CN106291780A - 一种宽波段广角度红外分束镜 - Google Patents

Abstract

一种宽波段广角度红外分束镜，其特征在于其结构为单晶硅材料基底（1）及光学膜系Ⅰ（2）和光学膜系Ⅱ（3）三部分。光学膜系沉积在基底的两侧，要求基底玻璃材料为单晶硅。光学膜系的组合材料为：锗和一氧化硅。图1为宽波段广角度红外分束镜的结构示意图。光学膜系（2）为中红外分光膜，光学膜系（3）为相应波段的减反膜。

Description

一种宽波段广角度红外分束镜

技术领域

本发明属于光学薄膜制造技术，涉及一种硅基底表面的宽波段广角度红外分束镜。

背景技术

近年来随着红外技术的飞速发展,红外技术的应用范围也越来越广泛,如:航天、航空、探测、遥感等军用和民用领域。红外3-5um和8-12um是两个重要的大气窗口，此波段的光学系统成像质量也成为研究的热点。

随着现代光学测试技术的发展，灰度级在红外图像灰度变换系统中的精度要求不断增加，对元器件的技术要求相应提高。灰度级层次蕴含了图像细节的重要信息，通过提高图像灰度级使图像的细节更丰富，图像更清晰。在光学系统中通过添加不同分光比的分束镜来形成不同的灰度级是一种有效的手段。分束镜作为光学系统重要的光学元件，采用薄膜技术可获得分束镜不同的光学性能，对提高整个系统的成像质量具有特别重要的意义。

发明内容

本发明的目的是：提供一种单晶硅基底涉及一种硅基底表面膜层牢固的中红外分光膜系。

本结构由基底硅材料和镀制在基底两侧的不同的光学膜系所组成。基底材料由单晶Si构成，光学膜系Ⅰ为中红外分光膜，其作用是当光线入射时，将光束按一定的比例透过和反射。光学膜系Ⅱ为相应波长的红外减反射膜，其作用是消除界面的反射光，从而有效减少二次反射光。这两种膜系均镀制在硅基底的两侧。

本发明的技术方案是：该膜系为G | LHLHLHLHL | A，其中G表示硅基底，A表示入射介质（空气），H表示Ge，L表示SiO。与硅基底相邻的膜层为第一层，膜层的物理厚度依次为：105.3nm，156.8nm，379.2nm，81.0nm，659.5nm，211.8nm，620.4nm，296.9nm，376.0nm。

有益效果：

（1）在宽波段内分光效果都较好，双面镀制后其在3-5um波段透过率与反射率比值为16:84，容差不超过。

（2）此分束镜在入射角为0-60°范围内分光差异很小。

（3）膜层牢固，符合国标GB/T26332要求。

附图说明

图1 中红外分束镜的结构示意图；

图2 中红外分束镜的光路示意图；

图3 为光学膜系Ⅰ（2）的光谱曲线图；

图4 为光学膜系Ⅱ（3）的光谱曲线图；

图5 为测试曲线图。

具体实施方式

本发明的实施以图1为例：基底材料选用单晶硅片，外形尺寸：直径25mm，厚度为0.5mm。

对光学膜系Ⅰ（2）的具体要求如下：

a） 工作波段为3-5μm；

b） 波段范围内透过率T=16%，偏差为正负2%；

c） 波段范围内反射率R=84%，偏差为正负2%；

d） 角度范围：0-60°。

对光学膜系Ⅱ（3）的具体要求如下：

对于b)中要求的波长透过率尽可能的高，同时满足a）和d）的要求指标。

分束镜可达到如下效果：

a) 波段为3-5μm；

b) 满足的角度范围：0-60°；

c) 对于a）和b）中要求的波长透过率T=16%，偏差在1%以内；

d) 对于a）和b）中要求的波长反射率R=84%，偏差在1%以内：。

设计的光谱曲线和实际制备的光谱曲线如图5所示，满足使用要求。

Claims (3)

1.一种宽波段广角度红外分束镜，其特征在于其结构为单晶硅材料基底（1）及光学膜系Ⅰ（2）和光学膜系Ⅱ（3）三部分，光学膜系沉积在基底的两侧。

2.如权利1所述的宽波段广角度红外分束镜，其特征在于基底材料（1）为单晶硅。

3.如权利1所述的宽波段广角度红外分束镜，光学膜系Ⅰ（2）和光学膜系Ⅱ（3）的组合材料为：锗和一氧化硅。