模压硫系玻璃镜片的制作方法

本技术属于真空镀膜，具体涉及一种提高在900-1700nm波段透射率的模压硫系玻璃镜片。

背景技术：

1、硫系玻璃是以ge、as、se、sb为主要元素所形成的材料玻璃，在红外波段具有良好的透过率、极低的折射率温度热系数和色散性、易制备等优点，广泛应用在红外光学领域；红外探测系统在军民领域占据着越来越重要的地位,硫系玻璃在其中扮演着重要的角色；在光学系统中,采用非球面光学元件能减少系统的像散和像差,获得高质量的图像；因此,针对硫系玻璃基板的研究逐渐从平面结构发展到非球面构造。

2、国内外以平面硫系玻璃为基底的薄膜制备技术已经比较成熟,但在非球面硫系玻璃上镀膜还面临诸多问题,非球面硫系玻璃由于受到模压工艺的限制,往往存在车痕、表面粗糙、成形后残余应力大等问题,这些缺陷导致非球面硫系玻璃相较于平面硫系玻璃更容易出现膜-基结合性差、膜层脱落的问题；同时由于硫系玻璃材料具有较高的热膨胀系数，远高于常见镀膜材料的热膨胀系数，镀膜结束后在基底冷却过程由于膜层和基底膨胀系数的差异容易导致膜层热应力过大，导致硫系玻璃光学元件在镀制表面增透膜后中存在面形超差、甚至脱膜等问题；目前，公开发表的关于模压硫系玻璃的红外增透膜制备技术方面的研究还很少，而关于近红外（900-1700nm）波段增透膜更是未见报道。

3、目前检索到中国专利一种二氧化碲基底上的一种中短波红外增透膜，公开号cn104035146a，该增透膜使用了硫化锌(zns)和氟化镱(ybf3)为不同折射率的膜层材料，使用离子源辅助沉积与合适的基底烘烤温度等特定工艺条件，在基底的两个表面分别沉积8层非规整的膜层，该增透膜元件可以使得在1.25～4.0微米(μm)区间具有良好的透光效果，平均透过率＞95％，teo2晶体是一种优质的声光晶体，广泛应用于声光调制器，该增透膜可以有效提高声光调制器的光学效率，在宽光谱应用方面呈现出明显优势；但其透射率、膜层的环境稳定性不佳。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种模压硫系玻璃镜片，该模压硫系玻璃镜片能够提高在900-1700nm波段的透射率和膜层的环境稳定性。

2、本实用新型所采取的技术方案是：

3、本实用新型模压硫系玻璃镜片，所述模压硫系玻璃镜片的一侧或两侧表面由内至外依次设置有打底层、第一mgf2膜层、zns膜层、第二mgf2膜层和zro2膜层；其中打底层为sio、mgo或y2o3膜层。

4、优选的，上述打底层的厚度为5-10nm，第一mgf2膜层的厚度为25-35nm，zns膜层的厚度为70-80nm，第二mgf2膜层的厚度为175-195nm，zro2膜层的厚度为10-30nm。

5、优选的，上述打底层为sio膜层，厚度5 nm；第一mgf2膜层厚28.62nm；zns膜层厚74.63nm；第二mgf2膜层厚181.98nm；zro2膜层厚15nm。

6、优选的，上述打底层为mgo膜层，厚度5 nm；第一mgf2膜层厚27.86nm；zns膜层厚74.66nm；第二mgf2膜层厚182.03nm；zro2膜层厚15nm。

7、优选的，上述打底层为y2o3膜层，厚度5 nm；第一mgf2膜层厚28.21nm；zns膜层厚74.65nm；第二mgf2膜层厚182.01nm；zro2膜层厚15nm。

