CN111123421A - 微孔光学元件超薄低透过率反光膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微孔光学元件技术领域，提供一种微孔光学元件超薄低透过率反光膜，包括在微孔光学元件基底上依次形成的有机反射膜和金属反射膜，支撑所述金属反射膜。有机反射膜为紫外反射膜，金属反射膜为可见光反射膜。金属反射膜实现250nm～800nm波段的高反射，有机反射膜实现对100nm～250nm波段具有高反射率，使得超薄低透过率反光膜在100nm～800nm波段内平均透过率≤10‑5。有机材料制成的有机膜，对金属膜起到结构支撑作用，作为连接膜，膜层具有超致密特性，能够提供连续的镀膜基底，使铝膜能够连续生长成膜，有效的阻挡非探测波段的光信号，同时两层膜对X射线光学特性无影响，提高探测系统的分辨率。

Description

微孔光学元件超薄低透过率反光膜
技术领域
本发明涉及微孔光学元件技术领域，具体而言涉及一种微孔光学元件(MPO)超薄低透过率反光膜，适用于MPO进行空间X射线探测(≤1kev)时阻挡存在的其他波段的干扰，适用波段范围较宽(100nm～800nm)。
背景技术
X射线是天文学研究的重要波段之一。自X射线天文诞生初期，就开始了X射线的大视场监测。目前在轨运行的大视场设备有X射线波段的Swift/BAT和MAXI，以及伽马射线波段的Fermi。它们对认识伽玛暴、活动星系核和银河系内暂现源(例如恒星色球活动、激变变星、中子星、恒星级黑洞等)的物理过程起到了至关重要的作用。
微孔光学元件(MPO，Micro Pore Optics)是基于龙虾眼仿生学所开发的X射线聚焦光学元件，由Angel于1979年提出。MPO由玻璃制成，在玻璃薄片上使用微加工方式刻蚀了上百万的小孔，每个孔的孔壁都只有纳米量级(RMS)的光洁度，能够反射X射线光子。MPO的正交结构构型没有特定的光轴，理论上可以覆盖全部4π视场，是用于高灵敏度宽视场监视器的理想光学器件，这也是其他X射线光学器件无法做到的。
发明内容
本发明的第一方面提出微孔光学元件超薄低透过率反光膜，在微孔光学元件基底上依次形成的有机反射膜和金属反射膜，有机反射膜支撑所述金属反射膜。
优选地，所述有机反光膜对100nm～250nm波段透过率低于5％，膜厚均匀性≤10nm。
优选地，所述有机反光膜包括以下以质量百分比的组分构成：聚甲基丙烯酸异丁酯60％-70％，B72树脂5％-8％，乙酸乙酯10％-15％，正丁醇3％-5％，增塑剂1％-2％。
优选地，所述金属反射膜的材质为铝、银、铜中的一种。
优选地，所述金属反射膜中金属材质的纯度高于99.99％，膜厚均匀性≤10nm。
优选地，所述金属反射膜实现250nm～800nm波段的高反射，有机反射膜实现对100nm～250nm波段具有高反射率，所述金属反射膜与有机反射膜的叠加覆盖，使得微孔光学元件超薄低透过率反光膜在100nm～800nm波段内平均透过率≤10-5。
优选地，所述有机反射膜为紫外反射膜，金属反射膜为可见光反射膜。
由以上本发明的技术方案，本发明提出的微孔光学元件(MPO)超薄低透过率反光膜，由两部分组成，金属膜实现250nm～800nm波段的高反射，有机膜实现对100nm～250nm波段具有高反射率，弥补金属膜在100nm～250nm反射率低的缺点，从而实现100nm～800nm波段内平均透过率≤10-5。
因MPO微孔结构导致金属反光膜不能直接全覆盖地镀制在MPO输入面，由有机材料制成的有机膜，对金属膜起到结构支撑作用，作为连接膜，膜层具有超致密特性，能够提供连续的镀膜基底，使铝膜能够连续生长成膜，有效的阻挡非探测波段的光信号，同时两层膜对X射线光学特性无影响，提高探测系统的分辨率。
附图说明
图1为本发明实施例中微孔光学元件超薄低透过率反光膜的示意图；
图2为80nm有机膜+80nm铝膜透过率测试结果；
图3为100nm有机膜+80nm铝膜透过率测试结果；
图4为本发明实施例中有机膜制作过程示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
微孔光学元件(MPO)在空间X射线探测系统的应用中，因MPO与X射线CMOS器件近贴放置，在空间X射线探测过程中，需要在MPO输入面镀制一层高反射率膜层，用以防止紫外-可见光波段的光子在CMOS上产生噪声信号，同时要求所镀制膜层能够尽可能的薄，实现X射线的高透过率。为此本发明提出一种微孔光学元件超薄低透过率反光膜，旨在实现X射线的高透过率并且有效的阻挡非探测波段的光信号。
结合图1所示的示例性实施例的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，包括在微孔光学元件基底101上依次形成的有机反射膜102和金属反射膜103，有机反射膜102构成连接膜，支撑金属反射膜103。
其中，有机反射膜102为紫外反射膜，金属反射膜103为可见光反射膜。
优选地，有机反光膜102对100nm～250nm波段透过率低于5％，膜厚均匀性≤10nm。
优选地，有机反光膜102包括以下以质量百分比的组分构成：聚甲基丙烯酸异丁酯60％-70％，B72树脂5％-8％，乙酸乙酯10％-15％，正丁醇3％-5％，增塑剂1％-2％.
优选地，金属反射膜103的材质为铝、银、铜中的一种。
