[发明专利]一种红外宽谱段截止窄带激光分光元件

说明书

本发明公开了一种红外宽谱段截止窄带激光分光元件，其包括：基底，基底的第一表面(a)上镀长波通截止滤光薄膜，基底的第二表面(b)上镀窄带通滤光薄膜。本发明分别将长波通和窄带通滤光片设计在元件的两个表面，通过调整两个膜系结构的厚度，能够有效控制表面的面形变化，可实现的技术指标如下为：3μm‑5μm波长范围内的反射率达到99.99％以上，8μm‑10.5μm波长范围内的平均反射率达到96％以上，10.7μm‑12μm波长范围内的平均反射率达到93％以上；10.6μm波长的带宽为0.3μm，透过率达到94％以上。

技术领域

本发明属于光学薄膜技术领域，特别是有关多谱段红外的分光技术，涉及一种红外3-5μm波长范围和长波红外8-12μm波长范围的反射、10.6μm波长的透射宽截止窄带滤光片。

背景技术

在目前大量的军用激光装备中，大多数采用Nd:YAG激光器作为激光光源。由于Nd:YAG激光器的输出激光波长为1.06μm，一方面，在复杂的战场环境下，如气雾、阴雨及战场烟尘等，环境对激光的损耗较大，严重的情况下导致激光系统失去功能；另一方面，在战场或训练场上该波长的激光对人眼损伤较大。CO₂激光器具有很多优越的性能，诸如在不良气候条件下大气传输性能好、激光输出波长探测器成熟、易于实现高灵敏度外差探测和三维成像、以及信息处理技术等均比较成熟，能够满足未来战场上对军用激光系统的需求。目前，基于CO₂激光相干成像雷达在靶场测量、空间飞行器对接、地形跟随与障碍物回避、敌我坦克识别以及精确制导等领域获得了初步应用。

CO₂激光的波长为10.6μm，与8-12μm波段的热成像系统具有很好的兼容性，两者共用光学扫描系统、接收系统、探测系统和信息处理系统等。在精确制导技术领域内，使用主动CO₂激光和被动红外可以构成双模成像制导体制，具有较高的分辨力、探测能力和抗干扰能力、以及适合于全天候作战。从目前最新的研究动态看，基于CO₂激光的主动探测与其它制导体制相结合，已成为制导体制发展的主要模式之一。

将红外(3.5μm-4.7μm)和(8μm-12μm)作为双模制导的主要波段，再加上CO₂激光的主动探测装置，构成了新型的三模复合制导体制。在此复合体制下的光电设备中，如何将三个波段分离是光学系统中的关键技术。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种红外宽谱段截止窄带激光分光元件，在中波红外3-5μm波长范围和长波红外8-12μm波长范围的实现高反射率，在10.6μm波长实现窄带(带宽≤0.3μm)高透射率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种红外宽谱段截止窄带激光分光元件，其包括：基底，基底的第一表面a上镀长波通截止滤光薄膜，基底的第二表面b上镀窄带通滤光薄膜。

其中，所述基底为锗或硒化锌。

其中，所述长波通截止滤光薄膜的初始膜系结构为：

Sub|1Lα_A(1H 1L)^m_Aα_B(1H 1L)^m_A1A 1L|Air

其中，H、A和L分别代表高折射率、中折射率材料和甚低折射率材料，α_A和α_B分别代表每层膜的光学厚度系数，m_A为基本周期1H 1L的周期数，单位光学厚度为λ₀/4，λ₀为参考波长。

其中，所述参考波长为λ₀＝3.9μm，选择高折射率材料为锗、低折射率材料为硫化锌，甚低折射率材料为氟化钇。