为了研制具有高效电磁屏蔽功能的反红外、透1064nm激光的滤光片，基于金属薄膜诱导理论和多层薄膜的干涉原理，设计了诱导滤光膜的膜系结构，并讨论了金属Ag薄膜厚度误差对滤光片光谱性能的影响。采用离子束辅助沉积的方式制备膜系中的介质薄膜，采用离子束溅射方式制备了金属Ag薄膜; 利用放大膜厚控制误差的方法，精确地监控薄层金属Ag膜的沉积厚度，同时避免了Ag膜被氧化。通过工艺实验，制备的滤光片在1064nm激光波长的透射率达到88%以上、中长波红外波段反射率达90%以上，对18～36GHz电磁波屏蔽效能达到23dB以上，具有良好的中长波红外及电磁波屏蔽功能。
电磁屏蔽 滤光片 Ag薄膜 离子束溅射 electromagnetic shielding filter Ag film ion beam sputtering
1 西安应用光学研究所， 西安 710065
2 西安飞机工业(集团)有限责任公司， 西安 710089
采用电子束蒸发镀膜方法在K9玻璃基底上分别镀制了ITO/SiO2/ITO,ITO/Ti2O3/ITO和ITO/MgF2/ITO结构的多层薄膜，用四探针方块电阻仪测量薄膜表面的方块电阻，用原子力显微镜观测样品的表面微观形貌。结果显示，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜的物理厚度小于100nm时，各层ITO薄膜之间通过山峰状的凸起结构相连通，导致样片表面的方块电阻测量值与各层ITO薄膜电阻的并联值相当。这表明，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜厚度较小时，各层ITO薄膜表现出电阻并联效应。利用多层ITO薄膜的电阻并联效应设计并制备了450～1200nm超宽光谱透明导电薄膜，用四探针方块电阻仪测量了试验样片的表面方块电阻，用紫外可见近红外分光光度计测试了样片的光谱透射率。结果显示，在相同表面方块电阻条件下，相比于单层ITO薄膜，利用ITO薄膜电阻并联效应所制备的多层透明导电薄膜具有更高的光谱透射率。
电子束蒸发 ITO薄膜 方块电阻 超宽光谱 electron beam evaporation ITO thin films square resistance superwide spectrum
为了研究 Al2O3薄膜在蓝宝石光学窗口中的应用, 采用离子束溅射技术制备了不同工艺条件下的 Al2O3薄膜, 根据薄膜的测试结果对薄膜的折射率和消光系数进行了拟合, 分析了工艺条件对 Al2O3薄膜性能的影响。在蓝宝石窗口上用 ZnS和 Al2O3作为高、低折射率材料, 设计并制备了电视(600～ 900 nm)和中红外(3.4～4.8 .m)双波段高效减反射薄膜, 测试结果表明, 薄膜的减反射效果良好, 具有较强的环境适应性, 适合于作为光学窗口薄膜。而 Al2O3薄膜吸潮引起的 2.8～3.5 .m波段的吸收, 以及蓝宝石基片在 4.0 .m之后的吸收是造成透射率较低的主要原因。
离子束溅射 Al2O3薄膜 光学窗口 环境适应性 ion beam sputtering, Al2O3 film, optical window, e
为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况, 在不同基底温度环境下, 通过离子辅助电子束蒸发方式, 在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜, 利用分光光度计测量光谱透过率, 依据光学薄膜相关理论, 计算了基底温度在25℃～300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611 nm～348.447 nm, 以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟, 给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。
离子辅助电子束蒸发 薄膜光学常数 基底温度 氧化铝薄膜 ion-assisted electron beam evaporation optical constants of thin films substrate temperature alumina thin films
中波红外宽带通滤光膜通常膜系层数多，膜层总厚度非常大（厚度达到10 μm左右），膜层的镀制工艺难度较大。通过分析红外带通滤光片几种设计方法的特点，并结合实际镀制工艺技术，采用了长波通与短波通及非规整薄膜设计技术相结合的方法，设计了以锗材料为基底的中波3 μm～５ μm宽带通滤光膜。该设计大幅度降低了膜层的总厚度（约为8.65 μm），缩短了膜层的镀制周期，提高了膜层的牢固度；在膜层的镀制工艺过程中，通过改变薄膜材料的蒸发速率、修正蒸发硫化锌材料时电子枪的扫描方式、调整蒸发材料在坩埚中的装载方法，使膜层获得了优异的光谱性能，其通带平均透过率大于96%，截止区域的平均透过率小于1%。
宽带通滤光片 膜厚控制精度 膜层总厚度 broad band pass filter film thickness control accuracy total thickness of film layers
为了对沉积在大曲率球面零件表面的光学膜厚分布进行理论分析计算, 首先确定了工艺配置, 然后通过数学建模确定出计算函数式, 最后通过数值积分分别对蒸发源为点源(n=0)和蒸发源为面源(n=1, 2)进行了计算。计算结果与实验结果比较后表明: 在本文确定的工艺条件下, n=2时计算结果与实验结果比较吻合。证明采用本文设计的建模方法结合恰当的蒸发源发射特性, 通过数值计算, 完全可以对大曲率球面零件的膜厚分布进行计算。
光学膜层厚度 大曲率光学零件 数值计算 optical film-thickness large curvature spherical accessory numerical calculation
立方棱镜二向色分光镜是实现多光谱共光路的重要器件。立方棱镜二向色分光镜因偏振效应而在高级次倍频处出现高反射峰，严重影响了短波区的透过率。利用虚设层概念，设计出了400nm～900nm波段高透过、1064nm激光波段高反射的立方棱镜二向色分光镜。给出了消除倍频反射峰的有效方法，并成功制作出光学性能优良的样品。采用这种设计方法获得的膜系结构简单，膜层数量少，材料选择广泛，对工艺要求简单，便于工艺实现，可重复性好。
偏振 胶合立方体 二向色分光镜 倍频 polarization glued prism dichroic beam-splitting mirror double frequency
光谱分色滤光片对成像光谱技术至关重要，是实现光电仪器体积小、质量轻的一个重要器件。根据金属膜具有高反射率的特点和可以进行诱增透的原理，介绍了透0.45μm～1.6μm反8μm～12μm光谱分色滤光片的膜料选择和膜系设计，并应用JGP560A2型磁控溅射镀膜机制备出了光谱性能和理化性能较好的宽光谱分色滤光片，其光谱性能达到0.45μm～1.6μm波段范围内，平均透过率大于80%；8μm～12μm波段范围内，平均反射率大于91%。
分色滤光片 诱增透 磁控溅射 spectrum splitting filter induced transmission magnetron-sputter technique
