CN102213777A - 抗反射膜和红外线光学元件 - Google Patents

抗反射膜和红外线光学元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供抗反射膜和红外线光学元件。设置在硫属化物玻璃基底表面上的抗反射膜包括第一薄膜层和第二薄膜层。第一薄膜层由通过离子束辅助沉积形成的Bi2O3单层组成。由YF3制成的第二薄膜层包括交替地层压的辅助层和非辅助层。所述辅助层是通过离子束辅助沉积形成的，而所述非辅助层是在没有离子束辅助的情况下形成的。辅助层具有优良的粘附性和表面平坦性或平滑性。另一方面，非辅助层具有小的内应力。第二薄膜层起缓冲的作用以减小第一和第二薄膜层的内应力。

Description

抗反射膜和红外线光学元件
技术领域
本发明涉及一种红外线光学元件和在其中使用的抗反射膜。
背景技术
近年来利用红外线辐射拍摄图像的红外线照相机是广泛可获得的。如广泛已知的，红外线照相机适合在黑暗场所或经由遮挡物即薄布片成像。由于这种特性，红外线照相机通常被安装在各种设施如仓库和店铺中作为用于防盗或防灾的安全或监视照相机。红外线照相机也用于堤坝水量的测量，交通量监测等。此外，近来使用红外线照相机的安全驾驶支持***是已知的。在该***中，红外线照相机被设置在车体上，并且由红外线照相机拍摄的活物体图像显示在安装在汽车中的监视器上。与仅利用可见光的视野相比，该***使得司机在夜间的视野扩大，从而支持了安全驾驶。
高百分比的红外线辐射被包括水蒸气等的大气成分吸收。因此，红外线照相机利用波长带被限制在所谓的红外线大气窗口内的红外线辐射，在所述红外线大气窗口中不发生红外线辐射的吸收。在这样的波长带中，例如，使用波长为0.7至2.5μm的近红外线辐射的近红外线照相机和使用波长为3.0至1000μm的远红外线辐射的远红外线照相机被投入实际使用。
因为红外线照相机利用归类为红外线辐射的具有长波长的光，红外线照相机的光学元件例如透镜包括由具有高折射率的红外线透射玻璃制成的基底(base)。作为常规的红外线透射玻璃，例如，锗(Ge)，硒化锌(ZnSe)等是已知的。但是，上述红外线透射玻璃是昂贵的，具有成本缺点。此外，因为上述红外线透射玻璃具有结晶结构，因此其加工方法限于抛光。这导致难以加工成复杂的构造如微透镜阵列。
针对这样的背景，近来一类新的主要含有硫(S)、硒(Se)或碲(Te)的红外线透射玻璃(以下称为硫属化物玻璃)是已知的(美国专利申请公布2010/285946)。硫属化物玻璃比锗晶体、硒化锌等更廉价。此外，硫属化物玻璃容易通过模制而加工成光学元件如透镜、棱镜和滤光器的基底。
红外线透射玻璃通常由于高折射率而具有高的表面反射率，并且其透射率至多为60至70％。因此，已知的是，仅仅将红外线透射玻璃加工成透镜等的所需的外部形状并不足以获得对于成像而言充分的入射光强度。由于这种原因，抗反射膜被设置在由红外线透射玻璃制成的基底的表面上，以减少由表面反射引起的入射光强度的损失。
当使用锗或硒化锌作为红外线透射玻璃时，已知的是包含ZnS，CaF2，YF3，Y2O3，Ge，Si等的层的抗反射膜的实例。此外，已知的是使用TiO2或Al2O3作为初始层(primary layer)以改善抗反射膜对基底的粘附(日本专利公开出版物6-313802)。在使用硫属化物玻璃作为基底的情况下，已知的是由Al2O3，Ge，ZnS和MgF2的四层组成以改善耐久性的抗反射膜(日本专利3361621)，以及在Ge，ZnS，CeF3等的层上具有CeO2层以改善耐候性的抗反射膜(日本专利公开出版物2006-72031)。
