[发明专利]一种用于空间遥感系统的近红外滤光片的制作方法

说明书

本发明公开了一种用于空间遥感系统的近红外滤光片的制作方法，涉及光学薄膜技术领域。其包括步骤：制备Si膜层和SiO₂膜层，获取所述膜层的第一光学厚度，进行退火处理；获取经退火处理后的Si膜层和SiO₂膜层的光学常数及第二光学厚度；根据所述光学常数，计算滤光片的膜系；根据光学厚度的变化量，计算所述滤光片的修正监控膜系；在修正监控膜系的光学监控下制备所述滤光片，并进行退火处理，制得近红外滤光片。本发明提供的一种用于空间遥感系统的近红外滤光片的制作方法，其制备的近红外滤光片具有高透过率和高环境稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种用于空间遥感系统的近红外滤光片的制作方法。

背景技术

在空间遥感领域，近红外波段(0.78～2.5μm)因诸多被探测目标在此区域具有独特的光谱特性，而受到了广泛关注，并成为遥感仪器重要的工作波段。Si/SiO₂多谐振腔结构近红外滤光片因膜层材料折射率比值大，在近红外区域，特别是波长小于1.8μm的红外波段，具有不可比拟的优势。中长波红外区域常用的高折射率材料如锗(Ge)、碲化铅(PbTe)等在此波段存在明显吸收。可见光波段常用的高折射率材料如氧化钽(Ta₂O₅)、氧化铌(Nb₂O₅)等虽然在该波段可以使用，但由于其折射率偏低导致滤光片膜层数量多，产品镀制时间长，且可见光波段的带外抑制很难处理。相比于可见光波段常用的氧化物材料，Si/SiO₂多谐振腔结构滤光片具有更简单的膜系结构，膜层数量少；具有更薄的膜层厚度，膜层应力小，薄膜器件可靠性高；具有更强的抗角漂能力；具有更宽的光谱截止带，同时可见光波段带外抑制更易处理。因此，这些独特优势使得Si/SiO₂多谐振腔结构近红外滤光片在军事侦察、激光雷达以及新一代气象卫星等空间遥感领域有明确需求。

在空间遥感仪器中，带通滤光片作为精细分光元件将成像系统光谱通道精确分开，以准确提取各通道的遥感信息，其定位精度以及透过率等光谱性能的优劣直接关系到所获得参数反演的准确性。目前，电子束蒸发工艺已广泛应用于制备Si/SiO₂多谐振腔结构滤光片，但硅薄膜在1.0～1.3μm波段仍存在严重吸收，导致滤光片透过率很低，限制了Si膜层在此波段的使用。同时，Si/SiO₂多谐振腔结构滤光片在工程化应用过程中，受水汽、空气等环境因素的影响，滤光片会出现光谱透过率下降、波形变差以及中心波长漂移等问题，对遥感仪器成像系统的长期可靠、稳定运行带来巨大的挑战。

因此，提高薄膜器件透过性能及其环境稳定性已经成为Si/SiO₂多谐振腔结构滤光片在1.0～1.3μm波段实现工程化应用的关键。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种用于空间遥感系统的近红外滤光片的制作方法，其制备的近红外滤光片具有高透过率和高环境稳定性的优点；该方法结合光学镀膜技术与退火处理工艺，解决了Si/SiO₂多谐振腔结构滤光片在1.0～1.3μm波段透过率低、环境稳定性差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于空间遥感系统的近红外滤光片的制作方法，包括以下步骤：

1)分别制备Si膜层和SiO₂膜层，获取所述Si膜层和SiO₂膜层的第一光学厚度，进行退火处理；

2)采用透过率光谱包络法获取经退火处理后的所述Si膜层和SiO₂膜层的光学常数及第二光学厚度；

3)根据所述光学常数，计算滤光片的膜系；

4)根据所述第二光学厚度与所述第一光学厚度的变化量，计算所述滤光片的修正监控膜系；