[发明专利]一种具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，所述红外隐身薄膜为可对光谱的发射辐射进行调控的薄膜，其特征在于，所述红外隐身薄膜为多层叠加结构，且多层叠加结构中包含有由高折射率材料层和低折射率材料层交替叠加组成的周期性叠层结构；所述多层叠加结构中各膜层的厚度在100nm～900nm之间无规律分布，且多层叠加结构中至少有一定数量的膜层的光学厚度接近λ/4；所述λ是指红外窗口波段内的任意波长。

2.根据权利要求1所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，其特征在于：所述高折射率材料层为单晶Ge材料层，所述低折射率材料层为MgF₂材料层。

3.根据权利要求2所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，其特征在于：所述单晶Ge材料层的折射率为n_H＝3.97～4.02，所述MgF₂材料层的折射率为n_L＝1.35～1.39。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，其特征在于：靠近红外隐身薄膜的衬底材料设置为高折射率材料层。

5.根据权利要求4所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，其特征在于：所述高折射率材料层和低折射率材料层交替叠加的周期有四个，由内到外依次为高折射率材料层H₁、低折射率材料层L₁、高折射率材料层H₂、低折射率材料层L₂、高折射率材料层H₃、低折射率材料层L₃、高折射率材料层H₄、低折射率材料层L₄。

6.根据权利要求5所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，其特征在于：所述高折射率材料层H₁的厚度为480.0±10.0nm，所述低折射率材料层L₁的厚度为235.0±10.0nm，所述高折射率材料层H₂的厚度为150.0±10.0nm，所述低折射率材料层L₂的厚度为230.0±10.0nm，所述高折射率材料层H₃的厚度为210.0±10.0nm，所述低折射率材料层L₃的厚度为800.0±10.0nm，所述高折射率材料层H₄的厚度为300.0±10.0nm，所述低折射率材料层L₄的厚度为520.0±10.0nm。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜，其特征在于：所述红外隐身薄膜在3.0μm～5.0μm和8.0μm～14.0μm的红外窗口波段实现低发射，其发射率在0.1以下；所述红外隐身薄膜在5.0μm～8.0μm的非窗口波段实现高发射，其发射率在0.7以上。

8.一种如权利要求1～7中任一项所述的具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)衬底清洗：准备衬底材料，并对衬底材料进行清洗、干燥；

(2)采用射频磁控溅射方法在衬底材料上溅射镀Ge薄膜，通过控制射频溅射功率和溅射时间得到相应设计厚度的高折射率材料层；

(3)采用射频磁控溅射方法在高折射率材料层上溅射镀MgF₂薄膜，通过控制射频溅射 功率和溅射时间得到相应设计厚度的低折射率材料层；

(4)重复上述步骤(2)～(3)多个周期，并结合对设计厚度的交替控制，得到有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的衬底材料为硅片，所述清洗时先使用去离子水清洗衬底材料表面杂物，再用无水乙醇浸泡在超声波清洗仪里清洗。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，溅射镀Ge薄膜的溅射条件包括：衬底温度为300.0℃～400.0℃，射频溅射功率为50.0W～100.0W，溅射时间为10.0min～40.0min；

所述步骤(3)中，溅射镀MgF₂薄膜的溅射条件包括：衬底温度为50.0℃～100.0℃，射频溅射功率为100.0W～150.0W，溅射时间为10.0min～35.0min。