CN102590917A - 3.65微米至5微米宽带红外滤光片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片及其制作方法，其特征是：采用尺寸为Φ18×1.0mm的单晶锗Ge作基板1，其表面光圈N≤5，局部光圈ΔN≤0.5，平行度θ≤1’，表面光洁度优于60/40；镀膜材料选择一氧化硅SiO和单晶锗Ge，在基板两个表面上分别沉积多层干涉薄膜；第一面膜系干涉薄膜2设计采用：Sub|1.33(.5HL.5H)⁵3.39(.5LH.5L)⁵|Air；第二面膜系干涉薄膜3设计采用：Sub|0.92(.5HL.5H)³ 1.1(.5HL.5H)⁴|Air；本发明提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片，双侧陡度＜3％即从透过率的5％到80％的过渡区域小于200nm，高透区域透过率≥90％、截止区域内截止深度≤0.1％，在热像仪波段3.7～4.9μm范围内透过率高达92％以上，获得优异的信噪比，满足高性能热像仪的灵敏度和精度要求。

Description

3.65微米至5微米宽带红外滤光片及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种红外滤光片生产技术，特别是一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片及其制作方法

背景技术

自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像是不同的，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说红外热图像是将人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，称为红外热像仪。红外热像仪广泛应用于安防、消防、电力、建筑等行业领域拥有巨大的发展空间和广阔的未来市场空间。

但是现有技术提供的3.65微米至5微米宽带红外滤光片，其信噪比低，精度差，不能满足市场发展的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种两侧透过率50％波长点分别在3.65μm和5μm，峰值透过率高，能极大的提高信噪比的3.65微米至5微米宽带红外滤光片及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片，其特征是：

(1)采用尺寸为Φ18×1.0mm的单晶锗Ge作基板，其表面光圈N≤5，局部光圈ΔN≤0.5，平行度θ≤1’，表面光洁度优于60/40；

(2)镀膜材料选择一氧化硅SiO和单晶锗Ge，在基板两个表面上分别沉积多层干涉薄膜；

(3)第一面膜系干涉薄膜设计采用：Sub|1.33(.5HL.5H)⁵  3.39(.5LH.5L)⁵|Air

第二面膜系干涉薄膜设计采用：Sub|0.92(.5HL.5H)³  1.1(.5HL.5H)⁴|Air

膜系中符合含义分别为：Sub为基板、Air为空气、H为λc/4单晶锗膜层、L为λc/4一氧化硅膜层、λc＝2μm、结构中数字为膜层的厚度系数、结构中的指数是膜堆镀膜的周期数。

本发明提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片的制作方法，其特征是以单晶锗Ge为基板，一氧化硅SiO和单晶锗Ge为镀膜材料，采用真空物理气相沉积的方法真空镀膜，并采用蒸发工艺条件为真空度≤10^-3Pa的真空环境下进行300℃以下的加热烘烤，采用物理气相沉积方式加以离子源辅助镀膜；单晶锗材料采用电子枪蒸发、硫化锌材料采用阻蒸热蒸发，蒸发速率均控制在1nm/S以内。

本发明提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片的制作方法，其特征是在基板一面采用长通叠加短通膜系结构、另一面采用标准干涉截止膜系的结构进行设计，采用反射式间接光控进行宽带膜系和干涉截止膜系进行镀膜控制。

本发明提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片，具备优异的信噪比可以很好的抑制背景干扰。该滤光片主要是用于红外热像仪的核心部件之一，适用于批量生产。产品光学性能和物理强度能很好的满足实际使用要求，广泛应用于高性能红外热像仪。

本发明提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片，到达优秀的技术指标，双侧陡度＜3％即从透过率的5％到80％的过渡区域小于200nm，高透区域透过率≥90％、截止区域内截止深度≤0.1％，因而可获得优异的信噪比，从而可以满足高性能热像仪的灵敏度和精度要求。并且工艺稳定成熟，已形成批量生产，性能优异，能满足高端的高精度热像仪的性能要求。在热像仪波段3.7～4.9μm范围内透过率高达92％以上。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是滤光片最终性能实测曲线图。

其中：基板1、第一面膜系干涉薄膜2、第二面膜系干涉薄膜3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片，

