CN112269220A - Co2激光增透膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种CO2激光增透膜及其制备方法，所述CO2激光增透膜由基底层、第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层组成，在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次设置有所述第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层；所述第一氟化镱层的膜层厚度和所述第二氟化镱层的膜层厚度之和大于所述第一硫化锌层的膜层厚度和所述第二硫化锌层的膜层厚度之和。因此，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。

Description

CO2激光增透膜及其制备方法
技术领域
本公开涉及激光增透膜领域，尤其涉及一种CO2激光增透膜及其制备方法。
背景技术
目前，CO2激光技术已广泛用于工业、材料加工、医疗、军事和高科技等领域。这主要因为CO2激光器具有传输功率大的突出优点，而激光器功率的提高受诸如光学薄膜的激光光学元件破坏阈值的限制。所以，提高光学薄膜的激光破坏阈值是激光系统实现更高输出功率的关键。
光学薄膜特别是CO2激光增透膜，在高功率CO2激光光学系统中起着传输激光的重要作用。其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率，是激光系统的关键组成部分。高功率激光器的性能在一定程度上取决于这些光学元件的性能。
CO2激光增透膜由于膜层设计等原因会存在各种缺陷。膜层的缺陷往往是导致激光光学元件抗激光损伤阈值偏低的主要原因。抗激光损伤阈值差是目前CO2激光增透膜普遍存在的不足，会影响CO2激光增透膜的透过率和使用寿命。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷，本公开的目的在于提供一种CO2激光增透膜及其制备方法，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。
为了实现上述目的，一方面，本公开提供了一种CO2激光增透膜，所述CO2激光增透膜由基底层、第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层组成，在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次设置有所述第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层；所述第一氟化镱层的膜层厚度和所述第二氟化镱层的膜层厚度之和大于所述第一硫化锌层的膜层厚度和所述第二硫化锌层的膜层厚度之和。
在一些实施例中，所述第一硫化锌层的膜层厚度和所述第二硫化锌层的膜层厚度之和小于260nm。
在一些实施例中，所述第一氟化镱层的膜层厚度为所述第一硫化锌层的膜层厚度的8-20倍，所述第二氟化镱层的膜层厚度为所述第一氟化镱层的膜层厚度的0.8-1.8倍，且所述第一氟化镱层的膜层厚度为所述第二硫化锌层的膜层厚度的2-4倍。
在一些实施例中，所述第一氟化镱层的膜层厚度为400nm-600nm，所述第一硫化锌层的膜层厚度为30nm-50nm，所述第二氟化镱层的膜层厚度为500nm-700nm，且所述第二硫化锌层的膜层厚度为150nm-200nm。
在一些实施例中，所述基底层为硒化锌基底层。
在一些实施例中，所述CO2激光增透膜在远红外10.6μm波段的透过率不小于99％、所述CO2激光增透膜在远红外10.2μm波段的透过率不小于99％或者所述CO2激光增透膜在远红外9.3μm波段的透过率不小于99％。
在一些实施例中，所述第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层通过蒸发镀膜的方式依次沉积于所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上。
为了实现上述目的，另一方面，本公开提供了一种CO2激光增透膜的制备方法，用于制备前述的CO2激光增透膜，所述CO2激光增透膜的制备方法包括步骤：将待镀膜的基底层放置于真空室内，在所述真空室内的压强为1.0×10-3Pa-3.0×10-3Pa、烘烤温度为100℃-150℃且恒温时间为10-30min的条件下，在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次沉积第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层。
