本發明專利技術涉及紅外濾光片，具體涉及一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法。基底材料選用單晶Si，折射率n＝3.42881；高折射率材料選用Ge，折射率n＝4.16422；低折射率材料選用ZnS，折射率n＝2.2。在基板兩個表面上分別沉積不同中心波長的膜系。本發明專利技術提供的5500～14000nm長波通紅外濾光片，半高點波長定位5500±1％nm，截止區透過率小于0.2％，透射區的透過率可達90％以上，極大的提高信噪比，很好的抑制其他的干擾，提高儀器溫度探測的精度和效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及紅外濾光片，具體涉及一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法。
技術介紹
由于紅外測溫技術具有響應速度快、準確、便捷和使用壽命長等特點，在冶金、電子、石化、交通、能源、橡膠、食品等行業均得到廣泛應用，成為企業故障檢測，產品質量控制和提高經濟效益的重要手段。紅外測溫的主要原理是利用任何物體都會發出紅外輻射，從而可以遠距離、不接觸、準確、實時、快速的，在不停電、不取樣、不解體的情況下在線監測和診斷故障。同時，可以減少對設備的損害，避免停工停產造成的損失，節約人力和財力，某些領域還可以減少對人身的危害，對于各行業的現代化有著重要的意義。紅外濾波片是紅外測溫技術中紅外測溫儀光電探測器的關鍵部分，通過濾光片可以使光電探測器排除環境中各種氣體分子和其他影響因素，準確的接受特定物體對應波段的紅外能量，提高測量的精度。但是，就目前用于溫度探測用的5500～14000nm長波通紅外濾光片，其通帶透射率較低，截止波段不夠寬，所以測量準確性、穩定性以及抗干擾的能力還有待提升，靈敏度差，不能滿足市場發展的需要。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種透射區透過率高，截止區寬，能極大的提高信噪比，有效探測溫度的5500～14000nm長波通紅外濾光片及其制作方法。為了實現上述目的，本專利技術所設計的一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法，其特征是：(1)采用單晶Si作基板，硅雙面拋光，厚度300±10μm，晶向<100>。(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積多層干涉薄膜。(3)一面膜系采用：以Sub/0.3L(0.5HL0.5H)6 0.3L 0.73(0.5HL0.5H)6 0.3L/Air，中心波長λ1＝4500nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential Macloed中Refinement模塊Simpex parameters和Optimac parameters優化得Sub/0.21L2.1H0.57L0.62H0.61L0.24H0.91L0.58H2.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.72L1.01H0.97L0.92H0.91L1.5H0.95L3H0.7L0.91H0.8L2.1H0.56L2.74H0.12L/Air膜系。(4)另一面膜系采用：以Sub/(0.5HL0.5H)6 0.75(0.5HL0.5H)6/Air，中心波長λ2＝2400nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential Macloed中Refinement模塊Simpex parameters和Optimac parameters優化得Sub/0.57H1.5L0.92H0.71L0.64H0.91L0.58H1.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.32L0.64H0.78L0.72H0.81L0.59H0.75L0.68H0.75L0.71H0.75L0.75H0.76L0.74H0.32L/Air膜系。膜系中符號含義分別為：Sub為基板，Air為空氣，H和L分別代表膜層Ge(高折射率材料層)和膜層ZnS(低折射率材料層)的一個1/4波長光學厚度，中心波長λ1＝4500nm，λ2＝2400nm，1H＝(4nH d)/λ；1L＝(4nL d)/λ，結構式中數字為膜層的厚度系數、結構式中的指數是膜堆鍍膜的周期數。上述的一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法，以單晶硅Si為基板，硫化鋅ZnS和鍺Ge為鍍膜材料，采用真空熱蒸發薄膜沉積的方法制備鍍膜層，Ge選用電子束蒸鍍，沉積速率為ZnS選用多孔鉬舟電阻加熱蒸鍍，沉積速率為開始蒸鍍真空度為1.0×10-3Pa，沉積溫度為130℃。上述的一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法，采用光學監控法控制膜層厚度，并輔以石英晶控控制沉積速率。上述的一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法得到的5500～14000nm長波通紅外濾光片，一面膜系采用Sub/0.3L(0.5HL0.5H)6 0.3L 0.73(0.5HL0.5H)60.3L/Air，中心波長λ1＝4500nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential Macloed中Refinement模塊Simpex parameters和Optimac parameters優化后為Sub/0.21L2.1H0.57L0.62H0.61L0.24H0.91L0.58H2.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.72L1.01H0.97L0.92H0.91L1.5H0.95L3H0.7L0.91H0.8L2.1H0.56L2.74H0.12L/Air，鍍制實現2700nm～5500nm截止，5500nm～14000nm透射；另一面膜系采用：Sub/(0.5HL0.5H)6 0.75(0.5HL0.5H)6/Air，中心波長λ2＝2400nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential Macloed中Refinement模塊Simpex parameters和Optimac parameters優化后為Sub/0.57H1.5L0.92H0.71L0.64H0.91L0.58H1.