[发明专利]无定形红外膜系结构及其制备方法

说明书

本发明是关于无定形红外膜系结构及其制备方法，该无定形红外膜系结构包括红外基体和层叠设置在所述的红外基体上的硫系玻璃膜层和Ge膜层，所述的硫系玻璃膜层为无定形结构，所述的Ge膜层为无定形结构。本发明的红外膜的膜层沉积方式主要为电子束蒸发法、磁控溅射法和离子束溅射法等。所述的红外膜由硫系玻璃膜层和Ge膜层组成，都是具有无定型结构的薄膜；在硫系玻璃、Ge、Si、ZnS、ZnSe、MgFsubgt;2/subgt;等红外基体表面起到防潮、抵抗温度冲击，提高膜基结合性，并提高红外增透性能和反射性能。

技术领域

本发明涉及红外膜技术领域，具体涉及无定形红外膜系结构及其制备方法。

背景技术

传统的红外膜在长波膜系设计中用到的高折射率材料主要为无定形结构的Ge膜，低折射率材料主要为具有柱状晶结构的YF₃、YbF₃和ZnS膜，但是这种柱状晶结构之间存在缝隙，膜层在空气中放置时遇到的水汽或者浸泡在水溶液里时，水分子都会沿着缝隙进入膜层内部，导致膜层的应力逐渐增大，进而导致膜层的脱落，膜层吸收的水分还会导致膜层在工作波段的红外吸收，影响膜层整体的光学性能。

近年来，红外硫系玻璃材料的应用越来越广泛，但是硫系玻璃的热膨胀系数大，YF₃、YbF₃和ZnS膜等柱状晶膜层的热膨胀系数相对较小，柔韧性也较低，其表面镀制的传统红外膜层在受到高低温的冲击时，由于膨胀程度的不匹配，容易发生脱落。目前提高硫系玻璃等红外基体材料表面红外膜层的主要手段是在传统包含晶体膜层的红外膜系表面镀制一层防水膜，或者镀制一层类金刚石膜(DLC)。其中防水膜在红外波段是不透过的，即使很薄的一层防水膜也会严重降低红外基体的红外透过性能，DLC膜的压应力大，在硫系玻璃等表面难以镀制，DLC膜的红外吸收也大，膜层透过性能不高，DLC膜需要镀制在增透膜表面，而增透膜主要采用蒸发方式沉积，DLC膜主要采用等离子体增强化学气相沉积方式和磁控溅射方式沉积，因此镀制难度大，不容易实施。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种无定形红外膜系结构及其制备方法，所要解决的技术问题是使红外膜系结构为无定形结构，能有效阻止水汽进入膜层内部，从而提高了膜层的稳定性。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种无定形红外膜系结构，其包括红外基体和层叠设置在所述的红外基体上的硫系玻璃膜层和Ge膜层，所述的硫系玻璃膜层为无定形结构，所述的Ge膜层为无定形结构。

本发明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，前述的无定形红外膜系结构，其中所述的硫系玻璃膜层至少为两层，所述的Ge膜层至少为两层，所述的硫系玻璃膜层和Ge膜层交替层叠设置在所述的红外基体上。

优选的，前述的无定形红外膜系结构，其中所述的红外基体的材质为IRG201、IRG202、IRG203、IRG204、IRG205、IRG206、IRG207、Ge、Si、ZnS、ZnSe或MgF₂。

优选的，前述的无定形红外膜系结构，其中所述的硫系玻璃膜层的材质为IRG201、IRG202、IRG203、IRG204、IRG205、IRG206或IRG207。

优选的，前述的无定形红外膜系结构，其中所述的红外基体的厚度为1～100mm；所述的硫系玻璃膜层的厚度为1～2000nm；所述的Ge膜层的厚度为1～2000nm。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种无定形红外膜系结构的制备方法，其包括以下步骤：

根据膜系设计要求，确定膜层材质、膜层的层数、膜层的形成顺序和各膜层的厚度；