专利名称：一种激光防护膜及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光防护膜及其制作方法。
卫星、航天武器等经常受到激光的冲击，其中的光学传感器通常因为没有防护而被激光透射通过，导致其性能受影响，不能正常工作，严重时甚至被损坏。
现有技术中，激光防护膜一般在工业上应用，其缺陷在于只能反射YAG激光器、CO2激光器发出的1.06μm和10.6μm波长的激光，因此不能用于保护卫星中的光学传感器。
本发明的目的在于提供一种可以反射1.06μm和1.315μm波长的激光、避免卫星中的光学传感器受影响的激光防护膜。
本发明的目的可通过以下技术措施实现对1.06μm和1.315μm波长范围的激光进行高反射、对其它波长范围光线则高透过的激光防护膜，其膜系由基片(Sub)、氧化物膜层(H)、氧化硅膜层(L)组成，膜系结构为Sub/(HL)PH0.5L/Air；其中，氧化物膜层/氧化硅膜层((HL)P)的对数P＝9～15；氧化物膜层(H)的厚度为λ/4(λ为激光波长＝1.315μm，下同)；氧化硅膜层(L)的厚度为λ/4，Air——空气。
本发明的目的还可通过以下技术措施实现激光防护膜的膜系结构中，基片(Sub)的材料是石英玻璃、光学玻璃或者单晶；膜系材料为氧化物组合，即氧化物/氧化硅(HL)可以是氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)，也可以是氧化钽/氧化硅(Ta2O5/SiO2)，还可以是氧化铪/氧化硅(HfO2/SiO2)等。
本发明的目的还可通过以下技术措施实现激光防护膜的制作方法通过以下步骤完成①、将基片(Sub)加热至80℃～300℃；②、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在基片(Sub)上镀λ/4厚度的(λ为激光波长＝1.315μm，下同)的氧化物膜层(H)；③、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在氧化物膜层(H)上镀λ/4厚度的氧化硅膜层(L)；④、重复第②～③步骤，在基片(Sub)上镀P对(P＝9～5)氧化物膜层/氧化硅膜层((HL)P)；⑤、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在第P对氧化物膜层/氧化硅膜层((HL)P)的氧化硅膜层(L)上镀λ/4厚度的氧化物膜层(H)；⑥、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在氧化物膜层(H)上镀λ/8厚度的氧化硅膜层(0.5L)，完成激光防护膜膜系(Sub/(HL)PH0.5L/Air)的制作。
本发明与现有技术相比有如下优点本发明的激光防护膜能够反射1.06μm和1.315μm波长的激光，因此在卫星窗口上使用，能够对袭击卫星的1.06μm和1.315μm波长的激光进行高反射，而让其他波长的光线透过，形成对卫星传感器工作有利的大气窗口，保护卫星传感器正常工作。
图1是本发明实施例一的激光防护膜的结构示意图。
图2是实施例一的激光防护膜制作方法的工艺流程图。
图3是本发明实施例一的1.315μm激光防护膜光谱透射曲线。
图4是本发明实施例一的1.060μm激光防护膜光谱透射曲线。
图5是本发明实施例二激光防护膜的结构示意图。
图6是实施例二制作激光防护膜的工艺流程图。
图7是本发明实施例二的1.315μm激光防护膜光谱透射曲线。
图8是本发明实施例二的1.060μm激光防护膜光谱透射曲线。
图9是本发明实施例三激光防护膜的结构示意图。
图10是实施例三激光防护膜制作方法的工艺流程图。
图11是本发明实施例三的1.315μm激光防护膜光谱透射曲线。
