專利名稱：10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外濾光片生產(chǎn)技術(shù)，特別是一種10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前六氟化硫(SF6)氣體在工業(yè)中應(yīng)用普遍，如冷凍工業(yè)作為致冷劑，致冷范圍可在-45°C 0°C之間；電氣工業(yè)利用其很高介電強(qiáng)度和良好的滅電弧性能，用作高壓開關(guān)、大容量變壓器、高壓電纜和氣體的絕緣材料；采礦工業(yè)用作反吸附劑，用于礦井煤塵中置換氧。六氟化硫(SF6)氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，相應(yīng)的六氟化硫(SF6)應(yīng)用產(chǎn)品的可靠性高，檢修工作量少，周期長等與傳統(tǒng)手段相比具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，使得六氟化硫(SF6)應(yīng)用日益廣泛。而此類氣體為溫室氣體，其排放將對(duì)全球變暖產(chǎn)生顯著負(fù)面影響，其溫室效應(yīng)相比二氧化碳排放高出2. 39萬倍。伴隨著六氟化硫(SF6)大量的使用， 其泄漏問題也開始顯現(xiàn)，如果SF6中混雜低氟化硫、氟化氫，特別是十氟化硫時(shí)，則毒性增強(qiáng)。在現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)進(jìn)度，保護(hù)工人安全，通常會(huì)對(duì)SF6是否外泄進(jìn)行檢測。六氟化硫(SF6)氣體紅外探測儀是利用六氟化硫(SF6)氣體對(duì)以10560納米為中心波長的紅外光譜吸收率非常高的特點(diǎn)進(jìn)行檢測的設(shè)備，10560納米窄帶紅外濾光片作為六氟化硫(SF6)氣體紅外探測儀的核心部件，在很長時(shí)間里一直只能由國外采購，且窄帶的峰值透過率只能做到60%左右；其信噪比低，精度差，不能滿足市場發(fā)展的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種峰值透過率高，能極大的提高信噪比，有效檢測SF6的10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種10560納米帶通紅外濾光片，其特征是(I)采用尺寸為Φ 25. 4X O. 5mm的單晶鍺Ge作基板；其表面光圈N彡5，局部光圈 ΛΝ彡O. 5，平行度Θ彡I’ ；表面光潔度優(yōu)于60/40 ;(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個(gè)表面上分別沉積多層干涉薄膜，所述多層干涉薄膜符合下述第3結(jié)構(gòu)特征(3)主膜系面多層干涉薄膜采用Sub|HLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL|Air ;截止面多層干涉薄膜采用以下結(jié)構(gòu)Sub I O. 76 (O. 5HL0. 5H)5 O. 5 (O. 5HL0. 5H)5 O. 35 (O. 5HL0. 5H)5 O. 25 (O. 5HL0. 5H)6
O.16(0. 5HL0. 5H)6|Air膜系中符號(hào)含義分別為Sub為基板、Air為空氣、H為λ c/4單晶鍺膜層、L為 λ c/4硫化鋅膜層、λ c = 10560納米、結(jié)構(gòu)式中數(shù)字為膜層的厚度系數(shù)、結(jié)構(gòu)式中的指數(shù)是膜堆鍍膜的周期數(shù)；本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，以鍺Ge為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發(fā)薄膜沉積的方法制備鍍膜層，鍍膜工藝條件是在真空度< KT3Pa的真空環(huán)境下進(jìn)行300°C以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜，其中單晶鍺材料采用電子槍蒸發(fā)，硫化鋅材料采用阻蒸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)速率均控制在lnm/S以內(nèi)。本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，是對(duì)主膜系面采用高級(jí)次透射帶的透過直接光控進(jìn)行鍍膜控制，采用反射式間接光控對(duì)另一面的干涉截止膜系進(jìn)行鍍膜控制。本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法得到的10560納米帶通紅外濾光片，主膜系采用多腔窄帶膜系結(jié)構(gòu)，配合高截止深度的干涉截止膜系，波形系數(shù)為
