可见与近红外多波段激光高反膜的制备

摘要：针对军用光学仪器对光谱波段和入射角度的需要，采用电子束加热蒸发的设备，镀制多波段激光高反射膜，实现了在K9玻璃上，当光线0°角入射时，532nm波长范围内平均反射率高于90%,在±45°角入射条件下近红外波段1064nm处的反射率高于99%，能够承受激光光源的照射和恶劣的环境测试，完全满足光学仪器的使用要求。

关键词：非周期膜系；激光高反射膜；光学特性

1. 引言

近年来随着激光技术的飞速发展，国内外分别对半导体激光器在532nm和808nm波段及红外区1064nm、1550nm 高反膜进行了深入的研究[1] [2]。但是对于在0°角入射条件下，可见532nm波长范围内平均反射率高于90%,在±45°角入射条件下近红外波段1064nm处的反射率高于99%，并具备较高损伤阈值薄膜的研究比较少见。

2.膜系设计

2.1膜料的选择

我们常用TiO2、Ta2O5、HfO2、H4等作为镀膜的高折射率材料。常用的低折射率材料有MgF2、SiO2[3]。考虑膜层要具备较高的激光损伤阈值，本膜系采用H4为本论文的高折射率材料，SiO2为本论文的低折射率材料。

2.2膜系设计

周期膜系采用25层高反膜系S|(HL)^12 H|A 其中H为H4、L为SiO2。

理论透过率曲线如图1所示：

3. 膜层的制备

薄膜制备采用国产900型真空镀膜机。先擦拭镀件表面，装入夹具，放在基片架上，抽真空。当真空度达到要求时，对基底表面加烘烤，温度为250℃。当真空度高于1.0×10-3Pa开始蒸镀，采用电子枪加热蒸发，为提高膜层的激光损伤阈值，在整个膜层的制备过程中使用考夫曼离子源。膜系前十层用MDC-360C石英晶体控制仪对膜层厚度进行监控，后十五层用光电极值法控制膜厚。

4. 测试结果与分析

分别采用上海光谱SP-1702紫外可见分光光度计测量范围190nm-1000nm和天津拓普TJ270-60近红外分光光度计测量范围800nm-2500nm进行测试。532nm处实验光谱曲线如图3所示，1064nm处实验光谱曲线如图4所示。

当光线以45°角入射时波长整体会向短波漂移100nm此膜系满足使用要求。

5.结论

通过选择高低折射率材料的匹配，调整镀膜工艺参数提高了系统整体的抗激光损伤阈值，所镀制的薄膜满足了军用光学仪器的使用要求。

参考文献

[1] Liu Hanying, Liu Chunming, Xiao Zhibin, Wang Ying. Optical thin films for space solar cells. Optical Instruments, 2006,28(4):164~167.

[2] 谭宇, 梁宏军, 刘永强, 赵兴梅.用二氧化钛、二氧化硅和氟化镁膜料镀制0.4μm～1.1μm超宽带增透膜[J].应用光学,2007,28(5):623～626.

[3] 黄光伟,田维坚,卜江萍.超宽带增透膜新的设计法[J].光子学报,2007,36(9):1694～1696.