如上所述，红外线照相机不仅被安装在周围环境较稳定的室内，而且被安装在温度、湿度等波动大的室外，甚至被安装在诸如车体的严酷环境中。因此，被设置在由红外线透射玻璃制成的基底的表面上的抗反射膜需要足够的耐候性，使得即使红外线照相机在严酷环境中使用，也不发生变暗，剥落，开裂等。此外，在红外线照相机的光学元件中，使用由锗等制成的昂贵的结晶基底导致成本增加。因此，适宜的是，光学元件包括由硫属化物玻璃所制成的廉价基底。
但是，如果将设计用于锗结晶基底的常规抗反射膜设置在硫属化物玻璃基底的表面上，则削弱抗反射膜的粘附性。因此，抗反射膜可能在如上所述的严酷环境中剥落。
此外，被设计用于锗结晶基底的抗反射膜通常含有由昂贵的材料如锗制成的层。因此，即使使用廉价的硫属化物玻璃基底，将被设计用于锗结晶基底的抗反射膜设置在硫属化物玻璃基底上也导致成本增加。此外，随着抗反射膜的层数的增加，成本通常增加，因此适宜的是，抗反射膜仅由最廉价的可用材料以及最少的可能层数制成。
此外，被设计用于锗结晶基底的抗反射膜有时含有MgF2层。但是，MgF2不具有足够的耐候性。因此，如果将被设计用于锗结晶基底的这种抗反射膜用作硫属化物玻璃基底的抗反射膜，则自然发生耐候性的不足。在抗反射膜含有由低耐候性的材料如MgF2制成的层的情况下，可设想在抗反射膜的最上面设置高耐候性的层。但是，当如上所述仅仅最上层由高耐候性材料制成而内层由低耐候性材料制成时，如果温度或湿度的波动引起抗反射膜的轻微的开裂，剥落等，则将低耐候性的层暴露于外部。因此，开裂或剥落从暴露点快速地扩展，并且产品寿命变短。由于这种原因，适宜的是，抗反射膜仅由高耐候性材料制成。
发明内容
本发明的一个目的是廉价地提供一种红外线抗反射膜，其适合设置在硫属化物玻璃基底上，并且具有优良的粘附性和耐候性。
本发明的另一个目的是通过将抗反射膜设置在硫属化物玻璃基底上而提供一种廉价的红外线光学元件，其对预定波长带的红外线辐射具有提高的透射率。
为了达到本发明的上述和其它目的，根据本发明的抗反射膜包括由Bi2O3制成的第一薄膜层和由YF3制成的第二薄膜层。第一薄膜层和第二薄膜层依次层压在硫属化物玻璃的表面上。
优选第一薄膜层通过离子束辅助沉积形成。
第二薄膜层优选包括彼此交替地形成的一个或多个辅助层和一个或多个非辅助层。辅助层是使用离子束辅助沉积形成的，而非辅助层是在不使用离子束辅助沉积的情况下形成的。
优选第二薄膜层中位于离硫属化物玻璃最远处的最上层是辅助层。此外，第二薄膜层中与第一薄膜层相邻的最下层是辅助层。
抗反射膜还可以包括设置在第二薄膜层上的耐候层。耐候层由用于提高抗反射膜的耐候性的材料制成。耐候层优选由Si，SiO和SiO2中的至少一种制成。耐候层优选具有50nm以上且200nm以下的厚度。
根据本发明的红外线光学元件包括硫属化物玻璃基底和设置在基底的表面上的抗反射膜。抗反射膜具有由Bi2O3制成的第一薄膜层和由YF3制成的第二薄膜层。第一薄膜层和第二薄膜层依次层压在基底上。
红外线光学元件还可以包括形成在第二薄膜层上的耐候层以提高抗反射膜的耐候性。
根据本发明，可以廉价地提供一种红外线抗反射膜，其在使用硫属化物玻璃作为基底的情况下，具有优良的粘附性和耐候性。在硫属化物玻璃上形成这种抗反射膜可用提供对于预定波长带中的红外线辐射具有提高的透射率的廉价的红外线光学元件。
附图说明
为了更充分理解本发明及其优点，现在结合附图进行下列描述，其中：
图1是显示根据本发明的一个实施方案的抗反射膜的层结构的说明图；
图2是第一薄膜层和第二薄膜层的说明图；
图3是气相沉积装置的示意图；
图4是具有抗反射膜的硫属化物玻璃的光学性能的图；
图5是显示根据本发明的另一个实施方案的抗反射膜的层结构的说明图；和
图6是显示根据本发明的又一个实施方案的抗反射膜的层结构的说明图。
具体实施方式
参考图1，透镜11用于在具有3.0至1000μm的波长的远红外线辐射的成像中使用。透镜11由基底12和抗反射膜13构成，所述抗反射膜13被设置在基底12的表面上。基底12在图1中是平坦的，但是实际上是球形的。注意，当光学元件是棱镜或滤光器时，基底12具有片的形状。
