一种大角度入射范围长波通滤光片及其制备方法技术

本发明专利技术属于光学薄膜制备技术领域，本发明专利技术公开了一种大角度入射范围长波通滤光片及其制备方法。本发明专利技术所述长波通滤光片包括基板、第一膜结构、第二膜结构和金刚石薄膜。本发明专利技术通过在第一膜结构和基板所组成的复合层与第二膜结构之间设置金刚石薄膜，所述金刚石薄膜经过特殊的处理后可以替代胶合材料，金刚石薄膜具有优异的光学特性可以避免使用胶合材料造成长波通滤光片光学特性下降的问题；同时本发明专利技术还在表面设置不具备微孔结构的金刚石薄膜，在不影响长波通滤光片光学特性的基础上可以显著提高长波通滤光片的机械强度，保证长波通滤光片在恶劣环境下可以正常使用。通滤光片在恶劣环境下可以正常使用。通滤光片在恶劣环境下可以正常使用。

【技术实现步骤摘要】
一种大角度入射范围长波通滤光片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光学薄膜制备
，尤其涉及一种具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]长波通滤光片是光学系统中常用的分光元件，其作用是使大于某一特定波长的光高透射，而小于这一波长的光则被截止。长波通滤光片在自然灾害、资源普查等遥感系统红外相机和多光谱成像仪中广泛应用，主要用于对气象、地质成像和光谱分析观测。在我国自然灾害遥感卫星技术规划中，也对长波通滤光片的器件提出了研发需求。由于长波通滤光片应用重要性和特殊要求，且其膜系结构和镀制工艺复杂，近年来一直是长波通滤光片研究的重点。遥感系统为了得到高质量的图像，对长波通滤光片提出了很高的要求，如要求透射区的平均透射率高、抑制带截止深度深、过渡特性好，能够适应恶劣的空间和地面环境。
[0003]大入射角范围的长波通滤光片的研制主要利用材料的本征吸收效应实现。由于材料在其本征吸收限从不透明突变到透明所具有的长波通特性，实际滤光片设计中可以把这种材料做为基板或膜料使用。中国专利技术专利CN114035256A给出了一种利用双层基板的长波通滤光片，以解决所得长波通滤光片机械强度无法满足要求的问题。虽然其具有透射率高，截止度高的优异效果，但尤其基板表面薄膜的力学强度较差，仍然无法在恶劣的环境下使用。且该利用双层基板的长波通滤光片需要使用胶体，除了会影响所得长波通滤光片的光谱特性外，还需严格控制胶体的用量，提高了制备工艺的复杂性。另外，现有的研究大多是通过优化膜层的光学厚度来提高长波通滤光片的光谱特性，而关于膜层结构的分布以及对于膜层结构的优化的研究存在空白。因此，本领域亟需发展一种具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片及其制备方法与应用，以解决现有的长波通滤光片基板表面薄膜的力学强度较差，无法满足在恶劣的环境下使用的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片，所述长波通滤光片包括基板、第一膜结构、第二膜结构和金刚石薄膜；所述基板为硅片；所述第一膜结构包括由高折射率材料和低折射率材料组成的第一光学膜和金刚石薄膜；所述第二膜结构包括由高折射率材料组成的第二光学膜、由高折射率材料和低折射率材料组成的第三光学膜和金刚石薄膜。
[0007]作为优选，所述长波通滤光片顺次设置金刚石薄膜、第一光学膜、基板、金刚石薄膜、第二光学膜、第三光学膜和金刚石薄膜。
[0008]作为优选，所述第一膜结构包括C/aHbL/S，其中，C为金刚石薄膜，H为高折射率材
料，L为低折射率材料，S为基板，a和b为1/4波长的光学厚度。
[0009]作为优选，所述第二膜结构包括C/cH/dHeL/C，其中，C为金刚石薄膜，H为高折射率材料，L为低折射率材料，c、d和e为1/4波长的光学厚度。
[0010]作为优选，所述高折射率材料为Ge；所述低折射率材料为ZnS。
[0011]本专利技术还提供了所述具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片的制备方法，包括如下步骤：
[0012]在基板的下表面沉积金刚石薄膜，沉积完成后依次制备第二光学膜和第三光学膜；在基板的上表面制备第一光学膜；在第一光学膜和第二光学膜的表面沉积金刚石薄膜；得到长波通滤光片。
[0013]作为优选，所述在基板的下表面沉积金刚石薄膜前，对基板的下表面进行预处理；所述预处理的步骤为：用金刚石粉末对基板的下表面进行研磨处理；所述金刚石粉末的粒径为0.2～0.4μm；所述研磨的时间为30～40min。
[0014]作为优选，所述沉积所用碳源为甲烷、乙醇和苯甲醚；所述甲烷、乙醇和苯甲醚的体积比为2～4:2～3:0.02～0.05；所述碳源的流速为40～60sccm；沉积时，所述基板的下表面温度为700～800℃；所述沉积的气压为5～7kPa，沉积的时间为1～2h。
