專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜及其制造方法，是在有色玻璃、紅外晶體等光學(xué)元器件表面鍍制的可見(jiàn)光與近紅外超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，可廣泛應(yīng)用于精密光學(xué)儀器、光電探測(cè)、天文導(dǎo)航等光電子技術(shù)領(lǐng)域，屬于光學(xué)薄膜技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
干涉截止濾光片在提高光電系統(tǒng)信噪比和消除非工作波段雜散光干擾等方面具有無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于光通信、光電探測(cè)與成像、天文導(dǎo)航等技術(shù)領(lǐng)域中。其中，天文導(dǎo)航中星敏感探測(cè)器的工作原理是利用恒星發(fā)光光譜強(qiáng)度在近紅外某一有限波段上強(qiáng)于天空背景雜散光的特點(diǎn)而進(jìn)行星體識(shí)別與定位，屬于典型的弱信號(hào)被動(dòng)提取方式。因此，需要開(kāi)發(fā)出一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，將天空雜散光盡可能過(guò)濾掉，但同時(shí)在近紅外主探測(cè)波段具有良好的透過(guò)率。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道的一種同類(lèi)型濾光片技術(shù)要求為:400-1200nm波段透過(guò)率小于0.5%，1260_1700nm波段透過(guò)率大于92%，且膜層經(jīng)得起溫度沖擊、恒定濕熱、中度磨擦試驗(yàn)和附著力測(cè)試。目前常用的截止濾光片的制造方法可分為兩類(lèi):一類(lèi)為重金屬離子參雜而直接形成的有色玻璃，一類(lèi)則是全介質(zhì)型干涉截止濾光膜。其中，前者成本低廉，吸收截止寬，但光學(xué)性能不好，過(guò)渡區(qū)不陡，穩(wěn)定性差；后者的缺點(diǎn)是截止帶寬有限(一般不超過(guò)0.25um)，膜系結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但可以通過(guò)膜系設(shè)計(jì)與制造工藝確保濾光膜具有良好的光學(xué)性能。因此，若要實(shí)現(xiàn)上述天文導(dǎo)航用超寬波段長(zhǎng)波通濾光膜，主要困難有三個(gè)方面:一是截止波段超寬且通帶透過(guò)率要求高，采用有色玻璃一般只能深度截止至SOOnm左右，而單純采用介質(zhì)型濾光膜則膜系結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜(至少65層以上)，鍍制周期長(zhǎng)且工藝難度大，尤其是膜厚監(jiān)控精度要求高；二是過(guò)渡區(qū)斜率要求高(不超過(guò)7%)，考慮到實(shí)際制造因素及成品率問(wèn)題，必須將該值控制在5%以?xún)?nèi)，即過(guò)渡波段不超過(guò)70nm，這要求膜層總數(shù)至少在35層以上且濾光膜中心波長(zhǎng)定位精確；三是要求膜層致密，內(nèi)部缺陷小，具備良好的抗惡劣環(huán)境的機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性。需要指出的是，上述方面的困難往往是相互交織，互為影響，需要綜合予以考慮?；诖?，針對(duì)天文導(dǎo)航用超寬帶截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造，有必要開(kāi)發(fā)出一種新的制造方法，以克服上述諸多困難并實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜及其制造方法，該超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜光學(xué)性能優(yōu)良，吸收截止寬、透過(guò)率高、穩(wěn)定性高、膜層與基底間具有良好的附著力，能提升探測(cè)器性能指標(biāo)；膜系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，成本低；鍍制方法易于借鑒與移植，能適應(yīng)大尺寸光學(xué)元件濾光膜批量化鍍膜生產(chǎn)。本發(fā)明的一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的技術(shù)方案是:
