CN111175874B - 一种中红外双波段带通滤光片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中红外双波段带通滤光片及其制备方法，一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；该滤光片的膜系结构为：8^(LH)9^(HL)|Si|(LH)^9(HL)^3H；其中，Sub为基底，L为SiO膜层，H为Ge膜层。一种中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：在基底上单面镀制带通滤光膜；在基底另一面镀制负滤光膜。本发明主要针对3μm～5μm中红外波段提供一种3.7－4.1μm以及4.55－4.8μm双波段带通滤波同时抑制4.26μm附近干扰能量的介质薄膜涂层，其本身具有高透射率、双波段带通、可靠性好，环境适应性强的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种带通滤光片及其制备方法，尤其涉及一种中红外双波段带通滤光片及其制备方法。
背景技术
中红外光学系统主要应用于3～5μm波段,可以进行夜视、导航、探测等各种应用。如被动式红外热成像仪就是利用目标和背景自身发射的红外辐射而实施对目标和场景的热分布成像，是夜间视觉不可或缺的一双“眼睛”。它不依赖于外来光源照射，具有隐蔽性好，不易被电磁干扰等特点，因而被广泛应用于车载、温度探测和空间遥感。
多数红外整机系统由红外光学镜头和红外探测器组成，为使探测器能够通过光学镜头实现对辐射源的探测,光学镜头必须通过防护性物方窗口、透镜、反射镜、光阑、滤光片、扫描系统等完成光学信号的时间和空间滤波，从而以给定比例和质量实现物方空间目标和背景的分离。为保证目标最大辐射通量传送到探测器,必须保证通过光学镜头的辐射能量损失达到最小。
为在特定波段实现以上目标,光学镜头中各种折射和反射元件需保证对工作波段的辐射能量具有尽可能低的吸收率、散射率,同时具有尽可能高的透过率和反射率,并且根据需要应能够实现一定的选择光谱能力和角度不敏感性。在光学设计过程中材料选择和元件光学参数设计合理的同时,光学薄膜的各种性能是关键参数之一。另一方面，系统中的成像清晰度是最重要的技术指标，为了提高系统信噪比，减少光学表面散射光对信号的干扰，同时增强透射热辐射能量，也需要在光学系统应用红外光学薄膜技术。
为了提高红外探测的信噪比，常常使用红外带通滤光膜，以提高红外探测器件识别目标的能力。在一些特殊的红外探测器设计中，为了简化整机光学系统结构、减轻整机载荷，需要用到一种特殊的滤光片，多通道带通滤光片就是其中一种。多通道带通滤光片是具有两个或两个以上的通带，与较宽的截止带组合，形成同时可传输多个信号的滤光器件。相比于一般的单带通滤光片，多通道滤光片可以传输更多的信息量。
值得注意的是，通常的滤光薄膜是针对特定单一中心波长入射光的情况，而目前单波段的带通滤光膜无法抑制4.2um附近的干扰能量，而且双波段带通滤光膜相对于其它种类的薄膜存在着设计、材料选择、定位控制、均匀性和透过率提升以及制备工艺方面的多个技术难点，尤其通带透过率难以提升已经制约了红外系统性能的有效提升。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种中红外双波段带通滤光片及其制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；带通滤光膜的膜系结构为Sub/(LH)^9(HL)^8/Air；负滤光膜的膜系结构为Sub/(LH)^9(HL)^3H/Air；
其中，Sub为基底，L为SiO膜层，H为Ge膜层；
带通滤光膜中，与基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1层、第34层的几何厚度值为：第1层195.375nm、第34层469.8755nm。
进一步地，滤光片基底为Si基底。
进一步地，带通滤光膜中，第2～33层的几何厚度值为：第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm。
进一步地，负滤光膜中，与基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
一种中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
(1)在基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁基底，并用离子源轰击2min～6min；
b.将基底放入真空室内，抽真空至9×10-3Pa～2×10-4Pa，加热基底至50℃～170℃，保温10min～60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用SiO膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用Ge膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(3)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，并用离子源轰击2min～6min；
b.将基底放入真空室内，抽真空至9×10-3Pa～2×10-4Pa，加热基底至50℃～170℃，保温10min～60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用SiO膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用Ge膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
本发明形成的薄膜产品针对3μm～5μm工作波长，具备膜层均匀性好(制备基片直径φ25mm，波长公差±0.2μm)、双波段高峰值透过率(3.7－4.1μm以及4.55－4.8μm平均大于85％)、高带外抑制比(小于1％)、低抑制带(4.2μm平均小于2％)、中心波长稳定性好(无漂移)、膜层损耗及应力小、牢固度高等优点。
本发明主要针对3μm～5μm中红外波段提供一种3.7－4.1μm以及4.55－4.8μm双波段带通滤波同时抑制4.26μm附近干扰能量的介质薄膜涂层，其本身具有高透射率、双波段带通、可靠性好，环境适应性强的特性，可以在热像仪、分析仪器及各类先进的红外系统中得到广泛应用，可用于3μm～5μm中红外波段工作波长各类红外热像仪，探测系统、感温仪、车辅装置、生化分析、光谱测量、安防检查以及其它光学系统。
附图说明
图1为本发明的测试光谱曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示的一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；带通滤光膜的膜系结构为Sub/(LH)^9(HL)^8/Air；负滤光膜的膜系结构为Sub/(LH)^9(HL)^3H/Air；
其中，Sub为基底，L为SiO膜层，H为Ge膜层。
滤光片基底为Si基底。
带通滤光膜中，与基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1～34层的几何厚度值为；第1层195.375nm，第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm，第34层469.8755nm。
负滤光膜中，与基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
一种中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
(1)在基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁基底，并用离子源轰击2min～6min；
b.将基底放入真空室内，抽真空至9×10-3Pa～2×10-4Pa，加热基底至50℃～170℃，保温10min～60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用SiO膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用Ge膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(4)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，并用离子源轰击2min～6min；
