[發(fā)明專利]透0.45～1.6μm反8～12μm光譜分色濾光片

有效

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• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101446660A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉永強;楊崇民;楊益民
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業(yè)第二〇五研究所
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20;B32B7/02;B32B15/04;B32B17/06;B32B9/04
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心
• 代理人: 趙振紅

技術領域

本發(fā)明屬于光學薄膜技術領域，主要涉及一種帶有光譜分色膜系的濾光片，尤其涉及一種帶有透0.45～1.6μm反8～12μm光譜分色膜系的濾光片。

背景技術

透0.45μm～1.6μm反8μm～12μm寬光譜分色濾光片是多光譜掃描光電儀器設計與制造的關鍵器件之一，這種分色濾光片的主要功能在于首先把掃描信息分為0.45μm～1.6μm和8μm～12μm兩大波段通道，使可見、近紅外與遠紅外波段分開。然后根據需要再進行更詳細的分光，使各波段的輻射能到達相應的接收器上進行光電信息轉換和數據處理。分色濾光片的性能直接影響光電儀器的像質、作用距離等性能。同時，這對減少光電系統(tǒng)元件的數量、體積和重量方面帶來了很大的方便。

對光譜分色濾光片的膜系結構，許多文獻作了報道。據查新，李恒義等曾在1979年第9期《激光與紅外》雜志1～11頁發(fā)表了題為“0.4μm～1.1μm高透、3μm～15μm高反的寬帶光譜分色片的設計”的論文，該論文公開了作者利用金屬膜具有高反射率的特點和可以進行誘增透的原理設計并計算出0.4μm～1.1μm高透、3μm～15μm高反的寬帶光譜分色濾光片所需的膜系，膜系的基本結構為ZnS/Ag/ZnS，其光譜性能為：0.4μm～1.1μm，平均透過率不大于75％；3μm～15μm，平均反射率不大于92％。

另外，林炳等在2004年第5期《紅外與毫米波學報》雜志394～396頁發(fā)表了題為“紅外/可見光寬帶分色片設計與制備”的論文，該論文公開了作者應用誘導增透概念設計的寬光譜分色濾光片，采用光學控制結合晶體振蕩控制的方法獲得了符合實用要求的紅外/可見分色濾光片，膜系的基本結構也是ZnS/Ag/ZnS，其400nm～900nm范圍45°入射光透過率不大于80％，在1325nm～13000nm范圍的平均反射率不大于90％。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種鍍制有光譜分色膜系結構的濾光片，該濾光片在45°使用的情況下，能夠把掃描信息分為0.45μm～1.6μm和8μm～12μm兩大波段通道，實現0.45～1.6μm光譜區(qū)為高透射帶，8～12μm為高反射帶，從而達到把掃描信息中的可見光、近紅外光與遠紅外光譜波段分開的效果。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的濾光片包括透明基片和分色膜系，所述分色膜系由介質膜層和金屬膜層交替疊加的五個膜層構成，其中，第一膜層為硫化鋅膜并鍍制在所述透明基片的表面上，膜層厚度35～45nm；第二膜層為銀膜，膜層厚度1.5～4.5nm，并鍍制在所述第一膜層上；第三膜層為硫化鋅膜，膜層厚度95～105nm，并鍍制在所述第二膜層上；第四膜層為銀膜，膜層厚度1.5～4.5nm，并鍍制在所述第三膜層上；第五膜層為硫化鋅膜，膜層厚度35～45nm，并鍍制在所述第四膜層上；所述第二膜層與所述第四膜層的膜層厚度之和為6nm。

根據本發(fā)明，所述透明基片為K9玻璃片，所述第一至第五膜層的厚度分別為40nm、3nm、100nm、3nm、40nm。

根據本發(fā)明，所述透明基片為石英玻璃片，所述第一至第五膜層的厚度分別為45nm、3.5nm、95nm、2.5nm、35nm。

本發(fā)明充分利用銀膜具有很高的反射率同時也具有相當高的潛在透過率的特點，通過在銀膜層兩側插入硫化鋅介質匹配層，改變入射介質及出射導納，使組合后的膜系在可見區(qū)的反射和吸收都減到最小，從而把銀膜層本身所具有的相當高的潛在透射率(最大勢透率)誘導出來(即誘增透)，實現了0.45～1.6μm光譜區(qū)為高透射帶。而所增加的硫化鋅介質層因其對中遠紅外以后波段影響最小，因此，8μm以后的光波段仍能保持銀膜層很高的反射率。本發(fā)明的突出優(yōu)點是膜層透射帶寬、透射特性好，0.45～1.6μm平均透射率≥81％；截止帶反射率高，8～12μm平均反射率≥91％。

附圖說明

圖1是本發(fā)明光譜分色濾光片的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明第一優(yōu)選實施例在0.45～1.6μm的透射率曲線。

圖3是本發(fā)明第一優(yōu)選實施例在8～12μm的反射率曲線。

圖4是本發(fā)明第二優(yōu)選實施例在0.45～1.6μm的透射率曲線。

圖5是本發(fā)明第二優(yōu)選實施例在8～12μm的反射率曲線。

圖6是本發(fā)明第三優(yōu)選實施例在0.45～1.6μm的透射率曲線。

圖7是本發(fā)明第三優(yōu)選實施例在8～12μm的反射率曲線。

圖8是本發(fā)明第四優(yōu)選實施例在0.45～1.6μm的透射率曲線。