激光沉积提升红外窗口性能：类金刚石膜的关键技术与应用

激光沉积红外窗口高性能类金刚石膜技术是一种先进的薄膜制造工艺，主要应用于红外光学领域。类金刚石(DLC)薄膜因其特性，如宽光谱高透射率、高硬度、优良的热传导性和稳定性，被广泛用作红外窗口的增透保护层。然而，传统制备方法在面对极端环境如高马赫数或海上盐雾时，其性能往往难以满足需求。 激光沉积技术在此背景下展现出显著优势。它通过精确控制激光与材料间的交互，能够在微米甚至纳米尺度上进行薄膜沉积，从而获得高精度和高质量的DLC膜。激光沉积过程中，关键参数包括激光能量、扫描速度、掺杂元素的选择以及氧气氛围的影响等，这些都直接影响膜的性能。 激光沉积DLC膜的关键技术包括优化激光参数、掺杂策略和离轴旋转平移技术，旨在提高膜的硬度、减少内应力并增强其抗刮擦能力。例如，文中提到的膜具备纳米硬度高达44 GPa的特性，这意味着其耐磨性和耐磨损性能极其出色。而低至0.8 GPa的内应力则有助于减小膜的翘曲和裂纹风险，确保长期稳定工作。 在薄膜制备中，采用前后两层结构，即正面DLC膜和背面普通增透膜，可以进一步提升红外窗口的整体透射率，达到82%~91%。这项技术特别强调了大尺寸一致性，能够实现150 mm基片上的均匀薄膜沉积，膜厚偏差控制在±2%，确保大面积应用中的光学性能均匀。 此外，该技术制备的DLC膜经过严格的军标环境适应性测试，证明其能在严苛条件下保持良好的性能。这表明其不仅在实验室环境中表现出色，而且已经成功地实现了工程化应用，拓宽了类金刚石膜在实际设备中的应用范围。 激光沉积红外窗口高性能类金刚石膜技术是一项突破性的创新，通过精密的工艺控制和优化，极大地提升了DLC膜的性能和适用性，对于红外光学器件的耐用性和可靠性有着重大意义。