基于4.0~4.8μm红外增透截止滤光片的研制

详细阐明了干涉滤光片中截止滤光片膜系的设计理论、设计步骤和相关重要公式,并从实际应用出发,阐述了4.0~4.8μm红外增透截止滤光片的设计过程。通过现代膜系设计软件优化提升了膜层性能,最终制备出了达到设计指标要求的滤光片。外增透截止滤光片在截止带1.6~3.5μm平均透过率≤3.5%,透射带4.0~4.8μm平均透过率≥90%,滤光片膜层能耐受从-190℃~60℃温度冲击,显示了设计的准确性和制备工艺的可行性。

Ge_xC_(1-x)薄膜在红外增透保护膜系设计和制备中的应用

用磁控反应溅射 (RS)法制备出 Gex C1 - x薄膜 ,它的折射率可在 1 .6～ 4.0之间变化 .设计出不同厚度的 Gex C1 - x均匀增透膜系和非均匀增透膜系 ,并在 Zn S基片上制备出 Gex C1 - x均匀增透膜系 .设计结果表明 ,均匀膜系能实现某一波段范围内增透 ,非均匀膜系能实现宽波段增透 ;当厚度增加时 ,均匀增透膜系的透过率曲线变得急剧振荡 ,非均匀膜系的透过率曲线变得更为平滑 ,且向长波段扩展 .实验结果表明 ,在 8～ 1 1 .5 μm波段 ,Zn S基片双面镀 Gex C1 - x均匀增透膜系后平均透过率为 90 .4% ,比未镀膜的 Zn S基片 (平均透过率为 73.9% )净增加 1 6 .5 % .

多波段红外增透与保护膜技术的研究

采用电子束真空镀膜和离子辅助沉积的方法，在口径φ150mm，厚度6mm．且具有较大曲率的多光谱ZnS导流罩上，镀制红外增透保护膜。所镀膜层在3～5μm平均透过率高于90％，在8～10μm平均透过率高于92％，并且能够承受恶劣的环境测试。

长波红外增透保护薄膜的进展

镀膜是保证红外窗口和头罩使用性能的关键技术。重点结合作者近几年的研究,介绍了类金刚石(DLC)、碳化锗(Ge_xC_(1-x))、磷化物(BP、GaP)、金刚石(Diamond)等几种薄膜材料及其膜系的光学性能。

新型红外增透膜和保护膜

介绍了类金刚石碳（ＤＬＣ）膜和碳化锗（Ｇｅ＿ｘＣ＿（１－ｘ））簿膜的沉积方法、特性和在红外光学镀膜中的应用进展。

类金刚石薄膜作为MgF_2红外增透和保护膜的研究

系统地研究了MgF2衬底上类金刚石薄膜的折射率和生长速率与淀积工艺之间的关系，在MgF2衬底上成功地设计并制备了红外增透和保护膜。理论与实验研究表明，类金刚石薄膜使MgF2的红外透过率提高3％以上是完全可能的，但起红外增透和保护双重作用的统一性问题仍有待进一步研究。

金刚石薄膜的红外增透性

以 CH_3COCH_3/H_2为工作气体,用 HFCVD 方法,制备出适用于红外光学的金刚石薄膜。用 SEM 观察到了所制备膜的表面晶形。讨论了金刚石薄膜的红外增透性。

金刚石红外增透保护膜

金刚石在红外区具有很好的透过率，可用作红外光学保护材料。另外，金刚石又具有优越的机械、热学、化学性能，可镀在其它红外材料上作为保护膜。用热丝化学气相沉积法在硅晶片上镀了一层金刚石膜，测量其红外透过率，在２．５～１５μｍ波长范围内透过率都有所增加，最高处透过率从５２％提高到６４．１％。

金刚石薄膜的红外增透性质

本文研究了用热解化学气相沉积方法在硅单晶衬底上制备的金刚石膜对硅衬底的红 外透过率的影响，发现有些金刚石薄膜具有明显的红外增透性质。

金刚石膜表面微结构红外增透性能研究

CVD金刚石是一种性能优异的红外光学窗口材料,但其在红外波段的理论透过率仅能实现约71%。通过表面亚波长结构设计可进一步增强CVD金刚石膜的光学透过性能。该研究首先通过理论模拟,建立了金刚石微结构特征与光学增透之间的定量关系。基于此为指导,探讨了在具有微结构硅片表面,采用MPCVD方法复制生长出具有微结构的金刚石自支撑光学级薄膜,用于提升金刚石膜在红外波段的透过率。采用扫描电镜(SEM)观察了原始硅片和金刚石表面及微结构形貌,通过拉曼散射光谱评估了金刚石的生长质量及形核层影响,采用红外光谱仪测试了金刚石红外透过率。结果显示,单面构筑微结构后,金刚石膜在8~12μm波段的透过率可从70%提升至76%,说明表面微结构能显著提升金刚石膜的光学透过性能。非金刚石形核层以及表面微结构的完整性不足可能是导致实验结果与理论模拟结果具有一定偏差的主要原因。

红外增透薄膜新进展述评

本文综述了红外增透薄膜研究的一些新进展,其中包括宽带增透薄膜的多种设计和制备方法及具有优异性能的增透膜新材料的研究。

金刚石红外增透保护膜的研制及特性拟合

论述了在硅基板上用热灯丝法制备金刚石红外增透保护膜的工艺，通过多灯丝法、预打磨处理以及加偏压等方法得到了特性优良的金刚石薄膜，并利用对金刚石薄膜─硅板体系红外透射率的曲线拟合，推知了一系列不易直接测量的特性参数，如折射率，吸收系数，薄膜厚度等。