图12是本发明实施例三的1.060μm激光防护膜光谱透射曲线。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一的激光防护膜由基片(Sub)1、氧化钛(TiO2)膜层(H)2、氧化硅(SiO2)膜层(L)3组成。其膜系为Sub/(HL)PH0.5L/Air，如图1所示。其中，基片(Sub)1的材料是石英玻璃。基片(Sub)1上是λ/4厚度的氧化钛(TiO2)膜层(H)2；其上是λ/4厚度的氧化硅(SiO2)膜层(L)3；氧化硅(SiO2)膜层(L)3上又是氧化钛(TiO2)膜层(H)2；即基片(Sub)1上共有9对氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)((H/L)P)。第9对氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)((HL)P)的氧化硅SiO2膜层(L)4上面是λ/4厚度的氧化钛(TiO2)膜层(H)5，其上是λ/8厚度的氧化硅(SiO2)膜层(0.5L)6。图3为本发明实施例一的1.315μm激光防护膜光谱透射曲线图，图中，横坐标表示激光波长，单位刻度0.1μm；纵坐标表示透射率，单位刻度20％。图4为1.060μm激光防护膜光谱透射曲线，图中，横坐标表示激光波长，单位刻度0.2μm；纵坐标表示透射率，单位刻度20％。
如图2所示，实施例一激光防护膜制作过程如下①、加热基片(Sub)1至300°；②、通过电子束蒸发工艺在基片(Sub)1上镀氧化钛(TiO2)膜层(H)2，其厚度为λ/4；③、通过电子束蒸发工艺在氧化钛(TiO2)膜层(H)2上镀氧化硅(SiO2)膜层(L)3，其厚度为λ/4；④、重复第②～③步骤，直至氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO)P((HL)P)的对数P＝9；⑤、通过电子束蒸发工艺在第9对氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)((HL)P)的氧化硅(SiO2)膜层(L)4上镀λ/4厚度的氧化钛(TiO2)膜层(H)5；⑥、通过电子束蒸发工艺在氧化钛(TiO2)膜层(H)5上镀λ/8厚度的氧化硅(SiO2)膜层(0.5L)6，完成激光防护膜膜系(Sub/(HL)PH0.5L/Air)的制作。
实施例二的激光防护膜包括基片(Sub)7、氧化钽(Ta2O5)膜层(H)8、氧化硅(SiO2)膜层(L)9。其膜系为Sub/(HL)PH0.5L/Air，如图3所示。其中，基片(Sub)7的材料是光学玻璃；Air——空气；P＝12。基片(Sub)7上依此是λ/4厚度的氧化钽(Ta2O5)膜层(H)8、λ/4厚度的氧化硅(SiO2)膜层(L)9、P对(P＝11)的氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)((H/L)P)13。第12对氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)((H/L)P)的氧化硅(SiO2)膜层(L)10上面是λ/4厚度的氧化钽(Ta2O5)膜层(H)11，其上是λ/8厚度的氧化硅(SiO2)膜层(0.5L)12。图7为本发明实施例一的1.315μm激光防护膜光谱透射曲线图，图中，横坐标表示激光波长，单位刻度0.1μm；纵坐标表示透射率，单位刻度20％。图8为1.060μm激光防护膜光谱透射曲线，图中，横坐标表示激光波长，单位刻度0.2μm；纵坐标表示透射率，单位刻度20％。
如图4所示，实施例二的激光防护膜制作过程如下①、将基片(Sub)7加热至80℃；②、通过离子束溅射工艺在基片(Sub)7上镀氧化钽(Ta2O5)膜层(H)8，其厚度为λ/4；③、通过离子束溅射工艺在氧化钽(Ta2O5)膜层(H)8上镀氧化硅(SiO2)膜层(L)9，其厚度为λ/4；④、重复第②～③步骤，在氧化硅(SiO2)膜层(L)9上镀P对(P＝11)氧化钽/氧化硅(Ta2O5/SiO2)((HL)P)13；⑤、通过离子束溅射工艺在第12对氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)((HL)P)的氧化硅(SiO2)膜层(L)10上镀λ/4厚度的氧化钽(Ta2O5)膜层(H)11；⑥、通过离子束溅射工艺在氧化钽(Ta2O5)膜层(H)11上镀λ/8厚度的氧化硅(SiO2)膜层(0.5L)12，完成激光防护膜膜系的制作。
