一种基于硅基底超宽带红外增透膜片、制备方法及其应用与流程

本发明属于光学镀膜，尤其涉及一种基于硅基底超宽带红外增透膜片、制备方法及其应用。

背景技术：

1、随着手机在人们生活中使用的频率越来越高，其功能随着技术的进步也越来越多，手机的拍照功能也是人们使用最多的功能之一，而摄像头的功能也从最初的拍照成像逐步被赋予了更多更强大的功能比如生物识别，安全验证，红外成像，红外测温等。由于红外光谱的特殊性，其采用的滤光片在小于5μm的波段透过率很低，因此大气中的水汽、二氧化碳等特征吸收波段会被滤除掉，使得温度传感器不会受到干扰。在大于5μm的波段，特别是生命光线对应的9-14μm波段，具有高透光率，以使传感器具有更高的灵敏度。

2、因此，亟需解决目前红外增透膜由于红外波段的特殊性，导致2-5μm波段存在透过率低下问题。

技术实现思路

1、根据现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于硅基底超宽带红外增透膜片、制备方法及其应用。

2、本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供了一种基于硅基底超宽带红外增透膜片，增透膜片包括硅基底，以及设于硅基底两侧的第一膜系和第二膜系；

4、第一膜系的结构和第二膜系的结构均为：

5、si|1.74m/1.79h/3.87m/1.06h/8.9m/1.92l/1.72m/6.97l/0.19m|air；

6、其中，m为λ0/4光学厚度zns膜层，h为λ0/4光学厚度ge膜层，l为λ0/4光学厚度ybf3膜层，λ0为中心波长，si表示硅基底材料；air表示空气；m、h、l前的数字分别为对应膜层的厚度比例系数。

7、作为优选的技术方案，与硅基底相邻的膜层为第1层，与空气相邻的膜层为第9层，第1层至第9层的各层膜的光学厚度分别为：第1膜层为91.8nm，第2膜层为61.53nm，第3膜层为204.5nm，第4膜层为36.4nm，第5膜层为470.99nm，第6膜层为171.4nm，第7膜层为91.13nm，第8膜层为622.4nm，第9膜层为10.0nm。

8、作为优选的技术方案，硅基底厚度为0.5-1nm。

9、作为优选的技术方案，超宽带红外增透膜片在波段2-12μm光的透过率在75％以上，在波段12-14μm光的透过率在70％以上。

10、第二方面，本实施例提供了一种上述基于硅基底超宽带红外增透膜片的制备方法，包括：

11、将硅基底清洗后置于真空镀膜机内进行烘烤；

12、打开离子源，利用离子束辅助真空蒸镀工艺进行第一膜系的结构镀制；

13、完成第一膜系镀制后，自然冷却至60min以上后取出；

14、以相同工艺在硅基底的另一面进行第二膜系的结构镀制，获得超宽带红外增透膜片。

15、作为优选的技术方案，对ge膜料、zns膜料、ybf3膜料分别进行单独手动预熔。

16、作为优选的技术方案，将硅基底放入真空镀膜机内，抽真空至8×10-4pa，并将真空镀膜机的腔体内烘烤温度设为150±5℃，并保持恒温。

17、作为优选的技术方案，在沉积ge膜层、zns膜层、ybf3膜层时，在真空镀膜机腔体内充入氩气，其中，氩气纯度不小于99.995％，且气体流量为50sccm；离子束源压400v；ge膜层沉积时，离子源束流250ma；zns膜层沉积时，离子源束流250ma；ybf3膜层沉积时，离子源束流300ma。

18、作为优选的技术方案，在1×10-2pa真空度下以2a/s速率沉积ge膜层，沉积电流为290ma；在1.5×10-2pa真空度下以6a/s速率沉积zns膜层，沉积电流为45ma；在1.5×10-2pa真空度下以4a/s速率沉积ybf3膜层，沉积电流为66ma。

19、第三方面，本申请提供了上述的红外增透膜片在2-14μm波段的红外装置中的应用。

20、本发明采用的技术方案达到的有益效果：

21、本发明提供的一种基于硅基底超宽带红外增透膜片、制备方法及其应用，该超宽带红外增透膜片在2-14μm的超宽带波段器件具有高透率，2-14μm波段的透过率平均大于75％，特别是在2-5μm波段的透过率在75％以上，且膜层牢固性强、硬度大，适用于更复杂的使用环境，还能够将目前红外测温仪普遍使用的5-14μm波段拓宽到2-14μm波段，使得类似产品的使用范围得到了扩大，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种基于硅基底超宽带红外增透膜片，其特征在于，所述增透膜片包括硅基底，以及设于所述硅基底两侧的第一膜系和第二膜系；

2.根据权利要求1所述的超宽带红外增透膜片，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的超宽带红外增透膜片，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的超宽带红外增透膜片，其特征在于，

5.一种权利要求1-4任一项所述的基于硅基底超宽带红外增透膜片的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将硅基底清洗后置于真空镀膜机内进行烘烤，之后包括：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将硅基底清洗后置于真空镀膜机内进行烘烤，具体包括：

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，打开离子源，利用离子束辅助真空蒸镀工艺进行第一膜系的结构镀制，具体包括：

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，利用离子束辅助真空蒸镀工艺进行第一膜系的结构镀制，具体包括：

10.权利要求1-4任一项所述的超宽带红外增透膜片在2-14μm波段的红外装置中的应用。

技术总结本发明涉及一种基于硅基底超宽带红外增透膜片、制备方法及其应用，基于硅基底超宽带红外增透膜片包括硅基底，以及设于所述硅基底两侧的第一膜系和第二膜系；所述第一膜系的结构和所述第二膜系的结构均SI|1.74M/1.79H/3.87M/1.06H/8.9M/1.92L/1.72M/6.97L/0.19M|AIR；其中，M为λ<subgt;0</subgt;/4光学厚度ZnS膜层，H为λ<subgt;0</subgt;/4光学厚度Ge膜层，L为λ<subgt;0</subgt;/4光学厚度YbF<subgt;3</subgt;膜层，λ<subgt;0</subgt;为中心波长，SI表示硅基底材料；AIR表示空气；M、H、L前的数字分别为对应膜层的厚度比例系数，该红外增透膜片牢固性强、硬度大，在波段2‑14μm光的透过率平均在75％以上，具有很好的应用前景。技术研发人员：李茂云,廖育民,郑昱受保护的技术使用者：杭州灵犀微光科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27