一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，它包括基片，該基片為光學(xué)元件，其正反兩面分別鍍制有過(guò)渡粘接層，在該過(guò)渡粘接層上交替鍍有若干層不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系:一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光模系，該兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率層和低折射率層組成；高折射率層由高折射率材料鍍制而成，低折射率層由低折射率材料鍍制而成。進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其基片材料主要選自于有色玻璃或紅外晶體；過(guò)渡粘接層材料為SiO2、或SiO、或Al2O3,高折射率材料為T(mén)iO2、或Ta2O5,低折射率材料為Si02。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系的截止波段完全串接，且有10 50nm的截止重疊區(qū)；其中，中心波長(zhǎng)較小的長(zhǎng)波通濾光膜的短波截止點(diǎn)小于光學(xué)元件的本征吸收截止上限。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其長(zhǎng)波通濾光膜最終成膜后的光學(xué)元件具有從400-1400nm波段深度截止且1500-1700nm波段透過(guò)率不低于92%的光學(xué)特性。本發(fā)明的一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜制造方法的技術(shù)方案是:
一種權(quán)利要求1所述超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其制造步驟包括:基片清洗，基片表面等離子體刻蝕處理，過(guò)渡粘接層鍍制，高折射率層鍍制，低折射率層鍍制，鍍膜完成后的處理；所述高折射率層鍍制和低折射率層鍍制是用基于監(jiān)控片更換策略的間接光學(xué)膜厚實(shí)時(shí)監(jiān)控方法在基片正反兩面分別鍍制不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系，一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系。進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，所述的基片清洗是:將雙面拋光后的平面鏡片首先用拋光液粗略擦一遍，再用無(wú)水混合有機(jī)溶液清洗，然后用哈氣法檢查是否符合規(guī)定的光潔度標(biāo)準(zhǔn)，合格后放入鍍膜機(jī)蒸發(fā)室中，最后抽真空并加熱鏡片。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，所述的基片表面等離子體刻蝕處理是:當(dāng)基片清洗完后在鍍膜機(jī)蒸發(fā)室中本底真空達(dá)到時(shí)，即開(kāi)啟離子源對(duì)基片表面進(jìn)行離子轟擊；所述離子轟擊的工作氣體為純氬氣(4N)，其工藝參數(shù)包括:偏壓100 220V，放電電流30 60A，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘；刻蝕厚度30 lOOnm。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其離子轟擊的工藝參數(shù)是針對(duì)不同基片材料選定:
a、當(dāng)基片為有色玻璃時(shí):偏壓150 220V，放電電流30 60A，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘，刻蝕厚度30 lOOnm，充入輔助氧氣流量3 IOsccm ；
b、當(dāng)基片為紅外晶體時(shí):偏壓100 150V，放電電流30 50A，持續(xù)時(shí)間3 5分鐘，刻蝕厚度30 80nm。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，所述的過(guò)渡粘接層鍍制是:選用SiO2,或SiO，或Al2O3,采用電子束蒸發(fā)與離子輔助沉積；膜厚監(jiān)控方式為晶振膜厚監(jiān)控，沉積速率為0.2-0.7nm/s，氧氣流量為0-5sCCm ;離子輔助沉積偏壓為110-150V，放電電流為30-60A。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其高折射率層鍍制采用的電子束蒸發(fā)，沉積速率為0.2-0.5nm/s,氧氣流量為5-20sCCm，離子輔助沉積參數(shù)為:偏壓120-160V，放電電流 30-60A。
所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，所述的低折射率層鍍制采用電子束蒸發(fā)，其速率為0.3-0.1xm/S,氧氣流量為0-5SCCm，離子輔助沉積參數(shù)為:偏壓120-150V，放電電流 30-60A。所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系和基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率材料和低折射率材料交替鍍制而成，在鍍制時(shí)的沉積過(guò)程中采用基于監(jiān)控片更換策略的間接光學(xué)膜厚監(jiān)控法實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行停鍍點(diǎn)判據(jù):首先，將基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系和基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系轉(zhuǎn)換成各自監(jiān)控片膜系，然后通過(guò)優(yōu)化選定監(jiān)控波長(zhǎng)，使得各膜層停鍍點(diǎn)過(guò)正控制量在反饋信號(hào)光變化最大幅度的
