[實用新型]一種光譜成像型微濾光片

有效

• 申請號: 201721803328.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN208140255U
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 唐文江
• 申請（專利權）人: 湖南宏動光電有限公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 魏國先

一種光譜成像型微濾光片，包括周期性微濾光單元和襯底，周期性微濾光單元制備在襯底上，所述襯底為根據目標光譜特性進行選擇的石英、硅片或者柔性材料襯底，所述周期性微濾光單元與CCD探測器成像單元相匹配，周期性微濾光單元的大小根據CCD探測器的像元尺寸確定，所述周期性微濾光單元為具有特定工作波長、帶寬、透過率和抑止率的F?P型周期性干涉濾光多層介質，為單通道窄帶濾波或多通道窄帶濾波的單元，帶寬小于5nm，襯底上制備兩個、具有三個或者四個不同工作波長的周期性微濾光單元，形成多通道微濾光片。本實用新型集成度高、質量輕、可靠性好，具有較高的實用價值。

技術領域

本實用新型涉及光學薄膜制備、光學微器件制備、納米光子學及遙感探測領域，具體涉及一種具有不同工作波長的F-P型周期性多層介質膜窄帶微濾光片進行多通道窄帶濾波，可以應用于光譜成像。

背景技術

70年代末80年代初，在研究歸納各種地物光譜特征的基礎上，大家逐漸認識到，如果能實現連續的窄波段成像，那么就有可能實現地面礦物的直接識別，由此產生了光譜和圖像結合為一體的成像光譜技術。1983年，美國噴氣推進實驗室研制出第一臺航空成像光譜儀(AIS-1)，隨后包括中國在內的許多國家都研制成功了一系列成像光譜儀，其中有以線陣探測器為基礎的光機掃描型，有以面陣探測器為基礎的固態推掃型，也有以面陣探測器加光機的并掃型。

光譜成像技術是一種將光譜分析技術與光學成像技術結合而成的探測技術，不同于傳統黑白或者RGB三色成像，光譜成像可以從光譜維度上獲得若干個任意通道。光譜成像技術不僅可以實現定性定量的光譜分析功能，還可以通過光學成像獲取準確直觀的目標物體分布圖，具有圖譜合一的優勢。例如，光譜成像濾光片和CCD探測器結合，不僅有圖像的信息，并且可以獲得圖像上每個像素點的光譜數據，為分析、檢測、監控、測量等應用提供更為豐富、精準的信息。

多光譜成像技術主要是以物體對不同波長光線的吸收存在差異為原理，通過測量目標物體在一定波長范圍內特定頻率的光強度變化來實現檢測、辨別。隨著多光譜成像技術的不斷提高，其應用范圍也在不斷擴大，尤其在醫學、農業、礦業、環境、軍事以及安檢等領域都有著重要的應用。在農業領域，多光譜成像技術可以通過從可見光到熱紅外不同的狹窄波段區感應能量，分別獲得地物在不同譜段上的影像，以此識別地物的具體情況，主要應用于作物病害診斷、農產品品質檢測、作物生長狀態監測等方面。另外，在重大自然災害面前，多光譜成像技術還可以在災害評估方面發揮重要的作用，提供準確的災情評估報告，為決策部門制定救災、減災方案提供了精準的信息資料。

目前，常見的光譜成像技術包括，光柵分光、聲光可調諧濾波分光、棱鏡分光和芯片鍍膜等。對于光柵分光的光譜成像技術，經過狹縫的光由于不同波長照射到不同的探測器像元上，光能量很低，因此需要選擇高靈敏相機，同時需要加光源。對于聲光可調諧濾波分光的光譜成像技術，系統一般由聲光介質、換能器和聲終端三部分組成。射頻驅動信號通過換能器激勵出超聲波，超聲波在光介質內傳播，使介質產生與聲波信號相應的、隨時間和空間周期變化的彈性形變，從而導致介質中的折射率發生周期變化，形成等效的位相光柵，光柵常數即聲波波長。若聲波頻率較高，且聲光作用長度足夠大，聲擾動介質形成體位相光柵。改變射頻驅動信號的頻率，可以實現電調諧波長的掃描。對于棱鏡分光的光譜成像技術，不同頻率入射光通過棱鏡后被分成不同的方向，然后照射到不同方向的探測器上進行成像。棱鏡分光后，在棱鏡的出射面鍍了不同波段的濾光膜，使得不同方向的探測器可以采集到不同光譜信息，實現同時采集空間及光譜信息?？梢姡鈻欧止?、聲光可調諧濾波分光和棱鏡分光的方案，制造相當復雜，并且結構尺寸較大，不便于光電子器件大規模集成。