基底12由硫属化物玻璃制成，所述硫属化物玻璃在上述波长带(3.0至1000μm)中具有约2.6的高折射率，并且具有硫，硒或碲(所谓的硫属元素)作为主要成分。与用于制备锗结晶基底等的其它红外线透射玻璃相比，硫属化物玻璃是廉价的，并且加工成光学元件如透镜的形状的加工性优良。在下面的描述中，基底12由模制成透镜11的形状的硫属化物玻璃制成，并且将基底12的表面进行平滑精整以提供光学功能性。
抗反射膜13含有2个薄膜层，即，从基底12侧依次设置的第一薄膜层16和第二薄膜层17。
第一薄膜层16由具有与基底12的良好粘附性的氧化铋(Bi2O3)制成。Bi2O3不溶于水。如果根据透镜11的使用环境等在抗反射膜13的表面上产生凝露，则第一薄膜层16不溶于凝露中，并且作为抗反射膜13的材料具有足够的耐候性。
第二薄膜层17由氟化钇(YF3)制成。YF3具有与Bi2O3良好的粘附性，并且不溶于水中。因此，如在上述第一薄膜层16的情况下，如果在抗反射膜13的表面上产生凝露，则第二薄膜层17不溶于凝露中，并且作为抗反射膜13的材料具有足够的耐候性。
如图2中所示，第一薄膜层16由如下所述通过离子束辅助沉积形成的Bi2O3的单层组成。因此，第一薄膜层16具有与基底12表面的更好的粘附性，并且与在不使用离子束辅助沉积的情况下沉积的Bi2O3层相比，第一薄膜层16的表面(与第二薄膜层17的界面)的平坦性或平滑性更好。
另一方面，第二薄膜层17完全由YF3制成，但是包含两种层，即，通过不同沉积方法形成的辅助层21和非辅助层22。一个或多个辅助层21和一个或多个非辅助层22交替地彼此层压或覆盖。
辅助层21是通过离子束辅助沉积形成的YF3的层。单个辅助层21的厚度为整个第二薄膜层17的厚度的十分之一。辅助层21具有与下层的良好的粘附性，并且具有平坦性或平滑性良好的表面，原因在于其是通过离子束辅助沉积形成的。
与辅助层21类似的是，非辅助层22的厚度为整个第二薄膜层17的厚度的十分之一。但是，非辅助层22与辅助层21的不同之处在于，非辅助层22是在不利用离子束辅助的情况下形成的。因此，非辅助层22具有与下层的较差的粘附性，并且具有平坦性或平滑性比辅助层21的平坦性或平滑性差的表面，但是其内应力小于辅助层21的内应力。
通过交替地层压如上所述形成的总计约10层的辅助层21和非辅助层22，第二薄膜层17起着缓冲作用以减轻第一薄膜层16和第二薄膜层17的内应力。因此，抗反射膜13可以在不发生开裂或从基底12剥落的情况下形成。此外，即使透镜11的周围环境例如在透镜11周围的温度或湿度波动，第二薄膜层17的多层结构也防止抗反射膜13中的开裂和抗反射膜13从基底12剥落的发生。
参考图3，在基底12的表面上通过气相沉积装置31形成具有上述结构的抗反射膜13。气相沉积装置31可以在使用离子束辅助的模式(离子束辅助沉积)和不使用离子束辅助的模式之间切换。气相沉积装置31由真空室32，基底保持器36，沉积材料保持器37，离子源38等构成。基底保持器36，沉积材料保持器37和离子源38被设置在真空室32中。
基底保持器36保持其上要沉积薄膜层的基底12。基底保持器36相对于沉积材料保持器37和离子源38的位置和角度可以通过未显示的转换机构灵活地转换。基底保持器36配置有加热器(未显示)以在抗反射膜13的形成中将被保持的基底12加热至预定温度。
沉积材料保持器37分开地保持要沉积的多种材料。这里，沉积材料保持器37将作为第一薄膜层16的材料的Bi2O3和作为第二薄膜层17的材料的YF3彼此分开地保持。通过从电子枪(未显示)对每一种材料施加电子束，将材料加热并且熔融并从沉积材料保持器37溅射。从沉积材料保持器37溅射的材料的粒子41沉积在基底12的表面上并且形成薄膜层。注意，根据要形成在基底12上的薄膜层适当地选择从沉积材料保持器37溅射的材料。
