本發(fā)明涉及光輻射測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種漫反射板的制作方法及漫反射板。

背景技術(shù)：

漫反射板是光譜輻射定標(biāo)與光譜輻照度測(cè)量的重要光學(xué)元件，其漫反射特性的優(yōu)劣直接決定光譜輻射儀器的定標(biāo)精度，進(jìn)而影響儀器的整機(jī)性能與獲取數(shù)據(jù)的應(yīng)用質(zhì)量。近年來(lái)，紅外遙感技術(shù)在軍事目標(biāo)探測(cè)、大氣成分分析、礦物勘探、生態(tài)系統(tǒng)研究等方面取得飛速的發(fā)展，紅外波段光譜儀也向著大孔徑、高性能方向發(fā)展，因此能夠滿足全口徑全視場(chǎng)在軌定標(biāo)功能的紅外波段漫反射板十分必要。

目前，漫反射板在空間光譜儀中紫外波段和可見(jiàn)波段應(yīng)用較為廣泛。鋁合金基底鍍制氟化鎂保護(hù)膜的漫反射板在紫外光譜儀中具有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，主要工作在160～400nm波段，最大方向尺寸較小，約為70mm，通過(guò)鍍制氟化鎂提高在紫外波段的反射率，這并不適用紅外波段高反射率的實(shí)現(xiàn)，并且氟化鎂具有毒性，應(yīng)用范圍受限。另外，現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用在可見(jiàn)近紅外波段的漫透射板，主要工作在0.7-2.0μm之間，定標(biāo)漫反射板采用漫透射的方式將太陽(yáng)光引入光學(xué)儀器內(nèi)部，漫透射板材料選用了太空級(jí)的材料(spectralon)，而該材料在制作漫透射板方面存在透過(guò)率和面均勻性之間的矛盾關(guān)系，即，材料厚度厚出射光的均勻性會(huì)提高，但透過(guò)率會(huì)下降，而材料的厚度做薄透過(guò)率會(huì)升高但均勻性會(huì)降低，因此，在出射光均勻性和透過(guò)/反射率均要求較高的場(chǎng)合，此方案并不適用；此外，該材料本身在高于400℃的溫度下會(huì)發(fā)生分解，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)日定標(biāo)有要求的場(chǎng)合并不適用，在應(yīng)用時(shí)需犧牲部分代價(jià)，使用的通用性差。

因此，針對(duì)大口徑紅外波段光譜儀而言，大尺寸、高穩(wěn)定性、高漫反射特性的漫反射板的研制比較短缺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種漫反射板的制作方法及漫反射板，可以制作出大尺寸高平面度、漫反射性良好的漫反射板。其具體方案如下：

一種漫反射板的制作方法，包括：

對(duì)基底表面進(jìn)行物理研磨工藝，形成漫反射板本體；

對(duì)所述漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝，形成具有漫反射面的漫反射板；

在所述漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，對(duì)基底表面進(jìn)行物理研磨工藝，形成漫反射板本體，具體包括：

采用至少三塊相同的基底通過(guò)研磨砂以互相研磨的方式，形成至少三塊漫反射板本體。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，對(duì)所述漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝，具體包括：

采用設(shè)定的腐蝕液、設(shè)定的化學(xué)反應(yīng)溫度和設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間對(duì)所述漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，所述腐蝕液為10％濃度的氫氧化鈉溶液，所述化學(xué)反應(yīng)溫度為20℃，所述反應(yīng)時(shí)間為180秒。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，在所述漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜，具體包括：

對(duì)所述漫反射板進(jìn)行鍍膜工藝，所述漫反射板處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；

在所述漫反射板的漫反射面上形成厚度均一的反射膜。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，在所述漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜之后，還包括：

在所述反射膜上通過(guò)鍍膜工藝形成保護(hù)膜。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，所述基底和所述反射膜的材料均為金屬材料；

所述保護(hù)膜的材料為氧化物材料。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，所述基底材料為鋁、銀、鎳及其合金；

所述反射膜的材料為金；

所述保護(hù)膜的材料為二氧化硅。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，所述漫反射板的最大方向尺寸大于或等于330mm。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種漫反射板，所述漫反射板采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制作方法制作。