[0015]作为优选，制备第一光学膜、第二光学膜和第三光学膜时，所述制备步骤为：构建光学膜系结构；计算优化所述光学膜系结构在所述参考波长的透过率，获得优化后的光学膜系结构；制备具有所述优化后的光学膜系结构的薄膜，获得光学膜。
[0016]本专利技术还提供了所述具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片在光学系统中的应用。
[0017]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0018]本专利技术所得长波通滤光片在保证高透过率的前提下，又利用了硅片的吸收特性，将特定范围短波光过滤，实现了高特定波长的透过率和高特定波长的截止率；同时，本专利技术所述金刚石薄膜在展现优异透过率的基础上可以提高所得长波通滤光片的耐候性，使得长波通滤光片可以满足在恶劣环境下的使用，拓宽了其应用范围。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术所述具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片的整体结构示意图。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片，所述长波通滤光片包括基板、第一膜结构、第二膜结构和金刚石薄膜；所述基板为硅片；所述第一膜结构包括由高折射率材料和低折射率材料组成的第一光学膜和金刚石薄膜；所述第二膜结构包括由高折射率材料组成的第二光学膜、由高折射率材料和低折射率材料组成的第三光学膜
和金刚石薄膜。
[0022]在本专利技术中，所述长波通滤光片顺次设置金刚石薄膜、第一光学膜、基板、金刚石薄膜、第二光学膜、第三光学膜和金刚石薄膜。
[0023]在本专利技术中，所述基板的厚度优选为0.2～0.25mm，进一步优选为0.23～0.24mm。
[0024]在本专利技术中，所述第一膜结构包括C/aHbL/S，其中，C为金刚石薄膜，H为高折射率材料，L为低折射率材料，S为基板，a和b为1/4波长的光学厚度。
[0025]在本专利技术中，所述第二膜结构包括C/cH/dHeL/C，其中，C为金刚石薄膜，H为高折射率材料，L为低折射率材料，c、d和e为1/4波长的光学厚度。
[0026]在本专利技术中，所述高折射率材料优选为Ge；所述低折射率材料优选为ZnS。
[0027]本专利技术还提供了所述具有耐候性的大角度入射范围的长波通滤光片的制备方法，包括如下步骤：
[0028]在基板的下表面沉积金刚石薄膜，沉积完成后依次制备第二光学膜和第三光学膜；在基板的上表面制备第一光学膜；在第一光学膜和第二光学膜的表面沉积金刚石薄膜；得到长波通滤光片。
[0029]在本专利技术中，所述在基板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大角度入射范围长波通滤光片，其特征在于，所述长波通滤光片包括基板、第一膜结构、第二膜结构和金刚石薄膜；所述基板为硅片；所述第一膜结构包括由高折射率材料和低折射率材料组成的第一光学膜和金刚石薄膜；所述第二膜结构包括由高折射率材料组成的第二光学膜、由高折射率材料和低折射率材料组成的第三光学膜和金刚石薄膜。2.根据权利要求1所述的大角度入射范围长波通滤光片，其特征在于，所述长波通滤光片顺次设置金刚石薄膜、第一光学膜、基板、金刚石薄膜、第二光学膜、第三光学膜和金刚石薄膜。3.根据权利要求2所述的大角度入射范围长波通滤光片，其特征在于，所述第一膜结构包括C/aHbL/S，其中，C为金刚石薄膜，H为高折射率材料，L为低折射率材料，S为基板，a和b为1/4波长的光学厚度。4.根据权利要求3所述的大角度入射范围长波通滤光片，其特征在于，所述第二膜结构包括C/cH/dHeL/C，其中，C为金刚石薄膜，H为高折射率材料，L为低折射率材料，c、d和e为1/4波长的光学厚度。5.根据权利要求1～4任一项所述的大角度入射范围长波通滤光片，其特征在于，所述高折射率材料为Ge；所述低折射率材料为ZnS。6.权利要求1～5任一项所述的大角度入射范围长波通滤光片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在基板的下表面沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢世义，
申请(专利权)人：广州鑫铂颜料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：