8、本实用新型的有益效果是：

9、硫系玻璃基材热膨胀系数极大，而镀膜材料的热膨胀系数较小，高温镀膜会造成基材和膜层的热膨胀系数不匹配和热应力不匹配，造成膜层脱膜，为了解决此问题，需要膜系设计的时候，在保证要求的波段内反射率尽量低的前提下，膜系的层数尽量少，膜层厚度尽量薄，镀制过程中优化成膜速率和离子源参数来调整膜层的应力，其次，打底层膜料也很重要，需要和基板有较好的附着力，与后续的膜层也有较好的附着力，其热膨胀系数小于硫系玻璃，大于后续的膜层材料；镀制过程优化工艺参数，使得膜层的压应力或张应力较小，起到类似海绵那样可以热胀冷缩的缓冲层作用。zns膜层应力不稳定、mgf2膜层张应力巨大容易脱膜、zro2膜层热膨胀系数与晶体结构有关，不稳定，而sio、mgo、y2o3三种膜料，热膨胀系数适中，膜层应力较小，且这3种膜料与大部分介质膜材料有很好的附着力，适合做打底层，zro2膜层硬度大，适合作为表面层，提高膜层的耐摩擦特性。

10、本实用新型通过在模压硫系玻璃镜片的表面沉积多层增透膜的方法来实现基底的增透效果；打底层筛选以及成膜工艺优化等手段有效地控制膜层间的结合力、膜层的应力，从而增加膜层和镜片的结合力，镀多层增透膜后的镜片与镜片裸片、镀普通单层膜的镜片相比，透射率大为提高，膜层的耐摩擦性能好，蒸镀的光学薄膜的光谱透过率、膜层附着力都有很好的再现性。

技术特征：

1.一种模压硫系玻璃镜片，其特征在于：所述模压硫系玻璃镜片的一侧或两侧表面由内至外依次设置有打底层、第一mgf2膜层、zns膜层、第二mgf2膜层和zro2膜层；其中打底层为sio、mgo或y2o3膜层。

2.根据权利要求1所述模压硫系玻璃镜片，其特征在于：所述打底层的厚度为5-10nm，第一mgf2膜层的厚度为25-35nm，zns膜层的厚度为70-80nm，第二mgf2膜层的厚度为175-195nm，zro2膜层的厚度为10-30nm。

3.根据权利要求2所述模压硫系玻璃镜片，其特征在于：所述打底层为sio膜层，厚度5nm；第一mgf2膜层厚28.62nm；zns膜层厚74.63nm；第二mgf2膜层厚181.98nm；zro2膜层厚15nm。

4.根据权利要求2所述模压硫系玻璃镜片，其特征在于：所述打底层为mgo膜层，厚度5nm；第一mgf2膜层厚27.86nm；zns膜层厚74.66nm；第二mgf2膜层厚182.03nm；zro2膜层厚15nm。

5.根据权利要求2所述模压硫系玻璃镜片，其特征在于：所述打底层为y2o3膜层，厚度5nm；第一mgf2膜层厚28.21nm；zns膜层厚74.65nm；第二mgf2膜层厚182.01nm；zro2膜层厚15nm。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述模压硫系玻璃镜片，其特征在于：所述镜片表面通过蒸镀的方式实现打底层、第一mgf2膜层、zns膜层、第二mgf2膜层和zro2膜层的覆着。

技术总结本技术涉及一种模压硫系玻璃镜片，模压硫系玻璃镜片的表面由内至外依次设置有打底层、第一MgF2膜层、ZnS膜层、第二MgF2膜层和ZrO2膜层；其中打底层为SiO、MgO或Y2O3膜层，本技术使用不同膜料不同膜厚度搭配制成模压硫系玻璃镜片，不但实现了模压硫系玻璃镜片光学薄膜光谱透过规格要求，还可以满足中度摩擦的要求，并且每次蒸镀光学薄膜光谱透过率都有很好的再现性。技术研发人员：张辉,何文波,侯艳萍,聂建军,周宝藏,魏岩丽,唐磊受保护的技术使用者：福建福光股份有限公司技术研发日：20230922技术公布日：2024/6/2