b.将基底放入真空室内，抽真空至9×10-3Pa～2×10-4Pa，加热基底至50℃～170℃，保温10min～60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用SiO膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用Ge膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；该滤光片的膜系结构为：
8^(LH)9^(HL)|Si|(LH)^9(HL)^3H
其中，8^(LH)9^(HL)为正面的带通滤光膜系，(LH)^9(HL)^3H为背面的负滤光膜系，L为SiO膜层，H为Ge膜层。
带通滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1～34层的几何厚度值为；第1层195.375nm，第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm，第34层469.8755nm。
负滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
该中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
(1)在Si基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁Si基底，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击2min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至9×10-3Pa，加热基底至50℃，保温10min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa，离子轰击电压100V负高压，离击时间为8min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa，离子轰击电压100V负高压，离击时间为8min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(2)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击2min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至9×10-3Pa，加热基底至50℃，保温10min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa，离子轰击电压100V负高压，离击时间为8min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa，离子轰击电压100V负高压，离击时间为8min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
实施例二：
一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；该滤光片的膜系结构为：
8^(LH)9^(HL)|Si|(LH)^9(HL)^3H
其中，8^(LH)9^(HL)为正面的带通滤光膜系，(LH)^9(HL)^3H为背面的负滤光膜系，L为SiO膜层，H为Ge膜层。
带通滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1～34层的几何厚度值为；第1层195.375nm，第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm，第34层469.8755nm。
负滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
该中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
(1)在Si基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁Si基底，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击6min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至2×10-4Pa，加热基底至170℃，保温60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为2×10-4Pa，离子轰击电压130V负高压，离击时间为13min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为2×10-4Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为2×10-4PaPa，离子轰击电压130V负高压，离击时间为13min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(2)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击6min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至2×10-4Pa，加热基底至170℃，保温60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为2×10-4Pa，离子轰击电压130V负高压，离击时间为13min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为2×10-4Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为2×10-4Pa，离子轰击电压130V负高压，离击时间为13min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
实施例三：
一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；该滤光片的膜系结构为：
8^(LH)9^(HL)|Si|(LH)^9(HL)^3H
其中，8^(LH)9^(HL)为正面的带通滤光膜系，(LH)^9(HL)^3H为背面的负滤光膜系，L为SiO膜层，H为Ge膜层。
带通滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1～34层的几何厚度值为；第1层195.375nm，第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm，第34层469.8755nm。
负滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
该中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
(1)在Si基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁Si基底，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击4min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至1×10-4Pa，加热基底至90℃，保温25min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4Pa，离子轰击电压115V负高压，离击时间为10min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4PaPa，离子轰击电压115V负高压，离击时间为10min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(2)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击4min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至1×10-4Pa，加热基底至90℃，保温25min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4Pa，离子轰击电压115V负高压，离击时间为10min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4Pa，离子轰击电压115V负高压，离击时间为10min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
实施例四：
