硒化锌材料具有较宽的透光区,使其在红外区有着广泛的应用,然而其作为基底,镀制超宽带增透膜却有相当大的难度,尤其是膜层强度问题。设计出了硒化锌基底上2-16 μm的多层超宽带增透膜,并采用离子束辅助沉积工艺在硒化锌基底上进行了多次实验,并对所使用的氟化钇(YF3)和硒化锌膜料进行了分析,发现YF3在3400和1640 cm-1两个波数处的吸收峰。通过将低折射率层改为氟化钡和氟化钇的组合层后,在硒化锌基底上成功镀制出了多层宽带增透膜并采用脉冲电弧离子镀技术在多层薄膜的表面镀制了一定厚度的类金刚石(DLC)薄膜,增强了膜层的强度。最终使硒化锌基底上镀制的超宽带增透膜在2-16 μm范围内的平均透射比大于93%,峰值透射比大于97%,并且膜层的强度较好。
在光学材料的研究与应用领域，红外增透膜的开发一直是一个重要的研究方向。硒化锌（ZnSe）作为一种广泛应用于红外光谱区域的材料，因其优异的透光性能而受到关注。然而，如何在硒化锌基底上制备出具有强韧性并能覆盖宽光谱的增透膜一直是个技术难题。本文介绍了一项重要研究，该研究通过离子束辅助沉积（IBAD）技术以及脉冲电弧离子镀技术的结合应用，在硒化锌基底上成功研制出了2-16微米范围内的超宽带硬质红外增透膜，并显著提升了膜层的强度。
研究团队需要解决的首个难题是硒化锌基底的透光特性。由于其具有较宽的透光区，硒化锌在红外区域有着广泛的应用。但是，直接在其表面镀制增透膜时，往往会遇到膜层强度不足的问题。这导致了薄膜容易出现剥落或损坏，限制了其在实际应用中的表现。
研究人员设计了一种多层结构的增透膜，这种结构能够在较宽的波段内实现高透射率。膜层的厚度以及不同材料的折射率是实现超宽带增透膜的关键因素。通过优化膜层厚度和材料搭配，可以减少光波在膜层界面处的反射，从而达到增透的效果。
在膜层材料选择方面，研究者对氟化钇（YF3）和硒化锌两种膜料进行了深入分析。YF3在特定波数处的吸收峰被发现，这一发现为后续膜层设计提供了宝贵信息。通过将单一的氟化钇层替换为氟化钡（BaF2）和氟化钇的组合层，进一步优化了膜层的性能，提高了膜层在2-16微米波段内的透过性。
然而，仅仅是优化材料和膜层结构设计还不够，还需要保证膜层具有足够的机械强度，以适应实际应用环境。为此，研究团队采用了离子束辅助沉积技术。该技术通过离子束与膜料材料的相互作用，可以有效提高膜层的附着力和机械稳定性。利用这项技术，团队能够在硒化锌基底上制备出多层宽带增透膜。
在此基础上，研究者为了进一步提升增透膜的机械强度，采用了脉冲电弧离子镀技术在薄膜表面镀制了一层类金刚石（DLC）薄膜。DLC薄膜以其高强度和优异的物理化学性能闻名于世。加入DLC薄膜后，整个膜系的强度得到了显著增强，同时保持了高透射率。
最终的实验结果显示，在2-16微米的光谱范围内，硒化锌基底上的超宽带增透膜实现了平均透射比超过93%，峰值透射比超过97%。这一成果不仅为红外光学系统的高透射效率奠定了基础，而且还显著提升了膜层的机械强度，使得这种增透膜能够承受更为严苛的使用环境。
这项研究突破了传统在硒化锌基底上镀制增透膜的技术限制，不仅为红外光学系统设计和制造提供了新的技术方案，也为未来在更宽光谱范围内提升光学元件性能提供了重要的参考。同时，该技术的应用领域广泛，可广泛应用于红外探测器、光学镜头等多种红外光学设备，对红外光学领域的发展具有深远的影响。
