本发明专利技术公开了一种长波红外滤光片，其包括：基板和沉积在基板两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系，长波通膜系为：A/2.2(0.5LH0.5L)4L 1.8(0.5LH0.5L)8L 1.4(0.5LH0.5L)8L 0.8(0.5LH0.5L)41.4H 0.52L/S，短波通膜系为：A/1.8(0.5HL0.5H)11(0.5HL0.5H)121.5(0.5LH0.5L)7(0.5LH0.5L)100.85(0.5LH0.5L)10/S，膜系中的符号含义：A为空气，S为Ge基底，H为高折射率材料Ge，L为低折射率材料ZnS。本发明专利技术滤光片达到优良的技术指标，背景深度高，透射带的上升和下降沿陡度分别为2％和2.2％，通带10.3μm～11.3μm平均透过率达88％，截止带最大透过率小于1％，可起到限制光谱范围，抑制背景干扰，提高目标分辨率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学元件制备
，涉及一种可满足60K低温环境使用的10.3μm～11.3μm长波红外滤光片。
技术介绍
长波红外滤光片在光学分析仪器、光学探测器方面都有广阔的应用前景，主要用于对地成像观测和光谱分析监测，我国高分辨率对地观测系统重大专项，也对长波红外滤光片提出了研发需求。大视场红外多光谱扫描仪用长波红外滤光片滤光片，要求通带平均透过率高、抑制带截止深度深、通带波纹系数小、截止范围宽，可适用于60K低温和地面环境条件，具有高可靠性和高稳定性。由于长波红外滤光片是封装在探测器前使用，工作环境特殊，其需满足从低温极限值60K到高温极限值80℃的瞬间温度冲击，采用常规方法制备滤光片，会出现低温下滤光片中心波长漂移和膜层脱落的现象，低温短波红外窄带滤光片一直是光学薄膜研究的重点。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：提供一种10.3μm～11.3μm长波红外滤光片，提高光谱扫描仪分辨率和成像质量。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种长波红外滤光片，其包括：基板2和沉积在所述基板2两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系，长波通膜系为：A/2.2(0.5LH0.5L)4L1.8(0.5LH0.5L)8L1.4(0.5LH0.5L)8L0.8(0.5LH0.5L)41.4H0.52L/S，短波通膜系为：A/1.8(0.5HL0.5H)11(0.5HL0.5H)121.5(0.5LH0.5L)7(0.5LH0.5L)100.85(0.5LH0.5L)10/S，膜系中的符号含义：A为空气，S为Ge基底，H为高折射率材料Ge，L为低折射率材料ZnS。其中，所述基板2选用直径为20mm、厚度为1mm±0.05mm的Ge基板，其表面光圈N≤2，局部光圈ΔN≤0.5，不平行度＜20″，表面光洁度B＝Ⅴ。本专利技术还提供了一种长波红外滤光片的制备方法，其包括以下步骤：S1：真空室清洁；S2：镀膜前基板清洗；S3：真空室准备在真空室电子枪坩埚内预置镀膜材料锗、硫化锌；S4：膜层镀制打开离子源，用离子束清洗基板；按照基板两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系结构，利用电子束蒸镀方法进行锗膜层沉积，利用离子束辅助的电子束蒸镀方法进行硫化锌膜层沉积。其中，所述步骤S4中，将锗和硫化锌交替蒸镀到基板表面时，锗膜沉积时，控制沉积速率0.5-0.8nm/s；硫化锌膜沉积时，离子源氩气气体流量18±2sccm，离子源束压180V～220V，离子源束流80V～110V，沉积速率0.5-0.8nm/s。其中，所述步骤S1中，用喷砂机清洗镀膜机真空室防护屏、电极、挡板和工装，然后用脱脂纱布蘸无水乙醇擦净真空室。其中，所述步骤S2中，依次用脱脂纱布和脱脂棉布蘸体积比为1：1的乙醇、乙醚混合溶液擦净基片表面。其中，所述步骤S3中，所述电子枪坩埚内预置锗、硫化锌的纯度不小于99.99％，其预置量为：1000mm镀膜机，锗、硫化锌分别为180g、220g。其中，所述步骤S4中，膜层镀制时，离子源采用氩气作为工作气体，工作气体纯度不小于99.995％，气体流量18sccm-22sccm。其中，所述步骤S4中，膜层镀制时，离子束清洗基板后，将基片加热到200±10℃，并保持1h。其中，还包括步骤S5：基板降温，在真空不低于2×10-3Pa，基板降温到80±8℃，关闭抽真空系统，真空室降到室温后取出滤光片。(三)有益效果上述技术方案所提供的长波红外滤光片，滤光片达到优良的技术指标，背景深度高，透射带的上升和下降沿陡度分别为2％和2.2％，通带10.3μm～11.3μm平均透过率达88％，截止带最大透过率小于1％，可起到限制光谱范围，抑制背景干扰，提高目标分辨率；滤光片性能稳定；滤光片制备工艺简单。附图说明图1为长波红外滤光片正面与反面膜层排列示意图，其中1面和3面分别沉积长波通和短波通膜系，2为基板。图2为本专利产品在低温(60K)下滤光片光谱透过率与波长的实例曲线。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。为克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术通过设计、试验，研制出一种10.3μm～11.3μm红外滤光片，它以锗(Ge)为基底，锗(Ge)和硫化锌(ZnS)为膜层材料，采用真空薄膜沉积方法制备，制备滤光片通带范围10.3±0.05μm～11.3±0.05μm，平均透过率≥85％，10.3μm和11.3μm处陡度Δλ/λ0≤4％，在1μm～10μm和11.8μm～15μm波长范围内的最大透过率≤1％，带宽≥1.0μm，产品光学性能、膜层的物理强度和环境适应性满足实际使用要求。