在一些实施例中，通过离子源在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次蒸发沉积第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层，所述离子源为霍尔离子源，所述霍尔离子源的阳极电压为100V-300V，且所述霍尔离子源的阳极电流为0.5A-5A。
在一些实施例中，第一氟化镱层原材料的蒸发速率为10±0.5埃/秒，第一硫化锌层原材料的蒸发速率为12±0.5埃/秒，第二氟化镱层原材料的蒸发速率为10±0.5埃/秒，且第二硫化锌层原材料的蒸发速率为12±0.5埃/秒。
本公开的有益效果如下：
在根据本公开的CO2激光增透膜中，基底层上设置有低折射率的第一氟化镱层，第一氟化镱层上设置有高折射率的第一硫化锌层，第一硫化锌层上设置有低折射率的第二氟化镱层，第二氟化镱层上设置有高折射率的第二硫化锌层。第一氟化镱层和第二氟化镱层吸收小、抗激光效果好且产热低，通过控制第一硫化锌层和第二硫化锌层的膜层厚度，使第一氟化镱层的膜层厚度和第二氟化镱层的膜层厚度之和大于第一硫化锌层的膜层厚度和第二硫化锌层的膜层厚度之和以使第一硫化锌层和第二硫化锌层吸收小，来降低第一硫化锌层和第二硫化锌层的产热，从而降低CO2激光增透膜在使用时的产热，以提高CO2激光增透膜的使用寿命；从基底层的表面由内到外依次排列设置第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层，通过这样的膜层结构设计来使CO2激光增透膜具有高透过率，因此，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。
附图说明
图1是根据本公开的CO2激光增透膜的结构示意图。
图2是根据本公开的CO2激光增透膜的第一实施例的透过率曲线图。
图3是根据本公开的CO2激光增透膜的第二实施例的透过率曲线图。
图4是根据本公开的CO2激光增透膜的第三实施例的透过率曲线图。
其中，附图标记说明如下：
1 基底层
2 第一氟化镱层
3 第一硫化锌层
4 第二氟化镱层
5 第二硫化锌层
T 基底层的厚度方向
具体实施方式
附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开；本公开的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，本公开的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面参照附图详细说明根据本公开的CO2激光增透膜及其制备方法的实施例。
参照图1，根据本公开的CO2激光增透膜由基底层1、第一氟化镱层2、第一硫化锌层3、第二氟化镱层4以及第二硫化锌层5组成。在基底层1沿基底层1的厚度方向T的表面上依次设置有第一氟化镱层2、第一硫化锌层3、第二氟化镱层4以及第二硫化锌层5。第一氟化镱层2的膜层厚度和第二氟化镱层4的膜层厚度之和大于第一硫化锌层3的膜层厚度和第二硫化锌层5的膜层厚度之和。
在根据本公开的CO2激光增透膜中，基底层1上设置有低折射率的第一氟化镱层2，第一氟化镱层2上设置有高折射率的第一硫化锌层3，第一硫化锌层3上设置有低折射率的第二氟化镱层4，第二氟化镱层4上设置有高折射率的第二硫化锌层5。第一氟化镱层2和第二氟化镱层4吸收小、抗激光效果好且产热低，通过控制第一硫化锌层3和第二硫化锌层5的膜层厚度，使第一氟化镱层2的膜层厚度和第二氟化镱层4的膜层厚度之和大于第一硫化锌层3的膜层厚度和第二硫化锌层5的膜层厚度之和以使第一硫化锌层3和第二硫化锌层5吸收小，来降低第一硫化锌层3和第二硫化锌层5的产热，从而降低CO2激光增透膜在使用时的产热，以提高CO2激光增透膜的使用寿命；从基底层1的表面由内到外依次排列设置第一氟化镱层2、第一硫化锌层3、第二氟化镱层4以及第二硫化锌层5，通过这样的膜层结构设计来使CO2激光增透膜具有高透过率，因此，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。另外，本公开的CO2激光增透膜仅通过使用氟化镱材料和硫化锌材料这两种镀膜材料在基底层1上镀膜，就能达到高透过率和低产热，且材料成本低，因此能够简化工艺并降低成本。这里，CO2激光增透膜的最外层设置第二硫化锌层5，第二硫化锌层5密度高，防水和防损伤性能好，因此能提高CO2激光增透膜的防水和防损伤性能，进而提高CO2激光增透膜的使用寿命。
在这里补充说明的是，本文中的术语“膜层厚度”是指膜层的物理厚度。
参照图1，在一些实施例中，第一硫化锌层3的膜层厚度和第二硫化锌层5的膜层厚度之和小于260nm，以通过减小CO2激光增透膜的硫化锌层的总厚度(即第一硫化锌层3的膜层厚度和第二硫化锌层5的膜层厚度)来实现对激光器输出光更小的吸收，以使其自身产热低并保证透过率。
