抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及薄膜制备方法领域，尤其是抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法。该制备方法，包括以下步骤：A、将基板清洗干净；B、利用高纯氮气将基板吹干后放入镀膜机；C、该薄膜由低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二依次叠加组成；计算出低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二的厚度系数。该发明专利技术可有效降低厚度和低非均质性对半波孔的影响。相比与常规膜系，大角度入射时半波孔处透射率掉落较少，表明对厚度误差敏感性更小。且垂直入射时半波孔处透射率与考虑非均质性时相比差异较小，表明对非均质性敏感性更小。且本发明专利技术的制备效率和良率都更高，针对性强。针对性强。针对性强。

【技术实现步骤摘要】
抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及薄膜制备方法领域，尤其是抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]倍频分束镜是光学系统中普遍使用的一种薄膜，它的基本周期结构为0.5L/H/0.5L，其中HL分别指高低折射率材料的四分之一波长光学厚度。半波孔，指倍频分束镜在二倍频处出现的一个反射峰，或称为滤色片的半波跌落，它的存在极大地影响了倍频分束镜的光谱特性。
[0003]对于倍频分束镜半波孔产生的原因，国内外许多光学薄膜专家进行了深入研究。Maclod认为镀膜材料的折射率非均质性是造成半波孔的一个重要原因(参见：H.A.Maclod.Half wave holesleaks and the otherproblems
″
.in Proceedings of the 39th Annual Technical Conference of the Society ofVacuum CoatersJ.N.Lingscheit and A.A.Bromfield，eds.(Society of Vacuum Coaters，Washington，D.C.)，1996，p.193～198)；顾培夫认为镀膜过程中膜厚控制误差积累也是造成半波孔的一个重要原因(顾培夫.薄膜技术.浙江大学出版社，1993，p.162)。
[0004]在实际制备中，影响半波孔最重要的两个因素就是膜层的厚度误差和薄膜材料的非均质性。在实际镀膜中，无法完全消除各种因素造成的厚度误差；常用薄膜设计软件往往针对的是折射率沿厚度方向均匀分布的薄膜，因而在设计膜层具有非均质性且光谱受非均质性影响敏感的倍频分束镜时，便显得不够有效。半波孔成为薄膜制备中无法避免的一个问题。当前的薄膜工作者通常采用回避半波孔的方法来设计膜系，这样带来的结果就是牺牲了半波处高透射区的宽度。