具体地，参照图1所示，本实施例长波红外滤光片包括基板2和沉积在基板2两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系，长波通膜系为：A/2.2(0.5LH0.5L)4L1.8(0.5LH0.5L)8L1.4(0.5LH0.5L)8L0.8(0.5LH0.5L)41.4H0.52L/S，短波通膜系为：A/1.8(0.5HL0.5H)11(0.5HL0.5H)121.5(0.5LH0.5L)7(0.5LH0.5L)100.85(0.5LH0.5L)10/S，膜系中的符号含义：A为空气，S为Ge基底，H为高折射率材料Ge，L为低折射率材料ZnS。进一步地，基板2选用直径为20mm、厚度为1mm±0.05mm的Ge基板，其表面光圈N≤2，局部光圈ΔN≤0.5，不平行度＜20″，表面光洁度B＝Ⅴ。上述长波红外滤光片沉积方法的具体步骤如下：第一步：真空室清洁用喷砂机清洗镀膜机真空室防护屏、电极、挡板和工装，清洗后，被清洗件表面不得有膜层附着，然后用脱脂纱布蘸无水乙醇擦净真空室。第二步：镀膜前清洗依次用脱脂纱布和脱脂棉布蘸体积比为1：1的乙醇、乙醚混合溶液擦净基片表面，并用“哈气法”检验基片表面，直至无油污、尘粒、擦痕为止。第三步：真空室准备将适量的镀膜材料锗、硫化锌放入电子枪坩埚内(对于1000mm镀膜机，锗、硫化锌分别为180g、220g)，镀膜材料纯度不小于99.99％，用洗耳球吹基片表面，然后立即关闭真空室门。第四步：膜层镀制真空度不低于2×10-3Pa，打开旋转架开关，旋转工件架，打开烘烤，设定烘烤温度。再依次打开电子枪偏转电源、灯丝电源及高压枪。打开离子源，用离子束清洗基板5min，离子源采用氩气作为工作气体，工作气体纯度不小于99.995％，气体流量18sccm-22sccm，锗利用电子束蒸镀方法进行膜层沉积，硫化锌利用离子束辅助的电子束蒸镀方法进行膜层沉积。将基片加热到200±10℃，并保持1h。按设计膜系，将锗和硫化锌交替蒸镀到基板表面，镀膜材料沉积参数如下：(1)锗膜沉积调节电子枪电流，充分均匀预熔膜料，打开挡板，控制沉积速率0.5-0.8nm/s；此工艺参数能减少锗膜层吸收，提高滤光片透射性能，实现应力匹配，满足滤光片低温环境适应性。(2)硫化锌膜沉积离子源氩气气体流量18±2sccm，离子源束压180V～220V，离子源束流80V～110V，调节电子枪电流，充分均匀预熔膜料，打开挡板，沉积速率0.5-0.8nm/s；此工艺参数能提高硫化锌膜层稳定性，提高膜层聚集密度，实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种长波红外滤光片，其特征在于，包括：基板(2)和沉积在所述基板(2)两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系，长波通膜系为：A/2.2(0.5LH0.5L)4L 1.8(0.5LH0.5L)8L 1.4(0.5LH0.5L)8L 0.8(0.5LH0.5L)41.4H 0.52L/S，短波通膜系为：A/1.8(0.5HL0.5H)11(0.5HL0.5H)121.5(0.5LH0.5L)7(0.5LH0.5L)100.85(0.5LH0.5L)10/S，膜系中的符号含义：A为空气，S为Ge基底，H为高折射率材料Ge，L为低折射率材料ZnS。
【技术特征摘要】
1.一种长波红外滤光片，其特征在于，包括：基板(2)和沉积在所述基板(2)两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系，长波通膜系为：A/2.2(0.5LH0.5L)4L1.8(0.5LH0.5L)8L1.4(0.5LH0.5L)8L0.8(0.5LH0.5L)41.4H0.52L/S，短波通膜系为：A/1.8(0.5HL0.5H)11(0.5HL0.5H)121.5(0.5LH0.5L)7(0.5LH0.5L)100.85(0.5LH0.5L)10/S，膜系中的符号含义：A为空气，S为Ge基底，H为高折射率材料Ge，L为低折射率材料ZnS。2.如权利要求1所述的长波红外滤光片，其特征在于，所述基板(2)选用直径为20mm、厚度为1mm±0.05mm的Ge基板，其表面光圈N≤2，局部光圈ΔN≤0.5，不平行度＜20″，表面光洁度B＝Ⅴ。3.一种权利要求1或2所述长波红外滤光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：真空室清洁；S2：镀膜前基板清洗；S3：真空室准备在真空室电子枪坩埚内预置镀膜材料锗、硫化锌；S4：膜层镀制打开离子源，用离子束清洗基板；按照基板两侧表面上的长波通膜系和短波通膜系结构，利用电子束蒸镀方法进行锗膜层沉积，利用离子束辅助的电子束蒸镀方法进行硫化锌膜层沉积。4.如权利要求3所述的长波红外滤光片的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，将锗和硫化锌交替蒸镀到基板表面时，锗膜沉...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗杰，王珊珊，杨明，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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