超寬波段高截止窄帶干涉濾光鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種特殊的窄帶干涉濾光鏡，其特征在于其結(jié)構(gòu)為玻璃材料基底⑴及光學(xué)膜系Ⅰ⑵和光學(xué)膜系Ⅱ⑶三部分?；撞ＡР牧蠟镵9玻璃，光學(xué)膜系沉積在玻璃的兩側(cè)。光學(xué)膜系Ⅰ⑵和光學(xué)膜系Ⅱ⑶的組合材料分別為：五氧化三鈦和二氧化硅，硅和二氧化硅。圖1超寬波段高截止窄帶濾光鏡的結(jié)構(gòu)示意圖（其中1是光學(xué)膜系Ⅰ⑵；2是基底⑴；3是光學(xué)膜系Ⅱ⑶）。光學(xué)膜系Ⅰ⑵為雙腔式窄帶干涉截止濾光膜，光學(xué)膜系Ⅱ⑶為相應(yīng)波長(zhǎng)的干涉截止濾光膜。圖3為設(shè)計(jì)光譜曲線，圖4為實(shí)際測(cè)試光譜曲線比較圖。
【專利說明】超寬波段高截止窄帶干涉濾光鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到光學(xué)系統(tǒng)中的超寬波段高截止窄帶干涉濾光鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)連續(xù)光譜入射到超寬波段高截止窄帶干涉濾光鏡上時(shí)，由于沉積在濾光鏡兩側(cè)光學(xué)薄膜的作用，使得所需的特定波長(zhǎng)的光波高透射，而鄰近較寬波段范圍內(nèi)的光波高反射，從而使得單波長(zhǎng)的光透過光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行成像或者信號(hào)的接受，有效的避免了鄰近波段雜散光波的干擾，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的信噪比。又由于該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光學(xué)性能穩(wěn)定，因此可廣泛應(yīng)用于對(duì)背景抑制深度要求較高的光學(xué)系統(tǒng)中。據(jù)所查資料顯示，目前還沒有相同的技術(shù)要求的器件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種超寬波段高截止的窄帶濾光鏡，使得所需特定波長(zhǎng)的光波高透射，而鄰近較寬波段范圍內(nèi)的光波高反射。
[0004]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是由玻璃材料基底⑴及光學(xué)膜系I⑵和光學(xué)膜系II⑶三部分組成，基底材料為K9。光學(xué)膜系I⑵為采用多腔式帶通濾光膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的窄帶干涉濾光膜，其作用是:使單波長(zhǎng)的光波(如1565nm)高透射，通帶半寬度為18nm，其余鄰近的近紅外波段范圍內(nèi)的光波(如1350nm?1530nm和1620nm?1800nm)高反射。光學(xué)膜系II⑶為相應(yīng)波長(zhǎng)的干涉截止濾光膜，其作用是展寬高反射帶的同時(shí)提高1565±20nm波段范圍內(nèi)的透射率，進(jìn)而達(dá)到在超寬波段范圍內(nèi)(如800?1800nm)實(shí)現(xiàn)單波長(zhǎng)的光波高透射的效果。這兩種膜系均鍍制在基底K9玻璃的兩側(cè)。
[0005]本發(fā)明的工作原理為:當(dāng)光線垂直入射到光學(xué)膜系I⑵上時(shí)，1565nm處峰值透過率高于92%，通帶半寬度為18nm,鄰近較寬波段1350nm?1530nm和1620nm?1800nm范圍內(nèi)的光波高反射，其平均透過率低于0.25%，當(dāng)光線透過基底到達(dá)另一面光學(xué)膜系II⑶時(shí)，消除了中心波長(zhǎng)1565nm處因基底本身存在的界面反射光，使得1565nm處的峰值透過率提高到了 94.58%，同時(shí)很好的展寬了反射帶的范圍，使得最終截止帶范圍變?yōu)?00?1800nm，平均透過率低于0.3%。
[0006]超寬波段高截止窄帶濾光鏡最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是光學(xué)膜系I⑵的設(shè)計(jì)與制備。本設(shè)計(jì)是以全介質(zhì)法布里-珀珞濾光片的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用雙腔式的設(shè)計(jì)膜系。采用的鍍膜材料為五氧化三鈦和二氧化硅。
[0007]有益效果:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，截止帶寬，光學(xué)性能穩(wěn)定，可以廣泛應(yīng)用于對(duì)背景抑制深度要求較高的精密光學(xué)系統(tǒng)中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為超寬波段高截止窄帶濾光鏡的結(jié)構(gòu)示意圖(其中I是光學(xué)膜系I⑵；2是基底⑴；3是光學(xué)膜系11(3))； 圖2為超寬波段高截止窄帶濾光鏡的光路示意圖(其中4是80(Tl000nm連續(xù)光譜；5是濾光鏡；6是1565nm單色光)；
圖3為光學(xué)膜系I⑵理論設(shè)計(jì)的光譜曲線圖；
圖4為光學(xué)膜系II⑶理論設(shè)計(jì)的光譜曲線圖；
圖5為理論設(shè)計(jì)光譜曲線；
圖6為實(shí)際測(cè)試光譜曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的實(shí)施見附圖1所示,基底采用K9玻璃材料，外形尺寸為:直徑為13mm,厚度為2mm ；
對(duì)光學(xué)膜系I⑵的具體要求如下:
a)中心波長(zhǎng)為1565nm,中心波長(zhǎng)偏差范圍為±3nm;
b)通帶內(nèi)峰值透過率為:T^ 99% (不考慮背面反射)，截止帶內(nèi)平均透過率為:T 彡 0.3% ；
c)通帶半寬度彡18nm(即透過率為峰值透過率一半的波長(zhǎng)寬度)，截止帶范圍為 1350nm ?1530nm, 1600nm ?1800nm。
[0010]對(duì)光學(xué)膜系II⑶的具體要求如下:
針對(duì)光學(xué)膜系I⑵要求，所鍍制的干涉截止濾光膜滿足1520nm?1600nm波段范圍內(nèi)平均透過率T ^ 99% (不考慮背面反射)，同時(shí)滿足790nm?1400nm波段范圍內(nèi)平均透過率T ( 0.3% ;理論設(shè)計(jì)的光譜曲線與實(shí)際制備的光譜曲線如圖5所示，滿足使用要求。
【權(quán)利要求】
1.一種特殊的窄帶干涉濾光鏡，其特征在于其結(jié)構(gòu)為玻璃材料基底⑴及光學(xué)膜系I⑵和光學(xué)膜系II⑶三部分，基底玻璃材料為K9玻璃，光學(xué)膜系沉積在玻璃的兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的窄帶干涉濾光鏡，其特征在于其截止波段范圍寬，截止度深，很好的消除雜散光的干擾，提高系統(tǒng)的信噪比。
3.如權(quán)利要求1所述的窄帶干涉濾光鏡，光學(xué)膜系I⑵和光學(xué)膜系II⑶的組合材料分別為:五氧化三鈦和二氧化硅，硅和二氧化硅。
【文檔編號(hào)】G02B5/28GK104280806SQ201310293296
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】劉冬梅, 王曉娟, 付秀華, 張靜, 潘永剛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)