1 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
2 云南北方光学科技有限公司，云南 昆明 650217
红外光学元件是红外光学系统的核心部分之一，硫系玻璃具有透过波段宽、消色差和消热差性能好、原材料来源广泛的特点，是一类优异的红外光学材料，在红外领域具有广阔的应用前景。但相比其他红外光学材料，硫系玻璃具有热膨胀系数大、软化点温度低的特点，其待镀膜表面的加工和薄膜沉积难度较大。本文介绍了硫系玻璃待镀膜表面的加工方法，综述了在硫系玻璃元件表面镀增透膜和保护膜的方法及研究进展，归纳总结了硫系玻璃待镀膜表面加工和镀膜现状及存在的问题，并展望了其光学表面制备和镀膜的发展趋势。
材料 硫系玻璃 光学加工 增透膜 保护膜 红外光学 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2100003
中国科学院上海光学精密机械研究所，上海201800
氟镓酸盐玻璃是一种性能良好的红外光窗材料。为了提升窗口观测、探测及防护性能，在氟镓酸盐基底上设计和制备了0.4～0.9 m、1.064 m、3.7～4.8 m三波段复合增透保护膜。根据光学性能及环境稳定性要求选择薄膜材料并对膜系进行了设计，然后利用电子束蒸发方法对多层膜进行了制备。测量结果表明，2.9 m处的水吸收峰拉低了中红外波段的透过率。通过改进工艺及后处理等途径提高了膜层致密度，有效抑制了膜层的水吸收。利用沸水浸泡法对镀膜元件的环境稳定性进行了实验验证。结果表明，经过离子束辅助沉积及退火处理的薄膜样品具有较好的光学性能和环境适应性。
氟镓酸盐玻璃 红外窗口 三波段 增透保护膜 fluorogallate glass infrared window three-band anti-reflection protective film
河南师范大学物理与材料科学学院, 光电子技术及先进制造河南省工程实验室, 河南 新乡 453007
主要就国内红外增透膜的研究与进展, 从多个角度综述了红外增透膜的发展、改进与拓展。根据已有研究从材料、仪器与方法等多个方面分析预测了红外增透膜的发展趋势。
红外增透膜 透过率 保护膜 红外光学器件 infrared antireflcetion coatings transmittance protective films infrared optical device
1 北方民族大学 电气信息工程学院，宁夏 银川 750011
2 西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室，陕西 西安 710049
采用电子束蒸镀工艺制备氧化钙掺杂氧化镁复合介质保护膜并深入分析了制备温度对该复合保护膜透过率及二次电子发射效率的影响。实验表明，高温制备能够使复合薄膜表面形貌更为致密，结晶粒径增加，薄膜的透过率和发光效率提高。当制备温度为300 ℃时，复合薄膜的形貌更为致密平整，裕度从25 V增加到32 V，发光效率从1.70 lm/W提高到1.91 lm/W，提高了12.35 %。
氧化镁 介质保护膜 二次电子发射 MgO dielectric protective film secondary electron emission
1 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
2 云南北方光电仪器有限公司，云南 昆明 650114
采用投样试验的方法，对未镀膜和镀保护膜滤光片在实验室加速模拟试验及海南万宁亚热带海洋性气候环境进行试验，通过对两种试验环境的腐蚀速率和表面形貌进行观察、分析和研究，得到两种试验环境条件下的的腐蚀特性，对腐蚀机理进行了初步分析。
LB6 滤光片 保护膜 亚热带海洋性气候 表面形貌 LB6 filter protective film subtropical oceanic climate surface morphology
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
2 中国兵器工业新技术推广研究所, 北京 100089
硫化锌是重要的大尺寸红外光学窗口材料之一。根据硫化锌材料的工艺特性,采用了“减反过渡层+类金刚石膜”的复合结构,对膜系的光学性能进行了优化设计。采用离子束辅助蒸发和化学气相沉积的复合工艺在大面积的硫化锌基底上沉积了红外保护膜。分别采用红外光谱仪及纳米压入仪测试了样品的红外透过率及硬度。结果表明:该薄膜样品硬度较高,且在中波及长波红外波段均具有较高的透过率。大面积硫化锌窗口红外保护膜样品通过了GJB2485规定的环境适应性测试。
红外保护膜 大面积硫化锌窗口 离子束蒸发 化学气相沉积 环境适应性 infrared protective coatings large area zinc sulfide window IAD CVD environment adaptability
武汉军械士官学校光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
激光沉积的类金刚石膜是红外窗口增透保护膜的极佳选择。采用波长248 nm 的纳秒脉冲激光沉积硅基底类金刚石膜，研究了不同脉冲能量对膜层光学性能、机械硬度及内应力等工程应用参数的影响。实验发现，随着准分子激光脉冲能量的提高，类金刚石膜样品的红外透射率和表面硬度逐步提高，表明高能量有利于沉积光学级类金刚石保护膜；但同时，膜层的内应力也随着激光脉冲能量的提高而增大，不利于膜层在基底上的附着，需要采用其他技术和工艺消除内应力过大的问题。分析结果为纳秒脉冲激光沉积类金刚石膜的研究提供了实践基础。
薄膜 脉冲激光沉积 类金刚石膜 增透保护膜 纳秒激光 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 093101
1 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116023
分析了聚合物超声压印工艺中基片非成形面产生熔融的原因, 并提出了相应的抑制方法。基于超声波产热机理指出非成形面熔融现象是由超声工具头-基片界面摩擦引起的, 据此提出"摩擦系数差法"来抑制非成形面的熔融现象并通过在聚合物基片非成形面增加表面保护膜(背膜)的手段实现了"摩擦系数差法"。为了对背膜进行优化选择, 对比研究了4种背膜条件对聚合物软化时间的影响。提出了超声工具头位移-时间曲线极小值点对应聚合物软化时间的观点, 并通过测量超声压印过程中基片-模具界面温度进行了实验验证。实验结果表明, 使用Sekisui #622E-50保护膜可缩短聚合物软化时间3.4 s, 使用Sekisui #622WB保护膜则可降低软化时间误差0.64 s。实验显示: 增加背膜不仅有效地避免了非成形面的熔融现象, 同时缩短了超声压印过程中的聚合物软化时间并提高了软化时间重复性。
聚合物 超声压印 软化时间 超声摩擦产热 非成形面熔融 表面保护膜 polymer ultrasonic embossing softening time ultrasonic friction heating melting on non-forming surface surface protection film
1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650011
2 中国科学院天体结构与演化重点实验室, 云南 昆明 650011
3 中国科学院大学, 北京 100049
利用国内首个自上向下热蒸发反射膜的大型镀膜机ZZS3200，开展了2.4 m望远镜铝反射镜镀介质保护膜的研究。根据2.4 m望远镜主镜面型，结合ZZS3200型镀膜机真空室空间几何配置，分析了介质保护膜膜厚均匀性，设计了一款自上向下热蒸发保护膜材料的蒸发舟，开展了铝反射镜的介质保护膜工艺研究。结果表明：蒸发舟蒸发特性接近1， 2.4 m主镜介质保护膜膜厚不均匀性小于13.6%。脱膜清洗效果表明，相比于SiO2保护膜，MgF2保护膜更容易清洗，可减少脱膜对镜面造成的腐蚀，并有更高的反射率, 更适合于2.4 m望远镜主镜。完成2.4 m望远镜主镜镀铝加MgF2保护膜，陪镀片在350～1100 nm波段范围内，平均反射率为87.16％，实测2.4 m望远镜极限星等不低于23.5等。
薄膜 保护膜 铝反射膜 脱膜 天文主镜
