专利名称：一种复合层红外薄膜的光学镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学技术领域，具体地说是在光学镜头上布置多 层红外薄膜，以改善红外薄膜的性能。
背景技术：
本实用新型提出之前，红外薄膜已经在工业、医疗和军事等许多 领域中广泛应用。最常见的应用之一就是用于红外热像仪。目前用于红外热像仪的镜头基体材料有Si、 Ge、 ZnS、 ZnSe、 GaAs等等，其中 成本最低的是Ge。为了提高镜头的透过率从而提高红外热像仪的灵 敏度，必须在镜头的两个表面在波长比较宽的范围镀红外全透薄膜 (即透过率接近100%)。光学理论和实践都表明，红外光学薄膜一般 是由两种或两种以上的具有不同折射率的红外薄膜材料经过真空镀 膜的方式沉积在红外基体材料上而制备出来的。因此红外镜头存在着 基体材料和两种或两种以上的薄膜材料的组合问题。目前的红外薄膜 由于薄膜材料的组合和镀膜技术等问题，普遍存在薄膜容易脱落、使 用寿命短、薄膜透过率与100%的要求相差比较大的问题。实用新型内容针对原有红外薄膜存在的缺点，本实用新型的目的是提供多种材 料组合的复合红外薄膜。这种薄膜与基体的结合牢固、使用寿命长、 透过率在所要求的波长范围接近100%。为了实现上述目的，本实用新型采用了在光学镜头基材上，布置 有复合层的全透薄膜，这种复合层的全透薄膜是由Mg0、 ZnS、 Ge、 YbF3四种薄膜材料复合的6层全透薄膜。本实用新型所述的复合层红外薄膜的光学镜头，是在其基材上依 次复合的是MgO、 ZnS、 Ge、 ZnS、 YbF3、 ZnS， 6层全透薄膜。本实用新型的优越性通过实验证明由MgO、 ZnS、 Ge、 YbF:,四种
薄膜材料复合的全透薄膜与基体结合牢固，不易脱落，更重量的是其镜头透过率在所要求的波长3-5 u m和8-14 w m范围接近100%，而且 使用寿命长。
图1是复合层红外全透薄膜光学镜头的结构示意图。 如图1的基本结构。一般以全透薄膜为目标的镜头的两个表面的 薄膜是相同的，所以本说明书只阐述一个表面的薄膜。在图1中，(1) 是红外光学镜片的基体材料，(2)是一层低折射率的MgO薄膜，(3) 是一层中间折射率的ZnS薄膜，(4)是一层高折射率的Ge薄膜，(5) 是一层中间折射率的ZnS薄膜，(6)是一层低折射率的YbF3薄膜， (7)是一层中间折射率的ZnS薄膜。在图l的结构中，共采用了6层薄膜，共采用了MgO、 ZnS、 Ge、 和YbF3等4种薄膜材料，它们的折射率数据在相关光学手册上都有 记载。图1结构的薄膜适用的红外光学镜片的基体材料(1)有下列几 种Si、或Ge、或ZnS、或ZnSe、或GaAs等等。对于具体镜头选用 其中一种。图1结构的薄膜的层数根据需要增加7层和7层以上，层数越多 计算和制备也越复杂和困难。
具体实施方式
本实用新型的具体实施例子如下一个直径100mm、焦距F二100腿的Ge镜片，要求能在波长范围8 —12 u m的红外热像仪上使用，其两个表面需要镀8—12 u m波长范 围的红外全透薄膜，即镀完红外薄膜以后在8—12um波长范围镜片 的透过率接近100%。因为两个表面的镀膜工艺相同，所以这里只描 述一个表面的镀膜过程和工艺。具体镀膜过程如下先在表面镀一层 Mg0薄膜，Mg0在8—12um波长范围的折射率为1.6左右，该层薄膜
的光学厚度为22. 24nm;再在Mg0薄膜上面镀一层ZnS薄膜，ZnS在 8—12um波长范围的折射率为2.2左右，该层薄膜的光学厚度为 833.2nm;然后在ZnS薄膜的上面镀一层Ge薄膜，Ge在8—12um波 长范围的折射率为4.0左右，该层薄膜的光学厚度为749. 6nm;再在 Ge薄膜上面镀一层ZnS薄膜，该层薄膜的光学厚度为154. 9mii;再在 ZnS薄膜上面镀一层YbF3薄膜，YbF3在8—12 y m波长范围的折射率 为1. 47左右，该层薄膜的光学厚度为2065. lnm;然后在YbF3薄膜 的上面镀一层ZnS薄膜，该层薄膜的光学厚度为212.6nm。这样一个 表面的薄膜就制备完毕，总共镀了6层薄膜。再翻面重复刚才所描述 的工艺过程，整个镜片就制备完成。这样镀制的镜片就满足在8—12 um波长范围镜片的透过率接近100%的技术要求；同时具有薄膜与基 体结合牢固，使用寿命长等多方面的优点。
权利要求1、一种复合层红外薄膜的光学镜头，是在光学镜头基材上布置有复合层全透薄膜，其特征在于在光学镜头基材上布置有MgO、ZnS、Ge、YbF3四种薄膜材料复合的6层全透薄膜。
2、 按权利要求1所述的一种复合层红外薄膜的光学镜头，其特 征在于在光学镜头的基材上依次复合的是MgO、 ZnS、 Ge、 ZnS、 YbF3、 ZnS， 6层全透薄膜。
专利摘要一种复合层红外薄膜的光学镜头，本实用新型属于光学技术领域，本实用新型的目的是提供多种材料组合的复合红外薄膜，它与基体的结合牢固、使用寿命长，本实用新型采用了在光学镜头基材上，布置有复合层的全透薄膜，这种复合层的全透薄膜是由MgO、ZnS、Ge、YbF3四种薄膜材料复合的6层全透薄膜，其基材上依次复合的是MgO、ZnS、Ge、ZnS、YbF3、ZnS，6层全透薄膜，本实用新型镜头透过率在所要求的波长3-5μm和8-14μm范围接近100％，而且使用寿命长。
文档编号G02B1/10GK201041588SQ200620098968
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者陈清明 申请人:武汉市富泰来光电器件有限公司