2.0% 10%范圍內(nèi)，且至少出現(xiàn)一個(gè)極值，同時(shí)，針對(duì)不同過(guò)正控制量進(jìn)行監(jiān)控片更換策略的全局沉積仿真，獲取評(píng)價(jià)函數(shù)最小的一種即為最優(yōu)監(jiān)控片更換策略。本發(fā)明顯著的技術(shù)效果主要有:
1、采用等離子體定向刻蝕基片表面，有效地去除基片表面有機(jī)污染物并活化表面分子或原子，消除了基片表面殘留的缺陷種子，進(jìn)而有效地提升了膜層在基片上的附著力及成膜品質(zhì)量。采用了一種間接光學(xué)膜厚實(shí)時(shí)監(jiān)控以及監(jiān)控片更換策略，通過(guò)膜厚沉積過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，直觀地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在從而有針對(duì)性地改進(jìn)膜系結(jié)構(gòu)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)各膜層停鍍點(diǎn)判據(jù)。通過(guò)優(yōu)化選定監(jiān)控波長(zhǎng)，使得各膜層停鍍點(diǎn)(即過(guò)正控制量)在反饋信號(hào)光變化最大幅度的2% 10%范圍內(nèi)。同時(shí)，在設(shè)定硬件相關(guān)停鍍點(diǎn)隨機(jī)誤差及更換新的監(jiān)控片導(dǎo)致的經(jīng)驗(yàn)誤差的條件下，針對(duì)不同過(guò)正控制量進(jìn)行監(jiān)控片更換策略的全局沉積仿真，獲取評(píng)價(jià)函數(shù)最小的一種即為最優(yōu)監(jiān)控片更換策略。通過(guò)該方法，可以充分利用膜厚補(bǔ)償效應(yīng)，同時(shí)有效消除膜厚累積誤差，從而確保膜最終成膜后濾光片的光學(xué)性能。2、采用光學(xué)元件正反兩面分別鍍制不同中心波長(zhǎng)濾光膜，分解了單面鍍膜的膜系設(shè)計(jì)與制造難度。事實(shí)上，對(duì)于普通的光學(xué)鍍膜機(jī)，膜層數(shù)30層以上的膜系在鍍制過(guò)程中膜厚累積誤差往往容易導(dǎo)致最終成膜后光學(xué)性能變異。另一方面，對(duì)于總膜厚較大的膜系，在鍍制過(guò)程的后階段，蒸發(fā)膜料的空間分布會(huì)較之早期發(fā)生較明顯地變化，這導(dǎo)致鏡片上實(shí)際沉積的膜厚偏離監(jiān)控值并最終影響成膜光學(xué)性能。與此同時(shí)，蒸發(fā)環(huán)境也隨之明顯地變臟，這也直接影響成膜質(zhì)量，甚至不合格。通過(guò)該方法確保了成膜品質(zhì)和成品率。3、利用有色玻璃參雜截止或紅外晶體本征截止，實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光及部分紅外波段深度截止，有效地降低了干涉截止濾光膜膜系的復(fù)雜度。4、本制造方法依托于普通鍍膜設(shè)備和常規(guī)鍍膜工藝，所涉及的工藝方法易于移植，在其它高精度濾光膜的制造中具有廣泛的指導(dǎo)意義。


圖1為本發(fā)明的一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜制造方法程序方框 圖3為本發(fā)明的硅晶體上可見(jiàn)光與近紅外超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的實(shí)測(cè)透過(guò)率曲線(基于普通膜厚監(jiān)控方式)；
圖4為本發(fā)明的硅晶體上鍍制可見(jiàn)光與近紅外超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜后的實(shí)測(cè)透過(guò)率曲線(基于間接光學(xué)膜厚監(jiān)控與監(jiān)控片更換策略)；
圖5為本發(fā)明的硅晶體上鍍制可見(jiàn)光與近紅外超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜后的實(shí)測(cè)透過(guò)率曲線(高、低溫和恒定濕熱環(huán)境試驗(yàn)后)。圖中附圖標(biāo)記名稱(chēng)為:1 一基片，2—基片正面過(guò)渡粘接層，2’一基片反面過(guò)渡粘接層，3 —基片正面高折射率層，3’ -基片反面高折射率層，4 一基片正面低折射率層，4’ -基片反面低折射率層，η —基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系，η’ 一基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜及其制造方法作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1:如圖1所示，是本發(fā)明的一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的基本實(shí)施例。