大型屋脊棱镜增透膜的研制
时间：2020-12-10 04:00:33 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：大型屋脊棱镜由于个体较大，单层增透膜已经不能满足其光学成像需要，本文主要针对大型屋脊棱镜的多层增透膜进行了设计和研究。
关键词：大型屋脊棱镜增透膜研制
引言：
随着航空、航天及对空观测技术的快速发展，对光学元件的光学增透特性提出了更大的要求，简单的小型光学元件已经无法满足其光学系统的成像需要，本文主要针对大型屋脊棱镜的多层增透膜的设计及其镀制进行了研究。
1.设备简介
为了满足光学系统对增透膜提出的反射率的要求，针对1080nm输出波长，在韩国因泰克制造的1500型真空镀膜机上进行了大量的增透膜的工艺实验，本设备配有两个e型电子枪，还配有一个电阻式蒸发源，采用IC5进行光学薄膜厚度的监测。
2.膜系设计
本设计是采用Essential Macleod光学薄膜设计软件，所采用的由8层靶材组成的膜系。利用Ti02和Sio2两种光学特性稳定的靶材，加上MgF2这种靶材，设计了Glass/（HL）^3HA/Air的8层膜系的增透膜（如表1），制备除了在1080nm处相对反射率低于0.05%，在380～760nm范围内低于0.5%的优质增透膜。
表1LayerMaterialRefractive IndexPhysical Thickness SubstrateGLass1.6501TiO22.25046.032SiO21.46040.343TiO22.250138.454SiO21.46020.015TiO22.250128.606SiO21.46053.507TiO22.25056.928MgF21.380170.36MediumAir1.00003实验及结果分析
采用韩国因泰克大型真空镀膜机，有两个e型电子枪，一个为单穴坩锅，另外一个配有六穴坩锅。在镀制的过程中，第一次把3种材料分别放入到六穴坩锅中， 1.3.5号位置为Tio2 ，2.4号位置为SiO2 ，6号位置为MgF2 ，在镀制过程中发现由于最后一层MgF2在蒸镀过程中，所蒸镀的温度过高使MgF2在预溶时，电子枪扫描会使MgF2蒸镀过快，导致在形膜后，其中心波长会产生较大的偏移，形成的曲线无法满足其光学成像的需要，而且e型电子枪扫描时可能会扫描到钳锅的薄壁，引起其功率不断提高，导致e型电子枪的报警。
镀制过程中还出现Tio2蒸镀之后冷却时的颗粒会附着在坩锅壁上，使附近坩埚内的MgF2污染，由于本研究所使用的蒸溶设备包含电阻式蒸镀源，可以在钳制中使用电阻式蒸镀源蒸镀MgF2，防止MgF2在蒸镀时发现的一系列问题，而对于SiO2的蒸镀时由于本身靶材特性所决定，不可以使用电阻式蒸镀源，在六穴坩埚中使用的于蒸镀的温度过大，因此扫描的单穴钳锅防止出现外泄问题。
通过此次真空镀膜工艺上的修复，其镀制后所得到光学曲线与实际曲线相关移入，通过3天吸潮后，测试曲线与设计曲线相比较后，向后偏移了20nm左右，万云，其各点折射率小于设计的规定值，满足其光学成像要求，可以使用。
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