CN101893730A - 一种高增透滤波片及其加工方法 - Google Patents

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李洁
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Abstract

本发明提供了一种高增透滤波片，其能保证滤波片滤掉某个波段的光又能确保指定波段光的透射率，从而提高器件的工作效率，其包括基片，其特征在于：所述基片为滤波片，在所述滤波片的两侧面镀有增透膜层。本发明还提供了所述的高增透滤波片的加工方法，其包含以下步骤：(1)制备SiO2增透膜溶液；(2)清洗滤波片；(3)镀膜；本发明的高增透滤波片加工方法，可控性强、生产成本低、工艺简单，加工得到的高增透滤波片表面质量好，增透效果显著。

Description

一种高增透滤波片及其加工方法
技术领域
本发明涉及滤波片加工技术领域，具体为一种高增透滤波片及其加工方法。
背景技术
无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱，他们的波长范围从10-12m到109m，最长波的波长是最短的波长的1021倍以上。现在各种电磁波的范围已经衔接起来并且发生了交错，例如长波的红外线和微波已经重叠，短波的紫外线已经进入伦琴射线的区域。总的说来，从无线电波到γ射线，其是本质上相同的电磁波，它们的行为服从共同的规律。但是如此之宽的电磁波谱，我们并不一定要全部用到，许多光学系统要求能够在连续的波长中选择某一个波段，区分或者识别各种分立的波长，或者在一定的波长范围内进行扫描，这就需要对电磁波进行滤波。
传统的滤波片，虽然能够滤掉某个波段的光，但是由于滤波片本身的透射率不高，故其在滤掉某个波段光的同时也影响器件的工作效率，器件的工作效率低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高增透滤波片，其能保证滤波片滤掉某个波段的光又能确保指定波段光的透射率，从而提高器件的工作效率，为此，本发明还提供了滤波片的加工方法，其可控性强、生产成本低、工艺简单，加工得到的高增透滤波片表面质量好，增透效果显著。
一种高增透滤波片，其包括基片，其特征在于：所述基片为滤波片，在所述滤波片的两侧面镀有增透膜层。
其进一步特征在于：所述增透膜层为SiO2增透膜层。
一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：其包含以下步骤：
（1）制备SiO2增透膜溶液：在常温下分别制备两份溶液，一份加入硅酸酯和稀释剂，另一份顺次加入去离子水、水解催化剂和稀释剂，然后将两份溶液分别搅拌10min～15min后混合，再搅拌5h～10h，室温陈化3天～15天后，得到所述SiO2增透膜溶液；所述两份溶液中硅酸酯与稀释剂的体积比均为1：（10～20），硅酸酯和去离子水的体积比为1：（0.1～0.3），所述硅酸酯与水解催化剂的体积比为1：（0.15～0.8）；
（2）清洗滤波片，分别用去离子水、无水乙醇超声清洗所述滤波片，然后放入干燥器中烘干备用；
（3）镀膜：将所述SiO2增透膜溶液镀于所述已清洗过的滤波片两侧面，然后将已经镀好膜的滤波片在50℃～80℃温度下烘干。
其进一步特征在于：在所述镀膜前将所述SiO2增透膜溶液在超声波振荡器内超声振荡5min～15min；所述镀膜采用垂直提拉法，提拉速度为300mm/min～700mm/min； 
所述滤波片为有色玻璃滤波片、金属薄膜滤波片、长波通滤波片、短波通滤波片、宽带通滤波片、红外截止型滤波片、紫外截止型滤波片中的任一种；
所述硅酸酯为正硅酸乙酯；
所述稀释剂为无水乙醇、无水甲醇、无水异丙醇中的任一种；
所述水解催化剂为氨水；
所述垂直提拉法是将滤波片悬挂固定于吊具，所述吊具连接升降机构，镀镆时，所述升降机构通过吊具带动滤波片缓慢下行，将滤波片浸渍于装有SiO2增透膜溶液的溶液槽内10秒钟，然后按300mm/min～700mm/min的提拉速度向上拉升，SiO2增透膜溶液就均匀地粘附在滤波片表面。
