[发明专利]一种氟化钡基底复合增透膜及其结构设计方法

说明书

本申请提供一种氟化钡基底复合增透膜及其结构设计方法，其中所述复合增透膜的基本膜系结构为：Sub/γF(αsubgt;i/subgt;Hβsubgt;i/subgt;L)supgt;n/supgt;/Air(i＝1,2,…，n，n≥5)其中，Sub代表基底材料BaFsubgt;2/subgt;，αsubgt;i/subgt;，βsubgt;i/subgt;代表1/4波长光学厚度的倍数，Air代表空气，H代表高折射率材料，L代表低折射率材料，F代表在所述基底材料表面制备的一层氟化物，γ为所述氟化物的1/4波长光学厚度的倍数；复合增透膜由高折射率材料和低折射率材料组成，形成近红外激光和长波红外光透过率高的增透膜，基底材料为氟化钡，在氟化钡上制备一层氟化物，两种氟化物结合使得增透膜和基底的结合更加牢固，增强了增透膜的可靠性。

技术领域

本申请涉及红外光学薄膜设计与研制技术领域，具体涉及一种氟化钡基底复合增透膜及其结构设计方法。

背景技术

随着科学技术的发展，单一模式的光学探测技术已经逐渐不能满足航空航天和成像制导等高精度探测领域的应用需求。使用近红外激光和长波红外复合探测可以充分发挥不同频段、不同探测机理、不同探测体制的优势，将不同系统获得的信息有效融合，弥补各自的不足，极大提高光电系统的探测精度和抗干扰能力。对于近红外激光和长波红外复合的光电系统，需要2个不同的光路对近红外激光和长波红外进行分别探测，这就会极大增大光学系统的体积和重量。使用近红外激光和长波红外共用透镜构造透射式共口径光学系统，在实现系统高光学通量探测的同时，可以有效降低系统的总体积和重量。

BaF₂是一种在近红外激光和长波红外波段均具有较好的透明性的光学材料。常与ZnS(ZnSe)形成高低折射率配置设计高通量复合探测光学系统。但是，材料本身在应用时存在一定问题：近红外激光和长波红外的透过率较低，需要通过在其表面制备增透膜，不过此增透膜与基底结合不牢固，易脱落；另外，材料易潮解，在潮湿环境下难以应用。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种氟化钡基底复合增透膜及其结构设计方法。

一方面，本申请提出一种氟化钡基底复合增透膜，所述复合增透膜的基本膜系结构为：

Sub/γF(α_iHβ_iL)ⁿ/Air(i＝1,2,…，n，n≧5)

其中，Sub代表基底材料BaF₂，α_i，β_i代表1/4波长光学厚度的倍数，n代表膜系层数，Air代表空气，H代表高折射率材料，L代表低折射率材料，F代表在所述基底材料表面制备的一层氟化物薄膜，γ为所述氟化物薄膜的1/4波长光学厚度的倍数。

根据本申请实施例提供的技术方案，在所述基本膜系结构的最外层制备一层抗潮解材料薄膜。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述氟化物为YbF₃。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述抗潮解材料薄膜为ZnS。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述高折射率材料为ZnS，所述低折射率材料为YbF₃。

根据本申请实施例提供的技术方案，采用离子辅助热蒸发法制备所述氟化物薄膜和所述抗潮解材料薄膜。

第二方面，本申请提出一种以上所述的氟化钡基底复合增透膜的结构设计方法，包括以下步骤：

设定参考波长λ；

设定所述氟化物薄膜和所述抗潮解材料薄膜的物理厚度h₁、h₂；

计算得出所述氟化物薄膜和所述抗潮解材料薄膜的1/4波长光学厚度的倍数γ、δ；