一种新型宽带增透膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型宽带增透膜及其制备方法，该增透膜包括基底层，所述基底层上由内向外依次包括第一层Cu膜层和第二层MgF2膜层，其物理厚度依次为2.0

【技术实现步骤摘要】
一种新型宽带增透膜及其制备方法


[0001]本公开涉及光学薄膜制备
，尤其涉及一种新型宽带增透膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]在光学元件中，元件表面的反射作用会产生光能损失，为了减少元件表面的反射损失，必须在光学元件表面镀制增透膜，使光学元件的反射损失尽可能的少，光学元件中的增透膜是必不可少的。随着科技的进步，对光学元件表面的增透膜的要求也就越来越高，不仅仅透过率要求越来越高，透过带的带宽要求也越来越高。
[0003]传统增透膜采用高低折射率介质材料交替镀制在玻璃表面实现增透效果，该方法在可见光到近红外波段(380nm-1200nm)广泛应用。但该波段可选的高低折射率是有限的。如低折射率通常有SiO2(1.46@550nm)和MgF2(1.38@550nm)，折射率介于1.3和1.5之间。高折射率通常有H4(2.0@550nm)，TiO2(2.25@550nm)等，折射率介于1.9和3之间。有限的折射率，使得某些增透膜光谱特性的设计极限受到限制。例如对于宽带增透膜，增透膜带宽越大，所需要的薄膜层数就越多，制备时对设备的要求就更高，制备出的光谱稳定性和重复性也越差，生产效率也会越低。
[0004]因此，采用更少的膜层来制备宽带增透膜，对于实际生产具有重要意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开实施例提供一种新型宽带增透膜及其制备方法，通过引入金属层来降低整个膜层厚度，减少膜层数，提高制备的生产效率；并且改善增透膜的光谱特性，使光谱波纹减少，从而提高薄膜的重复性和稳定性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种新型宽带增透膜，包括基底层，所述基底层上由内向外依次包括第一层Cu膜层、第二层MgF2膜层。
[0008]进一步地，所述第一层Cu膜层、第二层MgF2膜层的物理厚度依次为2.0-3.5nm、70.0-80.0nm。
[0009]进一步地，所述第一层Cu膜层、第二层MgF2膜层的物理厚度依次为2.0nm、74.0nm。
[0010]进一步地，所述第一层Cu膜层在增透带宽范围内的折射率小于1.3。
[0011]进一步地，所述基底层为K9玻璃或BK7玻璃。
[0012]本专利技术还提供一种上述的新型宽带增透膜的制备方法，包括如下步骤：
[0013]S1、在真空室中对玻璃基板加热至120℃，恒温50分钟；
[0014]S2、在真空度4.0
×
10-4
Pa以下对基底层进行清洗；
[0015]S3、以电子束加热蒸发膜料Cu，电子枪束流50-150mA，控制蒸发速率在0.1
±
0.02nm/s；
[0016]S4、以电子束加热蒸发膜料MgF2，电子枪束流50mA，控制蒸发速率在0.5
±
0.02nm/
s。
[0017]进一步地，S2中，采用考夫曼离子源清洁基底层，其中，离子源的参数如下：离子束流100Ma，阳极电压70V，屏极电压300V，加速电压200V，中和极电流15A，充Ar气13Sccm，清洗时长600s。
[0018]进一步地，S3中，先将真空室抽真空5-8min以排除杂气，再以电子束加热蒸发膜料Cu。
[0019]进一步地，S4中，在MgF2膜层镀制完成后，继续对真空室抽真空，关闭加热器，待光学元件在真空室内降温至60℃时，对真空室充气，再将镀膜后的光学元件取出。
[0020]由于金属膜普遍具有反射率高，截止带宽，中性好和偏振效应小等特性。这些特性主要是由于金属膜有远大于透明材料的消光系数，因此常用于制备高反射膜；消光系数随着波长而增大，因此反射率也随着波长增大而逐渐升高。
[0021]金属的折射率与常规介质材料不同；在膜层很薄时金属膜也具有良好的透过率。由于铜在可见光具有低于一般材料的折射率，因此本专利技术将铜与介质膜层导纳匹配层制备宽带增透膜，大大简化了增透膜的设计膜层。传统的全介质宽带增透膜需要12层左右的膜层才能够完成，本专利技术采用的膜系结构是Sub丨Cu MgF2丨Air，厚度分别为2.0-3.5nm、70.0-80.0nm。
[0022]本专利技术的一种新型宽带增透膜及其制备方法，其有益效果在于：本专利技术中利用金属和介质膜层组成可见及近红外宽带增透膜，相比于传统纯介质增透膜，在保证带宽相同的情况下透过率更高，并且通带波纹更少，曲线更平缓，膜层仅需两层，用更少的膜层实现更宽的增透带宽，不仅提高了光谱的重复性和稳定性，而且制备增透膜所需要的时间大大缩短，降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0024]图1为传统的全介质增透膜的反射率曲线图；
[0025]图2是本专利技术设计的宽带增透膜的理论单面反射率曲线图；
[0026]图3是本专利技术一种实施例中的宽带增透膜的实际单面反射率曲线图；
[0027]图4是本专利技术一种实施例中的宽带增透膜的光学导纳图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0029]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0030]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0031]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型宽带增透膜，其特征在于，包括基底层，所述基底层上由内向外依次包括第一层Cu膜层、第二层MgF2膜层。2.根据权利要求1所述的新型宽带增透膜，其特征在于，所述第一层Cu膜层、第二层MgF2膜层的物理厚度依次为2.0-3.5nm、70.0-80.0nm。3.根据权利要求2所述的新型宽带增透膜，其特征在于，所述第一层Cu膜层、第二层MgF2膜层的物理厚度依次为2.0nm、74.0nm。4.根据权利要求1至3任一项所述的新型宽带增透膜，其特征在于，所述第一层Cu膜层在增透带宽范围内的折射率小于1.3。5.根据权利要求4所述的新型宽带增透膜，其特征在于，所述基底层为K9玻璃或BK7玻璃。6.一种如权利要求1至5任一项所述的新型宽带增透膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在真空室中对玻璃基板加热至120℃，恒温50分钟；S2、在真空度4.0
×
10-4
Pa以下对基底层进行清洗；S3、以电...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍刚华，原清海，林兆文，谢雨江，王奔，
申请(专利权)人：上海米蜂激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：