优选地，金属反射膜103中金属材质的纯度高于99.99％，膜厚均匀性≤10nm。
优选地，金属反射膜103实现250nm～800nm波段的高反射，有机反射膜实现对100nm～250nm波段具有高反射率，金属反射膜与有机反射膜的叠加覆盖，利用有机反射膜对100nm～250nm波段具有高反射率，弥补金属发射膜在100nm～250nm反射率低的缺陷，使得微孔光学元件超薄低透过率反光膜在100nm～800nm波段内平均透过率≤10-5。
优选地，有机反光膜102的膜层具有超致密特性，能够防止因有机膜结构缺陷造成金属膜的不连续，降低膜层反光性能。优选地，有机紫外反光膜102厚度80nm、100nm，既能阻挡紫外光，又能保证X射线穿过膜层。
同时，本发明制的的超薄低透过率反光膜对红外波段的反射，能够抑制系统吸热升温后的热噪声，在X射线探测系统应用时能够使探测系统具有稳定的热性能。
下面以铝质金属可见光反光膜和聚甲基丙烯酸异丁酯有机紫外反射膜为例进行说明。
超薄低透过率反光膜包括铝制可见光反射膜和有机紫外反光膜。铝制可见光反射膜起到可见光反射作用；有机紫外反光膜10起到紫外反射作用。
铝制可见光反射膜保证高纯度，纯度为99.99％，采用本实施例中的铝制可见光反射膜可有效地对可见光进行阻挡，波长范围在250nm～800nm，透过率≤10-5。
铝制可见光反射膜的厚度优选为80nm-100nm，既能阻挡可见光，又能保证X射线穿过膜层。
有机紫外反光膜保证致密性好，采用本实施例中的有机紫外反射膜可有效地对紫外进行阻挡，波长范围在100nm～250nm，透过率≤10-5。
有机紫外反光膜厚度优选未80nm-100nm，既能阻挡紫外光，又能保证X射线穿过膜层。
参见图4示例性地表示了制备本发明的超薄低透过率反光膜的设备和过程。
本实施例中，按前述的质量比例配置有机溶液，在饱和蒸汽氛围下，将有机溶液(1滴)滴入放置MPO的去离子水中成膜，待薄膜稳定后通过升降夹具，将成膜后的有机膜覆盖在MPO上。阴干后取出。将带有机膜的MPO放置在烘箱中烘干，观察表面致密性、完整性。
将高纯度铝丝(纯度99.99％)投入10％浓度的NaOH溶液中30分钟，去掉其表面的氧化铝，将铝丝缠绕在V型钨丝上并放置在蒸发源中。
然后将带有机膜的MPO放入蒸镀设备的腔体中进行镀铝。其中，首先将循环水调到12℃，封闭真空腔后抽真空，待真空度为8*10-4Pa,开始蒸镀。蒸镀铝初期，控制电流使蒸镀的速率缓慢，待铝膜厚度超过10nm后，慢慢提高电流，加快其蒸镀速率，完成整个蒸镀过程。其中蒸镀过程中，铝的平均速率控制在
Figure BDA0002378875730000051
本发明实施例通过铝和有机材料两种材料分别制成金属反光膜和有机反光膜，该膜层可阻挡紫外-可见光，但不阻挡X射线，允许透过X射线，所制备的不同工艺参数透过率测试情况如图2、图3所示，从测试结构可见，100nm有机膜+100nm铝膜的透过率更低，性能更佳。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，包括在微孔光学元件基底上依次形成的有机反射膜和金属反射膜，有机反射膜构成连接膜，支撑所述金属反射膜。
2.根据权利要求1所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述有机反光膜对100nm～250nm波段透过率低于5％，膜厚均匀性≤10nm。
3.根据权利要求2所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述有机反光膜包括以下以质量百分比的组分构成：聚甲基丙烯酸异丁酯60％-70％，B72树脂5％-8％，乙酸乙酯10％-15％，正丁醇3％-5％，增塑剂1％-2％。
4.根据权利要求1所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述金属反射膜的材质为铝、银、铜中的一种。
5.根据权利要求4所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述金属反射膜中金属材质的纯度高于99.99％，膜厚均匀性≤10nm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述金属反射膜实现250nm～800nm波段的高反射，有机反射膜实现对100nm～250nm波段具有高反射率，所述金属反射膜与有机反射膜的叠加覆盖，使得微孔光学元件超薄低透过率反光膜在100nm～800nm波段内平均透过率≤10-5。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述有机反射膜为紫外反射膜，金属反射膜为可见光反射膜。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的微孔光学元件超薄低透过率反光膜，其特征在于，所述有机反射膜和金属反射膜的厚度均在80nm-100nm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116024535A (zh) * 2023-03-28 2023-04-28 苏州浪潮智能科技有限公司 一种辐射薄膜制备的方法、设备、辐射薄膜和光器件