实施例三的激光防护膜由基片(Sub)14、氧化铪(HfO2)膜层15，氧化硅(SiO2)膜层16组成。其膜系为Sub/(H/L)PH0.5L/Air，如图5所示。其中，基片(Sub)13的材料是单晶，Air——空气，P＝15。基片(Sub)14上依此是λ/4厚度的氧化铪(HfO2)膜层(H)15、λ/4厚度的氧化硅(SiO2)膜层(L)16、P对(P＝14)的氧化铪/氧化硅(HfO2/SiO2)((HL)P)20。在第15对氧化铪/氧化硅(HfO2/SiO2)((H/L)P)的氧化硅(SiO2)膜层(L)17上面是λ/4厚度的氧化铪(HfO2)膜层(H)18，其上是λ/8厚度的氧化硅(SiO2)膜层(0.5L)19。图11为本发明实施例一的1.315μm激光防护膜光谱透射曲线图，图中，横坐标表示激光波长，单位刻度0.1μm；纵坐标表示透射率，单位刻度20％。图12为1.060μm激光防护膜光谱透射曲线，图中，横坐标表示激光波长，单位刻度0.2μm；纵坐标表示透射率，单位刻度20％。
如图6所示，实施例三激光防护膜制作过程如下①、加热基片(Sub)14至300℃；②、通过离子束辅助工艺在基片(Sub)14上镀氧化铪(HfO2)膜层(H)15，其厚度为λ/4；③、通过离子束辅助工艺在氧化铪(HfO2)膜层(H)15上镀氧化硅(SiO2)膜层(L)16，其厚度为λ/4；④、重复第②～③步骤，在氧化硅(SiO2)膜层(L)16上镀P对(P＝14)氧化铪/氧化硅(HfO2/SiO2)((HL)P)20；⑤、通过离子束辅助工艺在第15对氧化铪/氧化硅(HfO2/SiO2)((HL)P)的氧化硅(SiO2)膜层(L)17上镀λ/4厚度的氧化铪(HfO2)膜层(H)18；⑥、通过离子束辅助工艺在氧化铪(HfO2)膜层(H)18上镀λ/8厚度的氧化硅(SiO2)膜层(0.5L)19，完成激光防护膜膜系的制作。
权利要求
1.一种对1.06μm和1.315μm波长范围的激光进行高反射、对其它波长范围光线高透的激光防护膜，膜系由基片(Sub)(1)、氧化物膜层(H)(2)、氧化硅膜层(L)(3)组成，其特征在于膜系结构为Sub/(HL)PH0.5L/Air；其中，氧化物膜层/氧化硅膜层((HL)P)的对数P＝9～15；氧化物膜层(H)(2)的厚度为λ/4(λ为激光波长＝1.315μm，下同)；氧化硅膜层(L)(3)的厚度为λ/4，Air——空气。
2.根据权利要求1所述的激光防护膜，其特征在于防护膜膜系结构中，基片(Sub)(1)的材料是石英玻璃、光学玻璃或者单晶；膜系材料为氧化物组合，即氧化物/氧化硅(HL)可以是氧化钛/氧化硅(TiO2/SiO2)，也可以是氧化钽/氧化硅(Ta2O5/SiO2)，还可以是氧化铪/氧化硅(HfO2/SiO2)等。
3.一种对1.06μm和1.315μm波长范围的激光进行高反射、对其它波长范围光线高透的激光防护膜的制作方法，其特征在于通过以下步骤实现①、将基片(Sub)(1)加热至80℃～300℃；②、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在基片(Sub)(1)上镀λ/4厚度的(λ为激光波长＝1.315μm，下同)的氧化物膜层(H)(2)；③、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在氧化物膜层(H)(2)上镀λ/4厚度的氧化硅膜层(L)(3)；④、重复第②～③步骤，在基片(Sub)(1)上镀P对(P＝9～15)氧化物膜层/氧化硅膜层((HL)P)；⑤、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在第P对氧化物膜层/氧化硅膜层((HL)P)的氧化硅膜层(L)(4)上镀λ/4厚度的氧化物膜层(H)(5)；⑥、通过电子束蒸发、离子束溅射或离子束辅助等工艺在氧化物膜层(H)(5)上镀λ/8厚度的氧化硅膜层(0.5L)(6)，完成激光防护膜(Sub/(HL)PH0.5L/Air)的制作。
全文摘要
本发明公开了一种激光防护膜及其制作方法。这种激光防护膜包括基片、氧化物膜层(H)、氧化硅膜层(L)，其膜系为Sub/(HL)
文档编号G02B1/11GK1439900SQ0113373
公开日2003年9月3日 申请日期2001年12月24日 优先权日2001年12月24日
发明者熊胜明 申请人:中国科学院光电技术研究所