离子源38对通过基底保持器36保持的基底12施加离子束42。离子束42由被电离并且加速至预定速度的惰性气体如氩气组成。惰性气体的离子与要沉积的材料的粒子41碰撞，并且对粒子41供应能量，以辅助粒子41的沉积。当如上所述在离子束42的辅助下沉积粒子41时，在下层(其将作为基底12)、要沉积的薄膜层之下的另一薄膜层等的表面上形成由下层材料和粒子41组成的混合层。与没有离子束42的辅助而沉积的情况相比，混合层提高了薄膜层与下层的粘附性。此外，在离子束42辅助的情况下的粒子41的沉积允许形成表面比在没有离子束42辅助的情况下形成的表面更平坦或更平滑的薄膜层。如上所述，离子束辅助沉积是指在施加离子束42的情况下沉积薄膜层的方法。
注意，气相沉积装置31可以控制是否从离子源38施加离子束42，而与要从沉积材料保持器37沉积的材料的粒子41的溅射无关。因此，气相沉积装置31可以根据要沉积的薄膜层的所需性能，通过在施加和不施加离子束42之间切换，在使用或不使用离子束辅助沉积的情况下进行薄膜层的形成。
为了如上所述在硫属化物玻璃基底12的表面上设置红外线抗反射膜13，首先将基底12放置在基底保持器36上，并且将真空室32抽真空至预定压力。之后，在从离子源38施加离子束42的同时，将Bi2O3作为粒子41溅射以在基底12表面上沉积第一薄膜层16。此时，基底保持器36的加热器将基底12加热至约100℃。
之后，将作为粒子41溅射的材料从Bi2O3改变为YF3，并且将YF3沉积在已经沉积的第一薄膜层16上。此时，每当YF3的沉积达到预定的厚度，则在施加离子束42和不施加离子束42之间切换。更具体而言，首先在施加离子束42的情况下沉积YF3，以形成辅助层21。然后，在不施加离子束42的情况下沉积YF3，以在辅助层21上形成非辅助层22。然后，再次在施加离子束42的情况下沉积YF2，以在非辅助层22上形成辅助层21。以这样的方式，通过交替地沉积总计约10层的辅助层21和非辅助层22而形成第二薄膜层17。注意，在第二薄膜层17的沉积中，基底保持器36的加热器将基底12加热至约100℃，如在沉积第一薄膜层16的情况下那样。
注意，在抗反射膜13的沉积中基底12的温度不限于约100℃，而是可以根据基底12的具体组成变化。但是，作为基底12的材料的硫属化物玻璃的软化和熔融温度相对低于作为典型的红外线透射玻璃的锗结晶基底和可见光透射玻璃的那些。例如，典型的硫属化物玻璃的软化点和熔融点为约350℃。另一方面，为了增加抗反射膜13对基底12的粘附性，在抗反射膜13的形成中，优选将基底12加热至尽可能高的温度。因此，优选在将基底12加热至最高可能温度(例如，如上所述的约100℃)而不使基底12软化和熔融的同时，形成抗反射膜13。以基底12由软化和熔融点为约350℃的典型硫属化物玻璃制成的情况为例，在抗反射膜13的形成中，优选将基底12加热至50℃以上且200℃以下，且更优选加热至70℃以上且150℃以下，特别优选加热至90℃以上且120℃以下。
具有上述结构的抗反射膜13具有对基底12的良好的粘附性，并且具有优良的耐候性(特别是耐水性)。以具有含有不易溶于水但是可溶于水中的材料(例如，MgF2)的抗反射膜的红外线光学元件为实例，如果将红外线光学元件煮沸(boil)，则可溶性材料层溶解并且抗反射膜容易剥落。相反，因为抗反射膜13仅由Bi2O3和YF3的水不溶性材料制成，即使将具有抗反射膜13的红外线光学元件(例如，透镜11)煮沸，在抗反射膜13中也不发生溶解或剥落。
尽管因为基底12由硫属化物玻璃制成而在约100℃的低温形成抗反射膜13，但是抗反射膜13具有良好的粘附性，原因在于其结构如下：从基底12侧依次层压由Bi2O3制成的第一薄膜层16和由YF3制成的第二薄膜层17。此外，在抗反射膜13中，通过离子束辅助沉积形成与基底12接触的第一薄膜层16。因此，抗反射膜13对基底12的粘附性变得优异。