一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，它包括基片1，該基片I為光學(xué)元件，其正反兩面分別鍍制有過(guò)渡粘接層2，在該過(guò)渡粘接層2上交替鍍有若干層不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系:一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系η，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光模系η’，該兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率層和低折射率層組成，圖1中:基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系η由高折射率層3和低折射率層4組成，基片反面長(zhǎng)波通濾光模系η’由高折射率層3’和低折射率層4’組成；高折射率層3、3’由高折射率材料鍍制而成，低折射率層4、4’由低折射率材料鍍制而成。實(shí)施例2:與上述實(shí)施例1不同的是:所述的基片I材料主要選自于有色玻璃或紅外晶體；過(guò)渡粘接層材料為SiO2、或SiO、或Al2O3,高折射率材料為T(mén)iO2、或Ta2O5，低折射率材料為Si02。所述的兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系η、η’的截止波段完全串接，且有10 50nm的截止重疊區(qū)；其中，中心波長(zhǎng)較小的長(zhǎng)波通濾光膜的短波截止點(diǎn)小于光學(xué)元件的本征吸收截止上限。長(zhǎng)波通濾光膜最終成膜后的光學(xué)元件具有從400-1400nm波段深度截止且1500-1700nm波段透過(guò)率不低于92%的光學(xué)特性。實(shí)施例3:如圖2所示，是本發(fā)明的一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜制造方法的基本實(shí)施例。本發(fā)明的所述超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其制造步驟包括:A、基片清洗，B、基片表面等離子體刻蝕處理，C、過(guò)渡粘接層鍍制，D、高折射率層鍍制，E、低折射率層鍍制，F(xiàn)、鍍膜完成后的處理；所述高折射率層鍍制和低折射率層鍍制是用基于監(jiān)控片更換策略的間接光學(xué)膜厚實(shí)時(shí)監(jiān)控方法在基片正反兩面分別鍍制不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系，一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系n，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系η’ ；所述的監(jiān)控片更換策略是指監(jiān)控片的更換位置和數(shù)量的優(yōu)選方案。實(shí)施例4:為本發(fā)明制造方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。與上述實(shí)施例3不同的是:所述的基片清洗是:將雙面拋光后的平面鏡片首先用拋光液粗略擦一遍，再用無(wú)水混合有機(jī)溶液清洗，然后用哈氣法檢查是否符合規(guī)定的光潔度標(biāo)準(zhǔn)，合格后放入鍍膜機(jī)蒸發(fā)室中，最后抽真空并加熱鏡片。所述的基片表面等離子體刻蝕處理是:當(dāng)基片清洗完后在鍍膜機(jī)蒸發(fā)室中本底真空達(dá)到時(shí)，即開(kāi)啟離子源對(duì)基片表面進(jìn)行離子轟擊；所述離子轟擊的工作氣體為純氬氣(4Ν)，其工藝參數(shù)包括:偏壓100 220V，放電電流30 60Α，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘；刻蝕厚度30 lOOnm。所述的離子轟擊的工藝參數(shù)是針對(duì)不同基片材料選定:a、當(dāng)基片為有色玻璃時(shí):偏壓150 220V，放電電流30 60A，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘，刻蝕厚度30 lOOnm，充入輔助氧氣流量3 IOsccm ;b、當(dāng)基片為紅外晶體時(shí):偏壓100 150V，放電電流30 50A，持續(xù)時(shí)間3 5分鐘，刻蝕厚度30 80nm。所述的過(guò)渡粘接層鍍制是:選用SiO2，或SiO，或Al2O3，采用電子束蒸發(fā)與離子輔助沉積；膜厚監(jiān)控方式為晶振膜厚監(jiān)控，沉積速率為0.2-0.7nm/s，氧氣流量為0-5sCCm ;離子輔助沉積偏壓為110-150V，放電電流為30-60A。所述的高折射率層鍍制采用的電子束蒸發(fā)，沉積速率為0.2-0.5nm/s，氧氣流量為5-20SCCm，離子輔助沉積參數(shù)為:偏壓120-160V，放電電流30-60A。所述的低折射率層鍍制采用電子束蒸發(fā)，其速率為0.3-0.7nm/s,氧氣流量為0-5sCCm，離子輔助沉積參數(shù)為:偏壓120-150V，放電電流30-60A。