[發明專利]一種深紫外窄帶濾光片制備方法

有效

• 申請號: 201810465405.0
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108680981B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 吳锜;佟瑤;竇琳
• 申請（專利權）人: 德州堯鼎光電科技有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/30;C23C14/35
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于薄膜光學技術領域，涉及一種深紫外窄帶濾光片制備方法，具體工藝過程包括設計膜系公式、制備基底層、制備濾光片層、制備膜層和控制膜層厚度五個步驟，利用F?P帶通濾光膜的設計概念對金屬?介質組合的透射濾光片進行設計，選擇串置金屬?介質濾光片來抑制長波區的旁通帶，采用全介質濾光片來降低帶寬，在雙半波F?P干涉濾光片結構基礎上串置以高折射率材料/低折射率材料組成的多層膜結構形成結構簡單的F?P濾光片，實現在特定的深紫外波段的深度截止，通過改變濾光片層的形狀，能夠降低深紫外窄帶濾光片的半帶寬；其濾光片結構簡單，制作方法簡便，原理科學可靠，保證可見光的透過率和深度截止，降低深紫外窄帶濾光片的半帶寬。

技術領域：

本發明屬于薄膜光學技術領域，涉及一種深紫外窄帶濾光片制備方法，制備的濾光片帶寬窄和透過率高，能夠實現寬廣范圍的深度截止，解決深紫外濾波問題。

背景技術：

濾光片是用來選取所需輻射波段的光學器件，濾光片的共性就是沒有任何濾光片能讓天體的成像變得更明亮，因為所有的濾光片都會吸收某些波長，從而使物體變得更暗。濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過，如此類推，玻璃片的透射率原本與空氣差不多，所有有色光都可以通過，所以是透明的，但是染了染料后，分子結構變化，折射率也發生變化，對某些色光的通過就有變化了，比如一束白光通過藍色濾光片，射出的是一束藍光，而綠光、紅光極少，大多數被濾光片吸收了。濾光片的作用很大，廣泛用于攝影界，一些攝影大師拍攝的風景畫，為什么主景總是那么突出，是怎樣做到的？這就用到了濾光片，比如你想用相機起拍一朵黃花，背景是藍天、綠葉，如果按照平常拍，就不能突出“黃花”這個主題，因為黃花的形象不夠突出，但是，如果在鏡頭前放一個黃色濾光片，阻擋一部分綠葉散射出的綠光和藍天散射出的藍光，而讓黃花散射出的黃光大量通過，這樣，黃花就顯得十分明顯了，突出了“黃花”這個主題。濾光片產品主要按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應用特點等方式分類：按照光譜波段分為紫外濾光片、可見濾光片和紅外濾光片；按照光譜特性分為帶通濾光片(選定波段的光通過，通帶以外的光截止，其光學指標主要是中心波長CWL和半帶寬 FWHM，分為窄帶和寬帶，比如窄帶808濾光片NBF-808)、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片和反射濾光片；按照膜層材料分為軟膜濾光片和硬膜濾光片，硬膜濾光片不僅指薄膜硬度方面，更重要的是它的激光損傷閾值，所以它廣泛應用于激光系統當中，面軟膜濾光片則主要用于生化分析儀當中。

光學薄膜的基礎理論是建立在電磁場理論和麥克斯韋方程的基礎上推導而來的，研究薄膜系統的光學特性，從理論觀點來說，就是研究平面電磁波通過分層介質的傳播。因此，處理薄膜問題的最有效的方法就是解麥克斯韋方程，以麥克斯韋方程和三個物質方程為基本公式，通過數學推導得到了電磁波的波動方程，對于不導電的均勻介質如下：

當平面電磁波以角頻率ω，沿著方向矢量k傳播距離為矢徑r傳播時，方程(2-1)與(2-2)的解為：

電場E和磁場H相互垂直，各自都與波的傳播方向K0垂直，符合右旋法則。從麥克斯韋的電磁理論基本公式出發，由式(1-1)和 (1-3)通過數學推導可得H和E之間的數值關系為：

其中Y稱為介質的光學導納，其含義為電場強度和磁場強度的比值。μ₀為磁導率，ε₀為介電常數。在光波段，μ_r足夠接近于1。

在入射介質中，由正方向行進和負方向行進兩種波。如圖6所示用符號表示一和二介質的各分量。根據麥克斯韋方程的積分形式，可以推出光在界面上的切向方向是連續的，對于單層膜在界面上應用邊界條件可寫出：

通過推導可得公式：