本发明的一种高增透滤波片，其采用滤波片作为基片，能有效滤掉某个波段的光，其基片两侧面镀有SiO2增透膜能提高该滤波片对透过波段光的透射率，提高器件的工作效率；一种高增透滤波片的加工方法，与一般的SiO2增透膜溶液相比较，其SiO2增透膜溶液中加入了稀释剂，稀释剂内的纳米小球悬浮在溶液里稀释了溶液，使得溶液中的纳米粒子的距离保持在50nm左右，有效防止粒子团聚，从而提高SiO2增透膜稳定性，保证了镀膜厚度的一致性；其镀膜方法采用垂直提拉法，通过提拉速度的控制能有效调控膜层厚度，调节增透峰值位置，进一步保证了表面膜层厚度的一致性，且其对设备要求低，生产成本低。
附图说明
图1为本发明的高增透滤波片截面结构示意图。
具体实施方式
一种高增透滤波片，其包括基片１，基片１为滤波片，在滤波片１的两侧面镀有增透膜层2，增透膜2为SiO2增透膜层。
一种高增透滤波片的加工方法，其包括以下加工步骤：
（1）制备SiO2增透膜溶液，在常温下分别制备两份溶液，一份加入硅酸酯和稀释剂，另一份顺次加入去离子水、水解催化剂和稀释剂，然后将两份溶液分别搅拌10min～15min后混合，再搅拌5h～10h，室温陈化3天～15天后，得到所述SiO2增透膜溶液；所述两份溶液中硅酸酯与稀释剂的体积比均为1：（10～20），硅酸酯和去离子水的体积比为1：（0.1～0.3），所述硅酸酯与水解催化剂的体积比为1：（0.15～0.8）；
（2）清洗基片，分别用去离子水、无水乙醇超声清洗滤波片，然后放入干燥中烘干备用；
（3）镀膜，在镀膜前将所述SiO2增透膜溶液在超声波振荡器内超声振荡5min～15min，然后采用垂直提拉法将所述SiO2增透膜溶液均匀镀在所述滤波片两侧表面，提拉速度为300mm/min～700mm/min，再将已经镀好膜的滤波片在50℃～80℃温度下烘干。
其中硅酸酯为正硅酸乙酯；稀释剂为无水乙醇、无水甲醇、无水异丙醇中的任一种；水解催化剂为氨水；滤波片为有色玻璃滤波片、金属薄膜滤波片、长波通滤波片、短波通滤波片、宽带通滤波片、红外截止型滤波片、紫外截止型滤波片中的任一种；
垂直提拉法是将滤波片悬挂固定于吊具，所述吊具连接升降机构，镀镆时，所述升降机构通过吊具带动滤波片缓慢下行，将滤波片浸渍于装有SiO2增透膜溶液的溶液槽内10秒钟，然后按300mm/min～700mm/min的提拉速度向上拉升，SiO2增透膜溶液就均匀地粘附在滤波片表面。
实施例一：
常温下，选取两个100ml的烧杯，命名为1号、2号。对1号烧杯的操作为：将3.5ml正硅酸乙酯溶于36.5ml无水乙醇中，对2号烧杯的操作为：顺次加入0.64ml去离子水、3ml氨水、36.5ml无水乙醇，两个烧杯中的溶液分别搅拌10min后，将2号烧杯的溶液缓慢倒入1号烧杯，密封搅拌5h，陈化5天备用；再分别用去离子水、无水乙醇超声清洗；镀膜前将SiO2增透膜溶液放在超声震荡器中超声10min，滤波片为厚度为2mm的黄色截止型光学玻璃JB400，用垂直提拉法在滤波片双面镀膜，提拉速度为470mm/min，然后在50℃下烘干，最后得到高增透滤波片，该滤波片在400nm~1100nm波段光线透过率平均达到95.4%。
实施例二：
常温下，选取两个100ml的烧杯，命名为1号、2号。对1号烧杯的操作为：将3.5ml正硅酸乙酯溶于70ml无水乙醇中，对2号烧杯的操作为：顺次加入0.35ml去离子水、1.66ml氨水、70ml无水乙醇，两个烧杯中的溶液分别搅拌15min后，将2号烧杯的溶液缓慢倒入1号烧杯，密封搅拌7.5h，陈化15天备用；再分别用去离子水、无水乙醇超声清洗；镀膜前将SiO2增透膜溶液放在超声震荡器中超声5min，滤波片为厚度为2mm的黄色截止型光学玻璃JB400，用垂直提拉法在滤波片双面镀膜，提拉速度为300mm/min，然后在80℃下烘干，最后得到高增透滤波片，该滤波片在400nm~1100nm波段光线透过率平均达到94.6%。
实施例三：
常温下，选取两个100ml的烧杯，命名为1号、2号。对1号烧杯的操作为：将3.5ml正硅酸乙酯溶于52.5ml无水乙醇中，对2号烧杯的操作为：顺次加入1.05ml去离子水、0.525ml氨水、52.5ml无水乙醇，两个烧杯中的溶液分别搅拌12.5min后，将2号烧杯的溶液缓慢倒入1号烧杯，密封搅拌10h，陈化3天备用；再分别用去离子水、无水乙醇超声清洗；镀膜前将SiO2增透膜溶液放在超声震荡器中超声15min，滤波片为厚度为2mm的黄色截止型光学玻璃JB400，用垂直提拉法在滤波片双面镀膜，提拉速度为700mm/min，然后在65℃下烘干，最后得到高增透滤波片，该滤波片在400nm~1100nm波段光线透过率平均达到94.8%。
上述实施例中选用的黄色截止型光学玻璃JB400为一种紫外截止型滤波片。

