一種高光學性能指標的膜系結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及光學器件及鍛膜，特別是一種高光學性能指標的膜系結構，通過 膜系的精巧設計，提高光學監控的精度，W實現高難度的光學濾光片產品制備。
【背景技術】
[0002] 光學薄膜是指在光學元件上或獨立的基片材料上鍛一層或多層非金屬材料或金 屬材料，或非金屬材料與金屬材料組合而成的膜堆來改變光波的傳遞特性，其基本原理是 光學的干設效應。光學薄膜雖然早于1817年已經出現，但真正的發展是在1930年代真空蒸 鍛設備出現W后，近年來隨著光電行業的快速發展，光學薄膜已經被充分應用于各種光電 系統及光學儀器中。
[0003] 光學薄膜的制備方法多種多樣，常用的就是物理氣相沉積方法，其中離子束輔助+ 電子束蒸發是最常見的一種。在該系統中，光學薄膜的厚度監控是通過光學系統控制+石英 晶體震蕩來實現的。其原理是通過特定的光學系統控制薄膜的光學厚度，輔W晶振來控制 材料的蒸發速率，來實現預設的光學薄膜的制備。而定值法又是光學控制系統中比較有代 表性的方法，該方法敏感性強，精度高，適合非規整多層膜系制備。但前提就是監控波長要 位于所制備的光學薄膜透射區域內，且光強度穩定性很好。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的在于設計一種高光學性能指標的膜系結構。本實用新型的膜系 結構既能夠提高光學監控的精度，又適合高性能指標光學薄膜的制備。
[0005] 為了達到上述發明目的，本實用新型提供的技術方案如下：
[0006] -種高光學性能指標的膜系結構，所述膜系結構包括基底W及沉積在基底上的膜 層，整個膜層的組成為非規整膜系，每層厚度不要求相同，最薄層不能低于130nm的厚度；
[0007] 膜層中的奇數單層為高折射率材料，折射率為2.1-2.2，偶數單層為低折射率材 料，折射率為1.46;
[000引所述膜系結構對波長為1295.56nm和1304.58nm的入射光，或1300.05nm和 1309. Hnm的入射光分光，當入射角為45度時，P偏振光在不同波段處的透射率分別為： 1301.98~1307.18 <0.46化，或1306.54~1311.74皿<0.46化，1292.96~1298.16皿〉10化 ，或1297.45~1302.65醒〉10化。
[0009] 所述的膜層的層數為71層。
[0010] 所述的基底為K9玻璃材質，所述的低折射率材料為Si〇2,所述的高折射率材料為 1'；[02、1'曰205、或佩20己。
[0011] 基于上述設計方案，本實用新型的高性能指標的膜系結構與現有設計相比具有如 下技術效果：
[0012] 1.本實用新型的高性能指標的膜系結構中，奇數層為高折射率材料，偶數層為低 折射率材料，每層厚度各不相同，但最薄層不應小于130nm。設計最薄層的限制厚度，是為了 在光學監控時，光比例值不會出現過高的比值(一般為600%或更高），而引起較大的監控誤 差。
[0013] 2.本實用新型的高性能指標的膜系結構中，其光學性能上可滿足特定要求，同時 在監控波段處(45度為1000-110化m或0度1100-120化m)高透過，而一般的膜系結構在監控 波段處則不透過，會導致監控失效，無法進行光學監控。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的高光譜指標的膜系結構的膜系設計結構圖；
[0015] 圖2是本實用新型的一款膜系結構的工作波段光譜設計曲線圖；
[0016] 圖3是本實用新型的一款膜系結構的監控波段光譜曲線圖；
[0017] 圖4是本實用新型的一款膜系結構的光譜實測曲線圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面我們結合附圖和具體的實施案例來對本實用新型的高性能指標的膜系結構 設計做進一步的詳細闡述，W求更為清楚明了地理解本實用新型的結構和工作過程，但不 能W此來限制本實用新型的保護范圍。
