[发明专利]大尺寸蓝宝石基底多光谱硬质增透膜及其制备方法

权利要求书

1.大尺寸蓝宝石基底多光谱硬质增透膜，其特征在于由下至上依次为蓝宝石基片、应力匹配层、氧化物材质多层增透膜系和硬质耐磨保护层；

所述应力匹配层采用高纯Al₂O₃真空热蒸发而成，并采用离子束辅助沉积使得应力匹配层表现为张应力状态，厚度在30-80nm；

所述氧化物材质多层增透膜系由高/低折射率材料交替镀制而成，且采用离子束辅助沉积；高折射率材料选用Ti₃O₅或ZrO₂或Ta₂O₅；低折射率材料选用SiO₂；镀制低折射率材料SiO₂的过程中，通过控制反应气体氧气的流量使得最终成膜后的化学式量中O/Si比范围为1.30~1.50；高/低折射率材料交替镀制过程中，通过调节离子束能量与密度使得高折射率层具有张应力而低折射率层具有压应力，且应力绝对值控制在150MPa以内；

所述硬质耐磨保护层采用HfO₂或Ta₂O₅镀制，成膜过程中采用反应式离子束辅助沉积。

2.如权利要求1所述大尺寸蓝宝石基底多光谱硬质增透膜，其特征在于所述硬质耐磨保护层中间插入有低折射率层Si₃O₄。

3.权利要求1所述大尺寸蓝宝石基底多光谱硬质增透膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将蓝宝石基片用抛光液擦拭，再用无水有机溶剂清洗，目视检查表面光洁；

2）本底真空达到1.5×10^-3Pa及以下，蓝宝石基片在165℃~200℃充分热透至少1小时后，开启离子源对基片表面进行离子束刻蚀清洗，刻蚀厚度为20~60nm；

3）采用高纯Al₂O₃真空热蒸发镀制应力匹配层，并采用离子束辅助沉积使得应力匹配层表现为张应力状态，厚度在30-80nm；

4）采用高/低折射率材料交替镀制得到氧化物材质多层增透膜系，且采用离子束辅助沉积；

5）温度设定为200℃~250℃并热透至少30分钟，在多层增透膜系的基础上，蒸镀硬质耐磨层；

6）镀膜完成后，进行定向离子束轰击，持续时间3~5分钟；

7）待温度降至90℃以下后放气，取出镀膜件并置于高温炉进行有氧条件下退火处理，且退火时间不少于8小时。

4.如权利要求3所述大尺寸蓝宝石基底多光谱硬质增透膜的制备方法，其特征在于高折射率材料选用Ti₃O₅或ZrO₂或Ta₂O₅，低折射率材料选用SiO₂；且选用Ti₃O₅对应的退火温度为270℃~300℃，选用ZrO₂或Ta₂O₅对应的退火温度为350℃~380℃。