[实用新型]一种红外低折射率光学薄膜

说明书

本实用新型公开了一种红外低折射率光学薄膜，属于光学薄膜领域。所述红外低折射率光学薄膜通过有效的制备方法并采用稀土族元素氟化物YF₃制备得到，得到的红外低折射率光学薄膜具有无定形结构的特征，较之单晶、多晶结构的薄膜具有更低的散射损耗；折射率系数在1.5μm为1.482与现有的中红外激光低折射率光学薄膜的折射率系数相当，具备同等的设计自由度；但是其表面粗糙度为1.477nm和聚集密度0.904都优于现有的中红外光学薄膜的表面粗糙度2nm左右和聚集密度0.8左右，降低了薄膜的损耗，提高了薄膜致密性；其在水吸收附近的2.9μm和6.1μm的透过率为60％和70％相比于常规工艺制备的中红外光学薄膜透过率高20％左右，改善了薄膜的吸潮情况。

技术领域

本实用新型属于光学薄膜领域，具体涉及一种红外低折射率YF₃光学薄膜。

背景技术

减反膜在现代光学薄膜生产中占有十分重要的地位，其中红外减反膜广泛应用于红外光学系统中，以降低表面的光损失。在光学薄膜材料中，可用在长波红外的低折射率材料一般为氟化物，但是氟化锶、氟化钡、氟化钙等镀膜材料致密度差，且易吸潮。氟化钍(ThF₄) 在0.35μm～12μm范围内具有良好的光学性能，而且基本上没有吸潮、吸收非常低、激光阈值比较高，适合做中远红外激光薄膜的低折射率材料。但是ThF₄有放射性，没有良好的防护设备，无法使用。因此，寻找可替代ThF₄的低折射率材料，成为材料选择的关键，稀土族元素氟化物YF₃与ThF₄有相近的光学和物理性质，且无毒害作用，可作为ThF₄的替代品。

实用新型内容

为了克服现有技术中上述光学薄膜存在的缺陷,本实用新型针对紫外到远红外波段实用新型了一种的低折射率光学薄膜材料及其制备方法，其具有优良的光学性能，可以很好替代ThF₄低折射率材料。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种红外低折射率光学薄膜，所述光学薄膜包括膜层和基层，所述膜层附着于基层上并形成层叠结构，所述膜层的组成材料为稀土族元素氟化物YF₃，且该薄膜具有无定形结构。

进一步的，所述无定形结构是指非完全晶体无定形区的结构或无定形固体的构成方式。

进一步的，所述基层为Si基板。

进一步的，所述红外低折射率光学薄膜的制备采用的镀膜机为真空热蒸发镀膜机，基板装夹方式采用行星旋转基板架，极限真空度达2 10-4Pa。

进一步的，所述Si基板分别为Φ30 3mm单光基板和双光基板，分别用于折射率色散曲线和透射率曲线的测试。

进一步的，所述膜层是将YF3镀膜材料沉积在Si基板上得到的。

进一步的，所述真空热蒸发镀膜机包括用于盛放稀土族元素氟化物YF3材料、并在沉积真空度达到2 10-3Pa时采用YF3材料进行蒸发镀膜的蒸发舟，所述蒸发舟材料为钼；

进一步的，对所述红外低折射率光学薄膜的参数测试的工具分别为：使用光度计测量薄膜在水吸收峰附近的透过率，用椭圆偏振仪测量薄膜折射率并计算聚积密度，用X射线衍射仪确定薄膜的结构，用扫描电镜表征薄膜断面形貌，用原子力显微镜表征薄膜表面形貌。

进一步的，对所述红外低折射率YF3光学薄膜在2.9μm和6.1μm的透过率为60％和70％，在1.5μm折射率为1.482，聚集密度为0.904，薄膜的晶相结构为无定形结构，表面粗糙度为1.477nm；薄膜与基板之间的无界面隙缝，薄膜粘附牢固。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：