專利名稱：10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外濾光片生產(chǎn)技術(shù)，特別是一種10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法。
背景技術(shù)：
當前六氟化硫(SF6)氣體在工業(yè)中應(yīng)用普遍，如冷凍工業(yè)作為致冷劑，致冷范圍可在-45°C 0°C之間；電氣工業(yè)利用其很高介電強度和良好的滅電弧性能，用作高壓開關(guān)、大容量變壓器、高壓電纜和氣體的絕緣材料；采礦工業(yè)用作反吸附劑，用于礦井煤塵中置換氧。六氟化硫(SF6)氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，相應(yīng)的六氟化硫(SF6)應(yīng)用產(chǎn)品的可靠性高，檢修工作量少，周期長等與傳統(tǒng)手段相比具有不可比擬的優(yōu)點，使得六氟化硫(SF6)應(yīng)用日益廣泛。而此類氣體為溫室氣體，其排放將對全球變暖產(chǎn)生顯著負面影響，其溫室效應(yīng)相比二氧化碳排放高出2. 39萬倍。伴隨著六氟化硫(SF6)大量的使用， 其泄漏問題也開始顯現(xiàn)，如果SF6中混雜低氟化硫、氟化氫，特別是十氟化硫時，則毒性增強。在現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)進度，保護工人安全，通常會對SF6是否外泄進行檢測。六氟化硫(SF6)氣體紅外探測儀是利用六氟化硫(SF6)氣體對以10560納米為中心波長的紅外光譜吸收率非常高的特點進行檢測的設(shè)備，10560納米窄帶紅外濾光片作為六氟化硫(SF6)氣體紅外探測儀的核心部件，在很長時間里一直只能由國外采購，且窄帶的峰值透過率只能做到60%左右；其信噪比低，精度差，不能滿足市場發(fā)展的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種峰值透過率高，能極大的提高信噪比，有效檢測SF6的10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種10560納米帶通紅外濾光片，其特征是(I)采用尺寸為Φ 25. 4X O. 5mm的單晶鍺Ge作基板；其表面光圈N彡5，局部光圈 ΛΝ彡O. 5，平行度Θ彡I’ ；表面光潔度優(yōu)于60/40 ;(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積多層干涉薄膜，所述多層干涉薄膜符合下述第3結(jié)構(gòu)特征(3)主膜系面多層干涉薄膜采用Sub|HLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL|Air ;截止面多層干涉薄膜采用以下結(jié)構(gòu)Sub I O. 76 (O. 5HL0. 5H)5 O. 5 (O. 5HL0. 5H)5 O. 35 (O. 5HL0. 5H)5 O. 25 (O. 5HL0. 5H)6
O.16(0. 5HL0. 5H)6|Air膜系中符號含義分別為Sub為基板、Air為空氣、H為λ c/4單晶鍺膜層、L為 λ c/4硫化鋅膜層、λ c = 10560納米、結(jié)構(gòu)式中數(shù)字為膜層的厚度系數(shù)、結(jié)構(gòu)式中的指數(shù)是膜堆鍍膜的周期數(shù)；本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，以鍺Ge為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發(fā)薄膜沉積的方法制備鍍膜層，鍍膜工藝條件是在真空度< KT3Pa的真空環(huán)境下進行300°C以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜，其中單晶鍺材料采用電子槍蒸發(fā)，硫化鋅材料采用阻蒸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)速率均控制在lnm/S以內(nèi)。本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，是對主膜系面采用高級次透射帶的透過直接光控進行鍍膜控制，采用反射式間接光控對另一面的干涉截止膜系進行鍍膜控制。本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法得到的10560納米帶通紅外濾光片，主膜系采用多腔窄帶膜系結(jié)構(gòu)，配合高截止深度的干涉截止膜系，波形系數(shù)為
I.5 I. 9，濾光片帶寬為O. 18nm,峰值透過率為90%，中心波長定位10560納米。除中心波長10560納米帶寬180納米的通帶外，從400 14000納米范圍內(nèi)的其余光譜全部截止， 能極大的提高信噪比，可以很好的抑制其他氣體的干擾，產(chǎn)品光學性能和物理強度能很好的滿足實際使用要求，廣泛應(yīng)用于高壓電器制造行業(yè)的六氟化硫(SF6)氣體紅外探測儀器， 提高儀器探測精度和效能，可以做到更快速、更精確的確認泄漏點。按本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法得到的10560納米帶通紅外濾光片，具有如下有益效果a、濾光片到達優(yōu)秀的技術(shù)指標，具有中心波長為10560納米的窄帶透過光譜， 透射帶的上升沿和下降沿陡峭，波形矩形度好，峰值透過率>90%、截止區(qū)域內(nèi)截止深度 < O. 1%，因此10560納米的有效工作波段可以盡可能大的透過，而其余無效波段的背景干擾信號則極大的減小，因而可取得優(yōu)異的信噪比，提高儀器的測試靈敏度和精度。b、本專利濾光片工藝簡單，已能形成批量生產(chǎn)，性能穩(wěn)定，滿足高精度六氟化硫 (SF6)氣體紅外探測儀器的性能要求。C、本專利濾光片由于見有效波段10560納米范圍的透過率提高到90%以上，相對國外同類產(chǎn)品提高了 30%以上，由此測試儀器的精度和靈敏度有大幅提升。
圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是濾光片最終性能實測曲線圖。其中基板I、主膜系面薄膜2、干涉截止膜系面薄膜3。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。實施例I :如圖I所示，本實施例提供的一種10560納米帶通紅外濾光片是(I)采用尺寸為Φ25. 4X0. 5mm的單晶鍺Ge作基板I ;其表面光圈N彡5，局部光圈ΛΝ < O. 5，平行度Θ < I’ ；表面光潔度優(yōu)于60/40 ；(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積主膜系面薄膜2和干涉截止膜系面薄膜3 ；(3)主膜系面薄膜2采用Sub IHLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL | Air ;干涉截止膜系面薄膜3采用以下結(jié)構(gòu)
