【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学薄膜，具体涉及一种棱镜的新型分光薄膜设计及其制作方法。
技术介绍
1、随光学行业的发展，对于分光棱镜的使用越来越多，其作用将一束光按照一定的反射和透射比例分成两束光，多用于激光光学系统、照明光学系统、光谱仪系统中。分光棱镜由光学玻璃镀膜制成，在分光面上镀有分光膜，根据一定的要求和方式把光束分成反射光和透射光。
2、目前能实现分光薄膜的技术途径有两种。首先是介质薄膜，介质薄膜为达到分光目的，其薄膜设计及制备的膜层较厚，导致面型变化较大，制备复杂且很难控制，然而对于高精度的光学系统而言，对面型要求极高，因此介质分光膜的制备需克服面型变化的难题。其次是金属分光膜，金属分光膜的其中性好，制备工艺简单，化学稳定性好，但是吸收损失大，分光效率较低。
3、目前缺陷一种可以克服介质薄膜以及金属分光膜缺点，可以实现制备简单、分光效果优异的分光薄膜。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种分光棱镜的新型分光薄膜及其制造方法，已解决上述至少一个技术问题。
2、本专利技术的技术方案是：一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于，包括上下设置的外层膜以及中层膜；
3、所述中层膜包括交替设置的金属膜以及高折射率介质膜层；
4、所述中层膜用于设置在基板与所述外层膜之间；所述中层膜和基板接触的膜层是所述高折射率介质膜层；
5、所述外层膜为单层低折射率介质减反射膜。
6、进一步的，所述基板为融石英
7、进一步的，所述基板为玻璃或者镜片。
8、进一步的，所述高折射率介质膜层的周期数不小于3。
9、进一步的，所述单层低折射率介质减反射膜为tio2。
10、进一步的，所述高折射率介质膜层的膜层厚度选择方法如下：通过传输矩阵法和针式优化算法获得在入射光波长处，使新型分光薄膜的光谱强度达到特定强度时的介质厚度作为膜层厚度。
11、进一步的，所述中层膜中邻近所述基板侧至远离所述基板侧依次为第一介质膜层、第一金属层、第二介质膜层、第二金属层、第三介质膜层、第三金属层以及外层膜；第一介质膜层的厚度为33.27nm；第一金属层的厚度为11.69nm；第二介质膜层的厚度为69.94nm；第二金属层的厚度为12.16nm；第三介质膜层的厚度为69.76nm；第三金属层的厚度为11.64nm；外层膜的厚度为33.08nm；
12、第一介质膜层、第二介质膜层以及第三介质膜层选用tio2,第一金属膜、第二金属膜、以及第三金属膜选用金属材质ag，外层膜选用ti3o5。
13、或者，所述中层膜中邻近所述基板侧至远离所述基板侧依次为第一介质膜层、第一金属层、第二介质膜层、第二金属层、第三介质膜层、第三金属层、第四介质层、第四金属层以及外层膜；第一介质膜层的厚度为37.71nm；第一金属层的厚度为10.08nm；第二介质膜层的厚度为81.34nm；第二金属层的厚度为11.15nm；第三介质膜层的厚度为64.64nm；第三金属层的厚度为2.38nm；第四介质膜层的厚度为25.58nm；第四金属层的厚度为8nm；外层膜的厚度为35.49nm；
14、第一介质膜层、第二介质膜层、第三介质膜层以及第四介质膜层选用ta2o5,第一金属膜、第二金属膜、第三金属膜以及第四金属膜选用金属材质ag，外层膜选用ta2o5。
15、进一步的，所述高折射率介质膜层为tio2，ta2o5及nb2o5中一种或多种材料混合制成。
16、进一步的，所述金属膜为ag。
17、进一步的，所述外层膜为tio2、ti3o5或者ta2o5。
18、进一步的，所述新型分束薄膜对波长415-615nm范围内的可见光透过率在80％以上，对波长940-1500nm范围内的近红外光，其透过率小于20％。
19、所述分光棱镜的新型分光薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下制造步骤：
20、s1:将基板经过多槽的超声波清洗，经过热烘干后，放入镀膜机专用的伞架上，并且放入镀膜机伞架；
21、s2:利用机械泵与扩散泵对镀膜机的真空腔体进行快速抽气，使镀膜机内真空腔的真空度达到10-4pa；
22、s3:利用apc控制辅助气量流量；
23、s4：使用高压电子枪，霍尔离子源辅助的方法，使高折射率介质膜层的原料的蒸发速率控制在0.25nm/s-0.35nm/s，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率。
24、s5:控制电子枪的电流，使金属膜的蒸发速率控制在0.05nm/s-0.15nm/s，使金属膜具有良好的稳定性与致密性；
25、s6:控制电子枪的电流，使外层膜的单层高折射率介质减反射膜的蒸发速率控制在0.25nm/s-0.35nm/s，保证减反射膜的牢固度及成膜质量；
26、s7:将基板温度控制在60℃以下，以避免金属层在高温下氧化；
27、s8:利用离子源使电离的ar气体，在大电场作用下，轰击基板，即使镀膜材料迅速到达基板进行镀膜，以提高膜层致密性；
28、s9：控制放置基板的镀膜机专用伞架在镀膜中镀膜伞架匀速自转，使得基板的镀膜材料分布均匀；
29、s10:镀膜完成后，须在镀膜腔体内静止1小时，使得基板降温至常温状态，应力得到释放。
30、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
31、1、降低了制备复杂性:相较于常规的介质分束膜，为达到分光效果，总体膜层结构较厚，导致制备复杂，而此薄膜采用金属-介质结构，使得薄膜结构简单，使得制备简易。
32、2、提高制备可行性：镀膜时通过金属-介质结构，使得膜层厚度较小，制备后对面型影响不大，有效地提高了制备可行性。
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1.一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于，包括上下设置的外层膜以及中层膜；
2.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述基板为融石英。
3.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述高折射率介质膜层的周期数不小于3。
4.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述单层低折射率介质减反射膜为TiO2。
5.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述中层膜中邻近所述基板侧至远离所述基板侧依次为第一介质膜层、第一金属层、第二介质膜层、第二金属层、第三介质膜层、第三金属层以及外层膜；第一介质膜层的厚度为33.27nm；第一金属层的厚度为11.69nm；第二介质膜层的厚度为69.94nm；第二金属层的厚度为12.16nm；第三介质膜层的厚度为69.76nm；第三金属层的厚度为11.64nm；外层膜的厚度为33.08nm；
6.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述高折射率介质膜层为TiO2，Ta2O5及NB2O5中
7.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述金属膜为Ag。
8.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述外层膜为TiO2、Ti3O5或者Ta2O5。
9.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述新型分束薄膜对波长415-615nm范围内的可见光透过率在80％以上，对波长940-1500nm范围内的近红外光，其透过率小于20％。
10.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下制造步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于，包括上下设置的外层膜以及中层膜；
2.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述基板为融石英。
3.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述高折射率介质膜层的周期数不小于3。
4.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述单层低折射率介质减反射膜为tio2。
5.根据权利要求1所述的一种分光棱镜的新型分光薄膜，其特征在于：所述中层膜中邻近所述基板侧至远离所述基板侧依次为第一介质膜层、第一金属层、第二介质膜层、第二金属层、第三介质膜层、第三金属层以及外层膜；第一介质膜层的厚度为33.27nm；第一金属层的厚度为11.69nm；第二介质膜层的厚度为69.94nm；第二金属层的厚度为12.16nm；第三介质膜层的厚度为6...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁佳琪，莫海亮，王创业，
申请(专利权)人：上海现代先进超精密制造中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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