專利名稱：一種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，具體涉及到利用調(diào)節(jié)方位角得到雙
通道調(diào)諧反射光譜能量的能量調(diào)諧濾光片，可應(yīng)用于光學(xué)儀器、光學(xué)探測、光學(xué)測量及生物 醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光學(xué)濾光片器件具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，例如在生物學(xué)研究領(lǐng)域，所需要的光譜通 常是由光源經(jīng)過光學(xué)濾光片得到，長期研究結(jié)果已經(jīng)清楚地表明通過光學(xué)濾光片得到的 光譜光學(xué)參數(shù)對生物的生長發(fā)育產(chǎn)生關(guān)鍵作用，光譜可以影響生物生長、控制生物發(fā)育轉(zhuǎn) 變。但迄今為止，由于無法通過現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器和手段獲得光譜能量可調(diào)的光源，研究者仍 不能精細(xì)地調(diào)控和設(shè)定實(shí)驗(yàn)過程所需要的光譜參數(shù)，因此制約著光生物學(xué)精確定量研究和 深入開展，所以，光學(xué)濾光片器件對于生物學(xué)中與光譜參數(shù)相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究，是一個(gè)至關(guān) 重要的器件。在先技術(shù)中有一種紅外線吸收濾光片，中國發(fā)明專利"紅外線吸收濾光片"，專 利號ZL00135776.X。該濾光片具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是，仍然存在一些本質(zhì)不足1)通過此紅 外線吸收濾光片得到的光譜，其光譜參數(shù)無法調(diào)節(jié)，濾光片靈活性差；2)濾光片實(shí)施復(fù)雜， 并且光譜帶寬較寬，限制了濾光片的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明公開了一種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，不 僅結(jié)構(gòu)簡單、具有窄帶反射光譜，而且可通過改變方位角來實(shí)現(xiàn)雙通道反射光譜能量的分 布調(diào)節(jié)。本發(fā)明的能量調(diào)諧濾光片，是基于導(dǎo)模共振結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的一種全新的能量調(diào)諧濾 光片。
—種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，其特征在于在基底層鍍上一層均勻二氧化鉿 膜層，二氧化鉿膜層上鍍上一層光刻膠并烘干，再在光刻膠層上用曝光和顯影技術(shù)制作高 低折射率材料為光刻膠和入射媒質(zhì)的光柵，即得到雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片。
通過調(diào)節(jié)方位角可以實(shí)現(xiàn)雙通道調(diào)諧反射光譜能量。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是利用導(dǎo)模共振濾光片的結(jié)構(gòu)，通過 調(diào)節(jié)方位角達(dá)到雙通道快速調(diào)諧反射光譜能量的目的，具有實(shí)施方便、窄帶光譜，可廣泛應(yīng) 用于光學(xué)儀器、光學(xué)探測、光學(xué)測量及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。


圖1是雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明空氣中0°入射角，TE偏振入射，不同方位角時(shí)，光譜能量調(diào)諧濾光 片在不同通道的反射光譜特性曲線。 (a)O。 ， (b)20° ， (c)30° ， (d)45° ， (e)60° ， (f)70° ， (g)80° ， (h)90° 。
1.基底層，2.均勻二氧化鉿膜層，3.光柵高折射率的光刻膠，4.光柵低折射區(qū)空氣，5.入射媒質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本
發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。 —種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，實(shí)施例的具體參數(shù)是光柵周期409nm，占空比
0. 3，光柵槽深134nm，光柵高低折射率材料分別是光刻膠和空氣，對應(yīng)折射率分別為1. 63
和1. O，二氧化鉿膜層作為波導(dǎo)層，折射率為1. 98。 具體步驟如下 1.用電子蒸發(fā)法在基底層1上鍍上一層厚度為160nm的均勻二氧化鉿膜層2。
2.用旋涂法在二氧化鉿膜層2上鍍上一層厚度為227nm的光刻膠3并烘干。
3.在光刻膠層上用全息曝光和顯影技術(shù)制作高低折射率材料為光刻膠和空氣的 實(shí)施例所采用的光刻膠型號為ARP3120，該型號正性光刻膠對波長為441. 6nm光 束感光靈敏性高。因此，全息曝光利用光波波長為441. 6nm的氦鎘激光器產(chǎn)生的單色均勻 平面波在光刻膠層表面干涉，再通過控制顯影液的濃度、稀釋度及顯影時(shí)間對已曝光的光 刻膠顯影得到所需光柵結(jié)構(gòu)。 這樣得到如圖1所示的雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片的結(jié)構(gòu)。 入射媒質(zhì)5為空氣。通過調(diào)節(jié)方位角可以改變不同通道的窄帶反射光譜，達(dá)到雙 通道光譜能量調(diào)諧濾光片的功能。 圖2是本發(fā)明的空氣中0 °入射角，TE偏振入射，不同方位角時(shí)的雙通道光譜能量 調(diào)諧濾光片在不同通道(波長為723nm和684.6nm)的反射光譜特性曲線。圖2中(a)方位 角為0° ， (b)方位角為20° ， (c)方位角為30° ， (d)方位角為45° ， (e)方位角為60° ， (f)方位角為70° ， (g)方位角為80° ， (h)方位角為90° 。由圖可知，該濾光片在0。方 位角時(shí)的共振波長為723nm，方位角變到90°時(shí)的共振波長為684. 6nm，且方位角為0°和 90°時(shí)，在共振波長處的反射率均接近于100%。方位角為45°時(shí)，反射率在波長684.6nm 和723nm處約為50^，反射光譜的能量隨著方位角從0。到90°的變化在兩個(gè)通道處線性 變化。本發(fā)明成功實(shí)現(xiàn)了利用雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片調(diào)諧光譜的功能。
權(quán)利要求
一種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，其特征在于在基底層鍍上一層均勻二氧化鉿膜層，二氧化鉿膜層上鍍上一層光刻膠并烘干，再在光刻膠層上用曝光和顯影技術(shù)制作高低折射率材料為光刻膠和入射媒質(zhì)的光柵，即得到雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，其特征在于通過調(diào)節(jié)方 位角實(shí)現(xiàn)雙通道調(diào)諧反射光譜能量。
全文摘要
一種雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片，其特征在于在基底層鍍上一層均勻二氧化鉿膜層，二氧化鉿膜層上鍍上一層光刻膠并烘干，再在光刻膠層上用曝光和顯影技術(shù)制作高低折射率材料為光刻膠和入射媒質(zhì)的光柵，即得到雙通道光譜能量調(diào)諧濾光片。通過調(diào)節(jié)方位角可以實(shí)現(xiàn)在雙通道調(diào)諧反射光譜能量。本發(fā)明實(shí)施方便、窄帶光譜，可廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、光學(xué)探測、光學(xué)測量及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
文檔編號G02B5/20GK101697020SQ20091020756
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者倪爭技, 莊松林, 張大偉, 王 琦, 高秀敏, 黃元申 申請人:上海理工大學(xué);