[發明專利]一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202211133329.6
• 申請日: 2022-09-17
• 公開（公告）號: CN115685428A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 解圳皓;華露;陳雷華
• 申請（專利權）人: 蘇州東輝光學有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G02B5/26;G02B5/18;G03F7/20
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 蔣春梅

1.一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片，其特征在于：包括光熱敏折變玻璃基片，根據需要的多通道窄帶濾光片的通道數量、對應的波長，將所述光熱敏折變玻璃基片對應排列劃分為若干曝光區域，通過干涉角度可調節的全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片的兩側進行對稱曝光，各個所述曝光區域的曝光量相同，且不同曝光區域的光柵周期不同。

2.一種如權利要求1所述的基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據反射式體全息光柵的耦合波理論得到光柵周期：其中：λ₀為中心波長，n_av為光熱敏折變玻璃基片的折射率，產品實際應用時，為0°，根據產品所需通道數量n、窄帶濾光的中心波長λ₀和帶寬FWHM，其中n大于等于2，計算得到1個通道的1個中心波長所對應的1個光柵周期，按照上述計算方式，得到n個通道的n個中心波長所一一對應的n個光柵周期，即最終得出對應各個曝光區域的光柵周期∧；

(2)進一步根據關系式計算得出不同曝光區域下干涉光束的角度θ，式中：λ₁為曝光時激光輸出波長，λ₀為窄帶濾光的中心波長，n為光熱敏折變玻璃基片的折射率；

(3)根據所需帶寬Δλ，計算得到所需曝光厚度：其中d₁、d₂....dn分別對應通道1、2....n；

(4)在待曝光的光熱敏折變玻璃基片的表面，貼上對應寬度d的黑色吸光膠帶，露出此次需要曝光厚度為dn的區域；

(5)利用全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片的兩側進行對稱曝光，當所述全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片上第一個曝光區域進行曝光時，干涉條紋的周期與寫入體布拉格光柵的周期均為∧₁；

(6)通過所述全息曝光干涉光路改變干涉光束的夾角，重新粘貼黑色吸光膠帶，使得僅有第二個曝光區域透光，按照上述第(5)步的方式，對所述光熱敏折變玻璃基片上的第二個曝光區域進行曝光，曝光量與第一次相同，此時寫入體布拉格光柵的周期為∧₂；

(7)同樣的道理，對所述光熱敏折變玻璃基片的曝光區域n進行曝光，每個曝光區域的曝光量都相同，此次寫入體布拉格光柵的周期為∧_n；

(8)待n次曝光完成之后，將整塊光熱敏折變玻璃基片置于熱處理爐中進行熱顯影和定影；

(9)繼續對窄帶濾光片進行切割、精磨、拋光，最終獲得多通道的體布拉格光柵濾光片，即基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片。

3.根據權利要求2所述的一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于：所述全息曝光干涉光路包括紫外激光器，通過紫外激光器出射的激光依次經過半透半反鏡、反射鏡分為兩束光，透射光路和反射光路分別依次經過紫外聚焦物鏡、紫外擴束鏡、紫外反射鏡，最后在樣品臺處進行雙光束干涉曝光，光熱敏折變玻璃基片放置在樣品臺上，通過雙光束干涉曝光方式對光熱敏折變玻璃基片的兩側對稱曝光。

4.根據權利要求3所述的一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于：所述樣品臺下方設置有精密直線電動位移臺，與樣品臺組合，在豎直方向控制精密移動，以實現調節曝光干涉角度。

5.根據權利要求3所述的一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于：所述紫外反射鏡分別設置在精密電動轉臺上，通過所述精密電動轉臺控制干涉光夾角和光柵周期，光柵周期與曝光角度θ之間的關系為

6.根據權利要求5所述的一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于：所述紫外反射鏡和精密電動轉臺之間一體設置有壓電陶瓷控制器，用于全息曝光時條紋鎖定，增強曝光穩定性。

7.根據權利要求2所述的一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于：上述第(8)步中熱顯影和定影的處理溫度介于500～550℃。