技术实现思路

[0005]为了克服现有的薄膜厚度误差和非均质性影响半波孔的不足，本专利技术提供了抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法，包括以下步骤：A、将基板清洗干净；B、利用高纯氮气将基板吹干后放入镀膜机；C、该薄膜由低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二依次叠加组成；计算出低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二的厚度系数，并将计算出的系数输入镀膜机；D、设定镀膜机内本底真空度与基板的加热温度，并恒温一段时间后进行镀膜；E、待定镀膜机的真空室内温度自然冷却至室温后取出镀制好的产品。
[0007]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述低折射率层一的光学厚度为a倍四分之一光学厚度，a>0；高折射率层的光学厚度为b倍四分之一光学厚度，b>0；低折射率层二
的光学厚度为c倍四分之一光学厚度，c>0。
[0008]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述薄膜的总厚度为基频波长的半波光学厚度，基频波长的半波光学厚度为两倍四分之一光学厚度。
[0009]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述低折射率层以L为代表，L的材质为SiO2，折射率设为1.45，高折射率层以H为代表，H的材质为HfO2，折射率为1.9，线性非均质性为
‑
4%，由此可得H两个表面的折射率分别为1.938和1.862，导纳匹配层一的入射介质为L，出射介质为H，用矢量法求得导纳匹配层一的光学厚度和导纳匹配层二的光学厚度，导纳匹配层一和导纳匹配层二均由两层组成，导纳匹配层一的第一层为0.1786H，导纳匹配层一的第二层为0.1581L；导纳匹配层二的第一层为0.1719L，导纳匹配层二的第二层为0.1515H；低折射率层一为（0.5
‑
0.1786）L；高折射率层为（1
‑
0.1581
‑
0.1719）H；低折射率层二为(0.5
‑
0.1515)L。
[0010]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述低折射率层以L为代表，L的材质为SiO2，折射率设为1.45，高折射率层以H为代表，H的材质为HfO2，折射率为1.938，导纳匹配层一的入射介质为L，出射介质为H，用矢量法求得导纳匹配层一的光学厚度和导纳匹配层二的光学厚度，导纳匹配层一和导纳匹配层二均由两层组成，导纳匹配层一的第一层为0.1786H，导纳匹配层一的第二层为0.1581L；导纳匹配层二的第一层为0.1581L，导纳匹配层二的第二层为0.786H；低折射率层一为（0.5
‑
0.1786）L；高折射率层为（1
‑
0.1581
‑
0.1786）H；低折射率层二为(0.5
‑
0.1786)L。
[0011]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤D中，所述镀膜机内本底真空度为1
×
10
‑3Pa～6
×
10
‑3Pa。
[0012]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤D中，所述基板的加热温度为200摄氏度。
[0013]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤D中，所述恒温时间为80分钟。
[0014]本专利技术的有益效果是，该专利技术可有效降低厚度和低非均质性对半波孔的影响。相比与常规膜系，大角度入射时半波孔处透射率掉落较少，表明对厚度误差敏感性更小。且垂直入射时半波孔处透射率与考虑非均质性时相比差异较小，表明对非均质性敏感性更小。且本专利技术的制备效率和良率都更高，针对性强。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0016]图1是本专利技术制备出的薄膜的结构示意图；图2是垂直入射时非均质性对常规薄膜的影响；图3是垂直入射时非均质性对本专利技术制备出的薄膜的影响；图4是大角度入射时非均质性对常规薄膜的影响；图5是大角度入射时非均质性对本专利技术制备出的薄膜的影响。
具体实施方式
[0017]图1是本专利技术制备出的薄膜的结构示意图；图2是垂直入射时非均质性对常规薄膜
的影响；图3是垂直入射时非均质性对本专利技术制备出的薄膜的影响；图4是大角度入射时非均质性对常规薄膜的影响；图5是大角度入射时非均质性对本专利技术制备出的薄膜的影响。
[0018]如附图1所示，该薄膜由低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二依次叠加组成。
[0019]实施例一：将基板清洗干净，然后利用高纯氮气吹干后放入镀膜机；控制镀膜机内本底真空度为1
×
10
‑3Pa，将基板加热至200度，并恒温80分钟；蒸发HfO2和SiO2。待真空室内温度自然冷却至室温后取出镀制好的样品。薄膜结构可以通过如下方法求得：低折射率层以L为代表，L的材质为SiO2，折射率设为1.45，高折射率层以H为代表，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法，其特征是，包括以下步骤：A、将基板清洗干净；B、利用高纯氮气将基板吹干后放入镀膜机；C、该薄膜由低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二依次叠加组成；计算出低折射率层一、导纳匹配层一、高折射率层、导纳匹配层二、低折射率层二的厚度系数，并将计算出的系数输入镀膜机；D、设定镀膜机内本底真空度与基板的加热温度，并恒温一段时间后进行镀膜；E、待定镀膜机的真空室内温度自然冷却至室温后取出镀制好的产品。2.根据权利要求1所述的抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法，其特征是，所述低折射率层一的光学厚度为a倍四分之一光学厚度，a>0；高折射率层的光学厚度为b倍四分之一光学厚度，b>0；低折射率层二的光学厚度为c倍四分之一光学厚度，c>0。3.根据权利要求1所述的抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法，其特征是，所述薄膜的总厚度为基频波长的半波光学厚度，基频波长的半波光学厚度为两倍四分之一光学厚度。4.根据权利要求1所述抑制半波孔的倍频分束薄膜的制备方法，其特征是，所述低折射率层以L为代表，L的材质为SiO2，折射率设为1.45，高折射率层以H为代表，H的材质为HfO2，折射率为1.9，线性非均质性为
‑
4%，由此可得H两个表面的折射率分别为1.938和1.862，导纳匹配层一的入射介质为L，出射介质为H，用矢量法求得导纳匹配层一的光学厚度和导纳匹配层二的光学厚度，导纳匹配层一和导纳匹配层二均由两层组成，导纳匹配层一的第一层为0.1786H，导纳匹配层一的第二层为0.1581L；导纳匹配层二的第一层为0.1719L，导纳匹配层二...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍刚华，梅波，
申请(专利权)人：常州市万华激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：