[發明專利]一種窄帶濾光片及其制備方法

有效

• 申請號: 201710272067.4
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106990466B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 喬冠軍;李媛媛;侯海港;劉桂武;王明松;邵海成
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種紅外濾光片生產技術，具體涉及一種CO₂氣體檢測用2.78μm窄帶濾光片及其制備方法。基底材料選用單晶Si；高折射率材料選用Ge，折射率n＝4.16422；低折射率材料選用SiO。在基板兩個表面上分別沉積主膜系和干涉截止膜系，所述窄帶濾光片峰值透過率可達90％以上，極大的提高信噪比，很好的抑制其他氣體的干擾，提高儀器探測精度和效能。同時，與傳統的CO₂氣體檢測用4260nm窄帶濾光片相比，2780nm窄帶濾光片中心波長較小，膜層僅有46層，且膜層總厚度僅有19.6μm，能夠有效的降低CO₂氣體檢測用濾光片的制備成本。

技術領域

本發明涉及一種紅外濾光片生產技術，具體涉及一種CO₂氣體檢測用2.78μm窄帶濾光片及其制備方法。

背景技術

在冶金、航空航天、農業、醫療、環保等方面都需要對CO₂的濃度進行定量檢測與控制，且許多情況下應用環境十分惡劣，如易燃易爆、高溫、高壓、有磁場等場合。因此，開發出穩定性好、選擇性好、靈敏度高、小型化便攜式的CO₂氣體傳感器，具有很高的實用價值。

紅外分析儀是利用氣體紅外特征吸收峰測定氣體含量的儀器，選擇特定波長的紅外氣體分析濾光片是紅外氣體分析儀的關鍵部件。光源發出的光，通過氣室被氣體吸收，然后經過濾光片，去除含有其他氣體特征吸收峰的干擾波段，得到僅存在待檢測氣體特征吸收峰的窄帶透射光(帶寬越窄，其他氣體的干擾越小)，最后由檢測器檢測出射光強，通過參比通道的對比，而得出氣室中氣體濃度。由于CO₂氣體在2780nm和4260nm波長處均具有較強特征吸收光譜，而現有的針對檢測CO₂氣體的紅外濾光片，大多數均為4260nm窄帶濾光片。

根據資料檢索，如中國專利ZL95244862.9“4.26微米窄帶濾光片”以白寶石為基板，ZnSe和ZnTi為高低折射率材料，設計出中心波長λ0＝4.26±0.01μm，半高寬λ0.50＝0.14±0.02μm，波形系數η＝Δλ0.10/Δλ0.00≤1.4，峰值透射率Tmax≥70％的4260nm窄帶濾光片。

但是，就目前用于測量二氧化碳的4260nm帶通紅外濾光片，其通帶較寬，截止波段不夠寬，峰值透射率較低，所以測量準確性、穩定性以及抗干擾的能力還有待提升，靈敏度差，不能滿足市場發展的需要。并且，CO₂氣體在2780nm和4260nm波長處均具有較強特征吸收光譜，且若用2780nm窄帶濾光片，能夠較大的減少膜層厚度，降低濾光片成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種峰值透過率高，能極大的提高信噪比，有效檢測CO₂氣體的2780nm窄帶濾光片及其制作方法。

為了實現上述目的，本發明所設計的一種CO₂氣體檢測用2780nm窄帶濾光片，其特征是：

(1)采用單晶Si作基板；雙面拋光，厚度300±10μm，晶向<100>；

(2)鍍膜材料選擇SiO和單晶Ge，在基板兩個表面上分別沉積主膜系和干涉截止膜系；

(3)在基板其中一個表面上沉積主膜系，其結構為Air/1.576H 1.7L 4H L H L HL4H L H L H L 4H L 0.386H 1.682L/Sub；

(4)在基板另外一個表面上沉積干涉截止膜系，其結構為Sub/1.86H 1.56L0.82H0.71L 0.21H 0.72L 1.79H 0.45L 1.86H 0.82L 1.79H 1.17L 1.71H 2.30L 1.81H2.14L2.11H 1.76L 2.40H 2.25L 3.17H 2.36L 2.41H 2.64L 2.12H 2.14L 2.31H 2.22L/Air；