本技术涉及光学薄膜，尤其是涉及一种紫外增透膜的制备工艺及紫外增透膜。
背景技术：
1、传统紫外增透膜主要使用单层氟化镁镀制，然而这种膜层存在诸多问题，如膜层较容易损伤、脱落，以及透过率相对较低。特别是在紫外连续脉冲和脉冲激光器应用中，传统的基片膜层往往无法承受长时间的使用，短时间内便可能出现裂痕或膜层脱落。这些问题严重影响了紫外增透膜的使用寿命和性能，因此，急需一种新型的紫外增透膜制备工艺及紫外增透膜来解决这些问题。
技术实现思路
1、本技术的目的是克服上述技术问题，提供了一种紫外增透膜的制备工艺及紫外增透膜。
2、第一方面，本技术提供一种紫外增透膜的制备工艺，所述紫外增透膜自上而下为增透膜基片、氧化铝层、氧化硅层；所述制备工艺包括以下步骤：
3、s1、擦拭增透膜基片表面使其洁净、清洗、装炉抽真空，并加热至300℃时，恒温保持40-60min，后在300℃下镀制膜层，第一膜层为氧化铝层，蒸镀速率为5-8i/s，全程运用离子源，离子源能量为600×300；
4、s2、第二膜层为氧化硅层，蒸镀速率为8-12i/s，全程运用离子源，离子源能量为600×300；
5、s3、完成膜层镀制后进行退火处理，制得所述紫外增透膜。
6、通过采用上述技术方案，本技术提出的一种紫外增透膜的制备工艺及其紫外增透膜，旨在根本上解决传统紫外增透膜存在的易损伤、透过率低及热稳定性差等问题。该工艺首先对增透膜基片进行深度清洁与预处理，确保膜层附着面的洁净度，随后在严格控制的真空环境中，通过精确调节蒸镀速率和离子源能量，分步镀制氧化铝层和氧化硅层，形成了自上而下的多层结构。具体而言，s1步骤中，先在300℃条件下，以5-8i/s的速率镀制备氧化铝层，氧化铝层作为底层，因其高硬度和出色的机械强度，显著提升了膜层的耐磨性和抗冲击能力。s2步骤紧随其后，采用8-12i/s的速率镀制氧化硅层，因其高热稳定性和优良的化学稳定性，能够有效增强膜层整体的耐高温能力和抵御外界环境侵蚀的能力，同时，氧化铝层还具有良好的紫外光透过特性，进一步提高了膜层的光学性能。全程运用离子源并设定离子源能量为600×300，这一参数的精准调控，确保了膜层的致密度和均匀性，避免了传统制备过程中常见的微裂纹和气孔现象，增强了膜层的完整性和耐用性。最后，s3步骤中的退火处理进一步优化了膜层的微观结构，促进了各层材料间的结合力，使得膜层整体的机械性能和热稳定性得到显著提升。综上所述，本技术提出的紫外增透膜制备工艺，通过精细的材料选择、合理的层状结构设计和严格的制备条件控制，有效解决了传统紫外增透膜存在的技术难题，显著提升了膜层的耐用性、透过率和热稳定性，为紫外光领域的应用提供了更为可靠和高效的解决方案。
7、可选的，所述步骤s1中的清洗为如下：
8、使用离子源清洗基片4-8分钟，所述离子源能量为600×300。
9、通过采用上述技术方案，采用离子源清洗基片4-8分钟，且离子源能量设定为600×300的技术方案，能够显著提升紫外增透膜的制备质量和性能。在膜层镀制前，通过离子源对基片进行深度清洗，利用高能离子轰击基片表面，有效去除附着的微尘和污染物，这不仅极大提高了基片的洁净度，还促进了后续膜层与基片之间的结合强度。具体来说，600×300的离子源能量能够产生足够强的离子流，深入基片表面微小孔隙，清除难以触及的杂质，确保膜层镀制过程中的高纯净度。同时，适当的清洗时间（4-8分钟）既能充分实现清洗效果，又避免了过长的清洗时间可能带来的基片表面损伤。通过这一预处理步骤，不仅显著降低了膜层中的缺陷率，如微裂纹和气孔，还有效提升了膜层的均匀性和致密度，从而大幅增强了紫外增透膜的耐用性、透过率和热稳定性。简而言之，该技术方案通过精细化的离子源清洗参数控制，为紫外增透膜的高性能制备奠定了坚实的基础，为紫外光应用领域提供了更加可靠和高效的光学组件。
10、可选的，步骤s1中的装炉抽真空为如下：抽真空至5.0×10-3-6.0×10-3。
11、可选的，所述步骤s3中的退火处理为如下：
12、第一阶段温度为20-30℃，时间为5-15分钟；
13、第二阶段温度为45-55℃，时间为5-15分钟；
14、第三阶段温度为65-75℃，时间为25-35分钟。
15、通过采用上述技术方案，采用分阶段递增温度的退火处理方案，即第一阶段温度为20-30℃持续5-15分钟，第二阶段温度升至45-55℃同样持续5-15分钟，最后在第三阶段将温度提升至65-75℃并保持25-35分钟，这一技术方案针对紫外增透膜的制备，能够显著优化膜层的微观结构，提升其综合性能。在膜层镀制完成后，通过逐步升温的退火过程，可以有效缓解膜层内部的残余应力，促进膜层材料分子间的重新排列，增强膜层的致密度和结合力。具体而言，初始低温退火（20-30℃，5-15分钟）有助于初步稳定膜层结构，防止温度突变引起的膜层损伤；随后的中温退火（45-55℃，5-15分钟）进一步巩固了膜层的结构完整性，减少了微小缺陷；最后的高温退火（65-75℃，25-35分钟）则是关键步骤，它能够显著提升膜层的质密度，降低内部空隙率，同时增强膜层的热稳定性和机械强度，减少未来使用中可能遇到的污染和损伤风险。通过这一系列精心设计的退火处理，有效解决了传统紫外增透膜制备中常见的膜层应力大、结构不稳定、耐用性差等技术问题，显著提升了膜层的光学性能和使用寿命，为紫外光应用领域的技术创新提供了有力支撑。
