[發(fā)明專利]一種新型紫外-部分可見光波段的濾光器件

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010045450.8
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111175875A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆培光;張夢羽;陳浩;郭凱;尹金德
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G02B5/22
• 分類號: G02B5/22;G02B1/14
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明涉及一種新型紫外?部分可見光波段的濾光器件，特別涉及光學(xué)元器件領(lǐng)域。包括：目標(biāo)襯底、二維材料薄膜層和材料保護(hù)層，所述二維材料薄膜層覆蓋在所述目標(biāo)襯底上，所述材料保護(hù)層覆蓋在所述二維材料薄膜層上。本方案解決了如何調(diào)控紫外?部分可見光波段透過率的技術(shù)問題，適用于紫外光的利用或抑制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)元器件領(lǐng)域，特別涉及一種新型紫外-部分可見光波段的濾光器件。

背景技術(shù)

紫外光是波長范圍為100-400nm的不可見光，按波長范圍可以分為A、B、C波段和真空紫外。不同波段產(chǎn)生不同作用和危害。在實(shí)際的生產(chǎn)科研生活中，想要充分而且有效地利用或抑制紫外光，都離不開薄膜光學(xué)元件。隨著人類在電子、通信、生物、醫(yī)學(xué)、建筑、材料等各個(gè)領(lǐng)域的長足發(fā)展，對紫外光學(xué)的需求不斷提高，紫外薄膜元器件性能在整個(gè)光路系統(tǒng)中至關(guān)重要。目前薄膜材料已不下百余種，然而考慮其光學(xué)性質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性適用材料不多，再加上設(shè)備和工藝條件的限制，可供選擇的材料極少。況且，隨著波長的減小，能夠用于吸收紫外光線的涂層材料更是屈指可數(shù)。

二維材料由于其量子限域效應(yīng)，大的比表面積等物理性質(zhì)使其具有高的載流子遷移率和強(qiáng)的光與物質(zhì)相互作用，近年來成為科研人員的研究熱點(diǎn)。二維材料對光的吸收和調(diào)制使其在光學(xué)器件方面的應(yīng)用具有極大的潛力。探索二維材料在光學(xué)器件的實(shí)際應(yīng)用具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何調(diào)控紫外-部分可見光波段透過率。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種新型紫外-部分可見光波段的濾光器件，包括：目標(biāo)襯底、二維材料薄膜層和材料保護(hù)層，所述二維材料薄膜層覆蓋在所述目標(biāo)襯底上，所述材料保護(hù)層覆蓋在所述二維材料薄膜層上。

本發(fā)明的有益效果是：其中，紫外-部分可見光吸收材料是由一種新的二維材料(GeSe納米片)制備而成，硒化鍺納米片在100-500nm波長范圍內(nèi)對光的吸收率可達(dá)97％，對高于500nm波長的光透過率大于90％，因此GeSe納米片薄膜可以作為紫外-部分可見光的高通濾光片的理想材料，所用到的二維材料相比現(xiàn)有技術(shù)的成本更加低廉，解決了如何調(diào)控紫外-部分可見光波段透過率的技術(shù)問題。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述目標(biāo)襯底為剛性襯底或柔性襯底，所述柔性襯底包括高分子聚合物材料，所述剛性襯底包括光學(xué)基底。

進(jìn)一步，所述二維材料薄膜層包括多層納米片薄膜，所述納米片薄膜的厚度為3nm-50nm。

進(jìn)一步，所述的保護(hù)層材料是三氧化二鋁、二氧化硅中的任意一種。

進(jìn)一步，所述二維材料薄膜層的制備包括以下步驟：

S11：獲取硒化鍺塊體并研磨成粉末后通過超聲輔助的液相剝離方法得到納米片原液；

S12：將所述納米片原液通過高速離心后得到尺寸厚度均勻的納米片；

S13：通過真空抽濾裝置把所述納米片制備成均勻的材料薄膜；

S14：將所述材料薄膜轉(zhuǎn)移到帶有抽濾膜的所述目標(biāo)襯底上，并將所述抽濾膜充分溶解掉，得到納米片薄膜。

進(jìn)一步，所述二維材料薄膜層的制備包括以下步驟：

S21：獲取硒化鍺塊體并研磨成粉末后通過超聲輔助的液相剝離方法得到納米片原液；

S22：將所述納米片原液通過高速離心后得到尺寸厚度均勻的納米片；

S23：將所述目標(biāo)襯底固定在旋涂機(jī)上，1500-10000rpm轉(zhuǎn)速下將所述納米片原液重復(fù)旋涂在所述目標(biāo)襯底上，沉積形成一層均勻的納米片薄膜。

進(jìn)一步，所述二維材料薄膜層的制備包括以下步驟：