可见光与中红外双光谱通道薄膜器件及制备方法技术

本发明专利技术公开了可见光与中红外双光谱通道薄膜器件及制备方法，其中，可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，包括基底和设于基底一侧的类长波通膜系，类长波通膜系包括若干层交替镀制的高折射率膜层和低折射率膜层；高折射率膜层采用硒化锌或硫化锌真空电阻蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得高折射率膜层表现为压应力或张应力状态；低折射率膜层采用氟化物真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得低折射率膜层表现为张应力状态；基底为蓝宝石基底。该可见光与中红外双光谱通道薄膜器件通过光学薄膜技术将两波段的探测通道集成到一个镜片中，综合两种探测图像的特征数据，实现信息互补，使获得的目标或场景更加可靠、更加准确、描述更加全面。描述更加全面。

【技术实现步骤摘要】
可见光与中红外双光谱通道薄膜器件及制备方法


[0001]本专利技术涉及光学薄膜领域，尤其涉及可见光与中红外双光谱通道薄膜器件及制备方法。

技术介绍

[0002]现有的成像探测器中，可见光成像探测器具有图像内容丰富、细节清晰、空间分辨率较高的优点，但其成像质量受环境影响较大，当光照条件较差、有烟雾、有风沙时，其成像质量将大幅下降；现有的中波红外探测器具有烟雾、风沙穿透能力强，目标探测能力强(即使是在光照条件较差的情况下，仍具有较强的目标探测能力)的优点，但其红外图像的细节表现能力较差。
[0003]本领域的技术人员为了克服可见光成像探测器和中波红外探测器的缺陷，整合可见光成像探测器和中波红外探测器的优点，将可见光成像探测器和中波红外探测器的成像结构集成在同一成像探测器中，如公开号为CN114202585A的专利文献公开的面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统，但由于该光学系统的两个波段的探测(可见光和中波红外)采用单独探测，存在时空不一致、制造成本高的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有多波段成像光学系统中可见光和中波红外的成像采用单独探测，存在时空不一致、制造成本高的技术问题，本专利技术的目的在于提供可见光与中红外双光谱通道薄膜器件。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，用于400nm～700nm波段的可见光和3μm～5μm波段的中波红外的探测，包括基底和设于所述基底一侧的类长波通膜系，所述类长波通膜系包括若干层交替镀制的高折射率膜层和低折射率膜层；所述高折射率膜层采用硒化锌或硫化锌真空电阻蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述高折射率膜层表现为压应力或张应力状态；所述低折射率膜层采用氟化物真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态；所述基底为蓝宝石基底。
[0007]进一步地，所述低折射率膜层采用氟化钇真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态；或所述低折射率膜层采用氟化镱真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态。
[0008]进一步地，所述高折射率膜层采用硫化锌真空电阻蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述高折射率膜层表现为压应力状态，压应力大小为：180MPa～220MPa；所述低折射率膜层采用氟化镱真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态。
[0009]进一步地，所述高折射率膜层的沉积速率为：0.8nm/s～1.2nm/s，所述低折射率膜层的沉积速率为：0.4nm～0.8nm。
[0010]进一步地，所述基底的折射率为2.35～2.45，所述基底覆盖可见光和中红外波段两个波段的透明区域范围为：0.6μm～18μm，所述基底的热膨胀系数为：6.1
×
10
‑6～8.1
×
10
‑6。
[0011]进一步地，所述高折射率膜层的折射率为：2.3～2.45，所述高折射率膜层覆盖可见光和中红外波段两个波段的透明区域范围为：0.4μm～18μm，所述高折射率膜层的热膨胀系数为：6.5
×
10
‑6℃～7.1
×
10
‑6℃，所述高折射率膜层的杨氏模量为：54GPa～85.5GPa。
[0012]进一步地，所述类长波通膜系包括交替镀制的第一高折射率膜层、第一低折射率膜层、第二高折射率膜层、第二低折射率膜层、第三高折射率膜层、第三低折射率膜层、第四高折射率膜层、第四低折射率膜层、第五高折射率膜层、第五低折射率膜层、第六高折射率膜层、第六低折射率膜层、第七高折射率膜层、第七低折射率膜层、第八高折射率膜层、第八低折射率膜层、第九高折射率膜层、第九低折射率膜层、第十高折射率膜层和第十低折射率膜层；
[0013]所述第一高折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
200nm；
[0014]所述第一低折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
150nm；
[0015]所述第二高折射率膜层的膜层厚度为：1100nm
‑
1300nm；
[0016]所述第二低折射率膜层的膜层厚度为：150nm
‑
250nm；
[0017]所述第三高折射率膜层的膜层厚度为：200nm
‑
350nm；
[0018]所述第三低折射率膜层的膜层厚度为：250nm
‑
380nm；
[0019]所述第四高折射率膜层的膜层厚度为：280nm
‑
450nm；
[0020]所述第四低折射率膜层的膜层厚度为：150nm
‑
250nm；
[0021]所述第五高折射率膜层的膜层厚度为：350nm
‑
460nm；
[0022]所述第五低折射率膜层的膜层厚度为：180nm
‑
280nm；
[0023]所述第六高折射率膜层的膜层厚度为：300nm
‑
450nm；
[0024]所述第六低折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
200nm；
