[发明专利]一种超宽带近紫外可见区光学增透膜的制备

说明书

本发明公开了一种超宽带近紫外到可见区增透膜的制备，在玻璃镜片上镀制超宽带增透膜，膜料种类仅用两种：Ta₂O₅和SiO₂，SiO₂打底共11层。使用高精度的物理厚度监控方法，镀制(350‑700)nm波段的增透膜，镀后剩余反射率小于0.5%，透过率由未镀膜的92%提高到99%，使用SiO₂膜料替代MgF₂增强了光谱的稳定性；额外还增强了镜片表面的硬度和抗吸附能力，并且产品在装配前较容易清洁。

技术领域

本发明涉及光学原器件增透膜镀制领域，特别涉及到一种近紫外到可见光波段光学镜片增透膜的制备方法。

背景技术

在光学系统中大多有几个甚至十几个光学镜片组成，提高单片镜片的透过率主要在通过在镜片表面镀膜来实现。这种超宽带的增透膜为获得较高的透过率离不开一种低折射率膜料MgF₂，在薄膜应力方面表现为极强的张应力，蒸镀此膜料在真空室腔体极容易脱膜，影响蒸镀产品的质量；最外层为MgF₂的产品容易吸潮，产品的透过率会因膜层吸潮而不稳定，并且产品表面容易吸附异物，较难去除；最外层为MgF₂的产品硬度低，耐摩擦程度较弱。

我们利用：配置真空系统、加热系统、离子源系统、膜厚监控系

统的国产镀膜机稳定的控制膜层的物理厚度，使用膜料仅为两种Ta₂O₅和SiO₂，层数为11层，最外层为SiO₂，使在整个超宽带（350-700）nm实现R<0.5%,镜片两个面镀后超高的透过率T总>99%。

发明内容

本发明膜系设计仅采用两种膜料Ta₂O₅和SiO₂，膜层共11层，膜系结构如下：

S/0.46L 0.053H 0.11L 0.12H 0.10L 0.08H 0.23L 0.05H 0.11L 0.44H 0.21L /Air，

其中S代表基底材料，Air代表空气，H代表1/4设计波长Ta₂O₅厚度，L代表1/4设计波长厚度SiO₂的厚度，设计波长为500nm；第八层固定其光学厚度为0.05H，调整膜厚控制系统中的PID参数和最后预熔膜料的电流,Ta₂O₅的PID为：P=3、I=1、D=1，SiO₂的PID为：P=3、I=0.05、D=1；最后预熔膜料的电流：Ta₂O₅为300mA,SiO₂为220mA。

制备步骤如下：

步骤一：真空腔的真空度低于1.0×10^-3Pa，基片烘烤到200°，镀前用离子束对产品的镀膜面进行轰击实现清洁表面的效果。

步骤二：蒸镀第一层用离子束辅助沉积的技术，沉积速率设定为0.6nm/s,蒸镀时的真空度为1.6×10^-2Pa，在调整膜厚控制系统的参数及电子枪的束流让速率在1-3s达到设定值，蒸镀的厚度为(191-201)nm。

步骤三：蒸镀第二层用离子束辅助沉积的技术，沉积速率设定为0.15nm/s,蒸镀时的真空度为2×10^-2Pa，在调整膜厚控制系统的参数及电子枪的束流让速率在1-3s达到设定值, 蒸镀的厚度为(12-20)nm。

步骤四：蒸镀第三层用离子束辅助沉积的技术，沉积速率设定为0.6nm/s,蒸镀时的真空度为1.6×10^-2Pa，在调整膜厚控制系统的参数及电子枪的束流让速率在1-3s达到设定值，蒸镀的厚度为(42-52)nm。