金刚石表面增透技术的研究进展

刘朝平1,2，孟彬1，袁其龙2，王跃忠2，宋惠2，孙鹏3，尚鹏4，李赫2，江南2，西村一仁2（1.昆明理工大学 材料科学与工程学院；2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料全国重点实验室；3.天津津航技术物理研究所 天津市薄膜光学重点实验室；4.有研国晶辉新材料有限公司）

摘要：金刚石因其卓越的力学、热学和光学性能，被认为是高功率激光器输出窗口和红外光学窗口等领域的理想材料，然而金刚石较高的表面反射损耗限制了其作为光学材料的应用范围。在金刚石表面镀制增透膜和构造减反射微结构是提高金刚石透过率的2 种有效方法。首先，介绍了2 种金刚石增透方法的基本原理，金刚石表面增透膜方法可以通过调整膜的成分、厚度和结构等，使金刚石表面的反射光相互干涉抵消，达到减反射的效果；减反射微结构通过在金刚石表面形成亚波长微结构，无法分辨入射光，其结构层可等效为折射率渐变的薄膜，可减少折射率突变引起的反射，实现增透。然后，重点综述了近年来金刚石表面增透膜和减反射微结构等技术的研究进展，详细阐述了单层、双层、多层增透膜及减反射微结构对金刚石实际透过率的影响规律，分析了不同增透技术的影响因素，其中增透膜的材料和结构对增透效果的影响较大，微结构的增透效果主要取决于尺寸、周期和占空比。同时，总结了增透膜和微结构的各类制备技术特点，对比了2 种增透技术的优缺点。最后，展望了金刚石表面增透膜和减反射微结构技术的应用前景和未来发展趋势。

关键词：金刚石；光学窗口；增透膜；微结构；折射率；透过率