能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜及制备制造技术

本发明专利技术提供了一种能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，包括：镀在电荷耦合元件的紫外接收面上的底部反射镜、镀在底部反射镜表面的荧光材料层、以及镀在荧光材料层表面的顶部反射镜，其中，顶部反射镜从荧光材料层向外依次由九层高折射率材料层和八层低折射率材料层交替重叠构成，底部反射镜依次由六层高折射率材料层和五层低折射率材料层交替重叠组成。本发明专利技术还提供了该光学薄膜的制备方法。本发明专利技术所提供的光学薄膜能够增强CCD的紫外响应能力，并且能够消弱荧光材料层的自吸收，增加荧光材料层的发光效率和CCD接收的有效发光能量，且该光学薄膜的制备方法较为简单，成本较低，易于实现批量生产，适合工业应用。

【技术实现步骤摘要】
能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜及制备
专利技术涉及一种能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜及其制备方法。
技术介绍
电荷耦合元件(Charge-coupledDevice)简称CCD。CCD因环境适应能力极强、性能稳定可靠、且具有极高的分辨率而广泛应用于太空观测、刑侦检测等多个领域。但传统的CCD由于在400nm以下波长的量子效率过低，从而导致探测的光谱范围无法延伸至紫外波段，因此常需采用一定的紫外增强技术来增强CCD的紫外响应能力。常用的增强CCD紫外响应能力的技术为镀膜法。镀膜法是在电荷耦合元件表面上附着一层荧光物质，如路玛近(Lumogen)，形成荧光薄膜，在紫外光照射下可以发出普通CCD容易响应的525nm波段的可见光。此种方法虽然一定程度上提高了荧光物质的发光效率，但由于荧光薄膜层的自吸收限制了荧光物质的发光效率和CCD接收的有效发光能量，使光谱信号减弱，从而导致系统分辨率降低，成像效果较差。另外，荧光薄膜制备过程繁琐，还需掺杂的价格昂贵的其他材料。
技术实现思路
本专利技术的的目的是提供一种能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜以及该光学薄膜的制备方法，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，其特征在于，包括：镀在电荷耦合元件的紫外接收面上的底部反射镜、镀在底部反射镜表面的荧光材料层、以及镀在荧光材料层表面的顶部反射镜。其中，顶部反射镜从荧光材料层向外依次包括厚度为59.0nm±5nm的高折射率材料层、厚度为88.3nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.4nm±5nm的高折射率材料层、厚度为90.9nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.1nm±5nm的高折射率材料层、厚度为91.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为63.3nm±5nm的高折射率材料层、厚度为91.4nm±5nm的低折射率材料层、厚度为63.1nm±5nm的高折射率材料层、厚度为93.3nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.6nm±5nm的高折射率材料层、厚度为92.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为64.4nm±5nm的高折射率材料层、厚度为86.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为38.2nm±5nm的高折射率材料层、厚度为15.0nm±5nm的低折射率材料层、以及厚度为9.3nm±5nm的高折射率材料层。底部反射镜依次由六层高折射率材料层和五层低折射率材料层交替重叠组成，该高折射率材料层的厚度均为61.7nm±5nm，该低折射率材料层的厚度均为88.7nm±5nm。高折射率材料层由高折射率材料制成，低折射率材料层由低折射率材料制成，荧光材料层由荧光材料制成，厚度为120nm～180nm之间的任意数值。本专利技术的技术方案的进一步特征在于：顶部反射镜从荧光材料层向外依次由厚度为59.0nm的高折射率材料层、厚度为88.3nm的低折射率材料层、厚度为62.4nm的高折射率材料层、厚度为90.9nm的低折射率材料层、厚度为62.1nm的高折射率材料层、厚度为91.2nm的低折射率材料层、厚度为63.3nm的高折射率材料层、厚度为91.4nm的低折射率材料层、厚度为63.1nm的高折射率材料层、厚度为93.3nm的低折射率材料层、厚度为62.6nm的高折射率材料层、厚度为92.2nm的低折射率材料层、厚度为64.4nm的高折射率材料层、厚度为86.2nm的低折射率材料层、厚度为38.2nm的高折射率材料层、厚度为15.0nm的低折射率材料层、以及厚度为9.3nm的高折射率材料层构成，底部反射镜从电荷耦合元件表面向外依次由高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、以及高折射率材料层构成，该高折射率材料层的厚度均为61.7nm，低折射率材料层的厚度均为88.7nm。本专利技术的技术方案的进一步特征在于：荧光材料层的厚度为140nm。本专利技术的技术方案的进一步特征在于：高折射率材料为二氧化铪或二氧化锆，低折射率材料为氟化镁或二氧化硅。本专利技术的技术方案的进一步特征在于：荧光材料为路玛近或晕苯中的任意一种或二者的混合物。并且，本专利技术还提供了上述光学薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：取电荷耦合元件，在不小于1*10E-3pa真空度的镀膜机内，镀膜机内设有两个以电子束为蒸发源的电子枪，将高折射率材料和低折射率材料分别放置于两个蒸发源内，在一定温度下，在电荷耦合元件的紫外光接受面上交替镀制高折射率材料和低折射率材料，镀制完毕后冷却，得到镀有底部反射镜的中间体一，一定温度为150℃～230℃之间的任意数值；步骤二：取荧光材料均匀的放置在热钨舟之中，在不小于1*10E-3pa真空度、特定温度下，向中间体一的底部反射镜的表面镀上荧光材料，镀制完毕后冷却，得到镀有荧光材料层的中间体二，该特定温度为60～80℃之间的任意数值；步骤三：取中间体二，在不小于1*10E-3pa真空度的镀膜机内、在特定温度下，在荧光材料层的镀上交替镀制高折射率材料和低折射率材料，镀制完毕后冷却，在电荷耦合元件的表面形成能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，该特定温度为60～80℃之间的任意数值。上述制备方法的进一步技术特征在于：步骤一中的一定温度为200℃，步骤二中的特定温度为60℃，步骤三中的特定温度为60℃。专利技术的作用与效果根据本专利技术所提供的增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，由于荧光材料层两侧分别镀有底部反射镜和顶部反射镜，且底部反射镜和顶部反射镜均有一定厚度的高折射率材料层和低折射率材料层交替重叠构成，因此，可以改变光子态密度，进而对荧光材料自发辐射速率有增强作用，从而达到增强紫外响应能力的目的。另外，底部反射镜、荧光材料层以及顶部反射镜构成的微腔结构具有谐振腔特性，从而能够控制发射波长对荧光材料的诱导作用，从而消弱荧光材料层的自吸收，增加荧光材料层的发光效率和CCD接收的有效发光能量，使得电荷耦合元件对紫外信号的探测器能力和灵敏度得到极大提高。另外，本专利技术所提供的光学薄膜的制备方法较为简单，成本较低，易于实现批量生产，适合工业应用。附图说明图1为本专利技术所涉及的光学薄膜在实施例中的结构示意图；图2为本专利技术所涉及的光学薄膜在实施例中的详细结构图；以及图3为实施例中单层光学薄膜与本专利技术的光学薄膜的发射光谱示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术所涉及的能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜及其制备方法做进一步的描述。<实施例>图1为本专利技术所涉及的光学薄膜在实施例中的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的光学薄膜10包括镀在电荷耦合元件11的紫外接收面上的底部反射镜12、镀在底部反射镜12表面的荧光材料层13、以及镀在荧光材料层13表面的顶部反射镜14。图2为本专利技术所涉及的光学薄膜在实施例中的详细结构图。如图2所示，底部反射镜12从电荷耦合元件11表面向外依次由高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材料层、高折射率材料层、低折射率材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，其特征在于，包括：镀在所述电荷耦合元件的紫外接收面上的底部反射镜、镀在所述底部反射镜表面的荧光材料层、以及镀在所述荧光材料层表面的顶部反射镜，其中，所述顶部反射镜从所述荧光材料层向外依次包括厚度为59.0nm±5nm的高折射率材料层、厚度为88.3nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.4nm±5nm的高折射率材料层、厚度为90.9nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.1nm±5nm的高折射率材料层、厚度为91.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为63.3nm±5nm的高折射率材料层、厚度为91.4nm±5nm的低折射率材料层、厚度为63.1nm±5nm的高折射率材料层、厚度为93.3nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.6nm±5nm的高折射率材料层、厚度为92.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为64.4nm±5nm的高折射率材料层、厚度为86.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为38.2nm±5nm的高折射率材料层、厚度为15.0nm±5nm的低折射率材料层、以及厚度为9.3nm±5nm的高折射率材料层，所述底部反射镜依次由六层高折射率材料层和五层低折射率材料层交替重叠组成，该高折射率材料层的厚度均为61.7nm±5nm，该低折射率材料层的厚度均为88.7nm±5nm，所述高折射率材料层由高折射率材料制成，所述低折射率材料层由低折射率材料制成，所述荧光材料层由荧光材料制成，厚度为120nm～180nm之间的任意数值。...

