CN103885108A - 衰减带通滤光片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其是一种衰减带通滤光片。包括基片，所述衰减带通滤光片结构为：αM(0.5H L0.5H)m/基片/(0.5L H0.5L)n其中(0.5L H0.5L)n为长波通滤光膜系，(0.5H L0.5H)m为短波通滤光膜系，M为衰减匹配层，H代表光学厚度为λ/4的高折射率材料TiO2层，其折射率在2.0-2.5之间；L代表光学厚度为λ/4的低折射率SiO2层，其折射率在1.4-1.6之间；α为膜层厚度系数，m、n为整数。本发明用于光学薄膜技术领域，具有结构紧凑、制作成本低，而且能够更大范围的满足衰减透过率要求。
Description
技术领域
本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其是一种衰减带通滤光片。
背景技术
带通滤光片是一种应用非常广泛的薄膜器件，其主要作用是对光进行光谱选择，使需要的光通过，不需要的光截止，常用的带通滤光片分为窄带滤光片和宽带滤光片。光束通过滤光片，对在带通滤光片的通带范围内要求透光能量按特定比例衰减，得到一定数值透过率稳定的、光学性能好的滤光效果，这种滤光片我们约定称为衰减带通滤光片。
目前的衰减带通滤光片，一般由带通滤光片和光学衰减片组合在一起使用，达到衰减滤光的目的，但该类产品主要存在以下不足：
（1）带通滤光片加光学衰减片组合使用，增加***负担使***不紧凑，同时使***的光学损耗增加；
（2）两片组合使用增加制造成本；
（3）对衰减的透过率在50%～90%要求的滤光片比较容易制备，但对衰减的透过率在10%～50%要求的滤光片很难实现，对于衰减的透过率低于10%的就更难实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种衰减带通滤光片，该衰减带通滤光片结构紧凑、制作成本低，而且能够更大范围的满足衰减透过率要求。
为了解决上述技术问题，本发明包括基片，所述衰减带通滤光片结构为：
αM(0.5H L0.5H)m/基片/(0.5L H0.5L)n
其中(0.5L H0.5L)n为长波通滤光膜系，(0.5H L0.5H)m为短波通滤光膜，M为衰减匹配层，H代表光学厚度为λ/4的高折射率材料TiO2层，其折射率在2.0-2.5之间；L代表光学厚度为λ/4的低折射率SiO2层，其折射率在1.4-1.6之间；α为膜层厚度系数，m、n为整数。
优选地，所述基片为玻璃片。
优选地，所述衰减匹配层为镍铬合金层。
本发明还提供一种衰减带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照常规热蒸发工艺条件在基片的两面分别镀制长波通滤光膜系和短波通滤光膜系；
步骤二，将镀好长波通滤光膜系和短波通滤光膜系的基片冷却至室温，用醇醚混合液将镀好长波通滤光膜的一面擦拭干净；
步骤三，在真空度小于9.0E-3Pa环境下烘烤基片并加温至130℃～150℃，并持续40分钟；
步骤四，在长波通滤光膜一面镀制衰减匹配层，镀制时间根据真空镀膜机的蒸发速率和衰减匹配层厚度确定；
步骤四，取出基片冷却，获得所需的衰减带通滤光片。
本发明在不改变带通滤光膜的基本结构的前提下，加入一层衰减匹配层，实现了在通带衰减透过率的目的，设计的衰减带通滤光膜具有对膜层厚度误差不敏感的特性，便于制备。
附图说明
图1为衰减带通滤光片的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明，所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理和思想的前提下，还可对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围。
如图1所示，本发明包括基片1，所述基片1优选为K9、BK7等玻璃片，所述基本1的两面分别镀制有长波通滤光膜系2和短波通滤光膜系3，所述长波通滤光膜系2的一面镀制有衰减匹配层4，所述衰减匹配层4优选为镍铬合金层，形成如下结构的衰减带通滤光片：
αM(0.5H L0.5H)m/基片/(0.5L H0.5L)n
其中(0.5L H0.5L)n为长波通滤光膜系2，(0.5H L0.5H)m为短波通滤光膜系3，M为衰减匹配层4，H代表光学厚度为λ/4的高折射率材料TiO2层，其折射率在2.0-2.5之间；L代表光学厚度为λ/4的低折射率SiO2层，其折射率在1.4-1.6之间；α为膜层厚度系数，可根据公式
进行估算并试验验证，其中T0为本发明所述衰减带通滤光片要求的透过率，T1为本发明没有镀制衰减匹配层4前要求的透过率，k为衰减层的消光系数且随着厚度的增加而变大；m、n值根据带通滤光片的截止深度确定，一般取5-12之间的整数。
所述衰减带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照常规热蒸发工艺条件在基片的两面分别镀制长波通滤光膜系2和短波通滤光膜系3；
步骤二，将镀好长波通滤光膜系2和短波通滤光膜系3的基片1冷却至室温，用比例为1：3的醇醚混合液将长波通滤光膜2的一面擦拭干净；
步骤三，在真空度小于9.0E-3Pa环境下烘烤基片1并加温至130℃～150℃，并持续40分钟；
步骤四，在长波通滤光膜系2一面镀制衰减匹配层4，镀制时间根据真空镀膜机的蒸发速率和衰减匹配层4厚度确定；
步骤四，取出基片1冷却，获得所需的衰减带通滤光片。
Claims (4)
1.衰减带通滤光片，包括基片（1），其特征在于，所述衰减带通滤光片结构为：
αM(0.5H L0.5H)m/基片/(0.5L H0.5L)n
其中(0.5L H0.5L)n为长波通滤光膜系（2），(0.5H L0.5H)m为短波通滤光膜系（3），M为衰减匹配层（4），H代表光学厚度为λ/4的高折射率材料TiO2层，其折射率在2.0-2.5之间；L代表光学厚度为λ/4的低折射率SiO2层，其折射率在1.4-1.6之间；α为膜层厚度系数，m、n为整数。
2.根据权利要求1所述的衰减带通滤光片，其特征在于，所述基片（1）为玻璃片。
3.根据权利要求1或2所述的衰减带通滤光片，其特征在于，所述衰减匹配层（4）为镍铬合金层。
4.权利要求1所述衰减带通滤光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照常规热蒸发工艺条件在基片（1）的两面分别镀制长波通滤光膜系（2）和短波通滤光膜系（3）；
步骤二，将镀好长波通滤光膜系（2）和短波通滤光膜系（3）的基片冷却至室温，用醇醚混合液将长波通滤光膜（2）的一面擦拭干净；
步骤三，在真空度小于9.0E-3Pa环境下烘烤基片（1）并加温至130℃～150℃，并持续40分钟；
步骤四，在长波通滤光膜（1）一面镀制衰减匹配层（4），镀制时间根据真空镀膜机的蒸发速率和衰减匹配层（4）厚度确定；
步骤四，取出基片（1）冷却至常温，获得所需的衰减带通滤光片。
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