本发明涉及一种单元素多层红外高反膜及其制备方法，该膜结构由基底和石墨靶材镀制的多层DLC膜构成，膜系的基本结构为：S/(HL)xH/A，其中S为Si基底，H为高折射率的DLC膜，L为低折射率的DLC膜，x为H和L重复镀制的周期数，A为空气。本发明单元素多层红外高反膜有效提高了机械性能、化学稳定性能高、适用范围广；同时，本发明的制备方法简单，易实现，满足大规模工业化生产的要求。