本发明属于用光学薄膜制备领域，特别是指一种底层为有机-无机杂化薄膜的双层宽频增透膜。
背景技术：
增透膜被广泛地应用于如高能激光系统、平面显示器及相机等光学系统的光学元件表面。随着应用范围的拓展，能够在更宽波长范围内实现增透的宽频增透膜被广泛研究。
溶胶-凝胶法制得的二氧化硅宽频增透膜是目前唯一一种被应用于高能激光系统的宽频增透膜。常用的溶胶-凝胶法二氧化硅增透膜多为无机薄膜，其极性强，在使用的过程中容易从环境中只附极性污染物，其光学稳定性差。通过有机-无机杂化可以向溶胶-凝胶法二氧化硅增透膜中引入大量的有机基团，有利于抑制增透膜从环境中吸附极性污染物。目前，应用于高能激光系统的溶胶-凝胶法二氧化硅宽频增透膜为双层结构，其表层为有机-无机杂化二氧化硅薄膜，能够较有效地保障增透膜的光学稳定性；但是，由于缺少合适的膜层材料，其底层为纯无机的二氧化硅薄膜，其光学稳定性有待进一步提高。
针对上述提到的问题，在进一步提高双层宽频增透膜的光学稳定性方面，目前主要方法是对底层进行氨处理，通过氨的催化将底层薄膜内相邻二氧化硅粒子的羟基发生脱水反应，以减少底层薄膜的羟基的数量。但是，氨处理过程耗时且复杂，不利于工业化应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种底层为有机-无机杂化薄膜的双层宽频增透膜。本发明采用具有高折射率的苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化薄膜为底层，以具有低折射率的乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化薄膜为表层制备双层宽频增透膜。双层增透膜的底层和表层均为有机-无机杂化薄膜，具有更佳的光学稳定性。
为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：
一种底层为有机-无机杂化薄膜的双层宽频增透膜，底层和表层均为有机-无机杂化薄膜，底层为苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化薄膜，表层为乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化薄膜。
一种底层为有机-无机杂化薄膜的双层宽频增透膜的制备方法，具体步骤为：
（1）溶胶的制备：
（a）苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶的制备：将苯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比1-10:5-20:50-300:0.5-2:0-5依次加入至反应容器中，密闭的条件下于20-60℃下搅拌反应0.5-5h，然后于室温条件下陈化3-20天。
（b）乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶的制备：将乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比1-10:5-20:50-300:0.5-2:0-5依次加入至反应容器中，密闭的条件下于20-60℃下搅拌反应0.5-5h，然后于室温条件下陈化3-20天。
（2）双层宽频增透膜的制备
将玻璃基片浸入苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以一定的提拉速度镀膜，在玻璃基片表面镀上底层；将镀有底层的玻璃基片浸入乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以一定的提拉速度镀膜，制得镀有底层和表层的双层增透膜，并对其进行热处理。
所述的提拉速度为50-400mm/min，热处理温度为60-150℃，热处理时间为1-24h。
与现有技术相比，本发明其显著特点是：
本发明采用具有高折射率的苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化薄膜为底层，以具有低折射率的乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化薄膜为表层制备双层宽频增透膜。双层增透膜的底层和表层均为有机-无机杂化薄膜，具有更佳的光学稳定性。
附图说明
图1为各实施例双层宽频增透膜的透过率曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
对比例1
将正硅酸乙酯、无水乙醇、水和氨水按质量比15：150：4：1依次加入至反应容器中，密闭的条件下于30℃下搅拌反应2h，然后于室温条件下陈化7天。制得碱催化无机二氧化硅溶胶。
将正硅酸乙酯、无水乙醇和浓盐酸按质量比5：100：0.1依次加入至反应容器中，密闭的条件下于30℃下搅拌反应2h，然后于室温条件下陈化7天。制得酸催化无机二氧化硅溶胶。
将玻璃基片浸入酸催化无机二氧化硅溶胶中，以250mm/min的提拉速度镀膜，在玻璃基片表面镀上底层；将镀有底层的玻璃基片浸入碱催化无机二氧化硅溶胶中，以150mm/min的提拉速度镀膜，制得底层和表层均为无机薄膜的双层增透膜，并于120℃温度下热处理3h。
对比例2
将正硅酸乙酯、无水乙醇和浓盐酸按质量比5：100：0.1依次加入至反应容器中，密闭的条件下于30℃下搅拌反应2h，然后于室温条件下陈化7天。制得酸催化无机二氧化硅溶胶。
