[发明专利]一种紫外波段超低吸收双面增透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种紫外波段超低吸收双面增透膜及其制备方法，一种紫外波段超低吸收双面增透膜，其结构为：Air/1.06L0.63H1.27L0.66H/Sub/0.66H1.27L0.63H1.06L/Air，其中，H代表LaF₃膜层，L代表AlF₃膜层，Sub代表基底。本发明紫外波段超低吸收双面增透膜，膜系设计和工艺改进，在5mm厚紫外窗口玻璃基片两侧表面镀制膜系实现355nm紫外增透，减少了吸收，提高了透过率，平均透过率大于99.5％，单面反射小于0.15％。

技术领域

本发明涉及一种紫外波段超低吸收双面增透膜及其制备方法，属于增透膜领域。

背景技术

在光学元件中，由于元件表面的反射作用而使光能损失，为了减少元件表面的反射损失，常在光学元件表面镀层透明介质薄膜，这种薄膜就叫增透膜。

现有的紫外波段的增透膜一直存在膜层吸收较大的问题，使得镜片的使用寿命和使用效果达不到客户的要求。

发明内容

本发明提供一种紫外波段超低吸收双面增透膜及其制备方法，通过膜系设计和工艺改进，在基底两侧表面镀制膜系，实现355nm紫外增透，平均透过率大于99.5％，单面反射小于0.15％，抗激光损伤阈值由原先的2J/cm²提高到5J/cm²(激光脉宽10ns)，提高了使用寿命，由原先的1个月到现在6-12个月(依据客户的使用环境)。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种紫外波段超低吸收双面增透膜，其结构为：

Air/1.06L0.63H1.27L0.66H/Sub/0.66H1.27L0.63H1.06L/Air，其中，H代表LaF₃膜层，L代表AlF₃膜层，Sub代表基底。

一种紫外波段超低吸收双面增透膜，其结构为：Air/(biLaiH)m/Sub/(aiHbiL)m/Air；其中，Sub代表基底；m为周期数，m为2-6的整数；H代表高折射率膜层，高折射率膜层的折射率为1.5～3；L代表低折射率膜层，低折射率膜层的折射率为1～1.5；ai和bi分别代表各膜层的光学厚度系数，其数值大小和参考波长λ有关，且0≤(aiλ)≤200，0≤(biλ)≤200。

申请人经研究发现，膜系温度场及热应力场的分布对高功率激光薄膜的破坏阈值具有决定性的作用，通过膜系优化，在一定程度上控制温度场与热应力场的分布，可以大大提高薄膜的激光破坏阈值；另一方面考虑到镀膜效率及厚膜层所造成的吸收、散射、不牢等多方面因素，本申请使用最少的膜层数以及最小吸收的膜料厚度匹配的得到了光学性能和机械性能均优异的紫外波段超低吸收增透膜，解决了现有紫外波段的增透膜吸收较大的问题，改善了镜片的使用效果，延长了镜片的使用寿命。

优选，基底正反面的膜层称对称设置。

对于紫外波段来说，膜料在此波段的吸收是第一考虑要素，考虑到吸收、折射率、附着力、耐湿性、耐温性等情况，优选，高折射率膜层所用膜料为二氧化硅(SiO₂)或者氟化镧(LaF₃)；低折射率膜层所用膜料为氟化物材料。进一步优选，氟化物材料为氟化镁MgF₂、氟化铝AlF₃或氟铝酸钠Na₃AlF₆。

上述基底所用材料为折射率1-2的紫外窗口玻璃。优选，基底所用材料为氟化钙、蓝宝石或熔石英等。

作为本申请另一种方案，紫外波段超低吸收双面增透膜的结构为：Air/LHLHLHLH/Sub/HLHLHLHL/Air，其中，H代表SiO₂膜层，L代表MgF₂膜层。

上述紫外波段超低吸收双面增透膜的制备方法，包括如下步骤：