一种短波红外双带通低温滤光片及其制备方法与流程

本发明涉及滤光片制备，具体为一种短波红外双带通低温滤光片及其制备方法。

背景技术：

1、滤光片是用于选取所需辐射波段的光学器件，现有的滤光片往往只能允许一种光透过，而将其余的光均过滤掉，难以实现能同时允许两种光透过的情况出现。

2、现有的滤光片存在的缺陷是：

3、1、专利文件jp4882821b2，公开了“彩色滤光片生产装置、彩色滤光片生产方式、干燥器、干燥方式，生产装置的生产方式和显示器的显示方式”，主要考虑如何防止因露珠而导致的缺陷发生，并提高产量，而没有考虑到采用不同薄膜沉积对基材两面镀上不同膜系，实现同时透过两种波长的红外光线；

4、2、申请文件tw200933207a，公开了“彩色滤光片生产装置”，主要考虑了如何生产出彩色滤光片，而没有考虑到利用激光束对基片进行切割，避免基材在切割时发生形变；

5、3、专利文件cn114506089b，公开了“一种红外多谱段滤光片制备方法”，主要考虑提高多谱段滤光片件的光谱配准精度，而没有考虑到对基材两面进行同时研磨，提高制备工作效率；

6、4、专利文件cn115125485b，公开了“一种中波红外滤光片制备方法”，主要考虑提高自动化、高效化的制备过程实现批量、智能的加工，而没有考虑到在薄膜成绩前先对基材进行全方位的轰击清洗和激活处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种短波红外双带通低温滤光片及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种短波红外双带通低温滤光片，包括基座，所述基座的顶端连接有电阻热蒸发镀膜机和电子束蒸发镀膜机，且电子束蒸发镀膜机位于电阻热蒸发镀膜机的一侧，所述电阻热蒸发镀膜机的顶部嵌入连接有镀膜腔，所述镀膜腔的顶端连接有腔盖，所述镀膜腔的两侧外表面均连接有液压杆，且液压杆的输出端与腔盖相连接，所述腔盖的底部和电阻热蒸发镀膜机的顶壁均连接有基座，且基座呈倒c型，所述基座的两侧嵌入连接有微型电动伸缩棒一，所述镀膜腔和电阻热蒸发镀膜机的内壁均连接有光学膜厚监测仪，且光学膜厚监测仪位于基座的侧下方，所述镀膜腔的底壁连接有坩埚，且坩埚用于放置锗，所述电阻热蒸发镀膜机的底壁连接有蒸发源，且蒸发源用于放置氧化硅，所述镀膜腔的一侧内壁连接有磁场控制器，且磁场控制器位于光学膜厚监测仪的侧下方，所述镀膜腔的另一侧内壁通过连接座连接有电子枪，且电子枪位于光学膜厚监测仪的下方，所述镀膜腔的背面和电阻热蒸发镀膜机的一侧均连接有抽气管道，所述抽气管道的一端连接有气体传输泵一，且两组气体传输泵一分别位于电子束蒸发镀膜机和电阻热蒸发镀膜机的一侧。

3、优选的，所述基座的顶端连接有切割机，且切割机位于电阻热蒸发镀膜机的后方，所述切割机的内部开设有切割腔，所述切割机的内部连接有切割组件，所述切割组件包括安装在切割机内部的直线驱动器一，且直线驱动器一位于切割腔的上方，所述直线驱动器一的输出端连接有丝杠一，所述切割机的内部连接有牵引棒一，且牵引棒一位于丝杠一的下方，所述牵引棒一和丝杠一的外表面连接有连接件，所述连接件的底部连接有防护架一，且防护架一位于切割腔的内部，所述防护架一的内部连接有直线驱动器三，所述直线驱动器三的输出端连接有丝杠二。

4、优选的，所述防护架一的顶壁连接有牵引棒二，且牵引棒二呈l型，牵引棒二位于丝杠二的上方，所述牵引棒二和丝杠二的外表面连接有连接杆，所述连接杆的底部连接有电动伸缩棒一，所述电动伸缩棒一的底部连接有切割头，所述切割头的顶壁连接有激光器，所述切割头的内部连接有聚焦透镜，且聚焦透镜位于激光器的下方。

5、优选的，所述切割腔的内部连接有工作平台，且工作平台的宽度窄于切割腔的宽度，所述工作平台的内部连接有直线驱动器二，所述直线驱动器二的输出端连接有限位平面，且限位平面呈c字型，所述限位平面的两端均嵌入连接有微型电动伸缩棒二，两组所述微型电动伸缩棒二的输出端均连接有微型电动伸缩棒三，所述切割腔的正面连接有两组清除扇，且清除扇位于微型电动伸缩棒三的侧后方，所述切割机的正面连接有收纳抽屉，且收纳抽屉位于切割腔的下方。

