[发明专利]一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法

说明书

本发明提供了一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法，为了提高大口径薄膜厚度均匀性减小波前误差，达到薄膜衍射系统要求的成像质量，通过预先给胶液施加一环向均匀、径向呈梯度分布的温度来调控其粘度，从而控制胶液径向厚度分布，经控温/常温叠加多次旋涂，直至得到所需厚度的聚酰亚胺薄膜，薄膜厚度≥20μm，薄膜口径≥Φ400mm，薄膜透射波前RMS≤1/25λ，满足系统成像质量要求。本发明有益的技术效果：缩小了与国外差距，提高薄膜元件制作工艺水平，扩展我国薄膜元件的实际应用领域，特别是透明光学薄膜衍射成像系统领域。

技术领域

本发明涉及光学薄膜制备技术领域，特别涉及一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法。

背景技术

二元薄膜光学元件具有重量轻，易于折叠展开等优势，薄膜材料的厚度均匀性直接影响其波前误差，严重影响成像质量，制约着我国薄膜元件的实际应用。要提高薄膜元件的成像质量，就必须提高膜厚均匀性。国外目前能够制备大口径(≥Φ400mm)光学成像级薄膜，但对我国进行严密的技术封锁。国内目前商业化的光学薄膜膜厚均匀性很差，根本满足不了成像质量要求，高质量的薄膜制备技术只掌握在美国一些先进厂商和研究机构手中。为了缩小与国外的差距，提高薄膜元件制作工艺水平，特别是大口径光学成像级薄膜，急需进行相关工艺创新。

发明内容

为了提高薄膜厚度均匀性制备大口径光学均匀性薄膜，本发明提供一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法。

本发明的技术方案如下：一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法，通过预先给胶液施加一环向均匀、径向呈梯度分布的温度来调控其粘度，从而控制胶液径向厚度分布，经控温/常温叠加多次旋涂，直至得到所需厚度的聚酰亚胺薄膜，薄膜厚度≥20μm，薄膜口径≥Φ400mm，薄膜透射波前RMS≤1/25λ，满足系统成像质量要求。

进一步地，胶液控温方式可采用底部接触式和上方红外非接触式辐射形成温度梯度分布。

进一步地，胶液控温温度范围30～80℃，温度由圆心到外径呈内高外低连续分布。

进一步地，聚酰胺酸的固含量为5％～10％，常温时零切粘度为7000～20000cp。

进一步地，采用控温/常温叠加多次旋涂的方法，胶液200℃热处理后再进行下次旋涂。

一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法具体步骤如下：

步骤1：将预先制备好的聚酰胺酸胶液流平至石英基片上，并浸润整个基片；

步骤2：给胶液施加一环向均匀、径向呈梯度分布的温度，并静置平衡1小时；

步骤3：将步骤2中的石英基片在隔热载物台上机械固定；

步骤4：在一定工艺下旋涂制得湿膜并进行80℃烘干半小时；

步骤5：连同石英基片放进烘箱进行200℃热处理1小时，降温至室温；

步骤6：将预先制备好的聚酰胺酸胶液流平至步骤5的石英基片上，并将其固定在载物盘上；

步骤7：重复步骤4，随后进行高温亚胺化处理，完成一个循环；

步骤8：最后将薄膜从基片上剥离下来，得到大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜。

本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种大口径光学成像级聚酰亚胺薄膜制备方法，缩小了与国外的差距，提高了薄膜元件制作工艺水平，特别是大口径光学成像级薄膜。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的大口径光学级聚酰亚胺薄膜材料干涉仪测试结果图，其中，图1(a)：透射波前图，图1(b)：干涉条纹图；