[发明专利]一种超宽光谱分色镜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学薄膜分色器件，具体涉及一种超宽光谱分色镜的制备方法，属于表面覆镀领域。

背景技术

普通的分色镜由于反射区和透射区的光谱宽度很窄，在一些要求具有更宽反射区和透射区的情况下，普通的分色镜就很难达到分色的要求。

另外随着光学薄膜器件使用条件变得更为苛刻，传统的分色镜在恶劣的环境下具有性能不稳定，易受环境影响的缺点，这也限制了普通分色镜的使用范围。

研制一种既具有在反射区反射率高和在透射区透射率高的特点，而且还具有优良的光谱性能和环境稳定性的超宽光谱分色镜是当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供的一种超宽光谱分色镜的制备方法，改善了薄膜结构，使薄膜更加致密，提高了薄膜强度，从而增强了薄膜的力学性能和环境稳定性。

该超宽光谱分色镜的设计膜系为：

BaF₂/1.2(0.5HL0.5H)⁵(0.5HL0.5H)⁵0.8(0.5HL0.5H)⁵2L/Air

其中H、L分别为高低折射率材料的1/4波长光学厚度，中心波长550nm。

本发明的目的是这样实现的：

具体包括清洁真空室、超声波清洗基底、加热基底、离子束清洗基底、离子束辅助多层薄膜沉积和基底降温六个步骤，

具体为

(1)清洁真空室：用吸尘器清除真空室内脱落的膜层，然后用无水乙醇擦拭干净真空室内壁。

(2)超声波清洗基底：将基片放入玻璃器皿，用分析纯丙酮将基片超声波清洗10min，再用分析纯无水乙醇超声波清洗10min，最后用分析纯无水乙醇冲洗干净，用专用无屑擦拭纸擦拭至表面无划痕、擦痕和液滴残留痕迹。

(3)加热基底：当本底真空度为5.0×10^-3Pa时，加热基底到沉积温度323～353K，并保温30Min～60Min。

(4)离子束清洗基底：基底加温完成后，用能量为80eV～130eV的离子束轰击清洗基底5Min～25Min，工作气体为氧气，气体流量20～30sccm。

(5)离子束辅助多层薄膜沉积：离子束轰击清洗完基底后，立即采用离子束辅助技术交替沉积二氧化钛和冰晶石薄膜至镀完整个膜系。工作气体为氧气，气体流量20～30sccm。

(6)基底降温：薄膜沉积完成后，让基底自然冷却至室温。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明整个过程自动化控制，工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合格率高。

(2)本发明由于采用离子束辅助镀膜工艺，增加了薄膜的附着力，提高薄膜的堆积密度和在外界环境下的稳定性。

具体实施方式

本发明采用全自动离子束辅助光学薄膜镀膜设备进行，沉积室内主要有电子束蒸发源和电阻蒸发源、宽束冷阴极离子源等。

实例1

(1)清洁真空室：用吸尘器清除真空室内脱落的膜层，然后用脱脂纱布蘸无水乙醇擦拭干净真空室内壁。

(2)超声波清洗基底：将基片放入玻璃器皿，用分析纯丙酮将基片超声波清洗10min，再用分析纯无水乙醇超声波清洗10min，最后用分析纯无水乙醇冲洗干净，用专用无屑擦拭纸擦拭至表面无划痕、擦痕和液滴残留痕迹。

(3)加热基底：当本底真空度为5.0×10^-3Pa时，加热基底到沉积温度323K，并保温60Min。

(4)离子束清洗基底：基底加温完成后，用能量为80eV的离子束轰击清洗基底5Min，工作气体为氧气，气体流量20sccm。

(5)离子束辅助多层薄膜沉积：离子束轰击清洗完基底后，立即采用离子束辅助技术交替沉积二氧化钛和冰晶石薄膜至镀完整个膜系。工作气体为氧气，气体流量20sccm。

(6)基底降温：薄膜沉积完成后，让基底自然冷却至室温。

实例2

(1)清洁真空室：用吸尘器清除真空室内脱落的膜层，然后用脱脂纱布蘸无水乙醇擦拭干净真空室内壁。

(2)超声波清洗基底：将基片放入玻璃器皿，用分析纯丙酮将基片超声波清洗10min，再用分析纯无水乙醇超声波清洗10min，最后用分析纯无水乙醇冲洗干净，用专用无屑擦拭纸擦拭至表面无划痕、擦痕和液滴残留痕迹。

(3)加热基底：当本底真空度为5.0×10^-3Pa时，加热基底到沉积温度353K，并保温30Min。