一种阶梯特征通带窄带滤光片制造技术

本发明专利技术提出一种阶梯特征通带窄带滤光片，包括：基片，基片的两面分别镀制有第一膜层和第二膜层；所述第一膜层从基片至外侧的结构为：a(HL)b(HL)(HL)

【技术实现步骤摘要】
一种阶梯特征通带窄带滤光片


[0001]本专利技术涉及窄带滤光片
，尤其是一种阶梯特征通带窄带滤光片。

技术介绍

[0002]窄带滤光片，属带通滤光片，在光学系统中起到滤光和选择谱线的功能，是一种重要的薄膜元件。其在光学系统中的作用为：允许特定的波段光信号通过，而通带波段以外两侧的光信号被阻止。这样可降低非工作波段的杂散光的干扰从而提高系统的信噪比。窄带滤光片常用加工方式是由高折射率材料膜层和低折射率材料膜层交替组成的多层膜，通带光谱曲线特性形似“几”字。窄带滤光片对工作角度十分敏感，当工作角度由0
°
逐渐增大，通带的中心波长位置会不断向短波移动。通常的窄带滤光片通带顶部平整，透过率值差别小。当产品要求滤光片通带工作特性为小工作角状态下的透过率要显著低于或高于大工作角状态时(光谱通带呈阶梯特征)，通常的窄带滤光片设计和加工方法是无法满足的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种阶梯特征通带窄带滤光片，可使滤光片通带工作特性为小工作角状态下的透过率要显著低于或高于大工作角状态。
[0004]一种阶梯特征通带窄带滤光片，包括：基片，所述基片的两面分别镀制有第一膜层和第二膜层；
[0005]所述第一膜层从基片至外侧的结构为：
[0006]a(HL)b(HL)(HL)
s c(HL)d(HL)；
[0007]所述第二膜层从基片至外侧的结构为：
[0008](HL)
n y(H)(LH)
n x(H)L[(HL)
n 2y(H)(LH)
n L]m
(HL)
n+1
y(H)(LH)
n
；
[0009]其中，H代表高折射率材料膜层，L代表低折射率材料膜层；a、b、c、d、x、y代表括号内膜层结构的光学厚度，厚度单位为λ/4，λ为工作波长，0＜a、b、c、d＜2，
‑
1＜x＜1，y为整数2的倍数。m、n、s代表括号内结构的重复次数。
[0010]可选地，所述基片的材料为光学玻璃或有色玻璃。
[0011]可选地，所述高折射率材料的折射率值范围为2.0
‑
3.0。
[0012]可选地，所述高折射率材料包括TiO2、Ti3O5、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2和ZnS中的至少一种。
[0013]可选地，所述第一膜层中的高折射率材料和低折射率材料的交替镀制总层数为30
‑
50层。
[0014]可选地，所述低折射率材料的折射率值范围为1.2
‑
1.6。
[0015]可选地，所述低折射率材料包括SiO2和MgF2中的至少一种。
[0016]可选地，所述第一膜层中的高折射率材料和低折射率材料的交替镀制总层数为30
‑
50层；
[0017]可选地，所述第二膜层中高折射率材料和低折射率材料的交替镀制总层数为40
‑
60层。
[0018]本专利技术的有益效果是：全介质“法布里
‑
珀罗”膜层结构中选择高折射率材料作为反射层，可减弱滤光片通带的角度偏移量，保证滤光片多角度工作性能。采用了独特的不对称“多腔”结构，设计中各“单腔”中不同的反射堆层数和反射层厚度所形成的差异化结构调制出独特的通带效应，通过增加/减少第1腔中敏感层厚度可使得第1腔通带中心波长向长波/短波偏移，进而使得调谐出的“多腔”结构通带曲线出现短波端/长波端透过率降低，通带呈阶梯特征，可在工作波长实现“小工作角状态下的透过率显著低于或高于大工作角状态时的透过率”的效果，可以满足不同工作角度的透过率值表现显著差值的要求；同时本薄膜设计方案仍保有通常设计方案通带带宽特性和截止带截止效果。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的阶梯特征通带窄带滤光片的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术的一种实施例的滤光片的通带光谱透射曲线图；
