锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法与流程

本公开涉及红外镀膜，更具体地涉及一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法。

背景技术：

1、在红外测温仪器和热成像仪里面需要用到中远红外的滤光镜片，红外测温仪和热成像仪一般工作波段在2-13μm范围，而锗刚好在中远红外具有很好的透光性，且在可见光波段是不透的，由于锗本身的很高，折射率略大于4(无量纲)，反射率可达36％，材料本身也存在一定对光的吸收，导致在特定波段的透光率不足，透光率不到47％，极大的限制了其在一些高精度光学系统中的应用，尤其在2-13μm中远红外超宽波段上的应用。

2、如何在锗基底上镀制一种可靠的光学薄膜来提升2-13μm波段的透光率、如何设计膜系与膜层制备成为光学薄膜领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的一目的在于提供一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法，其能够使得设计和制备得到的锗基底2-13μm中远红外波段的透过率符合要求。

2、本公开的另一目的在于提供一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法，其使得膜系结构能够提高防潮耐腐蚀性。

3、由此，一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法包括步骤：sa，选定6.5μm作为光学薄膜设计1/4波长膜厚的参考波长，使用膜堆公式：sub/0.04l/0.3h/0.1l/0.3h/0.2l/0.2h/0.3l/0.1h/0.5l/0.03m/0.2l/0.2m/0.15l/0.6m/0.02q/air，其中，sub为锗基底，air代表空气，h代表1/4波长膜厚的高折射率材料ge(锗)，l代表1/4波长膜厚的低折射率材料zns(硫化锌)，m代表1/4波长膜厚的中间折射率材料yf3(氟化钇)，q代表1/4波长膜厚的膜层最外层材料y2o3(氧化钇)；sb，通过设计软件对膜层膜厚进行计算优化，得到最佳的膜层的膜厚，优化后的锗基底2-13μm中远红外波段的透过率符合要求；sc，将优化后的膜层的膜厚输入至镀膜机的控制电脑中。

4、一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法包括步骤：s1，镀前针对作为镜片的锗基底的陪镀片和产品进行清洁及ge、zns、yf3、y2o3四种膜料准备工作；s2，膜系工艺参数配置，膜系工艺参数配置包括最佳的膜层的膜厚、膜料的蒸镀模式、膜料的沉积速率、离子源辅助沉积的使用，膜系工艺参数中的膜层的厚度基于前述的存储在镀膜机的控制电脑中的最佳的膜层的膜厚；s3，清洁处理好的镜片放入工装夹具，放好镜片的工装夹具挂入镀膜机的腔体内，抽真空烘烤以及膜料预熔放气除杂与恒温；s4，离子源清洗镜片；s5，膜层镀制及监控，依照步骤s2的膜系参数工艺配置针对镜片的第一面进行膜层的镀制；s6，镀后恒温保持；s7，降温取件；s8，重复步骤s1至步骤s7，针对镜片的第二面进行膜层镀制。

5、本公开的有益效果如下。

6、在根据本公开的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法中，通过采用ge、zns、yf3、y2o3四种膜料、ge、zns作为高低折射率材料、yf3作为中间折率材料、与锗基底结合选用zns做作为打底层材料、最外层使用yf3与y2o3加固结合的方式形成最外层保护层、zns和ge形成交替的第一层至第八层、zns和yf3形成交替的第九层至第十四层，能够使得设计得到的锗基底2-13μm中远红外波段的透过率符合要求。

7、在根据本公开的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法中，通过使用yf3与y2o3加固结合的方式形成最外层保护层，在ge、zns、yf3、y2o3四种膜料与锗基底满足2-13μm中远红外波段的透过率符合要求的情况下，使得最外层保护层在设计的膜系结构中起到提升硬度、增强抗机械摩擦与潮耐耐腐蚀性的作用，尤其是能够提高防潮耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的设计方法，其特征在于，

4.一种锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

5.根据权利要求4所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求4所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求4所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

11.根据权利要求4所述的锗基底2-13μm中远红外增透薄膜的制备方法，其特征在于，

技术总结提供一种锗基底2‑13μm中远红外增透薄膜的设计方法以及制备方法。锗基底2‑13μm中远红外增透薄膜的设计方法包括：选定6.5μm作为光学薄膜设计1/4波长膜厚的参考波长，使用膜堆公式：Sub/0.04L/0.3H/0.1L/0.3H/0.2L/0.2H/0.3L/0.1H/0.5L/0.03M/0.2L/0.2M/0.15L/0.6M/0.02Q/AIR，Sub为锗基底，AIR代表空气，H代表1/4波长膜厚的Ge，L代表1/4波长膜厚的ZnS，M代表1/4波长膜厚的YF<subgt;3</subgt;，Q代表1/4波长膜厚的Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;；软件对膜厚优化，得最佳的膜厚，优化后的锗基底2‑13μm波段的透过率符合要求；将优化后的膜厚输入镀膜机的控制电脑。锗基底2‑13μm中远红外增透薄膜的制备方法包括：S1，镀前清洁及膜料准备；S2，膜系工艺参数配置；S3，抽真空烘烤及膜料预熔恒温；S4，离子源清洗；S5，膜层镀制及监控；S6，镀后恒温保持；S7，降温取件；S8，重复步骤S1至步骤S7，第二面镀制。技术研发人员：蔡宇轩,刘克武,王振,李满仕,尹士平受保护的技术使用者：安徽光智科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6