[发明专利]一种锗基底8-12um红外波段窗口片及其制备方法

权利要求书

1.一种锗基底8-12um红外波段窗口片，其特征在于：所述窗口片以单晶锗为基底，基底的正反两面均镀有相同的红外增透膜系结构；

正反面的红外增透膜膜系结构均为：

基底/0.281H/0.475M/0.4641H/0.644M/0.578L/0.126N/空气；

式中，H表示一个λ₀/4光学厚度的Ge膜层；M表示一个λ₀/4光学厚度的ZnSe膜层；L表示一个λ₀/4光学厚度的YbF₃膜层；N表示一个λ₀/4光学厚度的ZnS膜层，λ₀为中心波长，H、M、L和N前的数字均为膜层的厚度比例系数；

其中，锗基底的厚度为2-3mm。

2.一种如权利要求1所述的锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：

该方法包括：

步骤一：基片准备：将锗基片擦拭干净后装入镀膜机中；

步骤二：镀前准备：将镀膜材料分别加入钼舟和坩埚中，将镀膜机室体内加热、恒温、抽真空，将坩埚内的膜料手动预熔到熔融状态，其中，恒温温度为130-150℃，恒温时间为20-30min；

步骤三：镀膜：采用电阻加热蒸发与电子束蒸发结合的方法进行真空蒸镀，镀膜温度为130-150℃，镀膜过程中膜层沉积速率及膜层厚度采用石英晶体控制仪控。

3.根据权利要求2所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，开始镀膜前使用霍尔离子源对锗基片进行清洁，清洁时间为400-600s，其中离子源阳极电压为100V，阳极电流为0.7A，发射级电流为1.2A。

4.根据权利要求2所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，蒸镀过程中使用霍尔离子源助镀，其中离子源阳极电压为80V，阳极电流为0.5A，发射级电流为1A。

5.根据权利要求2或4所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，蒸镀结束后使用霍尔离子源对膜层表面进行轰击，其中离子源阳极电压为80V，阳极电流为0.5A，发射级电流为1A。

6.根据权利要求2所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤二中，ZnS和ZnSe膜料置于钼舟中进行电阻加热蒸发，Ge膜料和YbF3膜料置于坩埚中进行电子束蒸发。

7.根据权利要求6所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，ZnS膜层采用电阻加热蒸发的方式进行蒸镀，其中阻蒸电流为550-600A，ZnS膜层沉积速率为0.8-1nm/s。

8.根据权利要求6所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，Ge膜层采用电子束蒸发的方式进行蒸镀，其中电子束流为180-200mA，Ge膜层沉积速率为0.3-0.4nm/s，Ge膜料蒸镀时电子束光斑直径为2-3mm。

9.根据权利要求6所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，YbF3膜层采用电子束蒸发的方式进行蒸镀，其中电子束流为40-50mA，YbF3膜层沉积速率为0.8-1nm/s，YbF3膜料蒸镀时电子束光斑直径为18-20mm。

10.根据权利要求6所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤三中，ZnSe膜层采用电阻加热蒸发的方式进行蒸镀，其中阻蒸电流为400-500A，ZnSe膜层沉积速率为0.5-0.7nm/s。

11.根据权利要求2所述的一种锗基底8-12um红外波段窗口片的制备方法，其特征在于：步骤二中，在每层膜料蒸镀前，均需要在镀膜机中进行镀前预熔，各层膜料均分为三个梯度进行，其中ZnS膜料熔料时的电阻电流和时间依次为350A-120s、500A-130s、600A-150s，Ge膜料熔料时的电子束电流和时间依次为100mA-30s、170mA-30s、200mA-30s，YbF3膜料熔料时的电子束电流和时间依次为20mA-30s、40mA-30s、50mA-30s，ZnSe膜料熔料时的电阻电流和时间依次为350A-120s、400A-130s、450A-150s。