一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片及其制备方法，该滤光片包括：基底层、滤光层以及电磁屏蔽层。滤光层分别沉积于基底层的上下两侧以形成两个干涉膜系。滤光层采用在5.5μm

【技术实现步骤摘要】
一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及红外测温用滤光片，特别是涉及一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片，还涉及一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片的制备方法。

技术介绍

[0002]红外滤光片作为红外探测器窗口与核心部件，主要有两个功能。首先，红外滤光片需要根据红外探测器不同应用，对光谱进行选择性透过。以非接触温度探测为例，所采用红外滤光片通常是一种长波通滤光片，其需要在400
‑
14000nm波段范围内，以5500nm为中心波长，透过大于5500nm波长范围内红外辐射，截止透过小于5500nm波长范围内红外辐射。
[0003]红外辐射由探测目标物体发出，经过滤光片可以很好的滤除大气中水汽以及二氧化碳等特征吸收波段，即干扰波段，使得红外探测器不会受到干扰。大于5500nm波长范围内红外辐射，特别是生命光线对应的8
‑
14μm波段，具有较高的透过率，使得红外探测器具有更高的响应率。经过滤光片的红外辐射被探测器芯片感知，输出与光强相对应的电信号，而得出探测目标物体的温度及其变化。其次，红外滤光片作为环境与探测器芯片的接口，需要对探测器芯片起到很好的密封作用，保护芯片不受破坏的同时，也要保证探测器芯片不受外界干扰，提高探测器的稳定性。
[0004]随着现代社会电磁环境的复杂化，在光学系统的升级换代中对红外滤光片窗口提出了强电磁屏蔽、中远红外波段高红外透射的性能需求。然而，目前红外滤光片的抗电磁干扰能力几乎不存在，难以满足市场发展的需要，无法保证红外探测器在复杂的电磁环境使用时的稳定性和准确性。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对现有技术中红外测温用滤光片的抗电磁干扰能力较弱，从而限制红外探测器在复杂的电磁环境中使用时的稳定性和准确性的技术问题，本专利技术提供一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片及其制备方法。
[0006]本专利技术公开一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片，包括：基底层、滤光层以及电磁屏蔽层。
[0007]滤光层分别沉积于基底层的上下两侧以形成两个干涉膜系。滤光层采用在5.5μm
‑
14μm波段高透射的透光材料制备而成。
[0008]电磁屏蔽层采用在3μm
‑
16μm波段高透射并能屏蔽对应波段电磁干扰信号的透光导电材料制备而成。电磁屏蔽层由超薄金属层或电介质薄膜构成。
[0009]其中，电磁屏蔽层分别沉积在基底层的上下两侧，且每处电磁屏蔽层均按照特定的排布方式与基底层以及其中一处滤光层进行交叠。
[0010]作为上述方案的进一步改进，超薄金属层选用Cr或Ni。电介质薄膜选用Bi2Se3‑
X
、Bi2Te3‑
X
或PbSe1‑
X
。
[0011]作为上述方案的进一步改进，当采用超薄金属层构成电磁屏蔽层时，超薄金属层
的厚度为3
±
1nm。
[0012]当采用电介质薄膜构成电磁屏蔽层时，电介质薄膜的厚度为50
±
5nm。
[0013]作为上述方案的进一步改进，每处滤光层由高折射率膜层和低折射率膜层交替沉积堆叠构成。
[0014]作为上述方案的进一步改进，高折射率膜层选用Ge。低折射率膜层选用ZnS。
[0015]作为上述方案的进一步改进，超薄金属层和电介质薄膜材料均由磁控溅射工艺制备，进而使得电磁屏蔽层按照以下三种位置中的任意一种进行排布：
[0016](1)电磁屏蔽层沉积在对应的滤光层与基底层交界处。
[0017](2)电磁屏蔽层沉积在对应的滤光层与空气交界处。
[0018](3)电磁屏蔽层沉积在对应的滤光层中任意相邻的高折射膜层和低折射膜层之间。
[0019]作为上述方案的进一步改进，当电磁屏蔽层按照按照位置(1)进行排布时，A干涉膜系的结构式为：
[0020]Sub/0.818(0.5HL0.5H)
6 0.2L 0.6(0.5HL0.5H)
6 0.2L/Air
[0021]B干涉膜系的结构式为：
[0022]Sub/0.44(0.5HL0.5H)
6 0.1L 0.33(0.5HL0.5H)
6 0.1L/Air
[0023]式中，Sub为镀制有电磁屏蔽层的基底层。Air为空气。H和L分别代表1/4波长光学厚度的高折射率膜层和低折射率膜层。中心波长λ＝5500nm，1H＝(4n
