下來，得到波前誤差小于1/4波長滿足成像質量要求的小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜。

本發明的有益效果在于：本發明提供了一種低成本、高重復性、簡單高效的波前誤差小于1/4波長滿足成像質量要求的小口徑光學成像級聚酰亞胺薄膜制備方法，有望縮小與國外差距，提高薄膜元件制作工藝水平，擴展我國薄膜元件的實際應用領域。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備的光學級聚酰亞胺薄膜材料干涉儀測試結果圖(透射波前圖)；

圖2為本發明實施例1制備的光學級聚酰亞胺薄膜材料干涉儀測試結果圖(干涉條紋圖)；