一种中远红外宽波段高透过红外窗口及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种红外窗口及其制备方法。

背景技术

对于飞行器而言，红外传感、成像及制导系统能为其导航和寻找目标，尤其是在空中进攻、空中防守、夜间情报侦察等方面具有重要的作用。这些系统通常是由光电探测和红外窗口两部分组成，其中光电探测主要起着搜索信号、成像并指导飞行器工作的主要功能组件，而红外窗口主要是安装在飞行器表面，位于光电系统前端起着传递目标信号和保护内部光电系统的主要结构组件的作用。新时代的飞行器飞行速度极快，飞行环境面临沙漠、海洋和内陆等多样化，光电响应波段也由单一波段向宽波段多光谱的方向发展。因此，对红外光学窗口提出了以下迫切需求：一是在高速飞行下可以抵抗气动热力、沙蚀和雨蚀等极端环境，即要求红外窗口具有较强和较高的机械强度；二是针对光电系统宽波段工作的需求，红外窗口需要具备宽波段多光谱高透过性。常用的红外窗口材料有蓝宝石、氟化镁、氧化钇(Y

发明内容

本发明是要解决现有的多光谱ZnS红外窗口平均透过率只有60％左右，无法满足应用需求的技术问题，而提供一种中远红外宽波段高透过红外窗口及其制备方法。

本发明的中远红外宽波段高透过红外窗口的结构为：

ZnS衬底位于中间，在ZnS衬底的两侧设置多层薄膜；中远红外宽波段高透过红外窗口内侧膜系结构为YF

中远红外宽波段高透过红外窗口外侧为YF

本发明的中远红外宽波段高透过红外窗口的制备方法为：

一、清洗衬底：将ZnS衬底依次在丙酮、酒精和去离子水中分别超声波清洗，然后取出样品，用氮气吹干表面的水分，获得表面清洁的衬底ZnS；

二、将清洗好的ZnS衬底固定在热蒸发镀膜机的样品台上，在三个钨舟中分别放入ZnS、YF

本发明利用高低折射率搭配的原则，选用高折射率ZnS和低折射率YF

本发明的中远红外宽波段高透过红外窗口兼顾了中远红外波段高透过，在3μm～12μm范围内的透过率高于85％，具有良好的中远红外光学性能。该红外窗口的实现可为飞行器宽波段工作提供技术保障，极大程度地提升飞行器的服役性能。

附图说明

图1为具体实施方式一中中远红外宽波段高透过红外窗口的结构示意图；

图2为试验一中中远红外宽波段高透过红外窗口的透过率测试图；

图3为试验一中中远红外宽波段高透过红外窗口的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式为一种中远红外宽波段高透过红外窗口，如图1所示，其结构为：

ZnS衬底位于中间，在ZnS衬底的两侧设置多层薄膜；中远红外宽波段高透过红外窗口内侧膜系结构为YF

中远红外宽波段高透过红外窗口外侧为YF

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的N为20。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的ZnS衬底的厚度为20mm。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的Y

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：所述的中远红外宽波段高透过红外窗口在3μm～12μm范围内的平均透过率高于85％。其他与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一中中远红外宽波段高透过红外窗口的制备方法，具体为：

一、清洗衬底：将ZnS衬底依次在丙酮、酒精和去离子水中分别超声波清洗，然后取出样品，用氮气吹干表面的水分，获得表面清洁的衬底ZnS；

二、将清洗好的ZnS衬底固定在热蒸发镀膜机的样品台上，在三个钨舟中分别放入ZnS、YF

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤一中将ZnS衬底依次在丙酮、酒精和去离子水中分别超声波清洗15min～30min，然后取出样品，用氮气吹干表面的水分，获得表面清洁的衬底ZnS。其他与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是：步骤一中所述的ZnS衬底的厚度为20mm。其他与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤二中抽真空至5×10

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤二中沉积Y

用以下试验对本发明进行验证：

试验一：本试验为一种中远红外宽波段高透过红外窗口，如图3所示，其结构为：

ZnS衬底位于中间，在ZnS衬底的两侧设置多层薄膜；中远红外宽波段高透过红外窗口内侧膜系结构为YF

中远红外宽波段高透过红外窗口外侧为YF

上述的中远红外宽波段高透过红外窗口的制备方法为：

一、清洗衬底：将ZnS衬底依次在丙酮、酒精和去离子水中分别超声波清洗15min，然后取出样品，用氮气吹干表面的水分，获得表面清洁的衬底ZnS；所述的ZnS衬底的厚度为20mm；

二、将清洗好的ZnS衬底固定在热蒸发镀膜机的样品台上，在三个钨舟中分别放入ZnS、YF

本试验利用热蒸发的方式实现了基于多光谱ZnS的一种中远红外宽波段高透过红外窗口的制备，本试验的外膜为18层YF

表1试验一中各层薄膜的厚度数值