要暴露于苛刻环 境（例如热和潮湿和/或含盐）的系统，不应该结合或界面接触不相似金属，如果它们超 过0.25V的电势差的话，运是由于快速腐蚀的原因（在没有盐的高湿度环境中，电势差可 W〉0.45V)。6061-A1被认为是具有0.90V电势的阳极材料，而银（阴极材料）的电势为 0. 15V，导致0. 75V的电势差。将阳极金属与Al界面接触作为阻隔材料，例如儒、铁和碳， 导致<0. 25V的低电势差。对于锡电势差〉0. 25V，对于铭为0. 33V，对于锋为0. 33V，对于儀 为0. 63V，对于儀为0. 83V。还有效地使用TiAlN(其可W制造成性能类似于金属或者类似 于电介质，取决于Ti-Al比），非金属涂层（例如钻石状碳值LC)、Al2〇3、Si3N4、SixNy〇z、Si〇2 和Ti〇2)来代替金属阻隔层。虽然使用化N取得了一些成功，但是对于目标应用必须小屯、 操作，运是由于其电相容性是边界线。
[0060] 6061-Al的表面质量也起了重要的角色。6061-Al中的"杂质"形成大的沉淀点位， 一些来自为了符合强度特性的材料规格所需要的材料的受控添加，其他杂质只是污染物。 大的沉淀使得难W实现光滑表面（<30Arms)，一些高峰或结节可能导致基材和涂层堆 叠（银层或不同覆盖的银层）之间差的粘附（或来自应力或空穴的开裂），导致一旦完成 的镜子暴露于同时采用盐雾和长期潮湿条件的环境测试时的缺陷电位。管理该条件的一个 方法是沉积非常厚的阻隔层，运导致运些点位上的有效涂层。图9显示6061-A1基材在对 其涂覆任意材料之前的精整表面，显示存在运些结节。阻隔层材料选自下组：Si3N4、SiyNyO,、 Si〇2、TiAlN、TiAlSiN、Ti〇2、SixNyOz和DLC，W及额外地，Al或Al2〇3。
[0061] 6061-A1上存在的运些大沉淀产生非均匀表面，运使得难W获得小于60Arms的 表面精整，最佳结果约为30Arms，其获得也是具有难度的。结节的存在说明了为何阻隔层 的存在具有改善反射系数的作用。不希望受到任意特定理论的限制，相信当暴露于运些苛 刻环境时，结节会变成发生局部腐蚀的缺陷点位。运可能导致差的粘附，从而涂层在点位发 生开裂或脱落，使得区域暴露或者产生发生腐蚀的路径。足够厚的阻隔层可使得该粗糖表 面平滑并在整个表面上产生具有良好粘附的连续膜。如果该阻隔层表面足够厚，在放置额 外的涂层之前对层进行抛光会导致约为5-15A的较好的表面精整。
[0062] 阻隔涂层的厚度可W是IOnm至100ym。当在基材上存在结节或其他表面缺陷并 且无法去除时，阻隔涂层处于范围的上限，并且必须足W覆盖结节。如果基材基本不含结 节，则阻隔涂层可W处于范围的下限。此外，在阻隔层的沉积过程中使用离子辅助会使得阻 隔涂层致密化并且有助于提供光滑表面。
[0063]第一和第二界面
[0064] 相比于其他金属如铁、侣、铭和儀，银和金具有相当低的氧化物形成能，因为运原 因，银和金不能与许多材料良好地粘附。一段时间之前就已经知道化和Ni的超薄膜，或者 运些金属的合金对于银是优秀的粘附促进层，运是由于与Ag(或金）的金属-金属扩散，W 及Ag或Au与化或Ni之间的金属键合强度。由于本文所掲示的镜子将要暴露的环境，电 相容性是关键的，因此在选择界面材料时必须得到考虑。银-化和银-Ni的界面处的电势 差分别为0. 45V和0. 15V。图2B显示当暴露于盐雾环境时，电势差对于涂层堆叠的性能的 显著作用。儀或Al2〇3被用作阻隔和银层之间的第一界面层，因为运两种材料是相容的。
[0065]AI2O3对于某些金属是粘合促进材料，W.Zhang和J.R.Smith,"Nonstoichiometric interfacesandAl2〇3a化esionwithAlandAg(非化学计量界面[^及41203与Al和 Ag的粘附）"，PhysicalReviewLetters(物理评论快报），第85卷，第15其月，2000年 10 月 9 日，第 3225-3228 页；Jiwei!^ng等人，"Abinitios1:udyofAg/Al203andAu/ Al203inte;rfaces(Ag/Al203和Au/Al203界面的Ab开头研究）"，PhysicalReviewB(物理评 论B)，72,115423, 2005年9月21日，研究了Ag-Al203和Al-Al203的非化学计量界面，W及 它们是如何影响粘附的。文章表明，Al203在界面处偏离化学计量会显著地影响与Ag或Al 金属的粘附，选择运两种金属是它们的形成氧化物的热处于范围的相对端。M.A.Scobey,题 为"LowPressureReactiveMagnetronsputteringapparatusandmethod(低压反应性 磁喷瓣设备和方法）"的美国专利第5, 851，365号描述了两种类型的沉积工艺（离子辅助沉 积（IAD)和电子束沉积）的条件，W及低压反应性磁喷瓣工艺，其产生Al203-Ag和AI2O3-AI 之间的最佳粘附。由于第一界面层是在反射层的背侧上，在基材和Ag层之间，其厚度上限 不受到吸收的限制，但是要出于应力考虑进行监测。在反射层的正侧上是第二界面层，其是 沉积在Ag层的顶部上的层，该界面层的厚度必须得到限制W使得其在LWIR波段的吸收带 最小化同时获得与Ag的最佳粘附。该吸收带如图3所示，似乎谷位于约为10. 7ym处。化S 是额外的非传导材料，其可用作粘附层，避免电相容性问题。例如，发现ZnS是成功的界面 材料，例如，在金界面Au-ZnS-YbFs或Ag-ZnS-YbF3。
