[实用新型]6,5微米红外长波通滤光器

说明书

本实用新型属于光学领域，特别涉及除透镜以外的光学元件，是一种干涉滤光器。

随着红外技术和应用的不断发展，大量用于防盗报警和光电自动开关的传感器也随之发展，各类红外传感器都需要有一个能有效地摄取人体发射的红外辐射，同时抑制人体辐射波段以外的干扰辐射的高性能低价格的红外长波通滤光器，并且希望能适应在传感器的大规模自动生产线上应用。国际市场上的这类滤光器，通常是选用价格昂贵的无氧硅作为基板，以锗／硫化锌作为薄膜材料，由于硫化锌的沉积速率对基底的温度极为敏感，工艺中必须要有较高的膜厚控制精度和基底温度控制精度，生产投资就高得多，故产品价格也较昂贵。

本实用新型的目的在于提供价格低廉的性能稳定可靠的6.5微米长波通滤光器。

本实用新型6.5微米红外长波通滤光器，以硅材料为基片，真空蒸镀上多层介质膜组成，其特征在于：基板以聚氧硅为材料，介质膜材料分别选用锗，硒化锌和硫化锌，由锗／硒化锌，锗／硫化锌二组三种材料分别在基板的正面和背面上蒸镀多层干涉薄膜；薄膜系统采用周期膜系作为反射堆，并在反射堆两侧引入适当的修正膜层的设计；

在正面上：

D0.77（HL1.3H）0.77（L／2 H L／2）⁸（L／2 H L／2）⁸0.2L1.4H2.2l；在背面上：

D1.3H0.23（l／2 H l／2）⁹0.29（l／2 H l／2）⁹0.38（l／2 H l／2）⁹0.5（l／2 H l／2）⁹0.65（l／2 H l／2）⁸1.7H2.2l；

排列式中，D表式硅基板，H表示锗的λ₀／4层，L表示硒化锌的λ₀／4层，l表示硫化锌的λ₀／4层，波长λ₀取值为5.4微米。

下面对本实用新型附图作一简要说明。

图1是本实用新型基板正面和背面上的多层薄膜系统示意图。图中示出了基板3的正面1上锗4／硒化锌6薄膜系统和背面2上的锗4／硫化锌5薄膜系统。正面1和背面2的最外层都是硫化锌5。

图2本实用新型设计的二组三材料薄膜的七个反射堆的反射光谱分布。

图3是硅基板的光谱透射率曲线比较图。图中曲线7为区熔无氧硅透射率曲线，曲线8为聚氧硅的透射率曲线。曲线9为有氧硅的透射率曲线。

图4是本实用新型设计的正面1的膜系经过优化后的计算光谱透射率曲线。

图5是本实用新型设计的背面2的膜系经过优化后的计算光谱透射率曲线。

图6是本实用新型6.5微米红外长波通滤光器产品的透射率光谱曲线。

本实用新型采用价格低廉的含氧硅锭切片，聚氧处理，经研磨抛光，镀膜而构成。参见图3，普通有氧硅（曲线9）由于整个品体内含有氧化硅，在9.1微米处吸收峰较大。瑞士Batzes公司采用区熔无氧硅（曲线7），但这种材料价格昂贵。本实用新型是选择经过聚氧处理的有氧硅（曲线8），把氧成分聚集在基板的表面，并经抛光去除，可以明显地提高9.1微米处的透射特性。

本实用新型选取锗／硒化锌膜系作为滤光片的正面；在普通的镀镁设备上就可获得高的波形重复性和高的合格率，因为淀积薄膜厚度对基板温度的敏感性，硒化锌要比硫化锌小得多。另外，本设计经计算机优化处理后薄膜系有透过率高的特点，按本设计加工的二组三材料七个反射堆，128层的6.5微米红外长波通滤光器，其膜系示意图见图1。其反射堆的光谱分布在图2中示出。按七个反射堆，分别对正面1和背面2进行透射率的理论计算，结果为图4与图5所示。另经计算机容差分析可知本设计具有波纹小，透射率高，波形重复性好等优点。在镀膜前，基板需进行烘烤，强电场下充氩进行离子轰击，电子束源上方装有膜厚分布修正板，改善膜厚的均匀性，产品又经真空退火处理，以减小应力。

按本实用新型实施的6.5微米红外长波通滤光器，参见图6，其主要技术性能满足如下指标：

外形尺寸：外径分别为76.0毫米和101毫米，厚度分别为1.0毫米和0.5毫米，根据用户要求，可划成各种规格的方形片。

短波截止波长：6.5±0.5微米。

通带：7.5－－14微米。

平均通射率：70％以上。

9.1微米处的透射率：70％以上。

截止带范围：0.4－－5.0微米。