[0019] 作為本實用新型高光譜指標的膜系結構的具體實施例，我們設計一種45-1295R1304T(P)濾光片。其具體指標為:入射角為45度時，P偏振光在不同波段處的透射率分 別滿足：1301.98~1307.18<0.46化，1292.96~1298.16nm〉l(Mb。為了達到上述的設計參 數，我們設計了如圖1所述的膜系結構。
[0020] 本實用新型的高性能指標的膜系結構包括基底W及沉積在基底上的膜層。運里膜 層中的奇數單層采用的是高折射率材料，偶數單層為低折射率材料。
[0021] 膜層中的最薄層不低于130nm，整個膜層的組成為非規整膜系。
[0022] 按本實用新型設計搭建膜層結構，如圖1所示。在基底2上設計膜層結構1，其中打 底層1-1為高折射率材料，我們選用化205做設計，第二層1-2為低折射率材料Si化，入射介 質為空氣。在膜找公式中輸入初始膜系巧冊Lr 17，監控波長1550皿，在目標優化中輸入優 化目標，除1301.98~1307.18<0.46化，1292.96~1298.16皿〉10化運兩個指標外，另加一個 目標：1100-1200〉98%，用"needle"法進行優化，得到初步結果后，檢查每層的物理厚度，如 有膜層低于130nm，則進行微調修正，繼續優化，直至滿足厚度要求。最后得到其設計理論光 譜情況如圖2和圖3所示。
[0023] 上述的膜層結構如下表所示：
[0024]
[0025] 通過比較，在1100-1200nm范圍內選用1160nm為直接光控波長，根據該設計制備鍛 膜所需要的runsheet控制文件，每層膜厚的光比例數值都處理合理的范圍之內，意味著光 控的精度會得到很好的保證。因為波長1160皿一直處于該產品的透過范圍之內，所W整個 鍛膜過程中不用更換監控片，即用產品本身來做監控片，更加合理。圖4即是按此方案得到 的實測光譜曲線，與設計曲線符合的比較完美。產品要求從反射到透過的睹度為3.82nm，設 計的睹度為2nm，實測睹度為2.6nm左右，各項性能指標均超預期。能實現如此高精度的鍛膜 工藝，光控波長的恰當選擇起了重要作用，運正是該膜系結構的特殊之處。
【主權項】
1. 一種高光學性能指標的膜系結構，其特征在于，所述膜系結構包括基底以及沉積在 基底上的膜層，整個膜層的組成為非規整膜系，每層厚度不要求相同，最薄層不能低于 130nm的厚度； 膜層中的奇數單層為高折射率材料，折射率為2.1-2.2，偶數單層為低折射率材料，折 射率為1.46; 所述膜系結構對波長為1295 ? 56nm和1304 ? 58nm的入射光，或1300 ? 05nm和1309 ? 14nm的 入射光分光，當入射角為45度時，P偏振光在不同波段處的透射率分別為：1301.98~ 1307.18〈0.46db，Sl306.54~1311.74nm〈0.46db，1292.96~1298.16nm>10db，S 1297.45~1302.65nm>10db。2. 根據權利要求1所述的高光學性能指標的膜系結構，其特征在于，所述的膜層的層數 為71層。3. 根據權利要求1所述的高光學性能指標的膜系結構，其特征在于，所述的基底為K9玻 璃材質，所述的低折射率材料為Si02，所述的高折射率材料為Ti02、Ta2〇 5、或Nb2〇5。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高光學性能指標的膜系結構，所述膜系結構包括基底以及沉積在基底上的膜層，整個膜層的組成為非規整膜系，每層厚度不要求相同，最薄層不能低于130nm的厚度；膜層中的奇數單層為高折射率材料，折射率為2.1-2.2，偶數單層為低折射率材料，折射率為1.46；該膜系結構首先達到在工作波段滿足產品性能要求，同時在監控波段又可以透過，以滿足實際生產中的監控需求，很好的解決了高難度產品的生產工藝。
【IPC分類】G02B1/10, G02B5/28
【公開號】CN205317972
【申請號】CN201620014711
【發明人】王英劍, 方漢鏗
【申請人】合波光電通信科技有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月8日