[0025]所述第七高折射率膜层的膜层厚度为：2200nm
‑
2500nm；
[0026]所述第七低折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
200nm；
[0027]所述第八高折射率膜层的膜层厚度为：120nm
‑
200nm；
[0028]所述第八低折射率膜层的膜层厚度为：2000nm
‑
2500nm；
[0029]所述第九高折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
200nm；
[0030]所述第九低折射率膜层的膜层厚度为：200nm
‑
350nm；
[0031]所述第十高折射率膜层的膜层厚度为：180nm
‑
300nm；
[0032]所述第十低折射率膜层的膜层厚度为：550nm
‑
700nm。
[0033]为了解决现有多波段成像光学系统中可见光和中波红外的成像采用单独探测，存在时空不一致、制造成本高的技术问题，相应地，本专利技术的目的在于提供一种制备可见光与中红外双光谱通道薄膜器件的方法，包括如下步骤：
[0034]S1：确定类长波通膜系的结构，步骤如下：
[0035]S11：设定初始膜系和波长，其中，初始膜系设定为：G|0.7(0.5HL 0.5H)^5L|A，波长设定为：550nm；
[0036]S12：通过针插法优化初始膜系得出类长波通膜系的膜系结构，其中，类长波通膜
系包括交替镀制的第一高折射率膜层、第一低折射率膜层、第二高折射率膜层、第二低折射率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，用于400nm～700nm波段的可见光和3μm～5μm波段的中波红外的探测，包括基底和设于所述基底一侧的类长波通膜系，所述类长波通膜系包括若干层交替镀制的高折射率膜层和低折射率膜层；所述高折射率膜层采用硒化锌或硫化锌真空电阻蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述高折射率膜层表现为压应力或张应力状态；所述低折射率膜层采用氟化物真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态；所述基底为蓝宝石基底。2.根据权利要求1所述的可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，所述低折射率膜层采用氟化钇真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态；或所述低折射率膜层采用氟化镱真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态。3.根据权利要求1所述的可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，所述高折射率膜层采用硫化锌真空电阻蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述高折射率膜层表现为压应力状态，压应力大小为：180MPa～220MPa；所述低折射率膜层采用氟化镱真空电子束蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得所述低折射率膜层表现为张应力状态。4.根据权利要求1所述的可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，所述高折射率膜层的沉积速率为：0.8nm/s～1.2nm/s，所述低折射率膜层的沉积速率为：0.4nm～0.8nm。5.根据权利要求1所述的可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，所述基底的折射率为2.35～2.45，所述基底覆盖可见光和中红外波段两个波段的透明区域范围为：0.6μm～18μm，所述基底的热膨胀系数为：6.1
×
10
‑6～8.1
×
10
‑6。6.根据权利要求1所述的可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，所述高折射率膜层的折射率为：2.3～2.45，所述高折射率膜层覆盖可见光和中红外波段两个波段的透明区域范围为：0.4μm～18μm，所述高折射率膜层的热膨胀系数为：6.5
×
10
‑6℃～7.1
×
10
‑6℃，所述高折射率膜层的杨氏模量为：54GPa～85.5GPa。7.根据权利要求1所述的可见光与中红外双光谱通道薄膜器件，其特征在于，所述类长波通膜系包括交替镀制的第一高折射率膜层、第一低折射率膜层、第二高折射率膜层、第二低折射率膜层、第三高折射率膜层、第三低折射率膜层、第四高折射率膜层、第四低折射率膜层、第五高折射率膜层、第五低折射率膜层、第六高折射率膜层、第六低折射率膜层、第七高折射率膜层、第七低折射率膜层、第八高折射率膜层、第八低折射率膜层、第九高折射率膜层、第九低折射率膜层、第十高折射率膜层和第十低折射率膜层；所述第一高折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
200nm；所述第一低折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
150nm；所述第二高折射率膜层的膜层厚度为：1100nm
‑
1300nm；所述第二低折射率膜层的膜层厚度为：150nm
‑
250nm；所述第三高折射率膜层的膜层厚度为：200nm
‑
350nm；所述第三低折射率膜层的膜层厚度为：250nm
‑
380nm；
所述第四高折射率膜层的膜层厚度为：280nm
‑
450nm；所述第四低折射率膜层的膜层厚度为：150nm
‑
250nm；所述第五高折射率膜层的膜层厚度为：350nm
‑
460nm；所述第五低折射率膜层的膜层厚度为：180nm
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280nm；所述第六高折射率膜层的膜层厚度为：300nm
‑
450nm；所述第六低折射率膜层的膜层厚度为：100nm
‑
200nm；所述第七高折射率膜层的膜层厚度为：2200nm

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽荣，石澎，吴姚莎，陈铭苑，潘旭辉，梁怡婷，吕惠成，
申请(专利权)人：中山火炬职业技术学院，
类型：发明
国别省市：