[发明专利]超光滑双波段反射镜及其制备方法

说明书

本发明提供一种超光滑双波段反射镜及其制备方法，其中的超光滑双波段反射镜包括基底和镀制在基底上的反射膜，反射膜由金属交替层叠的铂膜与非金属膜构成，金属膜包括铬膜和铂膜，铬膜镀制在基底上，铂膜与非金属膜交替层叠镀制在铬膜上，且铂膜与非金属膜形成的层叠结构中的顶层和底层均为铬膜，铬膜的厚度为1～3nm，每层铂膜的厚度为5～30nm，每层非金属膜的厚度为1～100nm，反射膜的总厚度为100～300nm。本发明能够在保证高频粗糙度与中频粗糙度较低的同时，对成像波段具有较高的反射率，且抗空间环境辐照能力强，空间适应性好，性能稳定。

技术领域

本发明涉及反射镜技术领域，特别涉及一种超光滑双波段反射镜及其制备方法。

背景技术

在日冕成像探测中，由于日面的光强远高于日冕光强，因此杂光抑制是日冕仪研制的重点和难点。目前主要有两种日冕成像光学系统：内掩式和外掩式。内掩式成像光学系统中的主镜直接面对太阳光，其散射是杂散光的主要来源。因此，除了要求主反射镜在成像波段(121.6nm和可见光波段)有较高的反射率外，还要求主反射镜具有超光滑的表面(粗糙度优于0.3nm)。要获得超光滑的反射镜，首先要有超光滑的基底。光学抛光技术主要有三种：传统的化学机械抛光，磁流变抛光，离子束抛光。通过综合使用上述三种技术，已经能够获得表面粗糙度优于0.1nm的光学基底。其次，在基底上镀制的薄膜粗糙度要低，并且薄膜和基底以及不同薄膜之间的界面粗糙度也要低。这样制备出的反射镜的表面才会具有超光滑的特点。

表征表面光滑程度的物理量是表面粗糙度。表面粗糙度分为低频粗糙度、中频粗糙度和高频粗糙度。低频粗糙度是指面形，会引起传统的像差，通常用激光干涉仪来表征。中频粗糙度是指波纹度，会引起小角度的散射，通常用光学轮廓仪表征。高频粗糙度是指平常所说的粗糙度，会引起大角度的散射，通常用原子力显微镜来表征。想要获得低散射的反射镜，就需要控制反射膜的中频粗糙度和高频粗糙度。

意大利研制的SCORE日冕观测载荷上使用的是Mo/Si多层膜反射镜，高频粗糙度在0.5nm左右，会导致严重的大角散射；在可见光波段的反射率偏低，吸收率在57％左右，在阳光直接照射的情况下，镜片温度会超过50℃，这会导致镜片面形变差；不论Mo/Si多层膜反射镜的最后一层是Mo还是Si，在恶劣的空间环境(原子氧、高能质子、电子、高能射线、紫外光)下，都会发生膜层的氧化，导致121.6nm处的反射率降低。

发明内容

本发明旨在提供一种超光滑双波段反射镜及其制备方法，在保证高频粗糙度与中频粗糙度较低的同时，对成像波段具有较高的反射率。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供一种超光滑双波段反射镜，包括基底和镀制在基底上的反射膜，反射膜由金属交替层叠的铂膜与非金属膜构成，金属膜包括铬膜和铂膜，铬膜镀制在基底上，铂膜与非金属膜交替层叠镀制在铬膜上，且铂膜与非金属膜形成的层叠结构中的顶层和底层均为铂膜，铬膜的厚度为1～3nm，每层铂膜的厚度为5～30nm，每层非金属膜的厚度为1～100nm，反射膜的总厚度为100～300nm。

优选地，非金属膜为硅膜或碳膜。

优选地，基底为熔石英基底、玻璃基底或硅基底。

本发明还提供一种超光滑双波段反射镜的制备方法，包括以下步骤：

S1、基底检测：采用暗场显微镜检测附着在基底上的颗粒数，保证每平方毫米的颗粒数小于10个；

S2、基底镀膜：先在基底上镀制铬膜，再在铬膜上交替层叠镀制铂膜和非金属膜形成反射膜；其中，铂膜与非金属膜形成的层叠结构中的顶层和底层均为铂膜。

优选地，在步骤S1之前，还包括如下步骤：

S0、基底清洗：先采用电阻率大于18MΩ.cm的高纯水与清洗剂混合对基底进行超声清洗，再采用离心甩干方法对超声清洗后的基底进行清洗。