本發(fā)明涉及光學(xué)反射鏡，具體是指利用金屬反射膜與多層介質(zhì)位相抑制膜層的組合，利用金屬薄膜材料的特性可實(shí)現(xiàn)高反射率、低偏振靈敏度，利用位相差抑制膜層實(shí)現(xiàn)信號通道位相差控制的光學(xué)反射鏡。

背景技術(shù)：

1、反射鏡在光學(xué)系統(tǒng)中占據(jù)著舉足輕重的地位。在紅外高能激光系統(tǒng)中，單晶硅反射鏡因其能在高功率密度激光長時間輻照下，保持光束傳輸?shù)母呔群透叻€(wěn)定性，可滿足元件精度和激光負(fù)載能力的高標(biāo)準(zhǔn)要求，而備受青睞。本發(fā)明通過巧妙地結(jié)合金屬反射膜與多層介質(zhì)位相抑制膜層，使反射鏡具有高反射率、低偏振靈敏度以及信號通道位相差小的光學(xué)性能，可應(yīng)用于激光雷達(dá)、光通信和光譜分析等領(lǐng)域。

2、當(dāng)光線傾斜入射時，s光和p光將不可避免的產(chǎn)生分離，光學(xué)元件將表現(xiàn)出偏振特性。通常用偏振靈敏度(lps)來定量描述光學(xué)元件的偏振特性。偏振靈敏度描述的是儀器的光學(xué)元件對入射光的偏振態(tài)的敏感程度。偏振靈敏度可表征為以下公式(1)：

3、lps＝(rs-rp)/(rs+rp)×100％?(1)

4、其中rs、rp分別為s光分量的反射率和p光分量的反射率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種以硅為基底的寬角度位相差消偏反射鏡，可實(shí)現(xiàn)高反射率，低偏振靈敏度，且信號通道位相差消偏。

2、本發(fā)明所述的反射鏡的結(jié)構(gòu)包括光學(xué)基片、粘合層、金屬膜層、保護(hù)層以及多層介質(zhì)位相抑制膜層，其中，金屬膜層實(shí)現(xiàn)反射鏡的高反射率；保護(hù)層可保證金屬膜層避免氧化和較高的環(huán)境適應(yīng)性；多層介質(zhì)位相抑制膜層實(shí)現(xiàn)信號通道的位相差控制。以上所述的反射鏡結(jié)構(gòu)既保證了高反射率、低偏振靈敏度、又可實(shí)現(xiàn)信號通道位相差消偏。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

4、1)光學(xué)基底為硅基底；

5、2)在硅基底上鍍制10-15nm厚的金屬鎳鉻復(fù)合材料或金屬鉻材料作為粘合層；

6、3)鍍制120-150nm厚的金屬銀作為金屬膜層，可以保證反射鏡具有足夠高的反射率和低偏振靈敏度；

7、4)鍍制30-50nm厚的三氧化二鋁作為保護(hù)層，可以保護(hù)金屬銀膜不被氧化，提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性；

8、5)鍍制多層介質(zhì)位相抑制膜層。其膜系結(jié)構(gòu)為

9、a1l?b1h?a2l?b2h……anl?bnh

10、其中，n為周期數(shù)，取值范圍為2～5；h代表高折射率薄膜層，其材料是ta2o5、nb2o5、tio2或zns；l代表低折射率薄膜層，材料為sio2、ybf3或mgf2；a1、b1…an、bn為各薄膜層的厚度，單位：nm；所述厚度參數(shù)根據(jù)反射鏡位相差要求確定。

11、進(jìn)一步地，所述的一種以硅為基底的寬角度位相差消偏反射鏡，其特征在于，當(dāng)反射鏡使用角度在15-45度范圍內(nèi)時，n取值1～3；當(dāng)反射鏡使用角度在45-60度范圍內(nèi)時，n取值3～5。

12、本發(fā)明的反射鏡有以下優(yōu)點(diǎn)：

13、1)金屬膜層保證了反射鏡在近紅外波段具有高的反射率，滿足了光學(xué)系統(tǒng)的能量傳輸需求；

14、2)多層介質(zhì)位相抑制膜層實(shí)現(xiàn)了反射鏡在寬角度范圍內(nèi)信號通道位相差消偏；

15、3)反射鏡在近紅外波段范圍內(nèi)具有低偏振靈敏度；

16、4)本發(fā)明設(shè)計的反射鏡膜系結(jié)構(gòu)簡單，工藝易于實(shí)施，膜層可靠性高。

技術(shù)特征：

1.一種以硅為基底的寬角度位相差消偏反射鏡，包括光學(xué)基片(1)、粘合層(2)、金屬膜層(3)、保護(hù)層(4)以及多層介質(zhì)位相抑制膜層(5)，特征在于：

2.如權(quán)利要求1所述的一種以硅為基底的寬角度位相差消偏反射鏡，其特征在于，當(dāng)反射鏡使用角度在15-45度范圍內(nèi)時，n取值1～3；當(dāng)反射鏡使用角度在45-60度范圍內(nèi)時，n取值3～5。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種以硅為基底的寬角度位相差消偏反射鏡。該反射鏡利用金屬鎳鉻膜層和金屬銀膜層的結(jié)合，提升了硅基底和金屬膜層之間的結(jié)合力；利用金屬膜層特性實(shí)現(xiàn)了信號通道高反射率、低偏振靈敏度；利用保護(hù)層保證金屬膜層避免氧化，從而反射鏡具有較高的環(huán)境適應(yīng)性；利用多層介質(zhì)位相抑制膜層實(shí)現(xiàn)信號通道寬角度范圍內(nèi)位相差消偏。本發(fā)明的硅基底寬角度位相差消偏反射鏡具有膜層數(shù)少、工藝易于實(shí)施及可靠性好的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李大琪,劉保劍,段微波,余德明,馬小鳳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19