此外，抗反射膜13由Bi2O3和YF3的防裂材料的组合制成。另外，由YF3制成的第二薄膜层17具有以下结构：辅助层21和非辅助层22交替地层压，这便于取得抗反射膜13的内应力的平衡。结果，在抗反射膜13中几乎不发生开裂。因此，可以稳定地产生抗反射膜13。同时，如果在温度、湿度等波动大的严酷环境中使用具有抗反射膜13的红外线光学元件，则周围环境的波动几乎不引起抗反射膜13的开裂，并且抗反射膜13可以长期提供稳定的光学性能。
此外，Bi2O3和YF3是廉价的。例如，Bi2O3约为锗的价格的十分之一。因此，抗反射膜13可以以低于含有锗层的常规红外线抗反射膜的成本制备。
图4显示了具有上述抗反射膜13的硫属化物玻璃的透射率和反射率的实例。这里，在基底12中使用的硫属化物玻璃为GeSbSe，并且硫属化物玻璃对于波长为10μm的远红外线辐射的折射率为2.59669。同时，在抗反射膜13中，第一薄膜层16(Bi2O3)的厚度为1380nm。第一薄膜层16对于波长为10μm的远红外线辐射的折射率为2.2。第二薄膜层17(YF3)具有1940nm的厚度，并且由彼此交替地层压的5个辅助层21和5个非辅助层22组成。第二薄膜层17对于波长为10μm的远红外线辐射的折射率为1.52。
如图4中所示，在远红外线射线照相中使用的3.0至1000μm的波长范围中，至少在8至12μm的波长范围内，具有抗反射膜13的基底12的透射率为99％以上(反射率为1％以下)。因此，除良好的粘附性和良好的耐候性(耐水性)以外，抗反射膜13还具有良好的抗反射效果，尽管抗反射膜13由包括第一薄膜层16和第二薄膜层17的仅两种薄膜层组成。顺带地，不具有抗反射膜13的硫属化物玻璃(GeSbSe)的透射率至多为60至70％。
在上述实施方案中，抗反射膜13由Bi2O3所制成的第一薄膜层16和YF3所制成的第二薄膜层17组成，但是抗反射膜13不是必须由两个薄膜层组成，只要抗反射膜13包括从基底12侧依次层压的由Bi2O3制成的第一薄膜层16和由YF3制成的第二薄膜层17即可。抗反射膜13还可以包括在第二薄膜层17上由另一种材料制成的另一种薄膜层。
例如，如图5中所示，抗反射膜51可以包括三种薄膜层，即，从基底12侧依次层压的第一薄膜层16，第二薄膜层17和耐候层52。抗反射膜51的第一薄膜层16和第二薄膜层17与上述抗反射膜13的那些相同。耐候层52由SiO，SiO2，Si等中的至少一种制成，并且足够薄。耐候层52进一步提高抗反射膜的耐候性。
由上述材料制成的耐候层52吸收在成像中使用的红外线辐射的特定波长成分。但是，如果耐候层52的厚度足够薄，则吸收几乎可忽略。例如，当由Bi2O3制成的第一薄膜层16的厚度为1321nm并且由YF3制成的第二薄膜层17的厚度为1699nm而耐候层52由SiO制成时，如果耐候层52的厚度为100nm，则与抗反射膜13类似的是，除良好的抗反射效果(参见图4)以外，抗反射膜51还具有提高的耐候性。
为了进一步提高抗反射膜耐候性而设置的耐候膜52可以具有任意的厚度，只要耐候性得到提高并且对在成像中使用的红外线辐射的吸收可忽略即可。但是，如果耐候膜52过薄，则耐候性得不到这样的提高。另一方面，如果耐候膜52过厚，则吸收可能变得显著并且干扰成像。因此，耐候膜52的厚度优选为50nm以上且200nm以下，更优选为80nm以上且150nm以下，且最优选为90nm以上且120nm以下。
红外线光学元件的表面有时被覆有金刚石类碳(DLC)以提高耐候性。如果红外线光学元件配置有抗反射膜13或51，则DLC的被覆层不是必需的，因为抗反射膜13或51可以提供足够的耐候性，但是DLC的被覆层可以涂覆在抗反射膜13或51上。
