[发明专利]一种日盲反射式介质滤光片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种日盲反射式介质滤光片及其制备方法，具体地说，涉及一种在240-280nm谱段具有高反射率，同时在281-760nm谱段反射率抑制的反射式介质滤光片；属于光学薄膜技术领域。

背景技术

一般的，太阳光谱中，240-280nm辐射被称为日盲波段。之所以被称为日盲，是由于该波段太阳辐射在通过地球大气层时几乎被臭氧层完全吸收。换句话说，地球表面上日盲波段背景噪声极低。这就为日盲波段辐射目标的探测和识别提供了一个天然的有利条件。日盲波段辐射目标的探测和识别已经被广泛应用在火灾预警，电力输送中高压电晕探测，导弹尾焰探测，隐秘通信，化学、生物传感等领域。

在日盲波段辐射目标的探测和识别系统中，日盲滤光片是关键的光学元件,分透射式和反射式两种。它能够选择性的实现240-280nm光波的输出，同时，强烈地抑制281-760nm辐射的输出。目前，一般使用两层膜Al/MgF₂来实现该波段的高反射率(大于85％)，但是其在工作波段外仍有较高的反射率(大于85％)，破坏了探测光谱的纯度。

发明内容

本发明为了满足日盲波段辐射目标的探测和识别系统的需要，提供一种日盲波段反射式介质滤光片及其制备方法，该滤光片在240-280nm波段有较高的反射率，同时，在281-760nm波段的反射率得到了有效抑制。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种日盲反射式介质滤光片，其特征是，该滤光片包括：基底和LaF₃/MgF₂非周期多层膜；所述LaF₃/MgF₂多层膜制作在基底上；LaF₃和MgF₂交替沉积在基底上，靠近基底侧膜层为LaF₃，最外层也是LaF₃；多层膜的层数为10-25层。

基底表面粗糙度小于1nm。

每层LaF₃薄膜的物理厚度在10-60nm之间，每层MgF₂薄膜的物理厚度在10-80nm之间。

一种本发明所述的日盲波段反射式介质滤光片的制备方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

步骤一，将清洗后的基底装入清洁的真空室内，抽真空至3.0×10^-4Pa；

步骤二，将基底加热到150-250℃之间的某一温度，并保持60min；

步骤三，采用电阻蒸发法沉积LaF₃,采用电子束蒸发法沉积MgF₂，LaF₃和MgF₂交替沉积在基底上；LaF₃膜层的沉积速率为0.4～0.6nm/s,MgF₂膜层的沉积速率为0.7～0.9nm/s；每层LaF₃薄膜的物理厚度在10-60nm之间，每层MgF₂薄膜的物理厚度在10-80nm之间，膜层厚度采用晶振法控制；

步骤四，基底自然冷却至室温，得到日盲波段反射式介质滤光片。

本发明的有益效果：

1、本发明提供了一种日盲波段反射式介质滤光片，该滤光片达到优良技术指标：在日盲波段的平均反射率是36.5％，在281-760nm平均反射率是1.8％，抑制比是20.3:1，该滤光片满足了日盲波段辐射目标探测系统的使用要求，提高了日盲波段辐射目标探测系统的识别能力。

2、本发明提供了一种日盲波段反射式介质滤光片的设计方法，该方法是OptiLayer软件中的Sensitivity-DirectedRefinement功能，该设计方法简单，设计的膜系包括交替叠加的LaF₃和MgF₂膜层，膜系层数少于20层，选用的材料为常用的材料，且层数少，易于制备。

3、本发明提供了一种日盲波段反射式介质滤光片的制备方法，该方法可制得本发明所述的滤光片，操作简便，工艺稳定，重复性好，产品成品率高。

附图说明

图1：本发明一种日盲波段反射式介质滤光片结构示意图。

图2：本发明波长在200-760nm中多层LaF₃/MgF₂多层膜(1/4波长周期多层膜，优化非周期膜系)，波长与反射率之间关系的理论计算示意图,入射角0°。