本發(fā)明所提供的一種漫反射板的制作方法及漫反射板，包括：對(duì)基底表面進(jìn)行物理研磨工藝，形成漫反射板本體；對(duì)漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝，形成具有漫反射面的漫反射板；在漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜。本申請(qǐng)首先通過(guò)物理研磨的方式制作大尺寸高平面度的漫反射板本體，然后通過(guò)化學(xué)清潔和腐蝕的方法制作出漫反射特性良好的漫反射面，這樣制作出的漫反射板通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試和初步應(yīng)用，在面均勻性、空間穩(wěn)定性、反射率和朗伯特性等方面均滿足了要求，并且通過(guò)鍍制反射膜可以提高紅外波段的反射率指標(biāo)，提高表面穩(wěn)定性，從而可以達(dá)到空間紅外波段光譜儀器中使用的應(yīng)用目的。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的漫反射板的制作方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供一種漫反射板的制作方法，如圖1所示，包括以下步驟：

s101、對(duì)基底表面進(jìn)行物理研磨工藝，形成漫反射板本體；

s102、對(duì)漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝，形成具有漫反射面的漫反射板；

s103、在漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，首先通過(guò)物理研磨的方式制作大尺寸高平面度的漫反射板本體，然后通過(guò)化學(xué)清潔和腐蝕的方法制作出漫反射特性良好的漫反射表面，最后在漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜，這樣采用物理研磨工藝和化學(xué)腐蝕工藝相結(jié)合的手段制作出的漫反射板通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試和初步應(yīng)用，在面均勻性、空間穩(wěn)定性、反射率和朗伯特性等方面均滿足了要求，并且通過(guò)鍍制反射膜可以提高紅外波段的反射率指標(biāo)，提高表面穩(wěn)定性，從而可以達(dá)到空間紅外波段光譜儀器中使用的應(yīng)用目的。

需要說(shuō)明的是，在執(zhí)行步驟s101之前，需要對(duì)基底材料進(jìn)行選取，當(dāng)選取合格的基底材料時(shí)，對(duì)基底按照設(shè)計(jì)要求完成機(jī)械加工，再對(duì)加工后的基底進(jìn)行尺寸和形位公差檢測(cè)，在滿足設(shè)計(jì)需求后，再執(zhí)行步驟s101；

在執(zhí)行步驟s101之后，執(zhí)行步驟s102之前，還包括：對(duì)漫反射板本體的表面進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，具體地，檢測(cè)表面質(zhì)量、平面度、粗糙度等光學(xué)表面參數(shù)，若這些參數(shù)滿足設(shè)計(jì)需求，再執(zhí)行步驟s101，若不滿足，則重新執(zhí)行步驟s101；

在執(zhí)行步驟s102之后，還包括：利用顯微鏡檢測(cè)表面質(zhì)量、光學(xué)檢測(cè)雙向反射分布函數(shù)(brdf)曲線；該brdf是描述漫反射板漫反射特性的重要函數(shù)，以光輻射的反射輻亮度l和入射輻照度e的比值函數(shù)衡量，對(duì)描述材料漫反射特性具有唯一確定性，常用來(lái)評(píng)價(jià)漫反射特性的優(yōu)劣。若檢測(cè)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)需求，則重新執(zhí)行步驟s101。

在形成反射膜之后，即執(zhí)行步驟s103之后，還包括：檢測(cè)鍍膜后的反射率、brdf曲線、面均勻性等光學(xué)指標(biāo)，全部滿足要求后完成漫反射板產(chǎn)品的研制。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，步驟s101對(duì)基底表面進(jìn)行物理研磨工藝，形成漫反射板本體，具體可以包括：

采用至少三塊相同的基底通過(guò)研磨砂以互相研磨的方式，形成至少三塊漫反射板本體。

具體地，批次制作至少三塊同樣的漫反射板，以3塊為例，通過(guò)兩兩互相研磨的方式使三塊漫反射面均勻一致，通過(guò)與第三塊再次的互相研磨提高漫反射面的表面平面度。這種研磨方案是制作大尺寸漫反射面的一種高效方式，同一批次的三塊漫反射面同時(shí)完成，且三塊間的產(chǎn)品一致性較好，滿足大尺寸漫反射面對(duì)平面產(chǎn)品一致性的要求。漫反射板表面的粗糙度則需根據(jù)工作波段范圍選取合適粒徑的研磨砂完成，本發(fā)明可以選取金剛砂(sic)。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，步驟s102對(duì)漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝，具體可以包括：

采用設(shè)定的腐蝕液、設(shè)定的化學(xué)反應(yīng)溫度和設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間對(duì)漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝。