6、优选的，所述基座的顶部连接有研磨机，且研磨机位于切割机的一侧，所述研磨机的内部连接有直线驱动器五和直线驱动器四，且直线驱动器四位于直线驱动器五的下方，所述研磨机的内部开设有研磨腔，且研磨腔位于直线驱动器五和直线驱动器四之间，所述直线驱动器五的输出端连接有电动伸缩棒二，且电动伸缩棒二位于研磨腔内部，所述电动伸缩棒二的输出端连接有上研磨盘。

7、优选的，所述直线驱动器四的输出端连接有太阳轮，且太阳轮位于研磨腔内部，太阳轮位于上研磨盘的下方，所述研磨腔的底壁连接有下研磨盘，且下研磨盘位于太阳轮的下方，所述下研磨盘的顶部嵌合连接有多组游轮，且游轮与太阳轮相嵌合，所述游轮的内部贯穿开设有多组装配槽，所述游轮的内部连接有多组微型电动伸缩棒，所述微型电动伸缩棒的输出端连接有弧形夹，且弧形夹位于装配槽的两侧。

8、优选的，所述基座的顶部连接有清洗机器，且清洗机器位于研磨机的前方，清洗机器位于电子束蒸发镀膜机的后方，所述清洗机器的内部开设有清洗腔，所述清洗机器的内部连接有伺服电机一，所述伺服电机一的输出端连接有丝杠三，所述清洗机器的内部连接有牵引棒三，且牵引棒三位于丝杠三的下方，所述牵引棒三和丝杠三的外表面连接有连接轴，所述连接轴的底端连接有防护架二，且防护架二位于清洗腔的内部。

9、优选的，所述防护架二的内部连接有伺服电机三，所述伺服电机三的输出端连接有丝杠四，所述防护架二的内部连接有牵引棒四，且牵引棒四呈l型，牵引棒四位于丝杠四的上方，所述牵引棒四和丝杠四的外表面连接有移动片，所述移动片的底部连接有清洗头，且清洗头位于防护架二的下方，所述清洗机器的一侧连接有输气管，所述输气管的一端连接有气体传输泵二，且气体传输泵二位于清洗机器的一侧，所述清洗机器的内部连接有伺服电机二和射频电源装置，且伺服电机二位于清洗腔的下方，射频电源装置位于伺服电机二的下方，射频电源装置与清洗头电性连接，所述伺服电机二的输出端连接有三抓卡盘，且三抓卡盘位于清洗腔的内部。

10、优选的，该短波红外双带通低温滤光片的制备方法如下：

11、s1、先将蓝宝石基片放置在限位平面上，接通电源，然后运行微型电动伸缩棒二和微型电动伸缩棒三将蓝宝石基片固定在限位平面上，固定好后，启动直线驱动器一、直线驱动器三和电动伸缩棒一运行，带动切割头移动，对蓝宝石基片切割，同时直线驱动器二运行，带动蓝宝石基片转动，便于切割成圆形；

12、s2、基片切割好后，将切割好的基片放入装配槽中，然后启动微型电动伸缩棒伸长，推动弧形夹向基片靠近，直至将基片夹持固定好后，启动电动伸缩棒二伸长，带动上研磨盘下移，直至卡合在下研磨盘上，接着启动直线驱动器五和直线驱动器四，带动上研磨盘和太阳轮向反向转动，由于游轮嵌合在下研磨盘与太阳轮之间，在太阳轮的带动下，游轮在下研磨盘中进行转动，同时下研磨盘不动，且上研磨盘转动，以此对基片的上下两表面进行研磨；

13、s3、将研磨好的基片放入三抓卡盘中固定好，接着启动气体传输泵二抽取清洗腔内的空气，使清洗腔呈真空状态，将射频电源装置与清洗头电性连接，射频电源在一定压力情况下起辉产生高能量的无序的等离子体，通过清洗头将等离子体发射出去，等离子体对基片表面进行轰击，以达到清洗的目的；

14、s4、将清洗后的基片先放入镀膜腔中，将其固定在基座处，然后缩短液压杆，带动基座下移，密封在镀膜腔的顶部，接着启动气体传输泵一将镀膜腔内的空气抽取出去，使镀膜腔内部呈真空状态，然后启动电子枪将锗以电子束的方式在高真空环境中完成一面的沉积，然后再将完成一面沉积的基片放入电阻热蒸发镀膜机中，同样在真空环境下将氧化硅以电阻热蒸发的方式沉积在基片的另一面上，在蓝宝石基片的上下表面分别形成短波通道滤光膜系和中波通道滤光膜系，制备出双带通滤光片。

15、优选的，在所述步骤s1中，还包括如下步骤：

16、s11、基片固定好后，根据切割尺寸需求，启动直线驱动器一，带动丝杠一转动，使得防护架一和切割头沿着牵引棒一的方向移动，同时直线驱动器三运行，带动丝杠二转动，带动电动伸缩棒一和切割头沿着牵引棒二的方向移动，依次调节切割头的平面位置，接着启动电动伸缩棒一，带动切割头下移，且激光器发射出激光，激光经过聚焦透镜进行聚焦，形成高功率密度的激光束，然后激光束照射到蓝宝石基片的表面，对蓝宝石基片进行切割操作，同时清除扇启动，由于工作平台的宽度小于切割腔的宽度，限位平面和工作平台上散落的切割碎屑将会被清除扇吹落到收纳抽屉中，且提前向收纳抽屉中加入少量水，使得碎屑落入收纳抽屉中会吸附在水中，避免碎屑乱飞；

