一種超寬帶減反射膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超寬帶減反射膜及其制備方法，屬于光學(xué)薄膜領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光學(xué)系統(tǒng)中，在兩種情況下需要降低零件表面的反射，第一，未經(jīng)處理過(guò)的光學(xué) 零件，由于反射損失，未經(jīng)處理過(guò)的光學(xué)零件透射率總是低于100%，例如，未鍍膜的冕玻璃 零件的透射率只有92%左右，而折射率較高的火石玻璃的透射率只有85%左右，大多數(shù)儀 器包含多個(gè)串置的零件，若零件表面不鍍減反射膜，則儀器的總透射率將會(huì)很低；第二，表 面反射光經(jīng)過(guò)多次反射或漫反射，有一部分光成為雜散光，最后到達(dá)像平面，使像的襯度降 低，從而影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量，特別是電視、電影攝影鏡頭等系統(tǒng)，都包含大量多個(gè)與空氣 相鄰的表面，如果鏡頭上沒(méi)有減反射膜則不能應(yīng)用。
[0003] 目前已有許多種類型的減反射膜可供利用，以滿足技術(shù)光學(xué)領(lǐng)域的大部分需要。 可是復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和激光光學(xué)，對(duì)減反射性能往往有特殊的要求。例如，大功率激光系統(tǒng) 要求某些元件有極低的表面反射，以避免敏感元件受到不需要的反射被破壞。此外，寬帶減 反射膜提高了成像質(zhì)量、像平衡和作用距離，從而使系統(tǒng)的全部性能增強(qiáng)。因此，生產(chǎn)的實(shí) 際需要促進(jìn)了減反射膜的發(fā)展。
[0004] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102496633A公開(kāi)了一種GaAs系太陽(yáng)能電池的多層減反射膜，包 括至少兩層減反射膜，由SiNx、MgF2、TiOx、Al2Ox、Si02、ZnO薄膜中的兩種或兩種以上層疊形 成；該多層減反射膜是利用PECVD，EBE等技術(shù)，在GaAs系太陽(yáng)能電池窗口層或頂電池窗口 層上生長(zhǎng)SiNx、MgF2、TiOx、A120X、Si02、ZnO等薄膜，通過(guò)多層堆疊的方式，形成疊層減反射 膜結(jié)構(gòu)。但是，該專利存在以下缺陷：（1)減反射膜由兩種或兩種以上光學(xué)材料層疊形成， 增加了鍍膜材料轉(zhuǎn)換時(shí)的工藝難度，增加了成本；（2)當(dāng)使用兩種光學(xué)薄膜材料時(shí)，該減反 射膜僅為雙層結(jié)構(gòu)，根據(jù)光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)理論，雙層薄膜有V型和W型兩種，V型薄膜只能在 較窄的光譜范圍內(nèi)有效地減反射，W型薄膜在中心波長(zhǎng)的反射率較高，中心波長(zhǎng)兩側(cè)反射率 逐漸降低，因此，導(dǎo)致整個(gè)波段的平均反射率較高。
[0005] 本發(fā)明僅利用兩種光學(xué)薄膜材料，并采用多于兩層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效解決了上述 問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種超寬帶減反射膜；
[0007] 本發(fā)明還公開(kāi)了上述減反射膜的制備方法；
[0008] 本發(fā)明所述超寬帶減反射膜實(shí)現(xiàn)了對(duì)400?800nm波段高透過(guò)率，殘余反射率低 于 0? 2%〇
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0010] 一種超寬帶減反射膜，包括基體層，在所述基體層表面設(shè)有由MgFj莫層和1102膜 層交替組成的多層膜結(jié)構(gòu)，且靠近所述基體層表面的第一層及靠近空氣界面的最外層均為 MgFj莫層，所述多層膜結(jié)構(gòu)的厚度為340-370nm。
[0011] 所述減反射膜對(duì)400?800nm波段都具有很高的透過(guò)率，平均殘余反射率低于 0? 2%〇
[0012] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述多層膜結(jié)構(gòu)為九層膜結(jié)構(gòu)，且各層的厚度均不相同。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，從基體層至靠近空氣界面的最外層依次為：厚度為24-25nm 的MgF2膜層，厚度為13-14nm的TiO2膜層，厚度為45-46nm的MgF2膜層，厚度為30-3lnm的 Ti02膜層，厚度為17-18nm的MgF2膜層，厚度為80-81nm的TiO2膜層，厚度為16-17nm的 MgF2膜層，厚度為25-26nm的TiO2膜層，厚度為105-106nm的MgF2膜層。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，從基體層至靠近空氣界面的最外層依次為：厚度為24. 80nm 的MgF2膜層，厚度為13. 20nm的TiO2膜層，厚度為45. 55nm的MgF2膜層，厚度為30. 52nm的Ti02膜層，厚度為17. 16nm的MgF2膜層，厚度為80. 50nm的TiO2膜層，厚度為16. 74nm的 MgF2膜層，厚度為25. 28nm的TiO2膜層，厚度為105. 46nm的MgF2膜層。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述基體層為光學(xué)玻璃。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述光學(xué)玻璃為K9玻璃。