参照图1，在一些实施例中，为了有助于降低CO2激光增透膜的自身产热并保证其高透过率，第一氟化镱层2的膜层厚度可为第一硫化锌层3的膜层厚度的8-20倍，第二氟化镱层4的膜层厚度可为第一氟化镱层2的膜层厚度的0.8-1.8倍，且第一氟化镱层2的膜层厚度可为第二硫化锌层5的膜层厚度的2-4倍，通过这样的厚度设置也能够使膜层相互之间应力互补效果好，以能够更好地保证CO2激光增透膜的稳定性。
具体地，在一些实施例中，为了进一步增强膜层相互之间应力互补效果，第一氟化镱层2的膜层厚度为400nm-600nm，第一硫化锌层3的膜层厚度为30nm-50nm，第二氟化镱层4的膜层厚度为500nm-700nm，且第二硫化锌层5的膜层厚度为150nm-200nm，也有助于进一步降低CO2激光增透膜的自身产热并保证其高透过率。
基底层1可为硒化锌基底层，以有助于保证CO2激光增透膜的透过率。硒化锌基底层的厚度可为1-20mm，但不限于此，可根据具体需求选择硒化锌基底层的厚度。
参照图2，在第一实施例中，以硒化锌基底层为基底层1的CO2激光增透膜在远红外10.6μm波段的透过率不小于99％。参照图3，在第二实施例中，以硒化锌基底层为基底层1的CO2激光增透膜在远红外10.2μm波段的透过率不小于99％。参照图4，在第三实施例中，以硒化锌基底层为基底层1的CO2激光增透膜在远红外9.3μm波段的透过率不小于99％。CO2激光器(未示出)是以CO2气体作为工作物质的气体激光器，CO2激光器的CO2激光波段为9.2μm-10.8μm，即为10.6μm附近的中红外波段。CO2激光器从光波长范围的角度可细分出具有不同波长范围的不同型号的CO2激光器，诸如波长范围为10.55-10.63μm的CO2激光器、波长范围为9.24-9.35μm的CO2激光器以及波长范围为10.11-10.31μm的CO2激光器等。CO2激光增透膜的透过率在10.6μm波段、10.2μm波段以及9.3μm波段均能达到99％，CO2激光增透膜可应用于不同型号的CO2激光器，均可保证高透过率。因此本公开的CO2激光增透膜可适用于不同波长范围的CO2激光器，对于不同CO2激光波段均具有高透过率，通用性和适用性强。
参照图1，在一些实施例中，为了提高镀膜品质，第一氟化镱层2、第一硫化锌层3、第二氟化镱层4以及第二硫化锌层5可通过蒸发镀膜的方式依次沉积于基底层1沿基底层1的厚度方向T的表面上，也就是说，在基底层1上双面镀膜。
根据本公开的CO2激光增透膜的制备方法用于制备CO2激光增透膜，可降低CO2激光增透膜在镀膜时造成膜层缺陷的可能性。CO2激光增透膜的制备方法包括步骤：将待镀膜的基底层1放置于真空室内，在真空室内的压强为1.0×10-3Pa-3.0×10-3Pa、烘烤温度为100℃-150℃且恒温时间为10-30min的条件下，在基底层1沿基底层1的厚度方向T的表面上依次沉积第一氟化镱层2、第一硫化锌层3、第二氟化镱层4以及第二硫化锌层5。
具体地，可通过离子源在基底层1沿基底层1的厚度方向T的表面上依次蒸发沉积第一氟化镱层2、第一硫化锌层3、第二氟化镱层4以及第二硫化锌层5。在这里，离子源可为霍尔离子源，霍尔离子源的阳极电压为100V-300V，且霍尔离子源的阳极电流为0.5A-5A。
第一氟化镱层2原材料的蒸发速率为10±0.5埃/秒，第一硫化锌层3原材料的蒸发速率为12±0.5埃/秒，第二氟化镱层4原材料的蒸发速率为10±0.5埃/秒，且第二硫化锌层5原材料的蒸发速率为12±0.5埃/秒。
下面具体说明根据本公开的CO2激光增透膜的制备方法的实施例。其中，可使用镀膜机(未示出)制备CO2激光增透膜，镀膜机包括用于控制膜层厚度的晶控仪、离子源、真空室以及蒸发系统。具体的，镀膜机可选用西沃克ZZS1100-III型箱式真空镀膜机，但不限于此。其中，镀膜机中的用于膜层厚度控制的晶控仪可选用INFICON晶控仪XTC/3，但不限于此。
参照图1和图2，在第一实施例中，以硒化锌基底层作为基底层1，硒化锌基底层的规格为直径25mm且厚度为2mm。将待镀膜的硒化锌基底层放置于真空室内，待真空室内的压强达到2.0×10-3Pa后，开启烘烤加热，将烘烤温度设定为120℃且恒温时间设定为20min，再打开霍尔离子源，用霍尔离子源轰击硒化锌基底层10min，然后依次在硒化锌基底层的表面上蒸发沉积第一氟化镱层2的膜层厚度为560nm、第一硫化锌层3的膜层厚度为33nm、第二氟化镱层4的膜层厚度为650nm以及第二硫化锌层5的膜层厚度为196nm，镀膜完毕关闭烘烤待温度降至80℃时取出完成镀膜得到的CO2激光增透膜。镀膜过程中霍尔离子源参数设定为：阳极电压为220V，阳极电流为1.5A，且离子源束流为1.3A。由图2可知，第一实施例中膜制得到的CO2激光增透膜在远红外10.6μm波段的透过率不小于99％，