所述的基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系和基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率材料和低折射率材料交替鍍制而成，在鍍制時(shí)的沉積過(guò)程中采用基于監(jiān)控片更換策略的間接光學(xué)膜厚監(jiān)控法實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行停鍍點(diǎn)判據(jù):首先，將基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系和基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系轉(zhuǎn)換成各自監(jiān)控片膜系，然后通過(guò)優(yōu)化選定監(jiān)控波長(zhǎng)，使得各膜層停鍍點(diǎn)過(guò)正控制量在反饋信號(hào)光變化最大幅度的2.0% 10%范圍內(nèi)，且至少出現(xiàn)一個(gè)極值，同時(shí)，針對(duì)不同過(guò)正控制量進(jìn)行監(jiān)控片更換策略的全局沉積仿真，獲取評(píng)價(jià)函數(shù)最小的一種即為最優(yōu)監(jiān)控片更換策略。實(shí)施例5:為本發(fā)明制造方法的又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。與上述實(shí)施例4不同的是:所述的離子轟擊的工藝參數(shù)是針對(duì)不同基片材料選定:a、當(dāng)基片為有色玻璃時(shí):偏壓150 220V，放電電流30 60A，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘，刻蝕厚度30 lOOnm，充入輔助氧氣流量3 IOsccm ;b、當(dāng)基片為紅外晶體時(shí):偏壓100 150V，放電電流30 50A，持續(xù)時(shí)間3 5分鐘，刻蝕厚度30 80nm。實(shí)施例6:為本發(fā)明一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜及其制造方法優(yōu)選的實(shí)施例，是在萊寶SYRUSpiOlllO型真空鍍膜機(jī)上實(shí)現(xiàn)的。該設(shè)備配置有先進(jìn)的APS離子源、Polycold冷阱、IC5晶振膜厚監(jiān)控系統(tǒng)與0MS5000光學(xué)膜厚監(jiān)控系統(tǒng)等。本發(fā)明一種可見(jiàn)光與近紅外波段超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，應(yīng)用于天文導(dǎo)航
權(quán)利要求
1.一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其特征在于，它包括基片，該基片為光學(xué)元件，其正反兩面分別鍍制有過(guò)渡粘接層，在該過(guò)渡粘接層上交替鍍有若干層不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系:一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光模系，該兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率層和低折射率層組成；高折射率層由高折射率材料鍍制而成，低折射率層由低折射率材料鍍制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其特征在于，基片(I)材料主要選自于有色玻璃或紅外晶體；過(guò)渡粘接層材料為SiO2、或SiO、或Al2O3，高折射率材料為T(mén)iO2、或Ta2O5，低折射率材料為SiO2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其特征在于，兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系的截止波段完全串接，且有10 50nm的截止重疊區(qū)；其中，中心波長(zhǎng)較小的長(zhǎng)波通濾光膜的短波截止點(diǎn)小于光學(xué)元件的本征吸收截止上限。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜，其特征在于，長(zhǎng)波通濾光膜最終成膜后的光學(xué)元件具有從400-1400nm波段深度截止且1500-1700nm波段透過(guò)率不低于92%的光學(xué)特性。
5.一種權(quán)利要求1所述超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，制造步驟包括:基片清洗，基片表面等離子體刻蝕處理，過(guò)渡粘接層鍍制，高折射率層鍍制，低折射率層鍍制，鍍膜完成后的處理；所述高折射率層鍍制和低折射率層鍍制是用基于監(jiān)控片更換策略的間接光學(xué)膜厚實(shí)時(shí)監(jiān)控方法在基片正反兩面分別鍍制不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系，一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，所述的基片清洗是:將雙面拋光后的平面鏡片首先用拋光液粗略擦一遍，再用無(wú)水混合有機(jī)溶液清洗，然后用哈氣法檢 