可見與近紅外多波段激光高反膜的制備

摘要：針對軍用光學(xué)儀器對光譜波段和入射角度的需要，采用電子束加熱蒸發(fā)的設(shè)備，鍍制多波段激光高反射膜，實現(xiàn)了在K9玻璃上，當(dāng)光線0°角入射時，532nm波長范圍內(nèi)平均反射率高于90%，在±45°角入射條件下近紅外波段1064nm處的反射率高于99%，能夠承受激光光源的照射和惡劣的環(huán)境測試，完全滿足光學(xué)儀器的使用要求。

關(guān)鍵詞：非周期膜系；激光高反射膜；光學(xué)特性

1. 引言

近年來隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外分別對半導(dǎo)體激光器在532nm和808nm波段及紅外區(qū)1064nm、1550nm 高反膜進行了深入的研究[1] [2]。但是對于在0°角入射條件下，可見532nm波長范圍內(nèi)平均反射率高于90%，在±45°角入射條件下近紅外波段1064nm處的反射率高于99%，并具備較高損傷閾值薄膜的研究比較少見。

2.膜系設(shè)計

2.1膜料的選擇

我們常用TiO2、Ta2O5、HfO2、H4等作為鍍膜的高折射率材料。常用的低折射率材料有MgF2、SiO2[3]。考慮膜層要具備較高的激光損傷閾值，本膜系采用H4為本論文的高折射率材料，SiO2為本論文的低折射率材料。

2.2膜系設(shè)計

周期膜系采用25層高反膜系S|(HL)^12 H|A 其中H為H4、L為SiO2。

理論透過率曲線如圖1所示：

3. 膜層的制備

薄膜制備采用國產(chǎn)900型真空鍍膜機。先擦拭鍍件表面，裝入夾具，放在基片架上，抽真空。當(dāng)真空度達(dá)到要求時，對基底表面加烘烤，溫度為250℃。當(dāng)真空度高于1.0×10-3Pa開始蒸鍍，采用電子槍加熱蒸發(fā)，為提高膜層的激光損傷閾值，在整個膜層的制備過程中使用考夫曼離子源。膜系前十層用MDC-360C石英晶體控制儀對膜層厚度進行監(jiān)控，后十五層用光電極值法控制膜厚。

4. 測試結(jié)果與分析

分別采用上海光譜SP-1702紫外可見分光光度計測量范圍190nm-1000nm和天津拓普TJ270-60近紅外分光光度計測量范圍800nm-2500nm進行測試。532nm處實驗光譜曲線如圖3所示，1064nm處實驗光譜曲線如圖4所示。

當(dāng)光線以45°角入射時波長整體會向短波漂移100nm此膜系滿足使用要求。

5.結(jié)論

通過選擇高低折射率材料的匹配，調(diào)整鍍膜工藝參數(shù)提高了系統(tǒng)整體的抗激光損傷閾值，所鍍制的薄膜滿足了軍用光學(xué)儀器的使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1] Liu Hanying， Liu Chunming， Xiao Zhibin， Wang Ying. Optical thin films for space solar cells. Optical Instruments， 2006，28(4):164~167.

[2] 譚宇， 梁宏軍， 劉永強， 趙興梅.用二氧化鈦、二氧化硅和氟化鎂膜料鍍制0.4μm～1.1μm超寬帶增透膜[J].應(yīng)用光學(xué)，2007，28(5):623～626.

[3] 黃光偉，田維堅，卜江萍.超寬帶增透膜新的設(shè)計法[J].光子學(xué)報，2007，36(9):1694～1696.