深紫外到近红外宽波段增透膜的研究.doc

深紫外到近红外宽波段增透膜的研究随着大气环境污染问题日益严重,准确监测获取环境组分信息十分重要。光谱探测技术是大气探测的有效手段,目前朝着多波段融合、多领域应用方向发展,对光谱探测器的探测精度与响应灵敏度要求越来越高。作为紫外-红外集成探测器的关键元件,高性能的光学薄膜是实现其功能的重要保障。本文对深紫外到近红外宽波段增透膜进行研制,根据材料的光学性质、物理机械特性及折射率匹配性,筛选出合理的薄膜材料与基底材料,选择Al₂O₃和AlF₃作为高低折射率材料,JGS1作为基底材料。基于增透膜设计理论,利用膜系设计软件,分析初始膜系迭代次数与平均透射率的关系,选择合理的迭代次数;在容差型评价基础上,综合考虑膜层厚度与光谱性能的要求,建立新型评价函数;采用变尺度法与隧道方法相结合的优化方法,通过改变灵敏层的厚度,解决膜系结构出现薄层的问题,降低制备难度。在薄膜制备过程中,优化电子束蒸发工艺,研究离子源工作气体对材料光谱性能及折射率的影响,选择石英晶振法监控薄膜厚度,对不同工艺条件下膜层厚度进行修正,研究高温退火工艺方法,改善了薄膜聚集密度与化学计量比,提高了薄膜稳定性。逆向反演分析实测光谱曲线结果,分析光谱曲线偏差原因,对高灵敏度膜层厚度单独修正,降低残余蒸镀对光谱影响。分析深紫外波段产生吸收的原因,对比不同迭代次数的实际制备结果,确定最终工艺参数。经光谱测试,在200⁹00nm波段,双面镀膜平均透射率为95.8%,实现了宽波段增透效果。经过环境测试,薄膜性能稳定满足使用要求。