可见光高透中远红外高反射膜的研制

论文摘要

可见光高透-中远红外高反滤光片可广泛应用于各种卫星的多波段扫描光谱仪,成像光谱仪和太阳能等方面而引起越来越多的关注。如何提高其在可见区的透射率和中远红外的反射率进而提高其在这些方面的应用,更有效地实现对目标的可见、中远红外波段探测,及其在军事上的特殊应用均已成为研究的热点。本文对可见区高透-中远红外高反射的滤光片进行了研制。首先确定了镀制该滤光片所需的薄膜材料为ZnS和Ag,进而采用电阻热蒸发沉积技术镀制了不同厚度的极薄银薄膜,采用椭偏法和有效介质理论研究了极薄银薄膜的特性,给出了极薄银薄膜的光学常数,分析了其变化规律。在此基础上,对膜系进行了设计、优化、分析,用TFCalc膜系设计软件最终设计的膜系为ZnS（35nm）/Ag（13nm）/ZnS（36nm）。然后,采用电子束热蒸发沉积技术研究了单层ZnS的镀制工艺,给出了 ZnS薄膜的制备工艺参数和厚度控制方法。最后,试制了该滤光片,并采用紫外可见-近红外分光光度计测试了镀制的滤光片在可见区的透射率,用红外傅里叶变换光谱仪测试了其在中远红外的反射率。测试结果表明,镀制的滤光片在400-700nm的平均透射率Tave=87.15%,最大透射率Tmax=90.53%,在3-12μm波段范围内平均反射率Rave=95.07%,满足指标要求。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 滤光片的国内外研究现状

1.2.2 金属膜的国内外研究现状

1.3 课题主要工作

1.3.1 主要研究内容及重点

1.3.2 课题研究方案

1.3.3 论文章节安排

1.4 本章小结

2 极薄银的光学特性

2.1 极薄银的色散模型

2.1.1 极薄银的Drude模型

2.1.2 金属膜的Lorentz模型

2.2 极薄银的光学常数

2.2.1 极薄银的制备

2.2.2 极薄银的厚度的测试

2.2.3 极薄银的折射率和消光系数的测试

2.2.4 透射率的测试

2.3 有效介质理论

2.3.1 极薄银的微观结构

2.3.2 Maxwell-Garnett有效介质理论模型

2.3.3 Bruggeman有效介质理论模型

2.3.4 有效介质理论和实验相比较的总结

2.4 本章小结

3 膜系设计、优化、分析

3.1 膜系设计和优化

3.1.1 金属膜层的设计

3.1.2 介质层的设计

3.1.3 采用TFCalc膜系设计软件设计

3.2 膜系分析

3.2.1 敏感层分析

3.2.2 相对允差分析

3.2.3 绝对允差分析

3.3 本章小结

4 膜系的镀制

4.1 ZnS单层膜的镀制工艺

4.2 单层ZnS薄膜工艺总结

4.3 ZnS/Ag/ZnS膜系的镀制

4.4 本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 牛江伟

导师: 潘永强

关键词: 光学薄膜,极薄银,有效介质理论,光学常数

来源: 西安工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,工业通用技术及设备

单位: 西安工业大学

分类号: O484.41

DOI: 10.27391/d.cnki.gxagu.2019.000362

总页数: 75

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