[发明专利]8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片及其制备方法，具体地说，涉及一种在8.4～8.8μm谱段具有高透过率，同时在0.9～8.25μm和8.95～14μm谱段宽截止的长波红外滤光片；属于光学薄膜技术领域。

背景技术

在8.4～8.8μm谱段具有高透过率的滤光片是目前遥感探测系统中一个关键的滤光片。为了减少信号噪声的影响，遥感探测系统中需要对0.9～8.25μm和8.95～14μm谱段的光信号进行抑制。因此亟需设计一种在8.4～8.8μm谱段具有高透过率，在0.9～8.25μm和8.95～14μm谱段宽截止，同时膜层质量较好的长波红外滤光片。

发明内容

针对现有技术中尚无一种在8.4～8.8μm谱段具有高透过率，同时在0.9～8.25μm和8.95～14μm谱段截止的长波红外滤光片的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片，所述滤光片在8.4～8.8μm谱段具有高透过率，同时在0.9～8.25μm和8.95～14μm谱段宽截止。

本发明的目的之二在于提供一种8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片，所述滤光片包括基底、基底一侧的长波通膜系和基底另一侧的短波通膜系。

其中，所述基底材料为锗，优选尺寸为：长29.5mm，宽1.36mm，厚1.2mm，优选表面光洁度为40/20。

长波通膜系包括交替叠加的硫化锌（ZnS）膜层和碲化铅（PbTe）膜层，结构为：（0.5lh0.5l）^10（0.57l1.14h0.57l）^6，中心波长为5980nm；其中，l为硫化锌膜层，0.5和0.57分别为硫化锌膜层厚度对应基本厚度的系数，0.5l表示硫化锌膜层厚度为0.5个基本厚度，0.57l表示硫化锌膜层厚度为0.57个基本厚度，h为碲化铅膜层，1和1.14分别为碲化铅膜层厚度对应基本厚度的系数，h表示碲化铅膜层厚度为1个基本厚度，1.14h表示碲化铅膜层厚度为1.14个基本厚度，所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一，10为基本膜堆（0.5lh0.5l）的周期数，6为基本膜堆（0.57l1.14h0.57l）的周期数。

采用TFCalc软件对所述长波通膜系的结构进行优化，得到优选的长波通膜系，如表1所示，其中，层数为1的膜层为长波通膜系的最外层，层数为33的膜层沉积在锗基底上，为长波通膜系的最内层；

表1  长波通膜系

。

短波通膜系包括交替叠加的硫化锌膜层和碲化铅膜层，结构为：（lh）^10，中心波长为11400nm；其中，l为硫化锌膜层，1为硫化锌膜层厚度对应基本厚度的系数，l表示硫化锌膜层厚度为1个基本厚度，h为碲化铅膜层，1为碲化铅膜层厚度对应基本厚度的系数，h表示碲化铅膜层厚度为1个基本厚度，所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一，10为基本膜堆（lh）的周期数。

采用TFCalc软件对所述短波通膜系的结构进行优化，得到优选的短波通膜系，如表2所示，其中，层数为1的膜层为短波通膜系的最外层，层数为20的膜层沉积在锗基底上，为短波通膜系的最内层；

表2  短波通膜系

。

一种本发明所述的8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片的制备方法，所述方法步骤如下：

（1）将干净的基底装入清洁的真空室，抽真空至3.0×10^-3Pa；

（2）将基底加热到150℃，并保持30min；

（3）打开霍尔轻型离子源通氩气，气流量为30sccm，开启阴极电压为100～200V，阳极电压为50～100V，使得阳极电流为0.5A；采用电阻蒸发法分别在基底的一侧逐层交替沉积长波通膜系中的硫化锌膜层和碲化铅膜层，在基底的另一侧逐层交替沉积短波通膜系中的硫化锌膜层和碲化铅膜层，直至完成所述膜系的沉积；其中，硫化锌膜层的沉积速率为2.0～3.0nm/s，碲化铅膜层的沉积速率为0.8～1.0nm/s；膜层厚度采用光比例法监控；

（5）基底自然冷却至室温，得到一种本发明所述的8.4～8.8μm透过的长波红外滤光片。

有益效果