[发明专利]一种红外双波段减反射膜膜系及其镀制方法

说明书

技术领域

本发明属于光学零件薄膜制造技术，涉及一种红外双波段减反射膜膜系及其镀制方法。

背景技术

常规光学系统仅使用3.7μm～4.8μm或7.7μm～10.5μm单波段膜层的光学零件，可选择的材料种类多，膜层镀制工艺相对简单，但不能用于共光路系统的光学仪器，所以造成仪器体积庞大笨重，使用不便。若对3.7μm～4.8μm和7.7μm～10.5μm两波段均要求高透射率，则膜层的设计与镀制工艺均具有较大难度。镀制3.7μm～4.8μm和7.7μm～10.5μm双波段膜层的光学零件适用于共光路系统的光学仪器，可减小仪器的体积与重量。尚未查找到与本发明相同的镀制3.7μm～4.8μm和7.7μm～10.5μm红外双波段减反射膜的报道。

发明内容

本发明的目的是为用于3.7μm～4.8μm和7.7μm～10.5μm共光路光学系统的光学零件，设计并镀制出一种牢固度好、透射区域宽且透射率高的膜层。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种红外双波段减反射膜膜系，该膜系由6层或8层膜组成，由6层膜组成时，由内到外依次为Ge膜、ZnS膜、Ge膜、ZnS膜、YbF₃膜、ZnS膜，每层膜的光学厚度由内到外依次为895nm、306nm、422nm、1626nm、770nm、200nm；由8层膜组成时，由内到外依次为Ge膜、ZnS膜、Ge膜、ZnS膜、Ge膜、ZnS膜、YbF₃膜、ZnS膜，每层膜的光学厚度由内到外依次为130nm、20nm、2650nm、354nm、384nm、1520nm、1120nm、70nm。该膜系镀制的基底材料为锗。

一种红外双波段减反射膜膜系，该膜系优选为，由6层膜组成，由内到外依次为Ge膜、ZnS膜、Ge膜、ZnS膜、YbF₃膜、ZnS膜，每层膜的光学厚度由内到外依次为895nm、306nm、422nm、1626nm、770nm、200nm。

一种在锗基底表面镀制3.7μm～4.8μm和7.7μm～10.5μm红外双波段减反射膜的方法，仪器设备需配置E型电子束蒸发源、电阻蒸发源、光学膜厚控制仪、石英晶体膜厚控制仪、等离子体源、加热烘烤装置，工艺步骤如下：

(1)清洁被镀零件，使用超声波和/或清洁剂对锗基底光学零件表面进行清洁处理；

(2)烘烤基底，将被镀零件夹持在夹具上放入高真空镀膜设备中，抽真空到真空度为1×10^-2Pa时，加热基底到130℃～160℃，保温1～2小时，启动离子源清洗基底5～10分钟，关掉离子源；

(3)镀制Ge膜，锗膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，淀积速率为0.4nm/s～0.6nm/s，控制膜厚895nm，由光学厚度控制仪控制，控制波长2100nm，极值过正法控制，工具因子为1时，停蒸点1.7；

(4)镀制ZnS膜，ZnS膜料由电阻蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，淀积速率为0.7nm/s～1.0hm/s，控制膜厚306nm，由光学厚度控制仪控制，控制波长1106nm，极值过正法控制，工具因子为1时，停蒸点1.1；

(5)镀制Ge膜，锗膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，淀积速率为0.4nm/s～0.6nm/s，控制膜厚422nm，由光学厚度控制仪控制，控制波长2100nm，极值过正法控制，工具因子为1时，停蒸点0.8；

(6)镀制ZnS膜，ZnS膜料由电阻蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，淀积速率为0.7nm/s～1.0hm/s，控制膜厚1626nm，由光学厚度控制仪控制，控制波长1585nm，极值过正法控制，工具因子为1时，停蒸点4.1；

(7)镀制YbF₃膜，YbF₃膜料由电阻蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，淀积速率为0.6nm/s～0.8nm/s，控制膜厚770nm，由光学厚度控制仪控制，控制波长1470nm，极值过正法控制，工具因子为1时，停蒸点2.1；