一种高性能反射镜及其制备方法与应用与流程

本发明属于光学元件，具体涉及一种高性能反射镜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、天文望远镜作为人类观察宇宙的重要工具，其探测能力和空间分辨率主要受主镜性能的限制。因此，随着科学技术的发展，高性能主镜已成为行业关注焦点。一般情况下，主镜需要满足两个要求：1)宽光谱带高反射率，即宽观测波段范围内反射镜具备尽可能高的反射率，2)长服役性能，即环境稳定性优良。

2、银膜由于其卓越的光学特性，尤其在反射性能上表现突出，具有极高的反射率，这使得它在众多光学应用中占据重要地位，比如制造高效能的银反光镜。目前，通过业界较为成熟的真空镀膜技术或化学还原反应方法，能够在不同基底材料上成功沉积出均匀且连续的银薄膜结构，从而实现高质量银反光镜的制备。

3、银反光镜的基底材料可以根据不同的应用场景和需求来选择，通常可以采用多种材料作为基底。在光学和精密仪器制造中，常见的基底材料包括：

4、玻璃：例如高纯度石英玻璃或硼硅酸盐玻璃，这些材料透明度高、热稳定性好且化学稳定性强，是制作平面或曲面反射镜的理想基材。

5、硅：在半导体和微电子行业中，单晶硅因其优异的机械性能、热稳定性和与半导体工艺兼容性，常被用作镀制银膜或其他金属膜的基底。

6、聚合物薄膜：在需要轻量化、柔韧性或者低成本应用场合，可以选择聚合物薄膜如pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pc(聚碳酸酯)等作为基底，然后在其上镀银以形成聚合物反射镜。

7、金属合金：某些情况下，也可能会使用其他金属或合金作为基底，特别是对于要求耐高温、耐腐蚀的特殊环境。

8、然而，无论采用何种基底，银膜与基底间的结合力是决定反光镜长期稳定性和耐用度的核心问题。银膜与基底之间必须形成牢固的界面结合，才能确保反光镜在各种环境条件下，如温度变化、湿度影响及机械应力下保持长久稳定的光学性能，不出现剥离、失效等现象。如何制备光学性能优、环境稳定性好、使用寿命长的高性能反射镜一直是天文望远镜主镜的技术挑战。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种高性能反射镜及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种高性能反射镜，包括非晶合金基底和沉积在所述非晶合金基底上的银基反射膜；所述非晶合金基底为ti49zr23cu12ni8nb6hf2(at.％)，所述银基反射膜为ag82.66zr12.64ni4.66y0.04(at.％)；所述ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜的厚度为50nm～200nm；ti49zr23cu12ni8nb6hf2(at.％)非晶合金基底具有高强度重量比和硬度，是传统晶体金属合金弹性极限的三倍；同时，ag82.66zr12.64ni4.66y0.04(at.％)反射膜在400～1700nm波长范围具有优异的反射率和环境稳定性。

3、进一步地，所述ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜的厚度为100nm～150nm。

4、本发明还提供上述高性能反射镜的制备方法，包括：

5、至少采用蒸发型离子镀膜、磁控溅射离子镀膜、弧光放电离子镀膜中的任一种方式在ti49zr23cu12ni8nb6hf2非晶合金基底表面沉积ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜；从而制得高性能反射镜。其中，ag82.66zr12.64ni4.66y0.04(at.％)涂层因表面稀土成分的局域变化导致的非均匀形核，与ti49zr23cu12ni8nb6 hf2(at.％)非晶合金各向异性原子排列，原子或团簇在表面扩散时形成网络状的原子链，导致晶向扩散机制改变，激活能显著提高，从而增强ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜与ti49zr23cu12ni8nb6 hf2(at.％)非晶合金基底的结合力。

6、进一步地，采用ibad在ti49zr23cu12ni8nb6hf2非晶合金基底表面沉积ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜。

7、本发明实施例还提供了所述高性能反射镜于结构功能一体化的生物医疗、机器视觉、照明工程等领域，尤其反射特性在雷达、光学成像和计量检测上有广阔的应用前景。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

9、(1)本发明首次在ti49zr23cu12ni8nb6hf2非晶合金基底表面沉积ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜，有效增强了两者之间的结合力，保证了反光镜的长服役性能。

10、(2)本发明的ti49zr23cu12ni8nb6hf2非晶合金基底由于非晶特有的性质，将会赋予反射镜诸多的新性能，如硬度、高强韧性和机械稳定性等性能；

11、(3)本发明的ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜由于其材料的特殊性质，将会赋予反射镜诸多的新性能，如高反射率、环境稳定性；

12、(4)本发明的高性能反射镜因其高反射率和环境稳定性，使其在生物医疗、机器视觉、照明工程等领域上具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种高性能反射镜，其特征在于，包括非晶合金基底和沉积在所述非晶合金基底上的银基反射膜；所述非晶合金基底为ti49zr23cu12ni8nb6 hf2(at.％)，所述银基反射膜为ag82.66zr12.64ni4.66y0.04(at.％)；所述ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜的厚度为50nm～200nm。

2.根据权利要求1所述的高性能反射镜，其特征在于所述ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜的厚度为100nm～150nm。

3.权利要求1-2中任一项所述的高性能反射镜的制备方法，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：采用ibad在ti49zr23cu12ni8nb6hf2非晶合金基底表面沉积ag82.66zr12.64ni4.66y0.04反射膜。

5.权利要求1-2中任一项所述的高性能反射镜于结构功能一体化的生物医疗、机器视觉、照明工程等领域，尤其反射特性在雷达、光学成像、计量检测中的应用。

技术总结
本发明公开了一种高性能反射镜及其制备方法与应用。所述高性能反射镜包括Ti<subgt;49</subgt;Zr<subgt;23</subgt;Cu<subgt;12</subgt;Ni<subgt;8</subgt;Nb<subgt;6</subgt;Hf<subgt;2</subgt;(at.％)非晶合金基底、Ag<subgt;82.66</subgt;Zr<subgt;12.64</subgt;Ni<subgt;4.66</subgt;Y<subgt;0.04</subgt;(at.％)反射膜。所述高性能反射镜是由PEPVD在Ti<subgt;49</subgt;Zr<subgt;23</subgt;Cu<subgt;12</subgt;Ni<subgt;8</subgt;Nb<subgt;6</subgt;Hf<subgt;2</subgt;(at.％)非晶合金基底表面沉积Ag<subgt;82.66</subgt;Zr<subgt;12.64</subgt;Ni<subgt;4.66</subgt;Y<subgt;0.04</subgt;(at.％)反射膜。本发明提供的高性能反射镜具有优异地光学、力学等性能，可应用于结构功能一体化的生物医疗、机器视觉、照明工程等领域，尤其反射特性在雷达、光学成像和计量检测上有广阔的应用前景。

技术研发人员：单旭,曹乘榕,杨旭三,孙亚成
受保护的技术使用者：长三角物理研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29