抗反射膜的层数可适当地改变，只要与基底12相邻的薄膜层由Bi2O3制成，并且在其上设置由YF3制成的薄膜层即可。因此，例如，在形成单个第一薄膜层16和单个第二薄膜层17之后，可以在第二薄膜层17上形成由Bi2O3或YF3制成的另一个薄膜层，以调节抗反射膜的光学性能。作为另一个实例，抗反射膜可以具有以下结构：从基底12侧交替地层压多个Bi2O3层和多个YF3层。
在上述实施方案中，在基底12的一个表面上设置抗反射膜13，但是，如图6中所示，抗反射膜13可以同时被设置在基底12的前表面和后表面上。在基底12的两个表面上都设置抗反射膜13的情况下，抗反射膜13中在另一个之前形成的一个中可能发生开裂，这取决于基底12的形状等。为了防止开裂，优选第二薄膜层17中辅助层21和非辅助层22的数量在形成于前表面和后表面上的抗反射膜13之间不同，以取得前表面和后表面之间的两个抗反射膜13中的总应力平衡。
在上述实施方案中，在远红外线成像中使用的波长带中，在8至12μm的波长带内，抗反射膜13的透射率为99％以上。但是，通过调节第一薄膜层17和第二薄膜层18的厚度等，可以如上制备在3.0至1000μm中所需要的几乎任何部分波长带内具有良好性能的抗反射膜13。因此，远红外线成像使用部分波长带的远红外线辐射进行，所述部分波长带是考虑到图像传感器的特性、气氛的吸收等而从3.0至1000μm中选择的，并且可以如上述实施方案以类似的方式制备对应每一个波长带的抗反射膜13。在上述实施方案中所述的抗反射膜13有助于获得在远红外线辐射的波长带内优异的光学性能，尽管其取决于基底12的具体性能。通过调节第一薄膜层17和第二薄膜层18的厚度，可以适当地设计抗反射膜用于近红外线辐射或中红外线辐射。
在上述实施方案中，在组成抗反射膜13的2个薄膜层中，第二薄膜层17具有辅助层21和非辅助层22的层结构，但是本发明不限于此。例如，第一薄膜层16可以具有与第二薄膜层16类似地层压一个或多个辅助层和一个或多个非辅助层的结构。如果第一薄膜层16具有辅助层和非辅助层的层结构，则可以更容易地使抗反射膜13的内应力达到均衡。注意，如果第一薄膜层16具有该层结构，则至少直接接触基底12的层必须是辅助层，其目的在于确保对基底12的粘附性。
在上述实施方案中，在组成抗反射膜13的两个薄膜层之中，第二薄膜层17具有层压辅助层21和非辅助层22的结构。在组成第二薄膜层17的多个辅助层21和非辅助层22中，至少直接接触第一薄膜层16的层优选是辅助层21。形成于第一薄膜层16上的辅助层21紧紧地附着至第一薄膜层16，并且允许具有对第一薄膜层16的良好粘附性的第二薄膜层17的容易制备。在组成第二薄膜层17的多个辅助层21和非辅助层22中，最上层(离基底12和第一薄膜层16最远的层)优选为辅助层21。通过在第二薄膜层17最上面设置辅助层21，可以容易地获得具有良好平坦性或平滑性的抗反射膜13。此外，如果如上所述在第二薄膜层17上设置耐候层52，则提高耐候层52和第二薄膜层17之间的粘附性。
在上述实施方案中，第二薄膜层17具有总计约10个层，包括5个辅助层21和5个非辅助层22，但是辅助层21和非辅助层22的数量以及每个辅助层21和非辅助层22的厚度可以任意改变，只要辅助层21和非辅助层22彼此交替地层压即可。
例如，辅助层21和非辅助层22的数量可以不是总计10个，并且可以任意地改变。但是，第二薄膜层17的整个厚度取决于抗反射膜31的光学性能。因此，每一个辅助或非辅助层21，22的厚度随着辅助层21和非辅助层22的数量的增加而降低，并且每一个辅助或非辅助层21，22难以制备。另一方面，如果辅助层21和非辅助层22的数量太少，如在单个辅助层21和单个非辅助层22的情况下，则难以取得抗反射膜13的内应力的平衡。由于这种原因，如在上述实施方案的情况下，第二薄膜层17优选具有约总计10个层，包括5个辅助层21和5个非辅助层22。
辅助层21的数量可以不等于非辅助层22的数量。例如，当与第一薄膜层16相邻的层和最上层都是辅助层21时，辅助层21的数量比非辅助层22的数量大1。
