一种具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口及其制备方法，属于光学材料制备的技术领域，用以解决金刚石基材的红外光学窗口透光率低的技术问题。本发明专利技术红外光学窗口包括金刚石基片，所述金刚石基片的至少一面设有抗反射微结构；所述抗反射微结构为呈二维矩阵排列的四棱台。其制备方法包括以下步骤：(1)利用飞秒激光在金刚石表面基片表面进行水平光栅加工，随后进行激光清洗；(2)再次利用飞秒激光在金刚石基片表面进行竖直光栅加工；(3)将步骤(2)得到的金刚石基片放入混合酸溶液中湿法蚀刻，去除金刚石基板表面的石墨层；(4)将金刚石基片退火处理，得到具有抗反射结构的金刚石基片。本发明专利技术的带有抗反射结构的金刚石光学窗口在红外10‑12μm处的平均透过率达到了93％，提升高达23％，其中最高透过率达到了94.5％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学材料制备的，尤其涉及一种具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口及其制备方法。

技术介绍

1、金刚石本体材料在红外波段透过率为60％-65％，尚不能满足高精度光学窗口的要求。目前，在金刚石表面镀光学增透膜是提高透过率最主流的方式。例如，专利公开号cn116752110a公开了一种用于光学窗口的金刚石材料的制备方法；步骤为：s1、制备光学级多晶金刚石膜，随后对其切割、研磨、抛光、清洗；s2、在步骤s1制备的金刚石膜表面icp刻蚀光学减反微结构层，刻蚀结束后清洗、烘干，放入真空皿备用；s3、采用磁控溅射技术，在步骤s2制备的金刚石膜的光学减反微结构层表面镀制稀土氧化增透膜，并依据步骤s2制备的带有光学减反微结构层的金刚石膜的折射率和光学增透膜理论设定镀制的稀土氧化增透膜的厚度；所述磁控溅射技术为预镀制和变速镀制相结合的方式。

2、但光学增透膜应用在红外光学窗口中会面临诸多问题，比如砂石冲击导致的膜层脱落，高速运行产生的热能导致膜间应力失配，雨水、雾、海水腐蚀导致的膜层损坏等，最终导致金刚石的光学透过率严重下降，影响光电器件性能。...

【技术保护点】

1.一种具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口，其特征在于，包括金刚石基片，所述金刚石基片的至少一面设有抗反射微结构；所述抗反射微结构为呈二维矩阵排列的四棱台。

2.根据权利要求1所述具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口，其特征在于，所述四棱台的排列周期为3-4μm，高度为1.5-2μm，顶部边长为2-3μm。

3.权利要求1或2所述的具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水平光栅的加工参数为：激光功率为2.5...

【技术特征摘要】

1.一种具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口，其特征在于，包括金刚石基片，所述金刚石基片的至少一面设有抗反射微结构；所述抗反射微结构为呈二维矩阵排列的四棱台。

2.根据权利要求1所述具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口，其特征在于，所述四棱台的排列周期为3-4μm，高度为1.5-2μm，顶部边长为2-3μm。

3.权利要求1或2所述的具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水平光栅的加工参数为：激光功率为2.5-3.5mw，曝光时间为1000-2000μs，激光焦点位于金刚石表面以下0.5-1μm。

5.根据权利要求4所述的具有抗反射微结构的金刚石中红外光学窗口的制备方法，其特征在于，所述激光清洗为将飞秒激光通过光束整形为椭圆形光斑，利用椭圆形光斑聚焦在微结构表面进行激光清洗。

【专利技术属性】
技术研发人员：李云飞，曹赫，王汞，唐子琦，李丽芳，金忠杉，于宇，王雨雷，吕志伟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：