H d)/λ。1L＝(4n
L d)/λ。结构式中的数字表示膜层的厚度系数，结构式中的指数表示膜堆镀膜的周期数。
[0024]作为上述方案的进一步改进，当电磁屏蔽层按照按照位置(2)进行排布时，A干涉膜系的结构式为：
[0025]Sub/0.818(0.5HL0.5H)
6 0.2L 0.6(0.5HL0.5H)
6 0.2L/Air
[0026]B干涉膜系的结构式为：
[0027]Sub/0.44(0.5HL0.5H)
6 0.1L 0.33(0.5HL0.5H)
6 0.1L/Air
[0028]其中，Sub为基底层。Air为空气。H和L分别代表1/4波长光学厚度的高折射率膜层和低折射率膜层。中心波长λ＝5500nm，1H＝(4n
H d)/λ。1L＝(4n
L d)/λ。结构式中的数字表示膜层的厚度系数，结构式中的指数表示膜堆镀膜的周期数。
[0029]作为上述方案的进一步改进，基底层选用双面抛光的单晶硅或单晶锗作为衬底，厚度为550
±
50μm。
[0030]本专利技术还公开一种滤光片的制备方法，其用于制备上述任意一项抗电磁干扰的红外测温用滤光片。制备方法包括以下步骤：
[0031]S1、提供由特定材料、尺寸的基板作为基底层，并进行双面抛光。
[0032]S2、按照预设的排布顺序和镀膜条件，分别在基底层的两侧各向外沉积滤光层和电磁屏蔽层，进而得到滤光片。
[0033]其中，滤光层采用真空热蒸发进行薄膜沉积。电磁屏蔽层采用磁控溅射制备工艺进行薄膜沉积。
[0034]与现有技术相比，本专利技术公开的技术方案具有如下有益效果：
[0035]1、该抗电磁干扰的红外测温用滤光片与传统技术相比，在常规的红外测温滤光片膜系基础上增加了透明导电薄膜的设计，从而使得其能够在不影响响应波段位于5.5
‑
14μm
的红外光透过的同时，拥有较强的电磁屏蔽能力，有利于红外探测器在复杂的电磁环境使用，提高非接触温度测量应用的稳定性和准确性。
[0036]2、该抗电磁干扰的红外测温用滤光片的电磁屏蔽层，通过采用磁控溅射沉积工艺，制备而形成的超薄金属层或电介质薄膜，其与滤光膜系以及衬底部分均具有很好的兼容性，工艺简单，能够满足批量生产的需求，并且性能稳定，满足了红外温度探测传感器的抗电磁干扰性能要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗电磁干扰的红外测温用滤光片，其包括：基底层；以及滤光层，其分别沉积于所述基底层的上下两侧以形成两个干涉膜系；其特征在于，所述滤光层采用在5.5μm
‑
14μm波段高透射的透光材料制备而成；所述滤光片还包括：电磁屏蔽层，其采用在3μm
‑
16μm波段高透射并能屏蔽对应波段电磁干扰信号的透光导电材料制备而成；所述电磁屏蔽层由超薄金属层或电介质薄膜构成；其中，所述电磁屏蔽层分别沉积在所述基底层的上下两侧，且每处电磁屏蔽层均按照特定的排布方式与所述基底层以及其中一处所述滤光层进行交叠。2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的红外测温用滤光片，其特征在于，所述超薄金属层选用Cr或Ni；所述电介质薄膜选用Bi2Se3‑
X
、Bi2Te3‑
X
或PbSe1‑
X
。3.根据权利要求2所述的抗电磁干扰的红外测温用滤光片，其特征在于，当采用所述超薄金属层构成所述电磁屏蔽层时，所述超薄金属层的厚度为3
±
1nm；当采用所述电介质薄膜构成所述电磁屏蔽层时，所述电介质薄膜的厚度为50
±
5nm。4.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的红外测温用滤光片，其特征在于，每处滤光层由高折射率膜层和低折射率膜层交替沉积堆叠构成。5.根据权利要求4所述的抗电磁干扰的红外测温用滤光片，其特征在于，所述高折射率膜层选用Ge；所述低折射率膜层选用ZnS。6.根据权利要求4所述的抗电磁干扰的红外测温用滤光片，其特征在于，所述超薄金属层和所述电介质薄膜材料均由磁控溅射工艺制备，进而使得所述电磁屏蔽层按照以下三种位置中的任意一种进行排布：(1)所述电磁屏蔽层沉积在对应的所述滤光层与所述基底层交界处；(2)所述电磁屏蔽层沉积在对应的所述滤光层与空气交界处；(3)所述电磁屏蔽层沉积在对应的所述滤光层中任意相邻的所述高折射膜层和所述低折射膜层之间。7.根据权利要求6所述的电磁干扰的红外测温用滤光片，其特征在于，当所述电磁屏蔽层按照按照位置(1)进行排布时，所述A干涉膜系的结构式为：Sub/0.818(0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯海港，刘军林，乔冠军，刘桂武，郝俊操，
申请(专利权)人：微集电科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：