[发明专利]宽角度宽波段增透膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种宽角度宽波段增透膜，其特征在于，所述的宽角度宽波段增透膜基于ZnSe衬底，在所述的ZnSe衬底的上下底面均镀有相同膜系，该膜系包括四层氧化锌层和四层冰晶石层，其中氧化锌层和冰晶石层交替设置，且以氧化锌层为镀于ZnSe衬底底面的第一层，各膜层的厚度满足于使所述的宽角度宽波段增透膜对预设角度范围内、预设透光波长范围内的入射光束达到预设透射率。

2.根据权利要求1所述的宽角度宽波段增透膜，其特征在于，所述的预设入射角范围为20°到50°，预设透光波长为2μm至14μm，预设透射率为90％。

3.根据权利要求2所述的宽角度宽波段增透膜，其特征在于，第一氧化锌层到第四氧化锌层的厚度分别对应为490nm、230nm、140nm和55nm，第一冰晶石层到第四冰晶石层厚度分别对应为120nm、240nm、400nm和930nm。

4.一种权利要求1至3中任一项所述的宽角度宽波段增透膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)获取所述的ZnSe衬底的折射率，并获取所述的氧化锌层的沉积速率和折射率，以及冰晶石层的沉积速率和折射率；

(2)通过光学膜系设计软件获取膜系中各个膜层的厚度；

(3)根据步骤(2)中所得各个膜层的厚度、以及步骤(1)中获取的氧化锌层的沉积速率和冰晶石层的沉积速率，逐层在所述的ZnSe衬底上沉积各个膜层。

5.根据权利要求4所述的宽角度宽波段增透膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)包括以下步骤：

(1.1)通过红外光谱仪测出ZnSe衬底的透射谱和反射谱，获取该ZnSe衬底的透反率；

(1.2)根据透反率和折射率的对应关系获取预设透光波长范围内的ZnSe衬底的折射率；

(1.3)通过磁控溅射在所述的ZnSe衬底上生长单层的氧化锌层或冰晶石层，记录溅射时的工艺参数，并通过台阶仪获取所述的氧化锌层或冰晶石层的厚度，计算该氧化锌层或冰晶石层的沉积速率；

(1.4)获取镀有该氧化锌层或冰晶石层的ZnSe衬底的透射谱；

(1.5)根据步骤(1.4)中获取的镀有该氧化锌层或冰晶石层的ZnSe衬底的透射谱，并根据步骤(1.3)中获取的所述的氧化锌层的厚度或冰晶石层的厚度获取所述的氧化锌层的折射率或冰晶石层的折射率；

(1.5)根据ZnSe衬底的折射率，以及步骤(1.4)中获取的氧化锌层的折射率和冰晶石层的折射率，以及所述的预设角度范围、预设透光波长和预设透射率获取交替设置的四层氧化锌层和四层冰晶石层的厚度。

6.根据权利要求4所述的宽角度宽波段增透膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)包括：

在光学膜系设计软件输入步骤(1)中获取的ZnSe衬底、冰晶石层和氧化锌层的折射率，创建材料，并在其中输入预设角度范围、预设透光波长范围和预设透射率，通过所述的光学设计软件获取膜系中各个膜层的厚度。

7.根据权利要求5所述的宽角度宽波段增透膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)包括：

根据所述的冰晶石层的折射率和沉积速率、氧化锌层的折射率和沉积速率，以及步骤(1)中的获取的沉积单层膜层时的工艺参数，通过磁控溅射镀膜机逐层沉积各膜层。

8.一种具备权利要求1至3中任一项所述的宽角度宽波段增透膜的红外气体传感器光源，其特征在于，所述的红外气体传感器光源的出光口镀有该宽角度宽波段增透膜，用以对该红外气体传感器光源的以斜出射角度出射的光束进行增透，使镀有该宽角度宽波段增透膜的该红外气体传感器光源的出光窗口的透射率满足预设透射率。

9.根据权利要求8所述的具备宽角度宽波段增透膜的红外气体传感器光源，其特征在于，所述的斜出射角度的范围为20°到50°，所述的红外气体传感器光源的波长满足2μm至14μm，具备上述的宽角度宽波段增透膜的红外气体传感器光源的预设透射率为90％。

10.根据权利要求9所述的具备宽角度宽波段增透膜的红外气体传感器光源，其特征在于，第一氧化锌层到第四氧化锌层的厚度分别对应为490nm、230nm、140nm和55nm，第一冰晶石层到第四冰晶石层厚度分别对应为120nm、240nm、400nm和930nm。