金刚石薄膜的双波段红外光学性能研究

本文针对红外光学材料对宽波段透过的要求,采用HFCVD法在硅基体上制备了红外增透的金刚石薄膜。设计了高红外透过率的膜系结构,探讨了基体处理方式、单面、双面涂层工艺和厚度对红外透过率的影响,并给出了相关的光谱测试结果和金刚石薄膜的微观形貌、结构表征。结果表明:双面涂层金刚石薄膜工艺具有优异的双波段红外性能,在3.0～5.0μm波段的最大红外透过率达到80%,接近于理论值;在8.0～14.0μm波段的最大增透率达18%,最大红外透过率达65%,与天然金刚石的透过率接近。这对于红外光学系统的应用具有十分重要的意义。

ZnS衬底上GeC/GaP增透保护膜系的制备及红外光学性质

把GeC／GaP双层膜用作ZnS衬底的长波红外（8～11．5μm波段）增透保护膜系。采用射频磁控溅射法，以高纯Ar为工作气体、单晶GaP圆片为靶制备了GaP薄膜；用射频磁控反应溅射法在高纯Ar和CH4的混合气体中，以单晶Ge圆片为靶制备了GeC薄膜。分别用柯西（Cauchy）公式和乌尔巴赫（Urbach）公式表示折射率和吸收系数，对薄膜的红外透射率曲线进行最小二乘法拟合，得到了它们的厚度及折射率、吸收系数等光学常数。GaP膜的折射率与块体材料的相近，在波长10μm处约为2．9；GeC膜的折射率较小，在波长10μm处约为1．78。用所得到的薄膜折射率，通过计算机膜系自动设计软件在ZnS衬底上设计并制备出了GeC／GaP双层增透保护膜系，当GaP膜厚较大时，由于吸收增大膜系增透效果较差；当GaP膜厚较小时，膜系有较好的增透效果。

面向激光防护应用的金刚石/V_2O_5膜系设计与制备

针对目前激光对红外光电传感器的威胁,为满足红外传感器在可见光与3～5μm波段高透射,低于3μm波段高反射的使用要求,采用光学金刚石作为红外窗口材料,采用具有热致相变特性的V2O5薄膜作为激光防护涂层,采用Zn S和Yb F3作为高低折射率材料,依据膜系设计理论设计具有抗激光致盲能力的红外增透膜并采用TFCalc优化膜系。采用离子辅助法制备增透膜,采用磁控溅射法在实验制备增透膜上制备V2O5涂层。采用扫描探针显微镜对光学薄膜的表面三维形貌及粗糙度进行测试分析,对薄膜进行红外光谱测试分析,结果满足使用设计要求。

射频反应溅射Ge_xC_（1－x）薄膜的特性

射频反应溅射Ｇｅ_ｘＣ_（１－ｘ）薄膜的特性刘正堂，朱景芝，许念坎，郑修麟（西北工业大学材料科学与工程系，西安，７１００７２）［摘要］通过在Ａｒ＋ＣＨ４气体中的射频反应溅射法制备出ＧｅｘＣ（１－ｘ）薄膜。利用俄歇电子能谱、Ｘ射线衍射、光度计及硬度测定等...

非平衡磁控溅射DLC薄膜应力研究

类金刚石(DLC) 薄膜可用作红外增透保护膜,高的薄膜残余应力造成薄膜附着力下降是目前应用中存在的主要问题之一.本文从DLC薄膜作为红外增透保护膜的需求出发,采用非平衡磁控溅射技术生长DLC薄膜.实测了薄膜的残余应力,分析研究了薄膜残余应力在不同工艺条件下的变化情况.探讨了薄膜残余应力与薄膜厚度、光学透过率、离子能量、沉积速率以及能流密度之间的关系.研究结果表明,薄膜残余应力平衡值在0.9～2.2GPa之间,相应的单面镀膜样片的透过率在4μm波长处为69% ～ 63%,随工艺的不同而变化.工艺优化后薄膜残余应力显著下降.硅基底上薄膜与基底剥离的力的临界值大于2160GPa·nm,最大薄膜厚度≥ 2400nm;锗基底上最大薄膜厚度≥ 2000nm,可以满足整个红外波段的需求.

基于ICCD的脉冲激光照明成像技术

Iccd的脉冲激光照明成像,为主动成像法,在特殊的环境下具有被动光电探测所无法替代的优势。利用低占空比的脉冲激光照射目标,由高速选通增强型ICCD相机进行距离选通,克服后向散射,接收激光回波成像,再利用图像增强技术,将能较大的提高光电探测的作用距离。

制膜技术与装置

O484.1 2001064085金刚石近红外增透滤光保护窗口的制备及应用=A diamond near infrared antireflective filter window and its application[刊,中]/应萱同,沈元华,徐新民(复旦大学物理系三束材料改性国家重点实验室.

光学薄膜材料及器件

O484.4 97053304类金刚石薄膜作为MgE2红外增透和保护膜的研究=Study of diamond—like carbon films as antireflectionand protection coatings of MgF2 substrates[刊,中]/张贵锋,刘正堂,郑修麟（西北工业大学材料科学与工程系.陕西,西安（710072））//光电子技术.—1996,16（2）.—113—118系统地研究了MgF2衬底上类金刚石薄膜的折射率和生长速率与淀积工艺之间的关系,在MgF2衬底上成功地设计并制备了红外增透和保护膜。理论与实验研究表明,类金刚石薄膜使MgF2的红外透过率提高3%以上是完全可能的,但是红外增透和保护双重作用的统一性问题仍有待进一步研究。图6表1参5（严寒）