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.32L0.64H0.78L0.72H0.81L0.59H0.75L0.68H0.75L0.71H0.75L0.75H0.76L0.74H0.32L/Air，鍍制實現1500nm～2800nm截止，5500nm～14000nm透射；兩面配合，最終實現,1500nm～5500nm平均透過率為0.19％，5500nm～14000nm平均透過率為90.47％，能極大的提高信噪比，可以很好的抑制環境等影響因素的干擾，產品光學性能和物理強度能很好的滿足實際使用要求，廣泛應用于紅外溫度探測儀器，提高儀器探測精度和效率，可以做到更快速、更精確的探測出溫度值。本專利技術與現有技術相比具有以下優點：1、濾光片與傳統技術方法相比，具有長波通5500nm～14000nm波段的透過率>90％，截止區域1500nm～5500nm波段平均透射率<0.2％，因此5500nm～14000nm的有效工作波段可以盡可能大的透過，而其余無效波段的背景干擾信號則極大的減小，因而可取得優異的信噪比，提高儀器的測試靈敏度和精度。2、本專利技術制備的濾光片工藝簡單，已能形成批量生產，性能穩定，滿足高精度溫度紅外探測儀器的性能要求。附圖說明圖1是本專利技術所述溫度探測用紅外濾光片的結構示意圖；其中：基底1為單晶Si，膜層材料2為Ge，膜層材料3為ZnS。圖2是溫度探測濾光片最終性能實測曲線圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。實施例1：如圖1所示，本實施例提供的一種溫度探測用長波通紅外濾光片是：(1)采用尺寸為Φ50.8×0.3mm的單晶Si作基板，硅雙面拋光，厚度300±10μm，晶向<100>。(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積多層干涉薄膜。(3)一面膜系采用：以Sub/0.3L(0.5H本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種溫度探測用長波通紅外濾光片，其特征在于：(1)采用單晶Si作基板，硅雙面拋光，厚度300±10μm，晶向<100>；(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積多層干涉薄膜；(3)一面膜系采用：以Sub/0.3L(0.5HL0.5H)6?0.3L?0.73(0.5HL0.5H)60.3L/Air，中心波長λ1＝4500nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential?Macloed中Refinement模塊Simpex?parameters和Optimac?parameters優化得Sub/0.21L2.1H0.57L0.62H0.61L0.24H0.91L0.58H2.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.72L1.01H0.97L0.92H0.91L1.5H0.95L3H0.7L0.91H0.8L2.1H0.56L2.74H0.12L/Air膜系；(4)另一面膜系采用：以Sub/(0.5HL0.5H)6?0.75(0.5HL0.5H)6/Air，中心波長λ2＝2400nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential?Macloed中Refinement模塊Simpex?parameters和Optimac?parameters優化得Sub/0.57H1.5L0.92H0.71L0.64H0.91L0.58H1.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.32L0.64H0.78L0.72H0.81L0.59H0.75L0.68H0.75L0.71H0.75L0.75H0.76L0.74H0.32L/Air膜系；膜系中符號含義分別為：Sub為基板，Air為空氣，H和L分別代表膜層Ge(高折射率材料層)和膜層ZnS(低折射率材料層)的一個1/4波長光學厚度，中心波長λ1＝4500nm，λ2＝2400nm，1H＝(4nH?d)/λ；1L＝(4nL?d)/λ，結構式中數字為膜層的厚度系數、結構式中的指數是膜堆鍍膜的周期數。...
【技術特征摘要】
1.一種溫度探測用長波通紅外濾光片，其特征在于：(1)采用單晶Si作基板，硅雙面拋光，厚度300±10μm，晶向<100>；(2)鍍膜材料選擇硫化鋅ZnS和單晶鍺Ge，在基板兩個表面上分別沉積多層干涉薄膜；(3)一面膜系采用：以Sub/0.3L(0.5HL0.5H)6 0.3L 0.73(0.5HL0.5H)60.3L/Air，中心波長λ1＝4500nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential Macloed中Refinement模塊Simpex parameters和Optimac parameters優化得Sub/0.21L2.1H0.57L0.62H0.61L0.24H0.91L0.58H2.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.72L1.01H0.97L0.92H0.91L1.5H0.95L3H0.7L0.91H0.8L2.1H0.56L2.74H0.12L/Air膜系；(4)另一面膜系采用：以Sub/(0.5HL0.5H)6 0.75(0.5HL0.5H)6/Air，中心波長λ2＝2400nm為初始結構，利用膜系設計軟件Essential Macloed中Refinement模塊Simpex parameters和Optimac parameters優化得Sub/0.57H1.5L0.92H0.71L0.64H0.91L0.58H1.3L0.83H0.91L0.86H0.98L1.02H0.32L0.64H0.78L0.72H0.81L0.59H0.75L0.68H0.75L0.71H0.75L0.75H0.76L0.74H0.32L/Air膜系；膜系中符號含義分別為：Sub為基板，Air為空氣，H和L分別代表膜層Ge(高折射率材料層)和膜層ZnS(低折射率材料層)的一個1/4波長光學厚度，中心波長λ1＝4500nm，λ2＝2400nm，1H＝(4nH d)/λ；1L＝(4nL d)/λ，結構式中數字為膜層的厚度系數、結構式中的指數是膜堆鍍膜的周期數。2.如權利要求1所述的一種溫度探測用長波通紅外濾光片，其特征在于：采用真空熱蒸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喬冠軍，侯海港，劉桂武，邵海成，王明松，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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