一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜及其制備方法,屬于光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]激光具有方向性強(qiáng)、單色性好、亮度高、相干性好等特點(diǎn),越來(lái)越多地被應(yīng)用在航天、軍用及民用等領(lǐng)域。特別是在航天領(lǐng)域,隨著空間激光通信技術(shù)和激光雷達(dá)等技術(shù)的發(fā)展,對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中多光源共用光路、共用光學(xué)天線的需求十分迫切。如在上述應(yīng)用中,典型的光學(xué)系統(tǒng)一般采用790nm?860nm波段及1500nm?1650nm波段的激光光源,因此要求同一光學(xué)天線能夠?qū)蓚€(gè)激光波段高反射,從而實(shí)現(xiàn)激光雙波段的高效發(fā)射和接收。目前,通常采用鍍金屬膜的方法獲得光學(xué)天線的高反射率。然而,這種方法只能保證對(duì)一個(gè)波段具有較高的反射率?,F(xiàn)有技術(shù)尚未解決一個(gè)反射膜實(shí)現(xiàn)對(duì)790nm?860nm波段及1500nm?1650nm波段雙波段同時(shí)高反射的技術(shù)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種能夠同時(shí)對(duì)790nm?860nm波段及1500nm?1650nm波段進(jìn)行高反射的介質(zhì)膜,及該介質(zhì)膜的制備方法,利用該雙波段高反射介質(zhì)膜可以解決光學(xué)系統(tǒng)中多光源共用光路、共用光學(xué)天線的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005]本發(fā)明的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜,該高反射介質(zhì)膜包括基底以及附著于基底上的光學(xué)膜系,該光學(xué)膜系由二氧化鈦(T12)和二氧化硅(S12)交替疊加構(gòu)成,二氧化鈦(T12)形成二氧化鈦(T12)層,二氧化娃(S12)形成二氧化娃(S12)層;該高反射介質(zhì)膜的特征結(jié)構(gòu)為I (HLH)~N引,其中,H表示二氧化鈦(T12)層,L表示二氧化硅(S12)層,S表示基底;N表示(HLH)的周期數(shù),7彡N ( 100 ;每層二氧化鈦(T12)層的厚度均為118.9nm,每層二氧化硅(S12)層的厚度均為188.3nm;二氧化鈦(T12)層的折射率均為2.271,二氧化硅(S12)層的折射率均為1.434 ;
[0006]上述的基底為玻璃基底或碳化硅。
[0007]本發(fā)明的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜的制備方法,步驟為:
[0008]I)對(duì)基底進(jìn)行清洗;
[0009]2)將鍍膜材料加注至鍍膜設(shè)備中;
[0010]3)將基底放置于鍍膜設(shè)備中,并設(shè)定好鍍膜設(shè)備的控制程序,通過(guò)程序控制在基底上依次制備二氧化鈦(T12)層和二氧化硅(S12)層。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012](I)本發(fā)明的雙波段高反射介質(zhì)膜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,選用的TiCV薄膜和S12薄膜材料常見(jiàn),工藝容易實(shí)現(xiàn)。
[0013](2)本發(fā)明的雙波段高反射膜具有對(duì)兩波段光高反射率的特點(diǎn),對(duì)790nm?860nm波段及1500nm?1650nm波段的反射率均大于99.5%。對(duì)其它波段光的反射率較低,具有一定的濾光作用。
[0014](3)本發(fā)明的雙波段高反射膜具有對(duì)激光能量的吸收少、能量損失小,光學(xué)性能穩(wěn)定,膜層牢固可靠等特點(diǎn)。
[0015](4)本發(fā)明的雙波段高反射膜對(duì)提高光學(xué)天線及器件的性能、減小光學(xué)系統(tǒng)的重量及體積具有重要意義??蓮V泛應(yīng)用于空間激光通信以及激光雷達(dá)等光學(xué)系統(tǒng)中。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成示意圖;
[0017]圖2為本發(fā)明的雙波段反射介質(zhì)膜的反射光譜曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例
[0020]如圖1所示,一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜,該高反射介質(zhì)膜包括玻璃基底以及附著于玻璃基底上的光學(xué)膜系,該光學(xué)膜系由二氧化鈦(T12)和二氧化硅(S12)交替疊加構(gòu)成,二氧化鈦(T12)形成二氧化鈦(T12)層,二氧化硅(S12)形成二氧化硅(S12)層;該高反射介質(zhì)膜的特征結(jié)構(gòu)為I (HLHr7 Si,其中,H表示二氧化鈦(T12)層,L表示二氧化硅(S12)層,S表示基底;N表示(HLH)的周期數(shù),7彡N彡100 ;每層二氧化鈦(T12)層的厚度均為118.9nm,每層二氧化硅(S12)層的厚度均為188.3nm ;二氧化鈦(T12)層的折射率均為2.271,二氧化硅(S12)層的折射率均為1.434 ;
