[实用新型]具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硫系光学元件，特别是涉及一种具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件。

背景技术

硫系玻璃是一类性能优良的红外透过材料，在1.06μm、3-5μm、8-12μm三个主要红外大气窗口均具有较高的透过率和极低的折射率温度热系数。近年来，随着被动无热化设计在红外光学系统中的普及，硫系玻璃窗口及光学元件在各类红外成像、制导、探测系统中显示出较高的应用价值和广阔的应用前景。

在实际应用中，特别是在各类军用武器的红外光学系统中，为避免恶劣电磁环境对仪器设备的干扰，通常需在红外窗口或光学元件表面制备电磁屏蔽膜，使其在保证工作波长红外光波高透过率的前提下，对微波区电磁波具有一定的屏蔽作用。当前，在1.06-12μm波段之间均具有实用红外透光率的电磁屏蔽膜仅有刻蚀金属网栅一种，其工作原理是利用具有网格状结构的金属薄膜调和材料“高红外透过”和“高电导率”间的矛盾。金属网栅红外电磁屏蔽膜目前已在ZnS、蓝宝石、AlON及MgF₂等多种红外窗口及光学器件上获得了现实应用，但其本身具有力学性能差、通光量低及莫尔干涉条纹等缺陷。同时，硫系玻璃窗口和光学元件本身属于一种软脆材料，其表面硬度低，机械强度相对较弱。因此，金属网栅制作过程中的“高速旋转涂胶”、“激光直写刻蚀掩膜”、“真空镀膜”及“有机溶剂去胶”等步骤极有可能对硫系玻璃的光学表面造成损伤，极大的增加了硫系玻璃窗口和光学元件实现电磁屏蔽功能的技术难度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种新型结构的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，所要解决的技术问题是使其1.06-12μm波段具有较高透光率和较强电磁屏蔽效能，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其包括：

硫系光学元件基层；

无机膜层，附着在所述的基层上；

有机涂层，附着在所述的无机膜层上；

石墨烯透红外电磁屏蔽膜，附着在所述的有机涂层。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的无机膜层的材料为SiO₂、Al₂O₃或HfO₂。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的有机涂层的材料为聚酰亚胺树脂或有机硅树脂。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的石墨烯透红外电磁屏蔽膜为制备在铜箔上的低缺陷石墨烯薄膜。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的无机膜层的材料为SiO₂时，无机膜层的厚度为5-30nm。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的无机膜层的材料为Al₂O₃时，无机膜层的厚度为10-25nm。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的无机膜层的材料为HfO₂时，无机膜层的厚度为10-30nm。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的有机涂层为聚酰亚胺树脂时，有机涂层的厚度为6-12μm。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的有机涂层为有机硅树脂时，有机涂层的厚度为8-12μm。

优选的，前述的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件，其中所述的石墨烯透红外电磁屏蔽膜的层数为3-10层。

借由上述技术方案，本实用新型具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件至少具有下列优点：

1、本实用新型的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件在1.06-12μm的工作波段光吸收系数小，透光率高，电磁屏蔽效果强；其方块电阻小于35Ω/□，电磁屏蔽效能大于15dB，红外透过损耗小于3％。

2、本实用新型的具有电磁屏蔽性能的硫系光学元件的复合过渡层包括无机膜层和有机涂层，本实用新型的复合过渡层与石墨烯透红外电磁屏蔽膜和硫系光学元件基层粘接良好，且增加了本实用新型的光学元件的红外透光率。

3、本实用新型的石墨烯透红外电磁屏蔽膜无莫尔干涉条纹现象，能够降低应用于红外成像系统时的装配复杂度。