[其他]鍺基片單層硫化鋅高強度增透膜

無效

• 申請號: 87102489
• 申請日: 1987-03-28
• 公開（公告）號: CN87102489A
• 公開（公告）日: 1988-10-12
• 發明（設計）人: 余菊仙
• 申請（專利權）人: 昆明物理研究所
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/24;C23C14/58
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 李燦

一種鍺（Ge）基片用單層硫化鋅（ZnS）高強度增透膜。

本發明屬于紅外器件，紅外儀器和設備中紅外光學薄膜的制造方法。

作為一種重要的光學薄膜-鍍于Ge基片上的單層ZnS增透膜，膜層的強度是國內外長期未能解決的問題，蘇聯SoV.J.OPt.Technol.1970.sept.Vol37。曾作過如下評論：“用ZnS蒸鍍于Ge的增透方法、不能保證膜層有高的機械強度，ZnS膜對酸的作用也缺乏最起碼的穩定性，在潮濕的氣氛中存放一段時間，便發現鍍層的剝落。”^[1]在“Thin SoLid fiLms”等國際性刊物上也經常見到關于解決蒸鍍的ZnS膜的附著力問題的探討。”

由于采用蒸鍍法未能得到足夠強度的ZnS膜，因此，近年來，國外也曾采用陰極濺射法^[2]，摻雜法^[3]，改進的離子鍍法^[3]，等等，以期獲得高強度的ZnS膜，但均未能湊效。這些方法的缺點是：由于在ZnS內摻雜使膜層對紅外波段的光學性能產生明顯的吸收而降低了對光的增透性能。另一方面因以上幾種方法均需在熱的基片上沉積膜層以期提高膜層的強度，但這樣做以后，使膜層的顆粒結構變粗，光學性能變劣，所存在的基片加熱溫度的上限，也限制了膜層強度的進一步提高。而且膜層沉積溫度升高，必然會使膜層沉積速率降低原材料消耗增大。因此，上述這些方法均不能解決膜層的光學性能與力學強度之間的矛盾，其性能無重大突破。

在國內，工廠和研究部門仍采用蒸鍍法制取ZnS膜，其工藝流程圖如圖1所示：即把制備好的Ge基片經擦拭干凈后置入鍍膜機的真空室內用輝光放電法進行離子轟擊，然后在高真空條件下對基片進行鍍前加熱，加熱到150℃以上開始蒸鍍，鍍完待樣品冷卻后從真空室內取出。采用這種工藝制備出的ZnS膜，不能經受如溫度、酸堿腐蝕、潮濕等的考驗，並且由于基片加熱還使膜層厚度的控制帶來了困難，近年來有的雖然采用了離子輔助術對ZnS脫層進行了改進，但其結果亦如國外現狀一樣，性能仍無重大突破。

本發明的目的是為了解決目前國內外在蒸鍍ZnS膜層中所存在的上述的問題，即解決膜層的光學性能和力學強度之間的矛盾，在保證膜層具有優良光學性能的前提下，獲得了耐磨、耐腐蝕，抗潮濕，耐高低溫和溫度的驟變沖擊的ZnS膜層。

本發明的基本思想和原理是：采用冷基片進行蒸鍍制取精細顆粒結構的具有優良光學性能的ZnS膜層，應用“應力釋放”原理，對膜層進行特定的熱處理以保證膜層既具有優良的光學性能，又有高的力學強度，獲得“高強度ZnS增透膜”。

本發明的構成或技術方案如圖2所示：其中〔1〕為基片的制備〔2〕〔3〕〔4〕為處于鍍膜機真空室內。〔2〕為預先對夾具，真空室進行輝光放電，〔3〕為裝入基片后進行蒸度前離子轟擊，〔4〕為在冷基片上進行蒸鍍。〔5〕為蒸鍍好的樣片取出，〔6〕為對蒸鍍好的樣片進行特定條件的熱處理。

圖3為樣品在電爐內安放的示意圖，其中〔1〕為爐壁，〔2〕為鋁塊，〔3〕為蒸鍍樣品，〔4〕為玻璃樣品支架。

圖（4）為玻璃樣品支架形狀圖。

從上述工藝流程圖中可以看出：本發明工藝流程圖（2）與國內沿用工藝流程圖（1）有較大區別，其區別是：本發明的真空室（蒸鍍室）在置入基片前須輝光放電，然后再置入擦拭干凈的基片，這是重要的一步。然后再對基片進行輝光放電的離子轟擊，緊接著抽真空，使真空室處于高真空狀態，此時不再對基片進行加熱，立即在冷卻基片上進行蒸鍍，樣片蒸鍍完成后，從真空室取出並在大氣環境中進行特定條件的熱處理。熱處理工藝見實施例所述。

本發明的實施例如下：

（1）基片的制備：基片屬光學元件，其表面光潔度必須經光學加Ⅰ至Ⅳ以上。

（2）基片在放入鍍膜機的真空室以前，鍍膜機的真空鐘罩及樣片夾具進行輝光放電的方法進行清潔處理。（以下將鍍膜后的基片稱樣片）。

（3）在基片放置入鍍膜機鐘罩內進行蒸鍍前，不能對基片進行烘烤熱處理。