17、在所述步骤s3中，还包括如下步骤：

18、s31、在进行轰击清洗的过程中，启动伺服电机一，带动丝杠三转动，使得防护架二和清洗头沿着牵引棒三的方向移动，同时启动伺服电机三，带动丝杠四转动，从而带动清洗头沿着牵引棒四的方向移动，来调整清洗头的位置，改变等离子体的轰击位置，同时启动伺服电机二，使三抓卡盘和基片转动，便于更全面均匀的进行轰击清洗；

19、在所述步骤s4中，还包括如下步骤：

20、s41、启动电子枪，电子枪将生成一个高能电子束，高能电子束撞击到坩埚中放置的锗上，将能量转化为热能，使锗加热到蒸发温度，蒸发的锗原子在真空中飞到基片表面，并在蓝宝石基片表面冷凝，形成薄膜，光学膜厚监测仪对基片表面形成的薄膜进行实时监测，同时磁场控制器会根据监测到的膜厚情况调节磁场大小，以改变电子枪发出的电子束的能量，对沉积过程进行精细控制；

21、s42、将形成一面薄膜的基片放在电阻热蒸发镀膜机中固定在基座下方，让没有薄膜的一面朝向蒸发源，然后启动气体传输泵一使电阻热蒸发镀膜机的内部呈真空状态，蒸发源内部的电阻丝将蒸发源上放置的氧化硅加热到蒸发温度，蒸发的氧化硅原子在真空中飞向基片表面，在基片表面冷凝形成薄膜，光学膜厚监测仪会实时对基片表面的薄膜进行膜厚测量。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明通过连接有电阻热蒸发镀膜机和电子束蒸发镀膜机，通过两种薄膜沉积的方式将锗和氧化硅两种材料在蓝宝石基片的上下表面分别形成具有f-p结构的短波通道滤光膜系和中波通道滤光膜系，通过两种膜系的组合，叠加形成的滤光片具有双带通功能，使其在低温环境下，可以同时透过短波和中波红外光线。

24、2、本发明通过连接有直线驱动器一、丝杠一、激光器、聚焦透镜、直线驱动器三和丝杠二，通过微型电动伸缩棒二和微型电动伸缩棒三将蓝宝石基片固定在限位平面上，然后启动直线驱动器一，带动丝杠一转动，进而使防护架一、电动伸缩棒一和切割头沿着牵引棒一移动，同时运行直线驱动器三，使丝杠二转动，使得电动伸缩棒一和切割头沿着牵引棒二移动，以便对切割头的位置进行调整，启动切割头内部的激光器，使激光器发射出激光，激光经过聚焦透镜进行聚焦，形成高功率密度的激光束，接着激光束照射到蓝宝石基片上，进行切割，采用激光对基片进行切割，不仅切割速度快，可提高制备效率，且切口处光滑平整，避免基材在切割过程中发生较大的变形，影响制备出的滤光片的滤光性能。

25、3、本发明通过连接有上研磨盘和下研磨盘，将切割好的基片放置在装配槽中，然后启动微型电动伸缩棒伸长，带动弧形夹向基片靠近，将基片紧紧固定在装配槽中，然后启动电动伸缩棒二，使电动伸缩棒二伸长并带动上研磨盘下移，将上研磨盘合在下研磨盘上，然后启动直线驱动器五和直线驱动器四，使得上研磨盘和太阳轮朝反向转动，由于游轮嵌合在不转动的下研磨盘和转动的太阳轮之间，因此游轮在太阳轮的带动下，将在下研磨盘中进行移动，使下研磨盘对基片的下表面进行研磨，而上研磨盘则对基片的上表面进行研磨，提高滤光片的滤光性能，且对基片两面同时进行研磨，有效的提高了生产制备的工作效率。

26、4、本发明通过连接有清洗头、射频电源装置、丝杠三和丝杠四，将基片固定在三抓卡盘上夹持好，然后启动气体传输泵二，将清洗腔内的空气抽出，使清洗腔处于真空状态，清洗头上的射频电源在一定压力情况下起辉产生高能量的无序等离子体，然后通过清洗头将等离子体发射出去，等离子体对基片表面进行轰击，对基片进行清洗，同时可以启动伺服电机一，带动丝杠三转动，使防护架二和清洗头随之沿着牵引棒三移动，且伺服电机三运行，带动丝杠四转动，进而使清洗头沿着牵引棒四的方向移动，对清洗头的位置进行调整，便于对基片进行全方位的轰击清洗，采用等离子体对基片进行轰击清洗和激活处理，可将基片表面的有机物除掉，且便于后续对基片进行薄膜沉积时使镀膜更贴合。