[发明专利]一种高性能窄带滤光薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能窄带滤光薄膜的制备方法，属于技术领域。本发明提供一种高性能窄带滤光薄膜的制备方法，将制备滤光薄膜的透过率曲线与相近的理论曲线进行对比分析，通过对滤光薄膜的间隔层沉积时间进行修正，实现高性能窄带滤光薄膜的制备。本发明对于不同工作波长不同带宽的窄带滤光薄膜的制备具有普适性。

技术领域

本发明属于光学薄膜技术领域，具体涉及一种高性能窄带滤光薄膜的制备方法。

背景技术

随着光学系统的快速发展，窄带滤光片成为目前光学薄膜领域中的一个重要研究内容。窄带滤光片作为滤光和选择谱线的器件，在激光技术、光通讯技术、高分辨率成像、激光雷达、卫星遥感探测等有着广泛的应用，尤其在高分辨率成像系统中的应用极为重要。国内外对窄带滤光片的研究高度重视，拓展截止波长、压窄线宽、降低非均匀性、提高峰值透过率和可靠性的努力仍在不断进行，成为光学薄膜领域中最为活跃的课题之一。

在高精密光学元件应用，目前沉积光学薄膜所采用的方法大体可以分为：物理气相沉积和化学气相沉积。其中主流成膜方法仍然是物理气相沉积，物理气相沉积是指通过物理方法制备膜层，物理气相沉积方法主要有电子束蒸发、离子束溅射、离子束辅助沉积、磁控溅射等。窄带滤光片由于带宽小，中心波长容差小，所以对膜厚的控制精度要求极高，因此制备超窄带滤光片基本都是采用离子束溅射沉积技术方法。目前常用的双离子束溅射镀膜机，其基片转动方式采用行星转动工作模式时，膜厚监控主要是以沉积时间为控制参数，所以制备的窄带滤光薄膜光谱特性会与设计的有偏差，但还没未见窄带滤光薄膜修正方法的研究，因此需要开展窄带滤光薄膜制备技术研究。

综上所述，目前针对基于间隔层光学厚度修正的高性能窄带滤光薄膜制备的方法还未见报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种高性能滤光薄膜的制备方法，实现高性能窄带滤光薄膜的制备。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高性能窄带滤光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)首先设计双腔窄带滤光薄膜；

2)采用真空镀膜方法制备窄带滤光薄膜，其中两个间隔层的沉积时间分别为t₁和t₂，并对其透过率曲线进行测试；

3)从测试的透过率曲线分析出双峰的波长、透过率；

4)基于测试曲线，获得两个窄带滤光薄膜间隔层光学厚度；

5)基于两个窄带滤光薄膜间隔层光学厚度对间隔层薄膜沉积时间进行修正；

6)最后再采用真空镀膜方法制备窄带滤光薄膜，并对光谱进行测试。

优选地，步骤1中设计的双腔窄带滤光薄膜，其中心波长为λ_i，膜系结构为：Sub|L(HL)^m nH(LH)^m L(HL)^m nH(LH)^m L H L|Air或Sub|L H(LH)^m nL(HL)^m H L H(LH)^m nL(HL)^m H L H L|Air，其中λ_i范围为200nm-5000nm，m的范围为3～20，n的范围为2～16，且n为偶数，H为高折射率薄膜材料，L为低折射率薄膜材料。

优选地，步骤2中制备的窄带滤光薄膜，其中两个间隔层的沉积时间分别为t₁和t₂，并对其透过率曲线进行测试。

优选地，步骤4中，采用薄膜设计软件，基于测试曲线模拟理论曲线，获得两个窄带滤光薄膜间隔层光学厚度分别为n+k和n-k，其中k的范围为-n～n。