[0066] 保护房巧调蒋房
[0067] 银可W与大气中可能存在的各种物质反应，例如盐、酸和硫化合物。众所周知的例 子是银生诱，运是由于Ag°与含硫化合物反应形成黑色硫化银（Ag2巧，W及银腐蚀，运是由 于Ag°与大气中的含面素物质（最常见的可能是化Cl和HC1)反应产生的。大气中湿度和 臭氧的存在都会加速腐蚀和生诱。
[006引银的维氏硬度（HV)是IOOHV(电积），运相比于HV谱的其他端（钻石的值为 10000HV)是低的。作为银相比于其他材料较为柔软的结果，处理系统组件的银涂覆的光学 件或者对包括镜子的光学件进行清洁通常会导致银表面的损坏。作为结果，需要保护层W 使得银表面的破损最小化。保护层应该（1)足够致密，使得不提供从光学件表面到银和界 面层的路径；（2)不溶于碱性和酸性环境；（3)机械上是硬的，W提供抗划痕性；W及（4)具 有（a)在整个感兴趣的波长范围（本发明情况下0.34-15ym)具有最小吸收，或者化）在 0. 34-15ym波长范围没有吸收。测试氮化娃（SisNA)的碱扩散性、碱溶液的溶解度及其机械 硬度属性，发现提供非常耐用和抗化学性的涂层。但是，不幸的是，发现该材料在约9. 1ym 具有吸收带；但是如果SisNA层足够薄的话，则它是可W使用的。确切厚度取决于系统对于 波段范围的容许能力。对于一些应用，该波段是不感兴趣的，所有厚度具有有限的后果。
[0069] 单层保护层连同超薄界面层降低了VIS范围至进入SWIR波段的堆叠反射性能，如 图5A-B所见。由于本文所掲示的镜子的不同应用要求施加调整层从而对限定的波长区域 内的反射进行优化，运些调整层需要具有类似于保护层的特性，但是对于运些材料的耐用 性方面可做出一些最小权衡。为了调整所需的反射波段，会需要改变调整层的厚度，使用了 低、中等和高折射率材料的组合。调整层的厚度为75-300nm。将保护层施加到调整层的顶 部上，厚度为60-200nm，折射率与调整层相容。
[0070] 康宁公司建立了薄膜沉积工艺，例如，美国专利第7, 242, 843号所述的工艺，其可 用于沉积氣化镜灯bFs，n约为1. 5)和氣化锭（YF3,Y约为1. 5)，它们都是低折射率材料。 当该工艺用于涂覆高反射银镜子时，获得的镜子对于碱性溶液具有高度抗性，同时还提供 抗划痕性，运符合军事规格中等磨损测试方案；该性质会有助于保护银层。低折射率材料结 合高折射率材料（例如，五氧化二妮（佩2〇5,n= 2. 32)和硫化锋狂nS，n= 2. 36))使用。 图6A显示（a)仅有Ag涂层，化)Ag-NbzOg涂层和（C)Ag-孔F3涂层，在3-19Jim波长范围上 的反射率。在图6A中，（仅）Ag膜在附图的波长范围（3-19ym)上具有至少98%的反射系 数，除了在约18. 6Jim处具有小的下降，并且在3Jim至约17Jim的波长范围上基本上99% 的反射率。Ag-NbzOg涂层显示Nb-O吸收，其在约为10-13Jim的波长范围上具有降至低于 96%的反射系数。Ag-YbFs涂层显示孔-F吸收，其在3-16. 5ym的波长范围具有大于98% 的反射系数。所有S种涂层的反射率都是在AOI=45°测得的。
[007。 采用孔Fs作为示例性低折射率氣化物材料，孔Fs-NbzOs-孔Fs的涂层组合调整到 VIS范围（0.34-0. 75ym)W及3-11.3ym的MWIR-LWIR范围内的高反射系数。图她， 6061-Al上的Ag-Al303-YbF3-Nb205-YbF3,其具有阻隔层，显示在0. 4-1. 7 y m的VIS-SWIR范 围内测量时，对于45°的AOI，涂层的反射系数大于96%，当W 12°的AOI测量时，反射系 数基本上是97%。图6C，6061-A1上的Ag-Al303-YbF3-Nb205-孔Fs,其具有阻隔层，显示在 4-15 ym的丽IR-LWIR范围内测量时，（a)对于12。的A0I，反射系数在该波长范围基本上 是99%及化）对于AOI 45°，反射系数在该波长范围大于96%，在3-15ym的基本上 整个波长范围大于98. 5%。当孔Fs材料的沉积过程中使用氧时，沉积层变成镜的氣氧化物 材料，其在本文中称作YbxFyO,,该层的厚度与YbFs处