Claims (10)

1.一种高增透滤波片，其包括基片，其特征在于：所述基片为滤波片，在所述滤波片的两侧面镀有增透膜层。
2.根据权利要求1所述的一种高增透滤波片，其特征在于：所述增透膜层为SiO2增透膜层。
3.一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：其包含以下步骤：
（1）制备SiO2增透膜溶液：在常温下分别制备两份溶液，一份加入硅酸酯和稀释剂，另一份顺次加入去离子水、水解催化剂和稀释剂，然后将两份溶液分别搅拌10min～15min后混合，再搅拌5h～10h，室温陈化3天～15天后，得到所述SiO2增透膜溶液；所述硅酸酯与稀释剂的体积比为1：（10～20），硅酸酯和去离子水的体积比为1：（0.1～0.3），所述硅酸酯与水解催化剂的体积比为1：（0.15～0.8）；
（2）清洗滤波片，分别用去离子水、无水乙醇超声清洗所述滤波片，然后放入干燥器中烘干备用；
（3）镀膜：将所述SiO2增透膜溶液镀于所述已清洗过的滤波片两侧面，然后将已经镀好膜的滤波片在50℃～80℃温度下烘干。
4.根据权利要求3所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：在所述镀膜前将所述SiO2增透膜溶液在超声波振荡器内超声振荡5min～15min。
5.根据权利要求3或4所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：所述镀膜采用垂直提拉法，提拉速度为300mm/min～700mm/min。
6.根据权利要求4所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：所述滤波片为有色玻璃滤波片、金属薄膜滤波片、长波通滤波片、短波通滤波片、宽带通滤波片、红外截止型滤波片、紫外截止型滤波片中的任一种。
7.根据权利要求4所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：所述硅酸酯为正硅酸乙酯。
8.根据权利要求4所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：所述稀释剂为无水乙醇、无水甲醇、无水异丙醇中的任一种。
9.根据权利要求4所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：所述水解催化剂为氨水。
10.根据权利要求5所述的一种高增透滤波片的加工方法，其特征在于：所述垂直提拉法是将滤波片悬挂固定于吊具，所述吊具连接升降机构，镀镆时，所述升降机构通过吊具带动滤波片缓慢下行，将滤波片浸渍于装有SiO2增透膜溶液的溶液槽内10秒钟，然后按300mm/min～700mm/min的提拉速度向上拉升，SiO2增透膜溶液就均匀地粘附在滤波片表面。
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