本發(fā)明屬于薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及硫系材料鍍類金剛石薄膜（dlc）的制備方法；在軟材質(zhì)表面鍍高強(qiáng)度硬質(zhì)薄膜的方法。

背景技術(shù)：

紅外鏡頭廣泛運(yùn)用于國防、軍工、安防、化工、電力、冶金等行業(yè)，需要長期面對(duì)極其多變的惡劣環(huán)境，國內(nèi)外主流的做法是將鏡頭最外一枚鏡片的外露面鍍上類金剛石薄膜（dlc-diamondlikecarbonfilm），此膜具有高強(qiáng)度、高硬度、較高的穩(wěn)定性、耐腐蝕、超強(qiáng)的耐摩擦抗損傷能力可以保護(hù)整個(gè)鏡頭不受惡劣環(huán)境的侵害。

目前可制備出類金剛石薄膜的方法太多，包括直流等離子體化學(xué)氣相沉積、脈沖電磁感應(yīng)、微波放電、弧光放電、熱絲cvd、電子回旋共振等方法均能生長出類金剛石薄膜。然而，廣泛使用于紅外光學(xué)鏡片的各種材質(zhì)中，只有鍺、硅表面才能成功穩(wěn)定的生長出類金剛石薄膜。鍺折射率在4左右，類金剛石薄膜折射率在2左右，在鍺材質(zhì)的鏡片表面鍍類金剛石薄膜不僅具有強(qiáng)大的保護(hù)功能，在光學(xué)性能上還具有良好的增透作用。

許多紅外系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第一枚鏡片的材質(zhì)并不需要鍺或硅，為了應(yīng)對(duì)苛刻的使用環(huán)境必須在系統(tǒng)前再加一枚鍍完類金剛石薄膜的鍺或硅鏡片，從而增加了整個(gè)系統(tǒng)的體積和成本還降低了光學(xué)性能。因此，能夠在其它材料表面生長出類金剛石薄膜的技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景，可以使許多紅外光學(xué)系統(tǒng)節(jié)省一枚鏡片，讓光學(xué)系統(tǒng)更靈敏、輕便、小型化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)紅外鏡片造價(jià)昂貴，提出了一種在其它無法直接沉積dlc薄膜的紅外鏡片材質(zhì)（以廣泛使用的硫系玻璃材質(zhì)為代表）上沉積出dlc薄膜的制備方法，能使許多紅外系統(tǒng)節(jié)省一枚鏡片。

常用紅外波段的材質(zhì)中僅鍺和硅具有金剛石結(jié)構(gòu)，且本身硬度較高，因此能在其表面生長出穩(wěn)定的金剛石結(jié)構(gòu)。硫系玻璃類的材質(zhì)的特點(diǎn)是硬度低易碎，硫系玻璃是有多種硫系材料合成而來，其結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)差異較大，無法在其表面生長出類金剛石薄膜，然而改變其成份，能產(chǎn)生多變的折射率和較低的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)使其廣泛運(yùn)用于無熱化光學(xué)成像系統(tǒng)中。為達(dá)到材質(zhì)較軟的硫系玻璃上鍍高強(qiáng)度抗損傷的類金剛石薄膜，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的制備方法是：在硫系玻璃表面鍍一種多層的過渡層結(jié)構(gòu)，通過過渡層即可在實(shí)現(xiàn)其表面沉積類金剛石薄膜的需求。

本發(fā)明具體方案以硫系材料ig6做基底材料（折射率約2.58）透明波段8~11.5μm為例做詳細(xì)說明，運(yùn)用真空鍍膜pvd技術(shù)，并用離子束助鍍，依次在ig6表面鍍厚度為200nm的zns、厚度為246.33nm的ge、厚度為470.7nm的zns、厚度為295.41的ge，再用pecvd技術(shù)鍍1493.42nnm的dlc（類金剛石薄膜），即g|znsgeznsgedlc|air，配合另一面做高效增透，8~11.5μm平均透過率能達(dá)到92%。

上述材料對(duì)應(yīng)的厚度是根據(jù)實(shí)際的基板材料和透明波段為需要設(shè)計(jì)出來，本專利保護(hù)范圍：運(yùn)用硫化鋅和鍺兩種鍍膜材料作為沉積類金剛石（dlc）薄膜的過渡層；鍺作為過渡層的最外層在其表面直接沉積類金剛石薄膜。

本發(fā)明經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證運(yùn)用此技術(shù)可以在多種基底材料上使用，能大幅增強(qiáng)其抗損傷耐腐蝕能力，膜層光滑堅(jiān)固穩(wěn)定，鹽水煮過膠帶拉扯不脫膜。配合基底材料的另一面做高效增透膜，能同時(shí)具有優(yōu)良的光學(xué)性能。

圖1是整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是紅外光譜透過率曲線。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種在任意紅外光學(xué)鏡片材料上鍍類金剛石薄膜的制備方法，該方法不僅可以提高鏡片表面的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)還兼具優(yōu)良的光學(xué)性能，大幅升紅外系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的使用壽命。本發(fā)明的制備方法以材質(zhì)較軟且無法直接沉積類金剛石薄膜的硫系材料IG6基板為例，用PVD技術(shù)分別在基板表面鍍適當(dāng)厚度的ZnS、Ge、ZnS、Ge，然后用PECVD技術(shù)沉積類金剛石薄膜。本發(fā)明制備出的IG6鏡片表面光滑堅(jiān)硬牢固，有很強(qiáng)的耐腐蝕能力，經(jīng)鹽水煮不會(huì)發(fā)生膜層脫落問題，配合另一面做增透，光譜性能優(yōu)越，8~11.5μm平均透過率能達(dá)到92%。

技術(shù)研發(fā)人員：楊陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：楊陽
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.22
技術(shù)公布日：2017.09.29