I.5 I. 9，濾光片帶寬為O. 18nm,峰值透過率為90%，中心波長定位10560納米。除中心波長10560納米帶寬180納米的通帶外，從400 14000納米范圍內(nèi)的其余光譜全部截止， 能極大的提高信噪比，可以很好的抑制其他氣體的干擾，產(chǎn)品光學(xué)性能和物理強(qiáng)度能很好的滿足實(shí)際使用要求，廣泛應(yīng)用于高壓電器制造行業(yè)的六氟化硫(SF6)氣體紅外探測儀器， 提高儀器探測精度和效能，可以做到更快速、更精確的確認(rèn)泄漏點(diǎn)。按本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法得到的10560納米帶通紅外濾光片，具有如下有益效果a、濾光片到達(dá)優(yōu)秀的技術(shù)指標(biāo)，具有中心波長為10560納米的窄帶透過光譜， 透射帶的上升沿和下降沿陡峭，波形矩形度好，峰值透過率>90%、截止區(qū)域內(nèi)截止深度 < O. 1%，因此10560納米的有效工作波段可以盡可能大的透過，而其余無效波段的背景干擾信號(hào)則極大的減小，因而可取得優(yōu)異的信噪比，提高儀器的測試靈敏度和精度。b、本專利濾光片工藝簡單，已能形成批量生產(chǎn)，性能穩(wěn)定，滿足高精度六氟化硫 (SF6)氣體紅外探測儀器的性能要求。C、本專利濾光片由于見有效波段10560納米范圍的透過率提高到90%以上，相對(duì)國外同類產(chǎn)品提高了 30%以上，由此測試儀器的精度和靈敏度有大幅提升。
圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是濾光片最終性能實(shí)測曲線圖。其中基板I、主膜系面薄膜2、干涉截止膜系面薄膜3。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例提供的一種10560納米帶通紅外濾光片是(I)采用尺寸為Φ25. 4X0. 5mm的單晶鍺Ge作基板I ;其表面光圈N彡5，局部光圈ΛΝ < O. 5，平行度Θ < I’ ；表面光潔度優(yōu)于60/40 ；(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個(gè)表面上分別沉積主膜系面薄膜2和干涉截止膜系面薄膜3 ；(3)主膜系面薄膜2采用Sub IHLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL | Air ;干涉截止膜系面薄膜3采用以下結(jié)構(gòu)
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Sub I O. 76 (O. 5HL0. 5H)5 O. 5 (O. 5HL0. 5H)5 O. 35 (O. 5HL0. 5H)5 O. 25 (O. 5HL0. 5H)6
O.16(0. 5HL0. 5H)6|Air膜系中符號(hào)含義分別為Sub為基板、Air為空氣、H為λ c/4單晶鍺膜層、L為 λ c/4硫化鋅膜層、Xc= 10560納米、結(jié)構(gòu)中O. 76、0. 5數(shù)字為膜層的厚度系數(shù)、結(jié)構(gòu)中的指數(shù)是膜堆鍍膜的周期數(shù)；本實(shí)施例提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，以鍺Ge為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發(fā)薄膜沉積的方法制備鍍膜層，鍍膜工藝條件是在真空度彡KT3Pa的真空環(huán)境下進(jìn)行300°C以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜，其中單晶鍺材料采用電子槍蒸發(fā)，硫化鋅材料采用阻蒸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)速率均控制在lnm/S以內(nèi)。。由于具體如何蒸發(fā)采用電子槍蒸發(fā)和采用阻蒸熱蒸發(fā)鍍膜是本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握的常規(guī)技術(shù)，在此不作詳細(xì)描述。本實(shí)施例提供的一種本專利濾光片采用一面鍍多腔窄帶膜系，提高有效工作波段的透過率和波形矩形度，一次改善有效信號(hào)強(qiáng)度；另一面鍍高截止深度的干涉截止膜系，到達(dá)O. 4 14 μ m的范圍內(nèi)除通帶外的所有無效次峰。