[0021]图3是本专利技术的另一种实施例的滤光片的通带光谱透射曲线图。
[0022]在以上图中：1基片；2第一膜层；3第二膜层。
[0023]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细、完整的解释，但所描述的实施例仅为本专利技术一部分。
[0025]本专利技术提出一种阶梯特征通带窄带滤光片，包括：基片1，所述基片1的两面分别镀制有第一膜层2和第二膜层3；
[0026]所述第一膜层2从基片1至外侧的结构为：
[0027]a(HL)b(HL)(HL)
s c(HL)d(HL)；
[0028]所述第二膜层3从基片1至外侧的结构为：
[0029](HL)
n y(H)(LH)
n x(H)L[(HL)
n 2y(H)(LH)
n L]m
(HL)
n+1
y(H)(LH)
n
；
[0030]其中，H代表高折射率材料膜层，L代表低折射率材料膜层；a、b、c、d、x、y代表括号内膜层结构的光学厚度，厚度单位为λ/4，λ为工作波长1064nm，0＜a、b、c、d＜2，
‑
1＜x＜1，y为整数2的倍数。m、n、s代表括号内结构的重复次数。
[0031]膜层结构为周期性带通滤光膜堆。第三膜层3交替镀制有高折射率材料膜层和低折射率材料，第三膜层3结构为全介质“法布里
‑
珀罗”结构。
[0032]本专利技术的技术原理可简述为，利用全介质“法布里
‑
珀罗”膜层结构实现对除工作波长外一定范围的长波、短波光线的截止，利用带通滤光膜堆实现除基片1材料吸收波段和“法布里
‑
珀罗”膜层结构截止波段以外波段光线的截止，最终形成窄通带、宽截止带的通带带宽特性和截止带截止效果。所述全介质“法布里
‑
珀罗”结构中，选择高折射率材料作为反射层，可减弱滤光片通带的角度偏移量，保证滤光片多角度工作性能。
[0033]第一膜层2中，(HL)
s
是带通滤光膜结构主要部分，抑制指定波长范围内光的透过，两侧的a(HL)b(HL)与c(HL)d(HL)通过合适的配比，可抑制通带波纹的产生，提高性能。
[0034]第二膜层3中，(HL)
n y(H)(LH)
n
，为一个典型的全介质“法布里
‑
珀罗”单腔结构，其中“y(H)”为反射层，反射层两侧的“(HL)
n”和“(LH)
n”为反射堆。多个单腔结构间插入低折射
率材料L作为耦合层，可串置单腔结构形成多腔结构。这里将靠近基片的(HL)
n y(H)(LH)
n x(H)结构称为第1腔，将x(H)称为第1腔中的敏感层。将其后的[(HL)
n 2y(H)(LH)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阶梯特征通带窄带滤光片，其特征在于，包括：基片(1)，所述基片(1)的两面分别镀制有第一膜层(2)和第二膜层(3)；所述第一膜层(2)从基片(1)至外侧的结构为：a(HL)b(HL)(HL)
s c(HL)d(HL)；所述第二膜层(3)从基片(1)至外侧的结构为：(HL)
n y(H)(LH)
n x(H)L[(HL)
n 2y(H)(LH)
n L]
m
(HL)
n+1
y(H)(LH)
n
；其中，H代表高折射率材料膜层，L代表低折射率材料膜层；a、b、c、d、x、y代表括号内膜层结构的光学厚度，厚度单位为λ/4，λ为工作波长，0＜a、b、c、d＜2，
‑
1＜x＜1，y为整数2的倍数；m、n、s代表括号内结构的重复次数。2.根据权利要求1所述的阶梯特征通带窄带滤光片，其特征在于，所述基片(1)的材料为光学玻璃或有色玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩彬，王莉虹，石峰，赵楠，王远玲，贺维，张腾，肖立，祝捷，郗皓，
申请(专利权)人：西安北方光电科技防务有限公司，
类型：发明
国别省市：