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01219180A (ja) * 1988-02-27 1989-09-01 Anritsu Corp 黒体皮膜を有する基材および黒体皮膜形成方法
WO2002018981A1 (fr) * 2000-08-29 2002-03-07 Japan Science And Technology Corporation Procede de formation de film optique mince
WO2004079409A1 (ja) * 2003-03-03 2004-09-16 Tadahiro Ohmi 可視光反射部材
JP2004300172A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Dainippon Printing Co Ltd コーティング組成物、その塗膜、反射防止膜、反射防止フィルム、及び、画像表示装置
CN102089598A (zh) * 2008-05-14 2011-06-08 3M创新有限公司 太阳能聚光反射镜
CN104900292A (zh) * 2014-12-20 2015-09-09 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 一种基于半导体工艺的平面型龙虾眼聚焦镜头的制备方法
CN105093257A (zh) * 2015-07-28 2015-11-25 华中科技大学 一种龙虾眼空间x射线探测器
JP2018025718A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 コニカミノルタ株式会社 光反射フィルム、光反射フィルムの製造方法、及び液晶表示装置用バックライトユニット
WO2018043516A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 富士フイルム株式会社 反射防止膜、光学素子および光学系
CN107797334A (zh) * 2016-09-02 2018-03-13 柯尼卡美能达株式会社 光反射膜及液晶显示装置用背光单元
CN109988467A (zh) * 2019-03-29 2019-07-09 杭州瑞酷新材料有限公司 一种辐射降温涂料及其制备方法和应用

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01219180A (ja) * 1988-02-27 1989-09-01 Anritsu Corp 黒体皮膜を有する基材および黒体皮膜形成方法
WO2002018981A1 (fr) * 2000-08-29 2002-03-07 Japan Science And Technology Corporation Procede de formation de film optique mince
WO2004079409A1 (ja) * 2003-03-03 2004-09-16 Tadahiro Ohmi 可視光反射部材
JP2004300172A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Dainippon Printing Co Ltd コーティング組成物、その塗膜、反射防止膜、反射防止フィルム、及び、画像表示装置
CN102089598A (zh) * 2008-05-14 2011-06-08 3M创新有限公司 太阳能聚光反射镜
CN104900292A (zh) * 2014-12-20 2015-09-09 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 一种基于半导体工艺的平面型龙虾眼聚焦镜头的制备方法
CN105093257A (zh) * 2015-07-28 2015-11-25 华中科技大学 一种龙虾眼空间x射线探测器
JP2018025718A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 コニカミノルタ株式会社 光反射フィルム、光反射フィルムの製造方法、及び液晶表示装置用バックライトユニット
WO2018043516A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 富士フイルム株式会社 反射防止膜、光学素子および光学系
CN107797334A (zh) * 2016-09-02 2018-03-13 柯尼卡美能达株式会社 光反射膜及液晶显示装置用背光单元
CN109988467A (zh) * 2019-03-29 2019-07-09 杭州瑞酷新材料有限公司 一种辐射降温涂料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ASLANYAN, V.: "lobster eye space-based X-ray optics", 《REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 》 *
TICHY, VLADIMIR: "Tests of lobster eye optics for small space X-ray telescope", 《NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT 》 *
付跃刚: "仿生龙虾眼光学系统的发展及其在红外波段的应用", 《红外技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116024535A (zh) * 2023-03-28 2023-04-28 苏州浪潮智能科技有限公司 一种辐射薄膜制备的方法、设备、辐射薄膜和光器件

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