[实用新型]一种红外窗口增透保护结构

说明书

本实用新型涉及光学薄膜技术领域，具体涉及一种红外窗口增透保护结构，该结构包括增透层、基底和保护层，基底的一侧附着有增透层，另一侧附着有保护层；增透层自基底起依次包括第一锗层、第一硫化锌层、第二锗层和第二硫化锌层；保护层自基底起依次包括锗砷硒层和类金刚石层，本实用新型提供了一种红外窗口增透保护结构，锗砷硒层作为类金刚石层和基底层之间唯一的中间层，一方面增加了窗口的光学透过性，另一方面减小了膜层间的应力，解决了无法在硫族材料上沉积类金刚石膜的问题。

技术领域

本实用新型涉及光学薄膜技术领域，具体涉及一种红外窗口增透保护结构。

背景技术

近年来，随着红外技术的发展，红外在军事、工业、交通等方面都有了十分重要的应用。红外技术不断发展同时推动着红外材料的发展，尤其是可用于红外窗口的材料，例如硅、锗和一些硫族材料。这些材料在红外波段有良好的光学特性，具有作为窗口片的基础条件。但这类材料的机械硬度较低，在室外环境使用时很容易被划伤，从而导致窗口的失效。近年来，为改善这种技术缺陷人们研究了多种材料作为其保护层，保护层材料必须具有高的机械强度、硬度和稳定的化学性质等优良特性。研究发现，金刚石、含氮金属化合物和磷化硼是作为保护层材料很好的选择。但这些材料大多制备方法复杂或制备过程中存在污染，因此很难在商业上广泛使用。类金刚石膜的光学透过率、硬度、折射率和抗摩擦性能等方面都十分类似于金刚石，因此类金刚石膜是作为红外材料保护膜的良好选择。但由于类金刚石膜的应力较大，和大部分红外窗口尤其是硫族材料的结合力差，无法直接沉积，因此寻找一种能有效增加类金刚石膜和红外材料之间的结合力的结构尤为重要。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种红外窗口增透保护结构，锗砷硒层作为类金刚石层和基底层之间唯一的中间层，一方面增加了窗口的光学透过性，另一方面减小了膜层间的应力，解决了无法在硫族材料上沉积类金刚石膜的问题。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种红外窗口增透保护结构，该结构包括增透层、基底和保护层，所述基底的一侧附着有所述增透层，另一侧附着有所述保护层；

所述增透层自所述基底起依次包括第一锗层、第一硫化锌层、第二锗层和第二硫化锌层，其目的是增加整个结构的光学透过率；

所述保护层自所述基底起依次包括锗砷硒层和类金刚石层，所述锗砷硒层的目的是减小所述基底和所述类金刚石层之间应力差异，增大膜层之间的结合力。

优选的，所述基底为硫系玻璃、锗玻璃、硅玻璃中的一种。

优选的，所述第一锗层的厚度为100-1000nm；所述第一硫化锌层的厚度为100-2200nm；所述第二锗层的厚度为50-280nm；所述第二硫化锌层的厚度为100-1100nm。

优选的，所述锗砷硒层的厚度为100-1000nm；所述类金刚石层的厚度为100-1400nm。

一种红外窗口增透保护结构的制备方法，包括以下步骤：

S1、锗砷硒层的沉积：在所述基底的一侧表面沉积所述锗砷硒层，所述锗砷硒层可利用锗、砷、硒混合蒸镀的方式沉积在所述基底表面，蒸镀过程中利用离子源辅助以增加膜层之间的结合力；

S2、类金刚石层的沉积：在沉积所述类金刚石层前，首先利用氩气、氮气或氧气对S1中沉积所述锗砷硒层一侧的所述基底表面进行溅射清洗，随后所述类金刚石层通过化学气相沉积的方法沉积在所述锗砷硒层表面，可以采用甲烷、乙炔或丁烷为气源，氩气、氮气为载气进行沉积，沉积过程中控制氩气、氮气两者的比例和射频功率的大小；

S3、锗层和硫化锌层的交替沉积：在所述基底的另一侧表面依次利用蒸镀的方式沉积所述第一锗层、所述第一硫化锌层、所述第二锗层、所述第二硫化锌层。