一种中红外双波段带通滤光片，包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；该滤光片的膜系结构为：
8^(LH)9^(HL)|Si|(LH)^9(HL)^3H
其中，8^(LH)9^(HL)为正面的带通滤光膜系，(LH)^9(HL)^3H为背面的负滤光膜系，L为SiO膜层，H为Ge膜层。
带通滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1～34层的几何厚度值为；第1层195.375nm，第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm，第34层469.8755nm。
负滤光膜中，与Si基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
该中红外双波段带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
(1)在Si基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁Si基底，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击5min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至1×10-4Pa，加热基底至130℃，保温40min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4Pa，离子轰击电压125V负高压，离击时间为11min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4PaPa，离子轰击电压125V负高压，离击时间为11min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(2)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，清洁方法可采用超声波清洗或酒精擦拭。超声波清洗多用于形状规则，表面耐超声强度的情况；擦拭方式多用于单面有薄膜或表面易损伤的情况，工具可采用脱脂白布、无水乙醇和滴瓶。镀前用离子源轰击5min；
b.烘烤基底，将清洗好的基底放入准备好的夹具中，然后再将夹具放入高真空镀膜设备中，抽真空至1×10-4Pa，加热基底至130℃，保温40min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4Pa，离子轰击电压125V负高压，离击时间为11min；用SiO膜料进行蒸镀，SiO膜料采用钼舟蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为1.5nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为1×10-4Pa，离子轰击电压125V负高压，离击时间为11min；用Ge膜料进行蒸镀，Ge膜料采用电子枪蒸镀，蒸镀时真空室压强为1×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的四种中红外双波段带通滤光片进行光谱测试，在中心波长3.87±0.01μm、4.00±0.01μm、4.55±0.01μm和4.74±0.01μm的主峰处，峰值透射率T≥85％，在3.0～5.0μm波段内，除中心波长的主峰外，其余波长完全截止，其膜层的环境与可靠性试验满足光学薄膜国家标准。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种中红外双波段带通滤光片，其特征在于：包括基底和形成在基底两侧表面上的带通滤光膜、负滤光膜；所述带通滤光膜的膜系结构为Sub/(LH)^9(HL)^8/Air；所述负滤光膜的膜系结构为Sub/(LH)^9(HL)^3H/Air；
其中，Sub为基底，L为SiO膜层，H为Ge膜层；
所述带通滤光膜中，与基底相邻的膜层为第1层，最外层为第34层，第1层、第34层的几何厚度值为：第1层195.375nm、第34层469.8755nm。
2.根据权利要求1所述的中红外双波段带通滤光片，其特征在于：所述滤光片基底为Si基底。
3.根据权利要求1所述的中红外双波段带通滤光片，其特征在于：所述带通滤光膜中，第2～33层的几何厚度值为：第2层120.825nm，第3层475.875nm，第4层146.138nm，第5层328.875nm，第6层177.525nm，第7层404.625nm，第8层168.244nm，第9层375.75nm，第10层166.725nm，第11层362.25nm，第12层187.988nm，第13层382.875nm，第14层171.45nm，第15层341.625nm，第16层141.75nm，第17层427.5nm，第18层103.781nm，第19层414.619nm，第20层894.75nm，第21层399.938nm，第22层920.25nm，第23层386.944nm，第24层890.25nm，第25层403.313nm，第26层864.75nm，第27层404.663nm，第28层882nm，第29层400.275nm，第30层904.5nm，第31层404.494nm，第32层944.25nm，第33层410.569nm。
4.根据权利要求1所述的中红外双波段带通滤光片，其特征在于：所述负滤光膜中，与基底相邻的膜层为第1层，最外层为第25层，第1～25层的几何厚度值为；第1层1113.778nm，第2层534.8nm，第3层3319.556nm，第4层578.2nm，第5层3302.444nm，第6层630nm，第7层3240.222nm，第8层653.1nm，第9层3196.667nm，第10层668.5nm，第11层3134.445nm，第12层710.5nm，第13层3115.778nm，第14层670.6nm，第15层3112.667nm，第16层730.1nm，第17层3132.889nm，第18层655.9nm，第19层3139.111nm，第20层715.4nm，第21层3055.111nm，第22层1779.4nm，第23层3076.889nm，第24层1582nm，第25层542.889nm。
5.一种如权利要求1所述的中红外双波段带通滤光片的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)在基底上单面镀制带通滤光膜
a、清洁基底，并用离子源轰击2min～6min；
b.将基底放入真空室内，抽真空至9×10-3Pa～2×10-4Pa，加热基底至50℃～170℃，保温10min～60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用SiO膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用Ge膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～34层膜层；
f.将镀制完成34层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出单面镀制好带通滤光膜的光学零件；
(2)在基底另一面镀制负滤光膜
a.清洁基底上未镀膜的一面，并用离子源轰击2min～6min；
b.将基底放入真空室内，抽真空至9×10-3Pa～2×10-4Pa，加热基底至50℃～170℃，保温10min～60min；
c.镀制第1层膜层，对SiO膜料进行预熔，用预熔后的SiO膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用SiO膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使SiO膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第1层膜层的厚度；
d.镀制第2层膜层，对Ge膜料进行预熔，用预熔后的Ge膜料对基底进行离子轰击，真空度为9×10-3Pa～2×10-4Pa，离子轰击电压100V-130V负高压，离击时间为8min-13min；用Ge膜料进行蒸镀，蒸镀时真空室压强为9×10-3Pa～2×10-4Pa，蒸发速率为0.5nm/s-2nm/s，使Ge膜料离子沉积在基底上，采用石英晶体监控的方法确定第2层膜层的厚度；
e.依次重复步骤c和步骤d，镀制第3～18层膜层；依次重复步骤d和步骤c，镀制第19～24层膜层；重复步骤d，镀制第25层膜层；
f.将镀制完成25层膜层的滤光片放置在200℃的真空室内保温2小时，然后冷却至室温后取出双面均镀制好的光学零件。
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