将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比1:10:150:1:2依次加入至反应容器中，密闭的条件下于30℃下搅拌反应2h，然后于室温条件下陈化7天。制得甲基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将玻璃基片浸入酸催化无机二氧化硅溶胶中，以250mm/min的提拉速度镀膜，在玻璃基片表面镀上底层；将镀有底层的玻璃基片浸入甲基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯有机-无机杂化溶胶中，以90mm/min的提拉速度镀膜，制得底层为无机薄膜和表层为有机-无机杂化薄膜的双层增透膜，并于120℃温度下热处理3h。
实施例1
将苯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比3:10:100:0.5:1依次加入至反应容器中，密闭的条件下于30℃下搅拌反应2h，然后于室温条件下陈化8天。制得苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比5:10:150:1:2依次加入至反应容器中，密闭的条件下于35℃下搅拌反应3h，然后于室温条件下陈化5天。制得乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将玻璃基片浸入苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以80mm/min的提拉速度镀膜，在玻璃基片表面镀上底层；将镀有底层的玻璃基片浸入乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以150mm/min的提拉速度镀膜，制得镀有底层和表层的双层增透膜，并于100℃温度下热处理2h。
实施例2
将苯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比6:10:150:0.8:2依次加入至反应容器中，密闭的条件下于40℃下搅拌反应4h，然后于室温条件下陈化5天。制得苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比7:10:200:2:3依次加入至反应容器中，密闭的条件下于45℃下搅拌反应4h，然后于室温条件下陈化9天。制得乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将玻璃基片浸入苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以150mm/min的提拉速度镀膜，在玻璃基片表面镀上底层；将镀有底层的玻璃基片浸入乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以250mm/min的提拉速度镀膜，制得镀有底层和表层的双层增透膜，并于120℃温度下热处理10h。
实施例3
将苯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比9:10:200:1:4依次加入至反应容器中，密闭的条件下于50℃下搅拌反应5h，然后于室温条件下陈化5天。制得苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、水按质量比8:10:300:2:4依次加入至反应容器中，密闭的条件下于45℃下搅拌反应5h，然后于室温条件下陈化12天。制得乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶。
将玻璃基片浸入苯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以200mm/min的提拉速度镀膜，在玻璃基片表面镀上底层；将镀有底层的玻璃基片浸入乙烯基三乙氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化溶胶中，以3000mm/min的提拉速度镀膜，制得镀有底层和表层的层增透膜，并于150℃温度下热处理20h。
图1表明实施例1（a）、实施例2（b）和实施例3（c）制得的有机-无机杂化双层增透膜具有良好的宽频效果，且实施例3的宽频效果更优。可见，当苯基三乙氧基硅烷与正硅酸乙酯以及乙烯基三乙氧基硅烷与正硅酸乙酯的质量比更高时，制得的宽频增透膜的宽频效果更优。
表1对比例和各实施例制得的宽频增透膜在潮湿环境中使用1个月后在400-1100nm波长范围平均透过率的下降值
表1表明，当双层增透膜的底层和表层为无机二氧化硅薄膜时，其光学稳定性较差，在潮湿环境中使用一个月后，其平均透过率下降3.8%。当双层增透膜的底层为无机薄膜而表层为有机-无机杂化薄膜时，其光学稳定性较对比例1有所提高，但在潮湿环境中使用一个月后，其平均透过率仍下降1.23%。实施例1、实施例2和实施例3制得的有机-无机杂化双层宽频增透膜平均透过率分别下降0.50%、0.36%和0.21%，说明有机-无机杂化双层宽频增透膜具有更佳的光学稳定性。同时，实施例3因引入了更多的有机基团，因此具有最佳的光学稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。