对第一实施例中的镀膜得到的CO2激光增透膜进行激光照射测试，其中，测试环境温度为室温25℃，使用的CO2激光器的波长范围为10.55-10.63μm，且CO2激光器的功率为150W，把镀膜样片放置在支架上用CO2激光器照射5分钟，用手持红外测温仪测得到镀膜镜片表面温度小于28℃,已知技术中的CO2激光增透膜经激光照射后温度达到35℃以上，因此第一实施例中镀膜得到的CO2激光增透膜膜层产生的热量大幅降低。因此，本公开的CO2激光增透膜在使用时产热低且能实现高透过率。
参照图1和图3，在第二实施例中，以硒化锌基底层作为基底层1，硒化锌基底层的规格为直径20mm且厚度为2mm。将待镀膜的硒化锌基底层放置于真空室内，待真空室内的压强达到2.0×10-3Pa后，开启烘烤加热，将烘烤温度设定为120℃且恒温时间设定为20min，再打开霍尔离子源，用霍尔离子源轰击硒化锌基底层10min，然后依次在硒化锌基底层的表面上蒸发沉积第一氟化镱层2的膜层厚度为539nm、第一硫化锌层3的膜层厚度为32nm、第二氟化镱层4的膜层厚度为624nm以及第二硫化锌层5的膜层厚度为187nm，镀膜完毕关闭烘烤待温度降至80℃时取出完成镀膜得到的CO2激光增透膜。镀膜过程中霍尔离子源参数设定为：阳极电压为200V，阳极电流为2A，且离子源束流为1.8A。由图3可知，第二实施例中膜制得到的CO2激光增透膜在远红外10.2μm波段的透过率不小于99％。
对第二实施例中的镀膜得到的CO2激光增透膜进行激光照射测试，其中，测试环境温度为室温25℃，使用的CO2激光器的波长范围为10.11-10.31μm，且CO2激光器的功率为150W，把镀膜样片放置在支架上用CO2激光器照射5分钟，用手持红外测温仪测得到CO2激光增透膜表面温度小于28℃，已知技术中的CO2激光增透膜经激光照射后温度达到35℃以上，因此第二实施例中镀膜得到的CO2激光增透膜膜层产生的热量大幅降低。因此，本公开的CO2激光增透膜在使用时产热低且能实现高透过率。
参照图1和图4，在第三实施例中，以硒化锌基底层作为基底层1，硒化锌基底层的规格为直径18mm且厚度为2mm。将待镀膜的硒化锌基底层放置于真空室内，待真空室内的压强达到2.0×10-3Pa后，开启烘烤加热，将烘烤温度设定为120℃且恒温时间设定为20min，再打开霍尔离子源，用霍尔离子源轰击硒化锌基底层10min，然后依次在硒化锌基底层的表面上蒸发沉积第一氟化镱层2的膜层厚度为488nm、第一硫化锌层3的膜层厚度为30nm、第二氟化镱层4的膜层厚度为565nm以及第二硫化锌层5的膜层厚度为169nm，镀膜完毕关闭烘烤待温度降至80℃时取出完成镀膜得到的CO2激光增透膜。镀膜过程中霍尔离子源参数设定为：阳极电压为170V，阳极电流为1A，且离子源束流为0.8A。由图4可知，第三实施例中膜制得到的CO2激光增透膜在远红外9.3μm波段的透过率不小于99％。
对第三实施例中的镀膜得到的CO2激光增透膜进行激光照射测试，其中，测试环境温度为室温25℃，使用的CO2激光器的波长范围为9.24-10.35μm，且CO2激光器的功率为150W，把镀膜样片放置在支架上用CO2激光器照射5分钟，用手持红外测温仪测得到CO2激光增透膜表面温度小于28℃,已知技术中的CO2激光增透膜经激光照射后温度达到35℃以上，因此第三实施例中镀膜得到的CO2激光增透膜膜层产生的热量大幅降低。因此，本公开的CO2激光增透膜在使用时产热低且能实现高透过率。
对第一实施例、第二实施例以及第三实施例镀制的CO2激光增透膜进行性能测试，具体通过附着力、温度循环、湿热、盐雾和激光照射测试。根据美军标MIL-M-13508C标准要求和美军标MIL-C-675C标准要求，测试结果如下：
膜层附着力测试：用米其邦CT-24胶带紧贴在镀膜样片的镀膜表面上，然后再慢慢地把胶带拉起，反复拉起3次，观察无脱膜现象发生，满足美军标MIL-M-13508C 4.4.6。
温度循环测试：将镀膜样片放置在温度-62℃至71℃的环境中各5小时后，取出放置到一般环境(温度范围在15℃-32℃)后，观察镀膜表面上无损坏的印迹和脱膜，满足美军标MIL-M-13508C 4.4.4。
湿热测试：将镀膜样片暴露在相对湿度大于95％且温度为45℃的环境中24小时后，取出用棉纸或软布擦干，观察镀膜表面没有被腐蚀和出现凹痕，满足美军标MIL-M-13508C 4.4.7。
盐雾测试：将镀膜样片暴露于盐雾环境中24小时后，对镀膜样片清洗、干燥，检查镀膜样片的内在质量，即在反射光下，用裸眼检查镀膜样片的膜层，无诸如起层、脱落、龟裂和砂眼的明显损伤。然后用摩擦头摩擦镀膜表面，膜层无明显的擦痕、脱膜的损伤，满足美军标MIL-C-675C 4.5.9。
激光照射测试：测试环境温度为室温25℃，使用CO2激光器的功率为150W，把镀膜样片放置在支架(未示出)上，用CO2激光器照射5分钟用手持红外测温仪测得镀膜样片的表面温度小于28℃，已知技术中的CO2激光增透膜经激光照射后温度达到35℃以上，因此本公开的CO2激光增透膜膜层产生的热量更低。
