双波段减反射薄膜的研究

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1、本科毕业设计论文题目：可见和近红外双波段减反射膜的研究院、系：北方信息工程学院学科专业：光电信息工程学生：高建华学号：B06010704指导教师：潘永强（副教授）2010年6可见光和近红外双波段减反射膜的研究摘要：本文以K9玻璃为基底对宽带双波段减反膜的设计与制备工艺进行了研究，详细说明了宽带双波段减反膜的膜料选择、膜系设计、采用离子束辅助沉积及采用极值法镀制该膜系的过程。应用Autofilm软件设计出了在：0.43-0.9um范围内的宽带双波段反射膜的峰值透过率Tp≥95.4%，平均透过率Ta≥94.6%，在1.54um处的透过率不低于93.5%。关键

2、词：宽带双波段减反膜；离子辅助镀沉积；透过率；膜厚控制；Visibleandnearinfrareddual-bandanti-filmAbstractInthispaper,K9glasssubstrateforbroadbanddual-bandantireflectivefilmdesignandproductionprocesswerestudied,Thepreparationofmultilayerdual-bandantireflectioncoatingsweredescribedbychoosefilmmaterial,filmdesi

3、gn,usingion-beamassisteddepositionandusingthemethodopticalcontroltomakethefilmcoating.Autofilmsoftwareapplicationdesignin：therangeisfrom0.43~0.9um,peaktransmissionreachto95.4%,theaveragetransmittancereachto94.6%.therangeisin1.54um,peaktransmissionnotlessthan93.5%.Keywords:Broadba

4、nddual-bandanti-film;ion-beamplatingdeposition;transmittance;thicknesscontrol;1研究背景和意义目前，国内军用光电仪器上一般采用波长1.064um激光测距机，因其激光脉冲能量较大，人眼对这一波长敏感故对操作者的眼睛安全有一定影响，易对人眼造成伤害，且1.064um波段的光在大气传输中穿透烟雾、灰尘的能力差，回波率较低，最大测程受天气能见度的影响很大。而1.54um波长的的激光对人眼的损伤阈值比1.064um波长的激光高20万倍，因此，1.54um波长的激光对人眼安全，大气传输性好

5、，透过战场烟雾和灰尘的能力强，目标反差比大，军事保密性好，可用锗光二极管在室温下探测，不需要低温，从而适用于小型化和野外。由于其具有如此多的优势，因此用1.54um波长的激光测距机代替1.064um波长激光测距机是必然的发展趋势。为了作战效能的需要，现代军用光电系统上，都装备了夜视仪(热像仪)、光电瞄准跟踪仪、激光测机等单元。在光谱分布上，它们包括0.43-0.9um及1.54um波段。特别对机载、车载光电仪器。本课题要研究的问题是，从膜层上保证人眼安全激光测距、可见光观瞄、微光夜视(或电视跟踪)等系统共用同一窗口(物镜)的全部，而不是部分共用。我们以前

6、镀制的膜层光谱范围为0.43-1.lum，现在的问题是要研制一种膜层，保证0.43-0.9um及1.54um波段都是高增透。这一光学薄膜工艺技术问题的解决，可以使得集可见光、微光夜视(电视跟踪)及1.54um的人眼安全激光测距功能于一体，这些波段共窗口的集成光电仪器的研制成为可能。2膜系设计及优化2.1膜料选择不同用途的光电仪器对光学薄膜的要求不同，所以要根据不同的需要选择不同的膜层材料。介质和半导体薄膜材料种类繁多，应用广泛，是镀膜的基本材料。一般来说，选择膜层材料应考虑以下几个方面的特性：即透明度、折射率、机械牢固性、化学稳定性及抗高能辐射等[1]。

7、最终选择了三种膜料：Al2O3、ZrO2、MgF2。2.2膜系设计目前广泛采用的三层减反膜堆是G

8、M2HL

9、A。更多层的减反膜堆大多是一次三层减反膜堆为雏形改良发展而得。它可以获得低而平坦的反射率曲线，而且各层膜的作用都比较明显，对减反膜的设计和制备有非常好的指导意义[2]。本课题将以G

10、M2HL

11、A作为初始膜系，采用经典的ABA对称的结构替代原来的中间层（2H）层，设计出了G/M2H2M2H2M2HL/A膜系，其中H代表光学厚度为高折射率材料ZrO2，M代表光学厚度为中间折射率材料Al2O3，L代表光学厚度为低折射率材料MgF2，选用这三种不同的膜料（

12、Al2O3/ZrO2/MgF2）同时将膜层厚度和折射率作为可调自变量，交由计算机