CN102368099A - 透射率线性渐变的中性密度滤光片 - Google Patents

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张勇喜
阴晓俊
费书国
金�秀
温东颖
杨文华
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Abstract

本发明属能量分光元件领域，尤其涉及一种透射率线性渐变的中性密度滤光片，它包括基片本体(1)；在所述基片本体(1)上镀有薄膜层(2)；在所述基片本体(1)的中心部位设有安装孔(3)；在所述安装孔(3)的外周设有第一空白区(4)；在所述基片本体(1)的外周设有第二空白区(5)；在所述第二空白区(5)上固定设有环形刻度尺；在所述基片本体(1)内设有第三空白区(6)；所述薄膜层(2)的厚度随膜层位置呈指数变化且满足：d＝A(1-10(B*α))；其中：d为膜层厚度，A、B为待定参数，α为基片本体膜层的位置。本发明使用寿命长，透射率呈线性变化，可方便进行安装及旋转。

Description

透射率线性渐变的中性密度滤光片
技术领域
本发明属能量分光元件领域，尤其涉及一种透射率线性渐变的中性密度滤光片。
背景技术
中性密度滤光片(neutral density filter)简称密度片，是一种能量分光元件，对光信号起衰减调节作用，具有结构简单，使用波长范围广，中性度好等优点，在各类光学仪器和光学实验中得到广泛应用。密度片分固定密度片和变密度片两类。固定密度片的光密度不随位置变化，整个零件是均匀一致的。变密度片顾名思义，其光密度是随位置发生变化的。
变密度片按光密度随位置的变化形式来分，常见的有六种：圆形线性渐变密度片、圆形阶梯密度片、条形线性渐变密度片、条形阶梯密度片、径向渐浅密度片和径向渐深密度片。
透射率(T)和光密度(D)存在如下换算关系：
T＝10-D    (1)
那么，根据光密度曲线就可以计算出透射率曲线。通过薄膜理论，还可以根据光密度变化曲线计算出零件的薄膜厚度分布。从膜厚分布曲线可以看出，光密度线性渐变密度片的膜厚分布基本呈线性。
当变密度片旋转很小的角度就会有非常大的透射率变化。这种快速的变化非常适合于快速地进行光信号衰减调节，例如光通讯领域。
但是在某些场合也需要对光强进行微调，例如将光强减小30％～40％，或70％～80％。这是就希望零件的透射率对位置不要太灵敏，最好呈线性变化，如图3所示。此时对应的光密度变化曲线如图4。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种使用寿命长，透射率呈线性变化，可方便安装及旋转的透射率线性渐变的中性密度滤光片。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种透射率线性渐变的中性密度滤光片，它包括基片本体；在所述基片本体上镀有薄膜层；在所述基片本体的中心部位设有安装孔。
作为一种优选方案，本发明在所述安装孔的外周设有第一空白区。
作为另一种优选方案，本发明在所述基片本体的外周设有第二空白区。
进一步地，本发明在所述第二空白区上固定设有环形刻度尺。
更进一步地，本发明在所述基片本体内设有第三空白区。
另外，本发明所述薄膜层的厚度随膜层位置呈指数变化且满足：d＝A(1-10(B*α))；其中：d为膜层厚度，A、B为待定参数，α为基片本体膜层的位置。
本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片中心有孔，可方便安装和旋转。本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片内圈可以有空白，也可以没有空白，中心区空白可以避免安装时磨损薄膜，影响使用。本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片外圈有空白，用于安装刻度尺。本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片的线性度应优于±5％；中性度在400nm-700nm间应优于±5％。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明环形刻度尺示意图；
图3为透射率随位置线性变化曲线；
图4为透射率随位置线性变化时的光密度曲线；
图5为本发明T＝1％的透射率线性渐变的中性密度滤光片的透射率曲线；
图6为本发明T＝1％的透射率线性渐变的中性密度滤光片的膜厚分布曲线；
图7为本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片的透射率及光密度曲线。
图中：1、基片本体；2、薄膜层；3、安装孔；4、第一空白区；5、第二空白区；6、第三空白区。
具体实施方式
参见图1及图2，透射率线性渐变的中性密度滤光片，它包括基片本体1；在所述基片本体1上镀有薄膜层2；在所述基片本体1的中心部位设有安装孔3。
本发明在所述安装孔3的外周可设有第一空白区4。
本发明在所述基片本体1的外周可设有第二空白区5。
本发明在所述第二空白区5上固定可设有环形刻度尺。
本发明在所述基片本体1内可设有第三空白区6。
本发明所述薄膜层2的厚度随膜层位置呈指数变化且满足：d＝A(1-10(B*α))；其中：d为膜层厚度，A、B为待定参数，α为基片本体膜层的位置。
本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片中心有孔，可方便安装和旋转。
本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片内圈可以有空白，也可以没有空白，中心区空白可以避免安装时磨损薄膜，影响使用。
本发明透射率线性渐变的中性密度滤光片外圈有空白，用于安装刻度尺。环形刻度尺的具体结构可参见图2。
目标要求透射率从100％(实际最高为92.1％)到1％的范围随位置线性变化，按公式1计算出光密度曲线，如图5所示。进一步采用薄膜理论可以计算出薄膜厚度随位置的变化曲线，如图6所示。那么按照图6所示的膜厚变化规律进行镀膜便可得到透射率线性变化的变密度片。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种透射率线性渐变的中性密度滤光片，其特征在于，包括基片本体(1)；在所述基片本体(1)上镀有薄膜层(2)；在所述基片本体(1)的中心部位设有安装孔(3)。
2.根据权利要求1所述的透射率线性渐变的中性密度滤光片，其特征在于：在所述安装孔(3)的外周设有第一空白区(4)。
3.根据权利要求2所述的透射率线性渐变的中性密度滤光片，其特征在于：在所述基片本体(1)的外周设有第二空白区(5)。
4.根据权利要求2所述的透射率线性渐变的中性密度滤光片，其特征在于：在所述第二空白区(5)上固定设有环形刻度尺。
5.根据权利要求1～4之任一所述的透射率线性渐变的中性密度滤光片，其特征在于：在所述基片本体(1)内设有第三空白区(6)。
6.根据权利要求5所述的透射率线性渐变的中性密度滤光片，其特征在于：所述薄膜层(2)的厚度随膜层位置呈指数变化且满足：d＝A(1-10(B*α))；其中：d为膜层厚度，A、B为待定参数，α为基片本体膜层的位置。
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