上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CO2激光增透膜，其特征在于，所述CO2激光增透膜由基底层(1)、第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)组成，在所述基底层(1)沿所述基底层(1)的厚度方向(T)的表面上依次设置有所述第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)；所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度和所述第二氟化镱层(4)的膜层厚度之和大于所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度和所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度之和。
2.根据权利要求1所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度和所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度之和小于260nm。
3.根据权利要求1所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度为所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度的8-20倍，所述第二氟化镱层(4)的膜层厚度为所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度的0.8-1.8倍，且所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度为所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度的2-4倍。
4.根据权利要求3所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度为400nm-600nm，所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度为30nm-50nm，所述第二氟化镱层(4)的膜层厚度为500nm-700nm，且所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度为150nm-200nm。
5.根据权利要求3所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述基底层(1)为硒化锌基底层。
6.根据权利要求5所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述CO2激光增透膜在远红外10.6μm波段的透过率不小于99％、所述CO2激光增透膜在远红外10.2μm波段的透过率不小于99％或者所述CO2激光增透膜在远红外9.3μm波段的透过率不小于99％。
7.根据权利要求1所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)通过蒸发镀膜的方式依次沉积于所述基底层(1)沿所述基底层(1)的厚度方向(T)的表面上。
8.一种CO2激光增透膜的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-7中任一项所述的CO2激光增透膜，所述CO2激光增透膜的制备方法包括步骤：
将待镀膜的基底层(1)放置于真空室内，在所述真空室内的压强为1.0×10-3Pa-3.0×10-3Pa、烘烤温度为100℃-150℃且恒温时间为10-30min的条件下，在所述基底层(1)沿所述基底层(1)的厚度方向(T)的表面上依次沉积第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)。
9.根据权利要求8所述的CO2激光增透膜的制备方法，其特征在于，通过离子源在所述基底层(1)沿所述基底层(1)的厚度方向(T)的表面上依次蒸发沉积第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)，所述离子源为霍尔离子源，所述霍尔离子源的阳极电压为100V-300V，且所述霍尔离子源的阳极电流为0.5A-5A。