(1)采用尺寸为Φ18×1.0mm的单晶锗Ge作基板1，其表面光圈N≤5，局部光圈ΔN≤0.5，平行度θ≤1’，表面光洁度优于60/40；

(2)镀膜材料选择一氧化硅SiO和单晶锗Ge，在基板两个表面上分别沉积多层干涉薄膜；

(3)第一面膜系干涉薄膜2设计采用：Sub|1.33(.5HL.5H)5  3.39(.5LH.5L)5|Air

第二面膜系干涉薄膜3设计采用：Sub|0.92(.5HL.5H)³  1.1(.5HL.5H)⁴|Air

膜系中符合含义分别为：Sub为基板、Air为空气、H为λc/4单晶锗膜层、L为λc/4一氧化硅膜层、λc＝2μm、结构中数字为膜层的厚度系数、结构中的指数是膜堆镀膜的周期数。

本实施例提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片的制作方法，以单晶锗Ge为基板1，一氧化硅SiO和单晶锗Ge为镀膜材料，采用真空物理气相沉积的方法真空镀膜，并采用蒸发工艺条件为真空度≤10^-3Pa的真空环境下进行300℃以下的加热烘烤，采用物理气相沉积方式加以离子源辅助镀膜；单晶锗材料采用电子枪蒸发、硫化锌材料采用阻蒸热蒸发，蒸发速率均控制在1nm/S以内。

本实施例提供的一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片的制作方法，在基板1一面采用长通叠加短通膜系结构、另一面采用标准干涉截止膜系的结构进行设计，采用反射式间接光控进行宽带膜系和干涉截止膜系进行镀膜控制。该方式对大量非规则膜层的结构可以到达较高的控制精度。

本实施例得到的3.65微米至5微米宽带红外滤光片，具备优异的信噪比可以很好的抑制背景干扰。该滤光片主要是用于红外热像仪的核心部件之一，适用于批量生产。产品光学性能和物理强度能很好的满足实际使用要求，广泛应用于高性能红外热像仪。

本实施例得到的3.65微米至5微米宽带红外滤光片，采用日本分光FT/IR-460pius型傅立叶变换光谱仪测试，本滤光片最终性能如图2所示，实测曲线：

1.λ50％：3.65μm、5μm

2.3.7～4.9μm平均透过率Tavg＝93％

除通带外0.4～7.0μm Tavg≤0.1％。

Claims (3)

1.一种3.65微米至5微米宽带红外滤光片，其特征是：

(1)采用尺寸为Φ18×1.0mm的单晶锗Ge作基板，其表面光圈N≤5，局部光圈ΔN≤0.5，平行度θ≤1’，表面光洁度优于60/40；

(2)镀膜材料选择一氧化硅SiO和单晶锗Ge，在基板两个表面上分别沉积多层干涉薄膜；

(3)第一面膜系干涉薄膜设计采用：Sub|1.33(.5HL.5H)⁵  3.39(.5LH.5L)⁵|Air

第二面膜系干涉薄膜设计采用：Sub|0.92(.5HL.5H)³  1.1(.5HL.5H)⁴|Air

膜系中符合含义分别为：Sub为基板、Air为空气、H为λc/4单晶锗膜层、L为λc/4一氧化硅膜层、λc＝2μm、结构中数字为膜层的厚度系数、结构中的指数是膜堆镀膜的周期数。

2.一种如权利要求1所述的3.65微米至5微米宽带红外滤光片的制作方法，其特征是以单晶锗Ge为基板，一氧化硅SiO和单晶锗Ge为镀膜材料，采用真空物理气相沉积的方法真空镀膜，并采用蒸发工艺条件为真空度≤10^-3Pa的真空环境下进行300℃以下的加热烘烤，采用物理气相沉积方式加以离子源辅助镀膜；单晶锗材料采用电子枪蒸发、硫化锌材料采用阻蒸热蒸发，蒸发速率均控制在1nm/S以内。

3.根据权利要求2所述的3.65微米至5微米宽带红外滤光片的制作方法，其特征是在基板一面采用长通叠加短通膜系结构、另一面采用标准干涉截止膜系的结构进行设计，采用反射式间接光控进行宽带膜系和干涉截止膜系进行镀膜控制。

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