【技术特征摘要】
1.一种能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，其特征在于，包括：镀在所述电荷耦合元件的紫外接收面上的底部反射镜、镀在所述底部反射镜表面的荧光材料层、以及镀在所述荧光材料层表面的顶部反射镜，其中，所述顶部反射镜从所述荧光材料层向外依次包括厚度为59.0nm±5nm的高折射率材料层、厚度为88.3nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.4nm±5nm的高折射率材料层、厚度为90.9nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.1nm±5nm的高折射率材料层、厚度为91.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为63.3nm±5nm的高折射率材料层、厚度为91.4nm±5nm的低折射率材料层、厚度为63.1nm±5nm的高折射率材料层、厚度为93.3nm±5nm的低折射率材料层、厚度为62.6nm±5nm的高折射率材料层、厚度为92.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为64.4nm±5nm的高折射率材料层、厚度为86.2nm±5nm的低折射率材料层、厚度为38.2nm±5nm的高折射率材料层、厚度为15.0nm±5nm的低折射率材料层、以及厚度为9.3nm±5nm的高折射率材料层，所述底部反射镜依次由六层高折射率材料层和五层低折射率材料层交替重叠组成，该高折射率材料层的厚度均为61.7nm±5nm，该低折射率材料层的厚度均为88.7nm±5nm，所述高折射率材料层由高折射率材料制成，所述低折射率材料层由低折射率材料制成，所述荧光材料层由荧光材料制成，所述荧光材料层厚度为120nm～180nm之间的任意数值。2.根据权利要求1所述的能够增强电荷耦合元件紫外响应能力的光学薄膜，其特征在于：其中，所述顶部反射镜从所述荧光材料层向外依次由厚度为59.0nm的高折射率材料层、厚度为88.3nm的低折射率材料层、厚度为62.4nm的高折射率材料层、厚度为90.9nm的低折射率材料层、厚度为62.1nm的高折射率材料层、厚度为91.2nm的低折射率材料层、厚度为63.3nm的高折射率材料层、厚度为91.4nm的低折射率材料层、厚度为63.1nm的高折射率材料层、厚度为93.3nm的低折射率材料层、厚度为62.6nm的高折射率材料层、厚度为92.2nm的低折射率材料层、厚度为64.4nm的高折射率材料层、厚度为86.2nm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔潇，陶春先，何梁，洪瑞金，张大伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31