[发明专利]一种抗砂尘防潮防霉窗口复合增透膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗砂尘防潮防霉窗口复合增透膜的制备方法，对K9基底进行化学钢化，清晰擦拭后装入镀膜夹具放入镀膜机；当本底真空达到1.0×10^‑3Pa及以下，同时保证基片250℃恒温至少80分钟后，开启离子源基片表进行离子束刻蚀清洗；由高低折射率膜料SiO₂和Ta₂O₅采用电子束蒸发成膜，并通过离子束辅助沉积；以高纯度HfO₂为原料，采用离子辅助沉积工艺，控制沉积速率0.2nm/s；取出镀膜件，涂覆含氟硅的超低表面能丙烯酸树脂溶液吹干。本发明实现了光学窗口表面改性，不仅满足光学增透效果，也使光学窗口薄膜具备了抗砂尘和防霉防潮的功能，同时也能承受住一定的温度冲击。

技术领域

本发明属于属于光学薄膜技术领域，具体涉及一种抗砂尘防潮防霉窗口复合增透膜的制备方法。

背景技术

以K9材料为基底的传统窗口广泛应用于海陆空天等各领域光电装备(主要涵盖可见光和近红外波段)，为提高光学窗口的光学性能而在窗口表面镀制的普通增透膜(以SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、MgF₂等膜层构成)已越来越不适应特殊环境的需求，如：①在一定浓度和颗粒尺寸的砂尘环境下，窗口膜层极易“吹花”，表面光洁度恶化，进而降低光学性能，破坏膜层结构，甚至脱膜。②机载设备光窗在湿度较大或者窗口温度低于大气温度时，窗口表面易挂水珠，影响光学设备成像、探测等多种性能。③光窗长期不进行维护时，表面容易滋生霉菌。④光窗优异的光学性能与耐候性能及机械性能不能兼具。

因此，针对提高光学窗口的机械物理性能的研究一直都在进行中，但是，具有高强硬度保护膜的加入设计，往往由于其相关波段有较大吸收或膜层应力较大等诸多缺点，进而影响到整个光窗的光学性能。鉴于此，亟待在K9基底上开发出一种抗砂尘防潮防霉窗口组合膜系及制备方法，以解决上述问题，并实现工程化应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种在K9基片上镀制抗砂尘防潮防霉窗口复合增透膜的制备方法，通过多种膜层的复合重构，大幅提升窗口膜在极端恶劣环境下的使用寿命与维护效率，且工艺重复性好，光学性能优良。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种抗砂尘防潮防霉窗口复合增透膜的制备方法，包括以下步骤：

1)基片钢化和清洗：对K9基底进行化学钢化，用氧化铈抛光液粗略擦拭一遍，然后用专用无水混合有机溶液精擦，目视检查无残留污染物后装入镀膜夹具，然后放入镀膜机；

2)离子束刻蚀清洗：当本底真空达到1.0×10^-3Pa及以下，同时保证基片250℃恒温至少80分钟后，开启离子源基片表进行离子束刻蚀清洗，加速电压1000mA，离子束流700mA，持续4分钟；

3)光学匹配膜系的镀制：由高低折射率膜料SiO₂和Ta₂O₅采用电子束蒸发成膜，并通过离子束辅助沉积；

4)氮氧化铪硬质保护层的镀制：以高纯度HfO₂为原料，采用离子辅助沉积工艺，离子源束流增大至1200mA以上，按比例充入工作气体Ar和N₂，加热温度升至300℃，控制沉积速率0.2nm/s；

5)表层憎水膜涂覆：待温度降至90℃以下后放气，取出镀膜件，在氮氧化铪硬质保护层上均匀涂覆含氟硅的超低表面能丙烯酸树脂溶液，然后用热风枪吹干。

按上述方案，所述复合增透膜采用Macleod软件进行膜系结构设计：

Sub|aH/bL/cH/dL/eH/fL/gH/hP/Air