[0021]玻璃基底為圓片形狀,直徑為30mm,厚度為3mm。
[0022]玻璃基底的材料選用石英玻璃。
[0023]一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜的制備方法,步驟為:
[0024]I)對(duì)玻璃基底用蒸餾水進(jìn)行清洗;
[0025]2)將二氧化鈦(T12)和二氧化硅(S12)鍍膜材料分別加注至電子束蒸發(fā)鍍膜設(shè)備中;
[0026]3)將玻璃基底放置于電子束蒸發(fā)鍍膜設(shè)備中,并設(shè)定好鍍膜設(shè)備的控制程序,控制程序包括蒸鍍時(shí)和電子槍的功率,其中二氧化硅的蒸鍍時(shí)間為25秒、二氧化鈦的蒸鍍時(shí)間為18秒,電子槍的功率均為15瓦,通過(guò)程序控制在基底上依次制備二氧化鈦(T12)層和二氧化硅(S12)層。
[0027]利用國(guó)產(chǎn)的鍍膜機(jī)鍍制,使用河南中光學(xué)公司生產(chǎn)的1100型鍍膜機(jī)進(jìn)行鍍制,鍍制過(guò)程中按設(shè)計(jì)的光學(xué)膜系結(jié)構(gòu)I (HLH)~N s在玻璃基底上依次交替鍍制薄膜材料1102和S12,周期數(shù)N為7,并采用光學(xué)極值法對(duì)所設(shè)計(jì)膜系的厚度進(jìn)行監(jiān)控,以保證TiCV薄膜層和SiCV薄膜層的厚度分別為118.9nm和188.3nm。
[0028]將上述得到的高反射介質(zhì)膜采用薄膜測(cè)量?jī)x進(jìn)行反射率測(cè)試,得到的反射率曲線如圖2所示,由圖2可知,該介質(zhì)膜在790nm?860nm波段及1500nm?1650nm波段的反射率均大于99.5%。
[0029]本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜,其特征在于:該高反射介質(zhì)膜包括基底以及附著于基底上的光學(xué)膜系,該光學(xué)膜系包括二氧化鈦層和二氧化硅層,其特征結(jié)構(gòu)為I (HLH)IS|,其中,H表示二氧化鈦層,L表示二氧化硅層,S表示基底;N表示(HLH)的周期數(shù),7彡N彡100 ;每層二氧化鈦層的厚度為118.9nm,每層二氧化硅層的厚度為188.3nm?
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜,其特征在于:二氧化鈦層的折射率均為2.271。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜,其特征在于:二氧化硅層的折射率均為1.434。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜,其特征在于:基底為玻璃基底或碳化硅。
5.一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜的制備方法,其特征在于步驟為: 1)對(duì)基底進(jìn)行清洗; 2)將鍍膜材料加注至鍍膜設(shè)備中; 3)將基底放置于鍍膜設(shè)備中,并設(shè)定好鍍膜設(shè)備的控制程序,通過(guò)程序控制在基底上依次制備二氧化鈦層和二氧化硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜的制備方法,其特征在于:鍍膜設(shè)備為電子束蒸發(fā)鍍膜設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜的制備方法,其特征在于:控制程序包括蒸鍍時(shí)和電子槍的功率,其中二氧化硅的蒸鍍時(shí)間為25秒、二氧化鈦的蒸鍍時(shí)間為18秒,電子槍的功率均為15瓦。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光雙波段高反射介質(zhì)膜及其制備方法,屬于光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域。該高反射介質(zhì)膜包括基底以及附著于基底上的光學(xué)膜系,該光學(xué)膜系由二氧化鈦和二氧化硅交替疊加構(gòu)成,特征結(jié)構(gòu)為|(HLH)^N S|。本發(fā)明的雙波段高反射介質(zhì)膜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,選用的TiO2薄膜和SiO2薄膜材料常見(jiàn),工藝容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的雙波段高反射膜具有對(duì)兩波段光高反射率的特點(diǎn),對(duì)790nm~860nm波段及1500nm~1650nm波段的反射率均大于99.5%。對(duì)其它波段光的反射率較低,具有一定的濾光作用。本發(fā)明的雙波段高反射膜具有對(duì)激光能量的吸收少、能量損失小,光學(xué)性能穩(wěn)定,膜層牢固可靠等特點(diǎn)。
【IPC分類】G02B1-00, G02B5-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104765084
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410419431
【發(fā)明人】劉向南, 李英飛, 張靚, 諶明, 盧滿宏, 于征
【申請(qǐng)人】北京遙測(cè)技術(shù)研究所, 航天長(zhǎng)征火箭技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年8月22日