[發明專利]一種基于鈮酸鋰薄膜的可調諧FP濾光片

在審

• 申請號: 202011337498.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112394543A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 張云霄;孫文寶
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G02F1/00
• 分類號: G02F1/00;G02F1/03
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發明屬于薄膜窄帶濾光片技術領域，具體涉及一種基于鈮酸鋰薄膜的可調諧FP濾光片，包括：襯底、第一金屬層、電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層、第二金屬層，通過控制所述第一金屬層和第二金屬層之間的電壓，可以調節所述可調諧濾波器的本發明的可調諧FP濾光片的中心波長。本發明采用的鈮酸鋰薄膜作為光學干涉薄膜中半波共振腔的腔體材料，其具有較寬的透光窗口、較高的電光系數以及較好的溫度穩定性，可以大幅降低窄帶可調諧濾波器的光學損耗，同時實現中心波長的可調諧。本發明可以有效改善現有MEMS熱光調諧濾波器存在的光損耗大，調諧速度慢、溫度敏感等問題，在光傳感領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于薄膜窄帶濾光片技術領域，具體涉及一種基于鈮酸鋰薄膜的可調諧FP濾光片。

背景技術

濾光片是在塑料或玻璃基材中加入特種燃料或在其表面蒸鍍光學膜制成的，用以衰減光波中的某些光波段或以精確選擇小范圍波段光波通過，而反射掉其他不希望通過的波段。通過改變濾光片的結構和膜層的光學參數，可以獲得各種光譜特性，使濾光片可以控制、調整和改變光波的透射、反射、偏振或相位狀態，在光譜相機中應用廣泛。

傳統多波段成像裝置為實現多種光譜的檢測，需要使用不同的濾光片，然后通過轉輪控制實現對多波段的濾光，從而導致體積較大且使用不便；另一方面為實現多波段的聚焦，減輕像差，多波段成像還需要連續減輕像差的大且復雜的光學部件，傳統多波段成像裝置體積較大，成像系統復雜，不方便使用。可調諧光濾波片通常是指光帶通濾波器的中心波長可調的光學濾波片，由于其波長調節的靈活性，可用于多波段成像系統，有效簡化多波段成像裝置，在多光譜成像領域有著廣泛的應用。目前可調光濾波片主要基于MEMS結構、液晶型、熱光型等，但是這些可調光濾波器雖然可以滿足一些應用要求，但是不同程度存在一些問題，如響應時間長、環境適應性差等問題，限制了可調光濾波片的應用。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術的以上缺陷或改進需求，如何提供一種可調諧濾光片結構，要求其可以有效改善現有MEMS型、熱光調諧濾波器存在的光損耗大，調諧速度慢、溫度敏感、穩定性差等問題，在光譜成像領域具有良好的應用前景。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于鈮酸鋰薄膜的可調諧FP濾光片，所述可調諧FP濾光片包括：襯底1、第一金屬層2、電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層3、第二金屬層4；

所述第一金屬層2作為下反射層和電極層置于襯底1之上；

所述電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層3作為半波共振腔通光層置于第一金屬層2之上；

第二金屬層4作為上反射層置于電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層3之上；

通過控制所述第一金屬層2和第二金屬層4之間的電壓，調節所述可調諧FP濾光片的中心波長。

其中，所述襯底1為高透光率的石英玻璃或K9玻璃。

其中，所述第一金屬層2材料包括Al、Ag，厚度10nm-30nm。

其中，所述電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層3厚度為λ/2n，λ為設計中心波長，在400-1000nm范圍內，n為未加電狀態下鈮酸鋰薄膜折射率。

其中，所述第二金屬層4材料包括Al、Ag，厚度10nm-30nm。

其中，所述第二金屬層4和電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層3設置為平面型、線列型或瓦片型周期性結構。

其中，所述第二金屬層4結構為平面型結構時，其下方的電光可調諧鈮酸鋰薄膜通光層3為一維平面結構。