[0017] 上述減反射膜的制備方法，具體步驟包括：
[0018] (1)清洗基體層，將清洗后的基體層放置真空室內(nèi)；
[0019](2)抽真空至1. 0X10-3-1. 5Xl〇-3Pa，升溫至180-230 °C，充氧至 2. 5Xl(T2-3. 3Xl(T2Pa;
[0020] (3)待真空室壓強(qiáng)穩(wěn)定后開(kāi)始鍍膜：鍍制第一層MgF2膜層，鍍膜時(shí)間及控制速率 根據(jù)所需厚度控制；
[0021] (4)根據(jù)不同的膜料，交替鍍制多層MgF2膜層和TiOJ莫層；
[0022] (5)鍍膜完畢后，在高真空度下降溫至25-50°C，放氣后取出，即得，所述高真空度 是指 1. 0X1(T3-1. 5Xl(T3Pa。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（1)中，清洗基體層的方式為超聲波清洗。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（4)中，對(duì)MgF2膜層和1102膜層進(jìn)行預(yù)熔料處理，MgFj莫 層預(yù)熔料處理的控制速率為2.0-3.0A/S，Ti02膜層預(yù)熔料處理的2.5 -3.5A/s，交替鍍制多層 MgF2膜層和Ti02膜層。
[0025] 本發(fā)明的有益效果為：
[0026] 1、本發(fā)明所述減反射膜僅由兩種光學(xué)材料層疊形成，簡(jiǎn)化了鍍膜材料轉(zhuǎn)換時(shí)的工 藝難度，降低了制造成本；
[0027] 2、本發(fā)明所述減反射膜實(shí)現(xiàn)了對(duì)400?800nm超寬波段可見(jiàn)光的高透射率，殘余 反射率低于〇. 2%，鍍膜層數(shù)較少，簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了制造成本。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明所述減反射膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖1中，所述減反射膜的多層膜結(jié)構(gòu)為九層膜結(jié)構(gòu)，所述減反射膜的最底層為基 底層，在所述基體層表面交替設(shè)有MgF2膜層和TiO2膜層；
[0030]圖2為本發(fā)明所述減反射膜的反射率曲線；
[0031] 圖2中，對(duì)400?800nm超寬波段可見(jiàn)光，平均反射率低于0.2%。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步限定，但不限于此。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 一種超寬帶減反射膜，包括基體層，在所述基體層表面設(shè)有由MgFj莫層和TiO2膜 層交替組成的多層膜結(jié)構(gòu)，且靠近所述基體層表面的第一層及靠近空氣界面的最外層均為 MgFj莫層，所述多層膜結(jié)構(gòu)的厚度為340nm。
[0035] 所述減反射膜對(duì)400?800nm波段都具有很高的透過(guò)率，平均殘余反射率低于 0? 2%〇
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 根據(jù)實(shí)施例1所述減反射膜，其區(qū)別在于，所述多層膜結(jié)構(gòu)的厚度為370nm。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 根據(jù)實(shí)施例1所述減反射膜，其區(qū)別在于，所述多層膜結(jié)構(gòu)的厚度為355nm。
[0040] 實(shí)施例4
[0041] 根據(jù)實(shí)施例1-3任一所述減反射膜，其區(qū)別在于，所述多層膜結(jié)構(gòu)為九層膜結(jié)構(gòu)， 且各層的厚度均不相同，如圖1所示。
[0042] 實(shí)施例5
[0043] 根據(jù)實(shí)施例4所述減反射膜，其區(qū)別在于，從基體層至靠近空氣界面的最外層依 次為：厚度為24nm的MgF2膜層，厚度為13nm的Ti02膜層，厚度為45nm的MgF2膜層，厚度 為30nm的Ti02膜層，厚度為17nm的MgF2膜層，厚度為80nm的Ti02膜層，厚度為16nm的 MgF2膜層，厚度為25nm的Ti02膜層，厚度為105nm的MgF2膜層。
[0044] 實(shí)施例6
[0045] 根據(jù)實(shí)施例4所述減反射膜，其區(qū)別在于，從基體層至靠近空氣界面的最外層依 次為：厚度為25nm的MgF2膜層，厚度為14nm的Ti02膜層，厚度為46nm的MgF2膜層，厚度 為31nm的Ti02膜層，厚度為18nm的MgF2膜層，厚度為81nm的Ti02膜層，厚度為17nm的 MgF2膜層，厚度為26nm的Ti02膜層，厚度為106nm的MgF2膜層。
[0046] 實(shí)施例7
[0047] 根據(jù)實(shí)