10.根据权利要求8所述的CO2激光增透膜的制备方法，其特征在于，第一氟化镱层(2)原材料的蒸发速率为10±0.5埃/秒，第一硫化锌层(3)原材料的蒸发速率为12±0.5埃/秒，第二氟化镱层(4)原材料的蒸发速率为10±0.5埃/秒，且第二硫化锌层(5)原材料的蒸发速率为12±0.5埃/秒。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112782791A (zh) * 2021-02-02 2021-05-11 南京波长光电科技股份有限公司 一种266纳米高功率激光增透膜及其制备方法
CN114019591A (zh) * 2021-09-23 2022-02-08 有研国晶辉新材料有限公司 一种包括增透保护膜的光学元件及其制备方法
CN115368031A (zh) * 2022-09-16 2022-11-22 安徽光智科技有限公司 硫系玻璃8-12um波段高耐久性增透膜的制备方法
CN115433906A (zh) * 2022-09-16 2022-12-06 安徽光智科技有限公司 硒化锌基底8-12um波段高耐久性增透膜的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101424748A (zh) * 2008-12-01 2009-05-06 杭州科汀光学技术有限公司 可见区、1.06μm和8-12μm三波段高效减反射膜
EP2381280A1 (de) * 2010-04-22 2011-10-26 JENOPTIK Optical Systems GmbH IR-Neutralfilter mit einem für Infrarotstrahlung transparenten Substrat
CN102338892A (zh) * 2011-09-29 2012-02-01 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种ZnS基底1064nm、8μm～10μm光波段大入射角增透膜及ZnS光窗
CN106946471A (zh) * 2017-05-03 2017-07-14 中国建筑材料科学研究总院 表面镀有高增透类金刚石膜的硫系玻璃及其制备方法
CN107130210A (zh) * 2017-05-03 2017-09-05 中国建筑材料科学研究总院 表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101424748A (zh) * 2008-12-01 2009-05-06 杭州科汀光学技术有限公司 可见区、1.06μm和8-12μm三波段高效减反射膜
EP2381280A1 (de) * 2010-04-22 2011-10-26 JENOPTIK Optical Systems GmbH IR-Neutralfilter mit einem für Infrarotstrahlung transparenten Substrat
CN102338892A (zh) * 2011-09-29 2012-02-01 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种ZnS基底1064nm、8μm～10μm光波段大入射角增透膜及ZnS光窗
CN106946471A (zh) * 2017-05-03 2017-07-14 中国建筑材料科学研究总院 表面镀有高增透类金刚石膜的硫系玻璃及其制备方法
CN107130210A (zh) * 2017-05-03 2017-09-05 中国建筑材料科学研究总院 表面镀有红外类金刚石防护膜的硫系玻璃及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯利,傅晶晶: "离子源辅助红外探测器窗口减反膜的制备", 《激光与红外》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112782791A (zh) * 2021-02-02 2021-05-11 南京波长光电科技股份有限公司 一种266纳米高功率激光增透膜及其制备方法
CN114019591A (zh) * 2021-09-23 2022-02-08 有研国晶辉新材料有限公司 一种包括增透保护膜的光学元件及其制备方法
CN115368031A (zh) * 2022-09-16 2022-11-22 安徽光智科技有限公司 硫系玻璃8-12um波段高耐久性增透膜的制备方法
CN115433906A (zh) * 2022-09-16 2022-12-06 安徽光智科技有限公司 硒化锌基底8-12um波段高耐久性增透膜的制备方法
CN115368031B (zh) * 2022-09-16 2023-11-07 安徽光智科技有限公司 硫系玻璃8-12um波段高耐久性增透膜的制备方法

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