此外，辅助层21和非辅助层22中的每一个的厚度可以任意地改变，以取得抗反射膜13的内应力的平衡。例如，根据基底12的形状等，辅助层21和非辅助层22可以具有彼此不同的厚度。此外，例如，每一个辅助层21或非辅助层22的厚度可以根据要层压的位置变化，使得每一个辅助层21或非辅助层22的厚度与离第一薄膜层16的距离成比例地降低(或增加)。
在上述实施方案中，气相沉积装置31在抗反射膜13的形成中使用，但是可以使用另一种气相沉积装置，只要它可以进行离子束辅助沉积即可。例如，沉积材料保持器37预先保持要沉积的多种材料，但是沉积材料保持器37可以保持仅仅一种沉积材料，并且由沉积材料保持器37保持的材料可以任意地变化。此外，气相沉积装置31的基底保持器36保持单个基底12，但是基底保持器36可以保持多个基底12，并且一次在多个基底12中的每一个上形成抗反射膜13。此外，基底保持器36在上述实施方案中是固定的，但是在抗反射膜31的形成过程中可以旋转或位移，这取决于基底保持器36的形状等。是否施加离子束42不是必须可变的，而使用两种气相沉积装置，即，用于在离子束的辅助下进行离子束辅助沉积的气相沉积装置和没有离子束辅助的气相沉积装置，则允许抗反射膜31的形成。
在上述实施方案中，GeSbSe被用作用于制备基底12的硫属化物玻璃，但是其组成可以任意改变。
在上述实施方案中，红外线光学元件是透镜11，但是根据本发明的抗反射膜还适用于除透镜以外的任何光学元件，只要光学元件具有由硫属化物玻璃制成的基底，并且被设计与红外线辐射一起使用即可。因此，基底12的形状和尺寸可以任意地改变，只要抗反射膜13可以在其上形成即可。
尽管本发明已经通过其优选实施方案参考附图进行了充分描述，但是对于本领域技术人员，各种变化和修改将是明显的。因此，除非这些变化和修改另外偏离本发明的范围，否则它们应当被理解为包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种形成于硫属化物玻璃上的抗反射膜，所述抗反射膜包括：
由Bi2O3制成的第一薄膜层，所述第一薄膜层形成于所述硫属化物玻璃上；和
由YF3制成的第二薄膜层，所述第二薄膜层形成于所述第一薄膜层上。
2.根据权利要求1所述的抗反射膜，其中所述第一薄膜层是通过离子束辅助沉积形成的。
3.根据权利要求1所述的抗反射膜，其中所述第二薄膜层包括彼此交替地形成的一个或多个辅助层和一个或多个非辅助层，并且所述辅助层是使用离子束辅助沉积形成的，而所述非辅助层是在不使用离子束辅助沉积的情况下形成的。
4.根据权利要求3所述的抗反射膜，其中所述第二薄膜层中位于离所述硫属化物玻璃最远处的最上层是所述辅助层。
5.根据权利要求3所述的抗反射膜，其中所述第二薄膜层中与所述第一薄膜层相邻的最下层是所述辅助层。
6.根据权利要求1所述的抗反射膜，所述抗反射膜还包括：
耐候层，所述耐候层设置在所述第二薄膜层上，并且由用于提高所述抗反射膜的耐候性的材料制成。
7.根据权利要求6所述的抗反射膜，其中所述耐候层由Si，SiO和SiO2中的至少一种制成。
8.根据权利要求6所述的抗反射膜，其中所述耐候层具有50nm以上且200nm以下的厚度。
9.一种红外线光学元件，所述红外线光学元件包括：
基底，所述基底由硫属化物玻璃制成；和
抗反射膜，所述抗反射膜设置在所述基底的表面上，并且包括：
第一薄膜层，所述第一薄膜层由Bi2O3制成，并且形成于所述基底上；和
第二薄膜层，所述第二薄膜层由YF3制成，并且形成于所述第一薄膜层上。
10.根据权利要求9所述的红外线光学元件，所述红外线光学元件还包括：
耐候层，所述耐候层形成于所述第二薄膜层上以提高所述抗反射膜的耐候性。
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