需要說(shuō)明的是，化學(xué)腐蝕工藝的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程為：首先對(duì)表面殘留的研磨微粒和污染物進(jìn)行腐蝕，進(jìn)而對(duì)表面的細(xì)小劃痕等缺陷予以消除；化學(xué)腐蝕具有勻化效應(yīng)，削弱物理研磨后的尖峰點(diǎn)，同時(shí)經(jīng)物理研磨的微小鏡反射面處理成磨砂面，從而使漫反射板表面形態(tài)接近朗伯體表面，提高了漫反射板的朗伯特性；化學(xué)腐蝕后的漫反射板表面需要將化學(xué)反應(yīng)生成物及化學(xué)溶液清洗干凈，最終得到均勻柔和的漫反射表面。需要注意的是，化學(xué)磨砂過(guò)程需要定量控制反應(yīng)量，通過(guò)對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度、腐蝕液配比濃度和反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)精確控制實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時(shí)，腐蝕液可以設(shè)置為10％濃度的氫氧化鈉溶液，化學(xué)反應(yīng)溫度可以設(shè)置為20℃，反應(yīng)時(shí)間可以設(shè)置為180秒。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，步驟s103在漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜，具體可以包括：

對(duì)漫反射板進(jìn)行鍍膜工藝，漫反射板處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；

在漫反射板的漫反射面上形成厚度均一的反射膜。

上述具體步驟與常規(guī)紅外光學(xué)件鍍制金膜的方法不同，常規(guī)紅外光學(xué)件鍍制金膜時(shí)，漫反射凹凸不平的表面在離子束濺射方向上膜系沉積速度較快，而被突起遮擋的方向沉積速度較慢，最終導(dǎo)致鍍膜厚度不均，漫反射特性下降；而本發(fā)明在鍍膜過(guò)程中將被鍍制的漫反射板始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使各方向上膜系沉積速度相同，膜系均勻一致，有效避免了鍍制金屬膜系對(duì)漫反射特性的負(fù)面影響。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，為了提高反射膜膜系的強(qiáng)度，執(zhí)行步驟s103在漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜之后，還可以包括：

在反射膜上通過(guò)鍍膜工藝形成保護(hù)膜。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，由于金屬材料比較穩(wěn)定，為了滿足空間穩(wěn)定性的要求，基底和反射膜的材料均可以為金屬材料；為了有效保護(hù)反射膜，保護(hù)膜的材料可以為氧化物材料。

具體地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，基底材料可以為鋁、銀、鎳及其合金；射膜的材料可以為金；保護(hù)膜的材料可以為二氧化硅。其中鋁基金屬材料易于與鏡面結(jié)合制作成具有指向和定標(biāo)功能的雙面反射鏡，功能高度集成，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，是解決空間光譜儀器小型化和高可靠性的有效手段；當(dāng)在漫反射板的漫反射面上鍍制金膜后，耐原子氧和高能帶電粒子轟擊的效果較好，空間應(yīng)用條件下具有較好的性能穩(wěn)定性；由于金材質(zhì)較軟，在鍍制金膜后需鍍制sio2等保護(hù)膜提高膜系的強(qiáng)度。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述漫反射板的制作方法中，漫反射板的最大方向尺寸可以大于或等于330mm，這樣利于光譜儀器的全孔徑全視場(chǎng)的定標(biāo)。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種漫反射板，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制作方法制作。該漫反射板解決問(wèn)題的原理與前述一種漫反射板的制作方法相似，因此該漫反射板的實(shí)施可以參見(jiàn)漫反射板的制作方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種漫反射板的制作方法及漫反射板，包括：對(duì)基底表面進(jìn)行物理研磨工藝，形成漫反射板本體；對(duì)漫反射板本體進(jìn)行化學(xué)腐蝕工藝，形成具有漫反射面的漫反射板；在漫反射板的漫反射面上通過(guò)鍍膜工藝形成反射膜。本申請(qǐng)首先通過(guò)物理研磨的方式制作大尺寸高平面度的漫反射板本體，然后通過(guò)化學(xué)清潔和腐蝕的方法制作出漫反射特性良好的漫反射面，提高漫反射面的光學(xué)質(zhì)量和朗伯特性，這樣制作出的漫反射板通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試和初步應(yīng)用，在面均勻性、空間穩(wěn)定性、反射率和朗伯特性等方面均滿足了要求，并且通過(guò)鍍制反射膜可以提高紅外波段的反射率指標(biāo)，提高表面穩(wěn)定性，從而可以達(dá)到空間紅外波段光譜儀器中使用的應(yīng)用目的。

最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的漫反射板的制作方法及漫反射板進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。