Спосіб просвітлення та захисту елементів інфрачервоної оптики на основі йодиду цезію

Спосіб просвітлення та захисту елементів інфрачервоної оптики на основі йодиду цезію, що включає нанесення у вакуумі плівки фториду металу термічним напиленням на нагріту поверхню елементу, який відрізняється тим, що на нагріту до 180-200°С поверхню з швидкістю 0,20-0,25 мкм/хв наносять плівку фтористого натрію Винахід відноситься до галузі оптичного приладобудування, а саме до матеріалів для просвітлюючого та захисного покриття елементів інфрачервоної оптики Відомий спосіб просвітлення та захисту кремнію, який широко використовується в інфрачервоній (14) техніці для вікон та лінз, за допомогою плівки з окису кремнію (Физика тонких пленок Под ред ГХааса и Р Туна - М Мир, 1967, - С 244) Однак окис кремнію прозорий лише в ближній ІЧ області спектру (до 4мкм), що звужує спектральну область його застосування Найближчим за технічною суттю - прототипом ~ є спосіб просвітлення поверхонь скла, зокрема крону, плівкою з фтористого магнію шляхом термічного розпилення у вакуумі з швидкістю біля 0,12мкм/хв на нагріту до температури біля 300° скляну підкладку (Физика тонких пленок - Под ред ГХааса и Р Туна - М Мир, 1967, - С 192, 235) Проте плівки фтористого магнію теж прозорі лише в ближній 14 області (до бмкм) і не можуть використовуватись для просвітлення елементів інфрачервоної оптики, працюючих в широкому 14 діапазоні спектру В основу винаходу поставлено завдання удосконалити спосіб просвітлення та захисту елементів інфрачервоної оптики на основі йодиду цезію шляхом підбору матеріалу плівки та технології и напилення, який би розширив робочий діапазон хвиль для оптичних елементів до 16мкм Цей технічний результат досягається тим, що у способі просвітлення та захисту елементів інфрачервоної оптики на основі йодиду цезію, що включає нанесення у вакуумі плівки фториду металу термічним напиленням на нагріту поверхню елемента, згідно з винаходом, на нагріту до 180 200°С поверхню з швидкістю 0,20 - 0,25мкм/хв наносять плівку фтористого натрію Нанесення на оптичну поверхню йодистого цезію, який має показник заломлення пі = 1,71, плівки фтористого натрію (з меншим показником заломлення П = 1,32) товщиною до 20мкм зумов2 лює зменшення коефіцієнта відбивання світла в ІЧ діапазоні (до 1 бмкм) із-за явища інтерференції світлових відбитих від поверхні плівки та від поверхні розділу плівка-елемент Csl За рахунок цього явища збільшується прозорість поверхні йодистого цезію у вибраному діапазоні довжин хвиль Мікроструктура нанесеної плівки і пов'язана з нею прозорість, а також адгезія плівки залежать від умов и нанесення температури елементу та швидкості нанесення плівки Пониження температури оптичного елемента нижче 180°С або підвищення швидкості росту товщини плівки вище 0,25мкм/хв приводить до пониження оптичної досконалості плівки та адгезії, що погіршує якість елементів ІЧ оптики, на які наноситься плівка Підвищення температури оптичного елемента вище 200°С та зменшення швидкості росту плівки нижче 20мкм/хв ведуть до збільшення часу виготовлення просвітлюючого покриття На фіг 1 зображено розпилювач для термічного нанесення шару фтористого натрію На фіг 2 зображено спектри пропускання монокристалічної пластинки йодистого цезію до (крива 1) та після (крива 2) нанесення шару фтористого натрію Спосіб можна здійснити так (фіг 1) Фтористий натрій (1) завантажують в графітовий тигель конічної форми (2) Тигель встановлю CO 49434 ють в нагрівник (3) у формі конічної спіралі з вольфрамового дроту Електричну ІЗОЛЯЦІЮ графітового тигля від нагрівника забезпечують керамічні кульки (4), нанизані на дріт нагрівника Зовні розпилювач закритий тепловим екраном з молібденової фольги (5) Після нагріву монокристалічного елементу з йодистого цезію, який розміщений над розпилювачем на віддалі 12см, до температури 180 - 200°С, вмикають нагрів розпилювача Ступінь нагріву розпилювача встановлюють такою, щоб швидкість зростання товщини плівки фтористого натрію була в межах 0,20 - 0,25мкм/хв Цю швидкість оцінюють за швидкістю зміни частоти коливань кварцової пластинки за допомогою приладу КИТ - 1 Тим самим приладом фіксують момент досягнення плівкою необхідної товщини, після чого напилення припиняють Конічна форма тигля (2) дає змогу отримувати плівки практично однакової товщини на елементах значних розмірів, оскільки краї тигля такої форми не створюють півтіней на елементі Як видно з фіг 2, шар товщиною 18мкм збільшив прозорість пластинки на 5% при довжинах хвиль 5,3 та 8,3мкм, що підтверджує досягнення технічного результату Порівняльні характеристики йодистого цезію та фтористого натрію наведені в таблиці Таблиця Хімічна сполука Фтористий натрій Йодистий цезій Твердість за Моосом 3,5 1-2 Плівка фтористого натрію, завдяки більшій твердості і меншій гігроскопічності порівняно з йодистим цезієм (дивтабл), служить надійним захистом оптичної поверхні йодистого цезію від вологи та мікропошкоджень Це легко перевірити під мік ФІГ. 1 Розчинність при Т=Т5°С, г/100гН20 4,0 66 роскопом, спостерігаючи за зміною характеру подряпин, які наносять в МІСЦІ переходу захисна плівка-кристал йодистого цезію Значні подряпини на кристалі при переході на плівку майже зникають 49434 2 X / \ Пропу / \ \ l 75 • 7G 65 ' 60 і -5 і і і в 7 8 г 9 і 1 0 1 | Г 1 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 • 12 И 16 20 2 5 Довжина хвилі, мкм