专利名称：8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种8.4 8.8μπι透过的长波红外滤光片及其制备方法，具体地说，涉及一种在8.4 8.8 μ m谱段具有高透过率，同时在0.9 8.25 μ m和8.95 14 μ m谱段宽截止的长波红外滤光片；属于光学薄膜技术领域。
背景技术：
在8.4 8.8 μ m谱段具有高透过率的滤光片是目前遥感探测系统中一个关键的滤光片。为了减少信号噪声的影响，遥感探测系统中需要对0.9 8.25 μ m和8.95 14 μ m谱段的光信号进行抑制。因此亟需设计一种在8.4 8.8 μ m谱段具有高透过率，在0.9
8.25 μ m和8.95 14 μ m谱段宽截止，同时膜层质量较好的长波红外滤光片。
发明内容
针对现有技术中尚无一种在8 .4 8.8 μ m谱段具有高透过率，同时在0.9
8.25 μ m和8.95 14 μ m谱段截止的长波红外滤光片的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片,所述滤光片在8.4 8.8 μ m谱段具有高透过率，同时在0.9 8.25 μ m和8.95 14 μ m谱段宽截止。本发明的目的之二在于提供一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片的制备方法。本发明的目的通过以下技术方案实现。一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片，所述滤光片包括基底、基底一侧的长波通膜系和基底另一侧的短波通膜系。其中，所述基底材料为锗，优选尺寸为:长29.5mm，宽1.36mm，厚1.2mm，优选表面光洁度为40/20。长波通膜系包括交替叠加的硫化锌(ZnS)膜层和碲化铅(PbTe)膜层，结构为:(0.51h0.51) ~10 (0.5711.14h0.571) ~6，中心波长为 5980nm ;其中，I 为硫化锌膜层，0.5和0.57分别为硫化锌膜层厚度对应基本厚度的系数，0.51表示硫化锌膜层厚度为0.5个基本厚度，0.571表示硫化锌膜层厚度为0.57个基本厚度，h为碲化铅膜层，I和1.14分别为碲化铅膜层厚度对应基本厚度的系数，h表示碲化铅膜层厚度为I个基本厚度，1.14h表示碲化铅膜层厚度为1.14个基本厚度，所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一，10为基本膜堆(0.51h0.51)的周期数，6为基本膜堆(0.5711.14h0.571)的周期数。采用TFCalc软件对所述长波通膜系的结构进行优化，得到优选的长波通膜系，如表I所示，其中，层数为I的膜层为长波通膜系的最外层，层数为33的膜层沉积在锗基底上，为长波通膜系的最内层；表I长波通膜系
权利要求
1.一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片，其特征在于:所述滤光片包括锗基底、基底一侧的长波通膜系和另一侧的短波通膜系； 长波通膜系包括交替叠加的硫化锌和碲化铅膜层，结构为:(0.51h0.51) ~10(0.5711.14h0.571) ~6，中心波长为5980nm ；1为硫化锌膜层，0.51表示硫化锌膜层厚度为0.5个基本厚度，0.571表示硫化锌膜层厚度为0.57个基本厚度，h为碲化铅膜层，表示碲化铅膜层厚度为I个基本厚度，1.14h表示碲化铅膜层厚度为1.14个基本厚度，所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一，10为基本膜堆(0.51h0.51)的周期数，6为基本膜堆(0.5711.14h0.571)的周期数； 短波通膜系包括交替叠加的硫化锌和碲化铅膜层，结构为:(Ih) ~10，中心波长为11400nm ；1为硫化锌膜层，表示硫化锌膜层厚度为I个基本厚度，h为碲化铅膜层，表示碲化铅膜层厚度为I个基本厚度，所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一，10为基本膜堆(Ih)的周期数。
2.根据权利要求1所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片，其特征在于:基底长29.5mm,宽1.36mm,厚1.2mm ;表面光洁度为40/20。
3.根据权利要求1或2所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片，其特征在于:长波通膜系如表I所示，层数为I的膜层为长波通膜系的最外层，层数为33的膜层沉积在基底上，为长波通膜系的最内层； 表I长波通膜系
4.根据权利要求1或2所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片，其特征在于:短波通膜系如表2所示，层数为I的膜层为短波通膜系的最外层，层数为20的膜层沉积在基底上，为短波通膜系的最内层； 表2短波通膜系
5.根据权利要求4所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片，其特征在于:长波通膜系如表I所示，层数为I的膜层为长波通膜系的最外层，层数为33的膜层沉积在基底上，为长波通膜系的最内层； 表I长波通膜系
6.一种如权利要求1或2所述的8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片的制备方法，其特征在于:所述方法步骤如下:(1)将干净的基底装入清洁的真空室，抽真空至3.0X10_3Pa ； (2)将基底加热到150°C，并保持30min； (3)打开霍尔轻型离子源通氩气，气流量为30sccm，开启阴极电压为100 200V，阳极电压为50 100V，使得阳极电流为0.5A ;采用电阻蒸发法分别在基底两侧沉积长波通膜系和短波通膜系；硫化锌膜层的沉积速率为2.0 3.0nm/s，碲化铅膜层的沉积速率为0.8 1.0nm/s ;膜层厚度采用光比例法监控； (4)基底自然冷却至室温，得到一种8.4 8.8μπι透过的长波红外滤光片。
7.根据权利要求6所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片的制备方法，其特征在于:长波通膜系及膜层厚度监控如表3所示，层数为I的膜层为长波通膜系的最外层，层数为33的膜层沉积在基底上，为长波通膜系的最内层； 表3长波通膜系及膜层厚度监控
8.根据权利要求6所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片的制备方法，其特征在于:短波通膜系及膜层监控如表4所示，层数为I的膜层为短波通膜系的最外层，层数为20的膜层沉积在基底上，为短波通膜系的最内层； 表4短波通膜系及膜层厚度监控
9.根据权利要求8所述的一种8.4 8.8 μ m透过的长波红外滤光片的制备方法，其特征在于:长波通膜系及膜层厚度监控如表3所示，层数为I的膜层为长波通膜系的最外层，层数为33的膜层沉积在基底上，为长波通膜系的最内层； 表3长波通膜系及膜层厚度监控
全文摘要
本发明涉及一种8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片及制备方法，属于光学薄膜技术领域。该滤光片包括锗基底、基底一侧长波通膜系和另一侧短波通膜系，长波通膜系结构为(0.5lh0.5l)^10(0.57l1.14h0.57l)^6，中心波长为5980nm，短波通膜系结构为(lh)^10，中心波长为11400nm，l和h分别依次为硫化锌和碲化铅膜层；通过在真空中加热基底，在离子源通氩气下用电阻蒸发分别在基底两侧沉积长、短波通膜系，冷却后制得。该滤光片在8.4～8.8μm透过率高，0.9～8.25μm和8.95～14μm宽截止，膜系层数较少，满足遥感探测系统使用要求；该方法简便稳定，成品率高。
文档编号B32B9/04GK103245993SQ20131014538
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者董茂进, 王多书, 熊玉卿, 张玲, 王济洲, 李晨, 王超, 高欢 申请人:兰州空间技术物理研究所