本實(shí)施例提供的10560納米帶通紅外濾光片，其中心波長定位精度在O. 5%以內(nèi)， 對(duì)主膜系面采用高級(jí)次透射帶的透過直接光控進(jìn)行鍍膜控制，使膜層與膜層間有自動(dòng)補(bǔ)償效應(yīng)由此制備出優(yōu)異的通帶波形。采用反射式間接光控對(duì)另一面的干涉截止膜系進(jìn)行鍍膜控制，該方式對(duì)大量非規(guī)則膜層的結(jié)構(gòu)可以到達(dá)較高的控制精度，由此滿足高截止深度的要求。采用日本分光FT/IR-460pius型傅立葉變換光譜儀測試，本濾光片最終性能結(jié)構(gòu)如圖2的濾光片最終性能實(shí)測曲線圖I.中心波長Xc= 10560納米2.帶寬 Λ λ = 190 納米3.波形系數(shù) Λ λ 10%/Λ λ 50%= I. 64.峰值透過率Tp = 92%除通帶外400 14000 納米 Tavg ^ O. I %
權(quán)利要求
1.一種10560納米帶通紅外濾光片，其特征是(1)采用尺寸為025.4X0.5mm的單晶鍺Ge作基板；其表面光圈N彡5，局部光圈 AN^O. 5，平行度0 < I’ ；表面光潔度優(yōu)于60/40 ；(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個(gè)表面上分別沉積多層干涉薄膜， 所述多層干涉薄膜符合下述第3結(jié)構(gòu)特征(3)主膜系面薄膜結(jié)構(gòu)采用Sub|HLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL|Air;干涉截止膜系面薄膜采用以下結(jié)構(gòu)Sub I 0. 76(0. 5HL0. 5H)5 0. 5 (0. 5HL0. 5H)5 0. 35 (0. 5HL 0. 5H)5 0. 25(0. 5HL 0. 5H)6 0. 16(0. 5HL 0. 5H)6|Air膜系中符號(hào)含義分別為=Sub為基板、Air為空氣、H為Ac/4單晶鍺膜層、L為入c/4 硫化鋅膜層、Xe = 10560納米、結(jié)構(gòu)式中數(shù)字為膜層的厚度系數(shù)、結(jié)構(gòu)式中的指數(shù)是膜堆鍍膜的周期數(shù)。
2.一種如權(quán)利要求I所述的10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，其特征是以鍺Ge 為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發(fā)薄膜沉積的方法制備鍍膜層，鍍膜工藝條件是在真空度< KT3Pa的真空環(huán)境下進(jìn)行300°C以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜，其中單晶鍺材料采用電子槍蒸發(fā)，硫化鋅材料采用阻蒸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)速率均控制在I納米/S以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的10560納米帶通紅外濾光片的制作方法，其特征是對(duì)主膜系面采用高級(jí)次透射帶的透過直接光控進(jìn)行鍍膜控制，采用反射式間接光控對(duì)另一面的干涉截止膜系進(jìn)行鍍膜控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種10560納米帶通紅外濾光片及其制作方法，其特征是采用尺寸為Φ25.4×0.5mm的單晶鍺Ge作基板；其表面光圈N≤5，局部光圈ΔN≤0.5，平行度θ≤1’，表面光潔度優(yōu)于60/40；鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個(gè)表面上分別沉積主膜系面薄膜Sub|HLHLH2LHLHLHLHLH2LHLHL|Air和干涉截止膜系面薄膜Sub|0.76(0.5HL0.5H)5 0.5(0.5HL0.5H)5 0.35(0.5HL0.5H)5 0.25(0.5HL0.5H)6 0.16(0.5HL0.5H)6|Air，其鍍膜工藝條件是在高真空(真空度≤10-3Pa)環(huán)境下進(jìn)行300℃以下的加熱烘烤，采用物理氣相沉積方式加以離子源輔助鍍膜。本發(fā)明提供的一種10560納米帶通紅外濾光片的制作方法得到的10560納米帶通紅外濾光片，峰值透過率可達(dá)90％以上，極大的提高信噪比，很好的抑制其他氣體的干擾，提高儀器探測精度和效能。
文檔編號(hào)B32B15/00GK102590918SQ201210063888
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者呂晶 申請(qǐng)人:杭州麥樂克電子科技有限公司