查是否符合規(guī)定的光潔度標(biāo)準(zhǔn)，合格后放入鍍膜機(jī)蒸發(fā)室中，最后抽真空并加熱鏡片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，所述的基片表面等離子體刻蝕處理是:當(dāng)基片清洗完后在鍍膜機(jī)蒸發(fā)室中本底真空達(dá)到時(shí)，即開(kāi)啟離子源對(duì)基片表面進(jìn)行離子轟擊；所述離子轟擊的工作氣體為純氬氣(4N)，其工藝參數(shù)包括:偏壓100 220V，放電電流30 60A，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘；刻蝕厚度30 lOOnm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，離子轟擊的工藝參數(shù)是針對(duì)不同基片材料選定: a、當(dāng)基片為有色玻璃時(shí):偏壓150 220V，放電電流30 60A，持續(xù)時(shí)間3 8分鐘，刻蝕厚度30 lOOnm，充入輔助氧氣流量3 IOsccm ； b、當(dāng)基片為紅外晶體時(shí):偏壓100 150V，放電電流30 50A，持續(xù)時(shí)間3 5分鐘，刻蝕厚度30 80nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，所述的過(guò)渡粘接層鍍制是:選用SiO2，或SiO，或Al2O3，采用電子束蒸發(fā)與離子輔助沉積；膜厚監(jiān)控方式為晶振膜厚監(jiān)控，沉積速率為0.2-0.7nm/s，氧氣流量為0-5sCCm ;離子輔助沉積偏壓為110-150V，放電電流為30-60A。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，高折射率層鍍制采用的電子束蒸發(fā)，沉積速率為0.2-0.5nm/s，氧氣流量為5-20Sccm，離子輔助沉積參數(shù)為:偏壓120-160V，放電電流30-60A。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，所述的低折射率層鍍制采用電子束蒸發(fā)，其速率為0.3-0.1xm/s,氧氣流量為0-5sCCm，離子輔助沉積參數(shù)為:偏壓120-150V，放電電流30-60A。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜的制造方法，其特征在于，基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系和基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率材料和低折射率材料交替鍍制而成，在鍍制時(shí)的沉積過(guò)程中采用基于監(jiān)控片更換策略的間接光學(xué)膜厚監(jiān)控法實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行停鍍點(diǎn)判據(jù):首先，將基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系和基片反面長(zhǎng)波通濾光膜系轉(zhuǎn)換成各自監(jiān)控片膜 系，然后通過(guò)優(yōu)化選定監(jiān)控波長(zhǎng)，使得各膜層停鍍點(diǎn)過(guò)正控制量在反饋信號(hào)光變化最大幅度的2.0% 10%范圍內(nèi)，且至少出現(xiàn)一個(gè)極值，同時(shí)，針對(duì)不同過(guò)正控制量進(jìn)行監(jiān)控片更換策略的全局沉積仿真，獲取評(píng)價(jià)函數(shù)最小的一種即為最優(yōu)監(jiān)控片更換策略。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超寬波段截止長(zhǎng)波通濾光膜及其制造方法，濾光膜包括基片，其正反兩面分別鍍制有過(guò)渡粘接層，在該過(guò)渡粘接層上交替鍍有若干層不同中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波通濾光膜，構(gòu)成兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系一個(gè)為基片正面長(zhǎng)波通濾光膜系，另一個(gè)為基片反面長(zhǎng)波通濾光模系，該兩個(gè)長(zhǎng)波通濾光膜系均由高折射率層和低折射率層組成。制造步驟包括基片清洗，基片表面處理，過(guò)渡粘接層鍍制，高、低折射率層鍍制等。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是濾光膜透過(guò)率高、光學(xué)性能優(yōu)良、膜層與基底間具有良好的附著力，鍍制方法易于借鑒與移植、能適應(yīng)大尺寸光學(xué)元件濾光膜批量化鍍膜生產(chǎn)，能提升探測(cè)器性能指標(biāo)，可廣泛應(yīng)用于精密光學(xué)儀器、光電探測(cè)、天文導(dǎo)航等光電子技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02B5/20GK103207424SQ20131011042
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者姚細(xì)林, 熊長(zhǎng)新, 何光宗, 楊放 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所