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Sub I O. 76 (O. 5HL0. 5H)5 O. 5 (O. 5HL0. 5H)5 O. 35 (O. 5HL0. 5H)5 O. 25 (O. 5HL0. 5H)6
O.16(0. 5HL0. 5H)6|Air膜系中符號含義分別為Sub為基板、Air為空氣、H為λ c/4單晶鍺膜層、L為 λ c/4硫化鋅膜層、Xc= 10560納米、結(jié)構(gòu)中O. 76、0. 5數(shù)字為膜層的厚度系數(shù)、結(jié)構(gòu)中的指數(shù)是膜堆鍍膜的周期數(shù)；本實施例提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，以鍺Ge為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發(fā)薄膜沉積的方法制備鍍膜層，鍍膜工藝條件是在真空度彡KT3Pa的真空環(huán)境下進行300°C以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜，其中單晶鍺材料采用電子槍蒸發(fā)，硫化鋅材料采用阻蒸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)速率均控制在lnm/S以內(nèi)。。由于具體如何蒸發(fā)采用電子槍蒸發(fā)和采用阻蒸熱蒸發(fā)鍍膜是本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握的常規(guī)技術(shù)，在此不作詳細描述。本實施例提供的一種本專利濾光片采用一面鍍多腔窄帶膜系，提高有效工作波段的透過率和波形矩形度，一次改善有效信號強度；另一面鍍高截止深度的干涉截止膜系，到達O. 4 14 μ m的范圍內(nèi)除通帶外的所有無效次峰。本實施例提供的10560納米帶通紅外濾光片，其中心波長定位精度在O. 5%以內(nèi)， 對主膜系面采用高級次透射帶的透過直接光控進行鍍膜控制，使膜層與膜層間有自動補償效應(yīng)由此制備出優(yōu)異的通帶波形。采用反射式間接光控對另一面的干涉截止膜系進行鍍膜控制，該方式對大量非規(guī)則膜層的結(jié)構(gòu)可以到達較高的控制精度，由此滿足高截止深度的要求。采用日本分光FT/IR-460pius型傅立葉變換光譜儀測試，本濾光片最終性能結(jié)構(gòu)如圖2的濾光片最終性能實測曲線圖I.中心波長Xc= 10560納米2.帶寬 Λ λ = 190 納米3.波形系數(shù) Λ λ 10%/Λ λ 50%= I. 64.峰值透過率Tp = 92%除通帶外400 14000 納米 Tavg ^ O. I %
權(quán)利要求
1.一種10560納米帶通紅外濾光片，其特征是(1)采用尺寸為025.4X0.5mm的單晶鍺Ge作基板；其表面光圈N彡5，局部光圈 AN^O. 5，平行度0 < I’ ；表面光潔度優(yōu)于60/40 ；(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積多層干涉薄膜， 所述多層干涉薄膜符合下述第3結(jié)構(gòu)特征(3)主膜系面薄膜結(jié)構(gòu)采用Sub|HLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL|Air;干涉截止膜系面薄膜采用以下結(jié)構(gòu)Sub I 0. 76(0. 5HL0. 5H)5 0. 5 (0. 5HL0. 5H)5 0. 35 (0. 5HL 0. 5H)5 0. 25(0. 5HL 0. 5H)6 0. 16(0. 5HL 0. 5H)6|Air膜系中符號含義分別為=Sub為基板、Air為空氣、H為Ac/4單晶鍺膜層、L為入c/4 硫化鋅膜層、Xe = 10560納米、結(jié)構(gòu)式中數(shù)字為膜層的厚度系數(shù)、結(jié)構(gòu)式中的指數(shù)是膜堆鍍膜的周期數(shù)。
2.一種如權(quán)利要求I所述的10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，其特征是以鍺Ge 為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發(fā)薄膜沉積的方法制備鍍膜層，鍍膜工藝條件是在真空度< KT3Pa的真空環(huán)境下進行300°C以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜，其中單晶鍺材料采用電子槍蒸發(fā)，硫化鋅材料采用阻蒸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)速率均控制在I納米/S以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，其特征是對主膜系面采用高級次透射帶的透過直接光控進行鍍膜控制，采用反射式間接光控對另一面的干涉截止膜系進行鍍膜控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法，其特征是采用尺寸為Φ25.4×0.5mm的單晶鍺Ge作基板；其表面光圈N≤5，局部光圈ΔN≤0.5，平行度θ≤1’，表面光潔度優(yōu)于60/40；鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積主膜系面薄膜Sub|HLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL|Air和干涉截止膜系面薄膜Sub|0.76(0.5HL0.5H)5 0.5(0.5HL0.5H)5 0.35(0.5HL0.5H)5 0.25(0.5HL0.5H)6 0.16(0.5HL0.5H)6|Air，其鍍膜工藝條件是在高真空(真空度≤10-3Pa)環(huán)境下進行300℃以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜。本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法得到的10560納米帶通紅外濾光片，峰值透過率可達90％以上，極大的提高信噪比，很好的抑制其他氣體的干擾，提高儀器探測精度和效能。
文檔編號B32B15/00GK102590918SQ201210063888
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者呂晶 申請人:杭州麥樂克電子科技有限公司