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一種紅外窄帶輻射源及其制備方法與流程

文檔序號:12446070閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種紅外窄帶輻射源,其工作波長覆蓋短波1.1~3μm、中波3~6μm及長波6~15μm紅外波段;輻射發(fā)射率ε可高達(dá)100%;其結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)布拉格反射鏡(1)、介質(zhì)腔層(2)、金屬層(3)和襯底(4);介質(zhì)腔層(2)和金屬層(3)之間可以選擇生長匹配層;介質(zhì)布拉格反射鏡(1)上可選擇加蓋保護(hù)層,其特征在于:

所述的金屬層(3)采用金、銀、銅、鋁、鎢、鉭、錸金屬材料中的一種,金屬層膜厚遠(yuǎn)大于輻射源向金屬內(nèi)傳播的穿透深度;

所述的介質(zhì)腔層(2)材料為鍺、硅、硫化鋅、錫化鋅或一氧化硅在輻射波段具有弱吸收性質(zhì)的半導(dǎo)體或化合物材料;

所述的介質(zhì)布拉格反射鏡(1)由輻射波段弱吸收的高折射率和低折射率材料交替生長形成,高折射率和低折射率材料采用鍺、硅與硫化鋅、錫化鋅、一氧化硅、氧化鉿之間任意一組搭配組合;

用于實(shí)現(xiàn)介質(zhì)腔層(2)和金屬層(3)之間應(yīng)力匹配,增強(qiáng)粘附性的所述的匹配層為鉻、鈦或鎳金屬層;

用于保護(hù)易氧化的介質(zhì)腔層(2)和介質(zhì)布拉格反射鏡(1)使其不易氧化變性,并可實(shí)現(xiàn)減反增透效果的所述的保護(hù)層材料是氮化硅或二氧化硅耐腐蝕抗氧化材料。

2.一種制備如權(quán)利要求1所述的一種紅外窄帶輻射源的方法,其特征在于包括以下步驟:

1)膜系設(shè)計(jì),利用膜系設(shè)計(jì)工具Coating Designer(CODE)或Thin film Calculator(TFC)設(shè)計(jì)膜系,膜系自上而下依次是介質(zhì)布拉格反射鏡(1)、介質(zhì)腔層(2)、金屬層(3)和襯底(4),為了使得膜系透過率為0,金屬層膜厚遠(yuǎn)大于輻射源向金屬內(nèi)傳播的穿透深度,其中金屬層和介質(zhì)布拉格反射鏡之間可以插入匹配層,使得它們應(yīng)力匹配,而介質(zhì)布拉格反射鏡上可以選擇覆蓋保護(hù)層;通過調(diào)節(jié)介質(zhì)腔層(2)和介質(zhì)布拉格反射鏡(1)光學(xué)厚度來調(diào)整窄帶輻射峰峰位;

2)通過蒸發(fā)或者濺射的方法制備金屬薄膜,可以采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)、雙離子束濺射等方法的一種來制備金屬薄膜;為了使得膜系透過率為零,金屬層膜厚大于輻射源向金屬內(nèi)傳播的穿透深度,金屬薄膜應(yīng)當(dāng)具有紅外寬帶高反效果;

3)根據(jù)步驟1)膜系設(shè)計(jì)的結(jié)果,選擇在金屬薄膜上制備匹配層,如鉻或鈦或鎳,可以采用磁控濺射、電子束蒸發(fā)、雙離子束濺射等方法制備鉻或鈦或鎳薄膜,其厚度在1~20nm之間,優(yōu)選5~8nm,既可以保證原有金屬薄膜高反特性,又可大大增加介質(zhì)層與金屬層之間粘附性;

4)根據(jù)步驟1)膜系設(shè)計(jì)的結(jié)果,通過蒸發(fā)或者濺射的方法制備介質(zhì)腔層和介質(zhì)布拉格反射鏡;通過磁控濺射、雙離子束濺射、電子束蒸發(fā)來制備介質(zhì)腔層和介質(zhì)布拉格反射鏡,通過晶控或者光控來控制各層介質(zhì)薄膜的厚度;通過調(diào)整布拉格反射鏡或介質(zhì)腔層的厚度可以調(diào)整輻射峰的波長、;

5)根據(jù)步驟1)膜系設(shè)計(jì)的結(jié)果,選擇在膜系上制備保護(hù)層,如氮化硅、二氧化硅;

6)上述窄帶紅外輻射光源襯底選硅、鍺、或者二氧化硅常規(guī)材料或根據(jù)不同的需求選擇不同的襯底,選取聚四氟乙烯具有柔性特質(zhì)的材料作為襯底,制備的樣品可彎曲,實(shí)現(xiàn)曲面輻射光源。

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