[发明专利]用于高反射镜子的增强、耐用银涂层堆叠

说明书

本发明涉及高反射多波段镜子，其在VIS‑NIR‑SWIR‑MWIR‑LWIR波段是反射性的，所述镜子是完全薄膜堆叠，其是由选定基材上的多层构成的。从基材到最后层的顺序，镜子由(a)基材、(b)阻隔层、(c)第一界面层、(d)反射层、(e)第二界面层、(f)调整层和(g)保护层构成。多波段镜子比现有的设计用于类似应用的轻量化金属基材(例如，6061‑Al)上的镜子更为耐用。在每种5层类型中，采用方法和材料来加工每种层，从而实现所需的层特性，这有助于增强堆叠的耐用性能。

本申请根据35U.S.C.§120，要求2013年3月15日提交的美国申请系列第13/834230号的优先权，其根据35U.S.C.§119，要求2013年2月28日提交的美国临时申请系列第61/770548号的优先权，上述申请的内容是本申请的基础并通过参考完整地结合于此。

技术领域

本发明涉及用于高度反射镜子的增强、耐用、创新含银(“EDIS”)涂层堆叠，以及此类堆叠的制造方法。

背景技术

在智能监视侦察(ISR)监测技术中存在持续改进，例如，增加波长监测范围、降低检测器足迹和降低像素尺寸，它们都能够实现系统尺寸和重量的下降。这些改进产生了对于ISR宽-多波段光学系统需求的增加，特别是包括高清可见光波段(VIS，0.34μm至约0.75μm)和近红外(NIR，0.74-1.4μm)、短波红外(SWIR，1.4-3μm)、中波红外(MWIR，3-8μm)以及长波红外(LWIR，8-15μm)波段的那些。此类系统的一个关键组件是在其上具有银涂层的反射光学件，其使得系统能够实现该频谱性能。但是，历史上来说，银涂层是系统故障的来源，这是由于银涂层随时间的“分解”或“腐蚀”性质导致的。可能无法保护未来的系统完全免受它们会在其中进行运行的部分苛刻环境，特别是热、潮湿和含盐的环境。因此，希望具有一种系统，该系统具有高度耐用的宽波段银涂覆的光学件。

存在数种用于评估薄膜涂覆的光学组件的耐用性能的测试方法。例子包括军用规范文件，例如MIL-C-48497、MIL-F-48616和MIL-PRF-13830B，其包括涉及暴露于潮湿、盐雾、盐溶液、温度循环、磨损的测试，以及其他测试过程。这些测试中最苛刻的是“24小时盐雾”测试。虽然目前存在两组声称由具体工艺制造的高度反射镜子堆叠能够通过24小时盐雾测试(量子涂料有限公司(Quantum Coating Inc)，采用丹顿真空工艺(未描述)和劳伦斯·利弗莫尔实验室(Lawrence Livermore Laboratories)，采用美国专利第7,838,134号所述工艺)，但是这些堆叠都不符合完整ISR光谱要求，特别是它们不符合LWIR范围。量子/丹顿银涂层被双方称作“X-1银”；公开信息显示0.4-0.7μm范围的性能(2000真空学会，涂覆机505/856-7188；第43届年度技术会议录(2000)ISSN0737-5921)，对于该涂层，没有给出进入红外超出LWIR范围的更长波长的信息。该制品还暗示使用离子束辅助沉积和基材加热可能进一步改善性能。但是，当采用一些金属基材(例如，6061-Al基材)时，基材加热是不合乎希望的，因为如果温度过高，基材的机械强度和抗腐蚀性下降。因此，优选将基材温度保持在低于6061-Al基材的热处理(约415℃)和应力释放(约350℃)温度。

但是，尽管存在上述现有技术，仍然希望进一步提升银镜子的反射性，包括进入LWIR的波长范围，以及镜子耐用性。

发明内容