16、可选的，所述透膜基片选自石英玻璃材料基片。
17、通过采用上述技术方案，本技术选用石英玻璃作为透膜基片的材料，这一技术方案在紫外增透膜的制备中具有显著的优势。石英玻璃以其卓越的光学性能和物理特性，成为紫外光应用领域中理想的基片材料。首先，石英玻璃拥有极高的紫外光透过率，尤其是在深紫外区域，其透过率远超其他常见材料，这直接提升了紫外增透膜的整体光学性能，使得膜层能够更有效地传输紫外光线，满足高精度光学系统的需求。其次，石英玻璃的热稳定性极佳，能够在高温环境下保持结构稳定，不易变形，这对于需要在高温条件下进行的膜层镀制和退火处理至关重要，确保了膜层制备过程中的尺寸稳定性和膜层质量。再者，石英玻璃的化学稳定性高，能够抵抗多种化学物质的侵蚀，即使在恶劣的工作环境中也能保持良好的性能，延长了紫外增透膜的使用寿命。此外，石英玻璃的低热膨胀系数也是其一大优势，能够有效减少因温度变化引起的膜层应力，进一步提升了膜层的耐用性和可靠性。综上所述，通过选择石英玻璃作为透膜基片，不仅显著增强了紫外增透膜的透过率和热稳定性，还提升了其化学稳定性和耐用性，为紫外光应用提供了更高品质的光学组件，推动了相关技术领域的创新发展。
18、可选的，所述氧化硅层的厚度为400-500nm。
19、优选的，所述氧化硅层的厚度为436nm。
20、通过采用上述技术方案，设定氧化硅层的厚度为436nm，这一技术方案在紫外增透膜的制备中扮演了至关重要的角色。氧化硅层作为紫外增透膜的关键组成部分，其厚度的精确控制直接影响到膜层的整体光学性能和耐用性。436nm的厚度选择，基于对光学干涉原理的深入理解和应用，旨在实现对特定波长紫外光的最大透过率。具体而言，当氧化硅层的厚度与入射紫外光的波长相匹配时，能够有效利用光学干涉效应，减少光在膜层表面的反射损失，显著提升光的透过率。此外，436nm的厚度还考虑了膜层的机械强度和热稳定性，确保了膜层在面对紫外线或激光冲击时，能够保持结构的完整性和功能的稳定性，不易产生微裂纹或脱落。更重要的是，这一厚度设计还兼顾了膜层的耐用性和成本效益，既保证了膜层性能的最优化，又避免了不必要的材料浪费，实现了高性能与经济性的平衡。总之，通过将氧化硅层的厚度精确设定为436nm，不仅显著提升了紫外增透膜的光学性能，还增强了其耐用性和经济性，为紫外光应用领域提供了更加高效、稳定且成本可控的光学解决方案。
21、可选的，所述的氧化铝层的厚度为600-800nm。
22、优选的，所述的氧化铝层的厚度为662nm。
23、通过采用上述技术方案，设定氧化铝层的厚度为662nm，这一技术方案在紫外增透膜的制备中发挥了关键作用。氧化铝层作为膜层结构中的重要组成部分，其厚度的精准控制对于优化膜层的光学性能和提升其耐用性至关重要。662nm的厚度选择，基于对氧化铝材料特性的深入了解以及对膜层设计的精密计算，旨在实现对紫外光的高效透过和对膜层保护性能的增强。具体而言，氧化铝层具有较高的折射率和良好的化学稳定性，能够在紫外光谱范围内提供额外的光学增益，同时，其硬度较高，能够有效抵挡外界物理损伤，保护下层的氧化铝层免受磨损。662nm的厚度设计，充分利用了氧化铝层的这些特性，不仅确保了紫外光的高透过率，还显著增强了膜层整体的机械强度和抗损伤能力，尤其是对抗紫外光长期照射下的膜层稳定性有着显著提升。此外，这一厚度还考虑了膜层的热稳定性，能够在高温环境下保持结构的完整性和功能的稳定性，避免了因温度变化引起的性能衰退。综上所述，通过将氧化铝层的厚度设定为662nm，不仅显著优化了紫外增透膜的光学性能，还大大提升了其在复杂环境下的耐用性和可靠性，为紫外光应用领域提供了高性能、高稳定性的光学组件，推动了相关技术的持续进步。
24、可选的，所述氧化硅在300℃下的折射率处于1.45-1.55；所述氧化铝在300℃下的折射率处于1.62-1.75。
