[发明专利]光学超宽带增透膜的复合制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学镀膜加工技术领域，特别是涉及一种宽带增透膜的制备方法。

背景技术

增透膜镜片是一种重要的光学器件，它的应用已深入到航空航天遥感、激光通讯、光伏电池、地基望远仪器等许多科学仪器领域。从结构设计上分析，宽带增透膜镜片是光学基片与多层介质膜组合而成，为了增大透过带宽通常使用高、中、低三种不同折射率材料搭配制成多层膜，最常用的为Al₂O₃—ZrO₂—MgF₂搭配，但这种搭配结构较复杂且仅能覆盖有限的光谱带宽。

目前普遍采用的真空增透膜镀膜工艺方法包括以下工作步骤：清洁光学镜片后放入真空室和加入膜料的准备、对真空室进行抽真空、真空度达到要求后的真空室预热和膜料的预热、将膜料气化沉积到光学镜片表面的镀膜步骤。

溶胶凝胶增透膜工艺方法具有工艺控制简单、薄膜增透性能较好以及适合于大面积制膜的优点。包括溶胶溶液配制，溶液陈化，镀膜和热处理的过程。用该法制备的多孔SiO2薄膜具有结构可控、折射率可调、损伤阈值高、光学特性良、成本低廉等优点，可以获得宽带减反效果。但其减反性能有待提高。

发明内容

本发明需要解决的问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种超宽带增透膜及其制备方法。本发明的方法所制备的增透光学薄膜透过带宽，透过率高；并且具有膜系结构简单、容易实施的特点。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种超宽带增透膜复合工艺方法，包括真空蒸镀成膜与溶胶凝胶成膜两种工艺过程，其特征在于，步骤如下，

其中真空蒸镀成膜工艺过程包括以下工作步骤：

⑴.准备工作，清洁真空室内所有相关器具并放入光学镜片和加入膜料；

⑵.抽真空，对所述真空室进行抽真空；

⑶.在300摄氏度的烘烤温度下恒定60分钟；

⑷.进行氟化镁层蒸镀，蒸镀的膜层厚度为83纳米；

⑸.在同样烘烤温度下进行氧化铝层的蒸镀，蒸镀的膜层厚度为4纳米；

⑹.待光学镜片自然冷却后将进一步进行溶胶凝胶成膜工艺过程；

其中，溶胶凝胶成膜工艺过程包括以下工作步骤：

⑺.制取碱催化溶胶；

⑻.真空蒸镀后的光学镜片的洁净处理；

⑼.在提拉浸渍镀膜机上成膜；

⑽.胶膜的干燥及后处理。

其中，所述步骤⑺的制取碱催化溶胶的操作是：将分析纯级原材料正硅酸四乙酯(TEOS)、去离子水、氨水和无水乙醇按摩尔比n(TEOS) ：n( H₂O)：n(NH₃)：n( C₂H₅OH) = 1：2：0.6：34混合；在室温磁力搅拌条件下加入容器，加液完毕后继续搅拌3小时，40摄氏度密封陈化10天得到所需碱催化溶胶。

所述步骤⑼的成膜步骤是：将经超声波洁净处理的光学镜片固定至提拉镀膜机夹具上，提拉速率为5-10cm/min。

所述步骤⑽的胶膜的干燥及后处理的操作是：湿膜在洁净间中晾干后再放入六甲基二硅胺：己烷=1:2的有机溶剂中浸泡1h，取出晾干后在450摄氏度条件下烘干。

由于采用了上述方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：1、本发明制备的增透光学薄膜透过带宽，透过率高；2、本发明具有膜系结构简单、容易实施的特点。即，通过采用真空蒸镀与溶胶凝胶的复合方法，减少了宽带增透膜的膜层数，拓宽了现有宽带增透膜的带宽区域。通过镀膜后处理工艺，膜层具有良好的疏水性和自清洁性能，有很好的环境适应性。采用传统的溶胶凝胶方法，在300nm-1000nm波段范围平均透过率为97%；采用本发明的复合成膜方法，在300nm-1000nm波段范围平均透过率可达98.5%。

附图说明

    图1 是复合超宽带增透膜在300nm-1100nm波段范围的透过率曲线；

图2 真空蒸镀方法镀制的宽带增透膜的增透曲线。

具体实施方式

实施例1，宽带增透膜的制备方法。本增透膜制备工艺方法具体如下：

1、准备工作：清洁真空室、镀膜夹具等，在电子枪坩埚中分别放入氟化镁与氧化铝膜料，光学镜片清洁干净后放入真空室中关紧真空室门。

2、抽真空与光学镜片升温步骤：启动真空泵抽真空并逐渐升温至300摄氏度，升温步骤与恒温时间根据光学镜片的尺寸及形状决定。