[发明专利]一种氧化物体系红外增透保护膜的设计方法

权利要求书

1.一种氧化物体系红外增透保护膜的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)给出ZnS基底的透过率曲线和光学常数；

2)给出Y₂O₃薄膜材料、Al₂O₃薄膜材料及HfO₂薄膜材料的光学常数；

3)基于Y₂O₃薄膜确定红外增透保护膜的初始膜系；

4)设置优化目标，对初始膜系进行结构优化，得到优化膜系；

5)确定Al₂O₃薄膜的单层厚度和层数，然后作为过渡层等间隔插入到Y₂O₃薄膜中，得到红外增透保护膜的膜系结构；

6)确定HfO₂薄膜的单层厚度，将HfO₂薄膜作为最外层硬质保护膜，得到最终的氧化物体系红外增透保护膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，确定红外增透保护膜的初始膜系为：

Sub/H/Air

其中，基底Sub为ZnS材料，H代表Y₂O₃薄膜，单位光学厚度为λ₀/4，Air为空气，λ₀为参考波长。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4中，以工作波长范围内透过率为优化目标，将优化目标值设置为100％，对初始膜系进行结构优化，得到优化膜系：

Sub/αH/Air

其中α为优化后Y₂O₃薄膜的光学厚度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤5中，确定Al₂O₃薄膜的单层厚度β和层数n-1，然后形成过渡层插入到Y₂O₃薄膜中间，得到红外增透保护膜的膜系结构：

其中，L代表Al₂O₃薄膜。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤6中，根据膜系透过率确定HfO₂薄膜的单层厚度γ，然后将单层HfO₂薄膜作为最外层硬质保护膜，得到最终红外增透保护膜的膜系结构：

其中，M代表HfO₂薄膜。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，设计氧化物薄膜体系的7.5-9.7μm波段红外增透保护膜时，参考波长设置为8.5μm。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4中得到优化后红外增透保护膜膜系结构为Sub/0.904H/Air。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤5中，设计3层Al₂O₃薄膜过渡层，Al₂O₃薄膜单层厚度为10nm，得到红外增透保护膜膜系结构为Sub/(0.22596111H/0.00570245L)^3/0.22596111H/Air。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，设计HfO₂薄膜厚度为50nm，得到最终红外增透保护膜膜系结构为Sub/(0.22596111H/0.00570245L)^3/0.22596111H/0.03612725M/Air。