25、通过采用上述技术方案，通过将氧化硅在300℃下的折射率控制在1.45-1.55之间，以及氧化铝在相同温度下的折射率保持在1.62-1.75范围内，这一技术方案在紫外增透膜的制备中实现了光学性能的显著优化。折射率是决定膜层光学特性的重要参数之一，特别是在多层膜结构中，不同材料层的折射率差异直接影响到膜层对特定波长光线的反射和透过效果。在300℃这一特定温度下，氧化硅和氧化铝的折射率分别处于1.45-1.55和1.62-1.75的区间内，能够确保两种材料层间形成有效的光学干涉，从而实现对紫外光的有效管理。具体而言，氧化硅层的低折射率与氧化铝层的高折射率相结合，能够显著减少光在膜层表面的反射损失，提高紫外光的透过率。同时，这种折射率的精心匹配还能够增强膜层的抗反射性能，减少光在膜层内部的多次反射，进一步提升光的传输效率。此外，通过在300℃这一温度下精确控制两种材料的折射率，还能够确保膜层在制备过程中的热稳定性，避免了因温度变化导致的折射率波动，从而保证了膜层性能的一致性和可靠性。综上所述，通过将氧化硅和氧化铝在300℃下的折射率分别控制在1.45-1.55和1.62-1.75的范围内，不仅优化了紫外增透膜的光学性能，还提升了其热稳定性和可靠性，为紫外光应用领域提供了高性能、高稳定性的光学组件，满足了现代光学系统对高精度、高效率紫外光管理的需求。
26、第二方面，本技术提供一种紫外增透膜，所述紫外增透膜由本技术提供的制备工艺制得。
27、通过采用上述技术方案，本技术所提供的一种紫外增透膜，正是基于上述详述的创新制备工艺精心打造而成。该紫外增透膜的突出特点在于其卓越的光学性能、增强的耐用性和优异的热稳定性，这些都是通过精确控制材料选择、层厚度、折射率以及制备条件得以实现的。具体而言，该紫外增透膜采用了石英玻璃作为基片，确保了其在紫外光谱范围内的高透过率和化学稳定性。氧化硅层与氧化铝层的多层结构设计，结合了两者在折射率、硬度和化学稳定性方面的优势，实现了对紫外光的高效透过和对膜层的全面保护。其中，氧化硅层的厚度为436nm，折射率控制在1.45-1.55之间，而氧化铝层的厚度则设定为662nm，折射率维持在1.62-1.75范围内，这种精确的参数设定确保了膜层对特定波长紫外光的最大化利用，同时增强了膜层的机械强度和抗损伤能力。此外，整个制备过程中的温度控制、离子源清洗以及分阶段递增温度的退火处理，进一步优化了膜层的微观结构，提升了膜层的致密度和结合力，减少了内部应力和缺陷，从而显著增强了膜层的耐用性和热稳定性。特别是，通过在300℃的温度下进行膜层镀制和退火处理，不仅促进了膜层材料分子间的结合，还确保了膜层在后续使用中能够承受高温环境下的考验，避免了因温度变化引起的性能衰减。综上所述，本技术所提供的紫外增透膜，得益于其创新的制备工艺，不仅在透过率、耐用性和热稳定性等方面表现出色，还能够适应各种复杂的应用环境，为紫外光技术的广泛应用和未来发展提供了坚实的基础和无限的可能。
28、第三方面，本技术提供一种紫外增透膜在光伏玻璃和光学元件中的应用。
29、综上所述，本发明至少具有以下有益效果：
30、由于本发明采用氧化硅和氧化铝结合性好的特性，制得的紫外增透膜结构牢固，不易损伤和脱落，延长了使用寿命。
31、本发明中优选采用特定的膜层厚度和折射率，以及退火处理工艺，使得制得的紫外增透膜具有高透过率和耐激光长时间使用的特性，提高了膜层性能。
1.一种紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述紫外增透膜自上而下为增透膜基片、氧化铝层、氧化硅层；所述制备工艺包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s1中的清洗为如下：
3.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s1中的装炉抽真空为如下：抽真空至5.0×10-3-6.0×10-3。
4.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s3中的退火处理为如下：
5.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述透膜基片选自石英玻璃材料基片。
6.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述氧化硅层的厚度为400-500nm。
7.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述的氧化铝层的厚度为600-800nm。
8.根据权利要求1所述的紫外增透膜的制备工艺，其特征在于，所述氧化硅在300℃下的折射率处于1.45-1.55；所述氧化铝在300℃下的折射率处于1.62-1.75。
9.一种紫外增透膜，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的制备工艺制得。
10.一种权利要求9所述的紫外增透膜在光伏玻璃和光学元件中的应用。
