CN103215558A - 一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法 - Google Patents

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董茂进
王多书
熊玉卿
张玲
王济洲
李晨
王超
高欢
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Abstract

本发明公开了一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，属于光学薄膜领域。所述方法包括膜系设计、膜系镀制、膜系光谱测试、误差分析、膜系调整等五个步骤。所述方法的整个过程工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合格率高。采用所述方法制备得到的长波红外滤光片截止带边缘陡度较高，所述方法能够实现长波红外窄带滤光片的镀制。

Description

一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法
技术领域
本发明涉及一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，具体涉及一种提高长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，属于光学薄膜领域。
背景技术
随着空间遥感技术的不断发展，空间成像光谱仪和相机成为空间遥感观测的主要手段。世界各国相继研制了不同类型的空间成像光谱仪和相机，其中比较重要的有红外多光谱扫描仪和红外相机。不论是扫描仪还是相机，其信号窗口都是在特定的红外光谱范围。为了提高图像质量，必须将处于信号窗口外而影响扫描仪（或相机）探测器的光全部滤除，即进行光谱选择。为了满足矿产资源探测、土地资源与海洋资源调查，遥感矿物填图、环境监测、地质灾害调查等需求；为了满足对温室气体、臭氧、氮氧化物和硫化物含量的监测，对大气气溶胶定量探测等的需求，需要红外滤光片来满足滤光要求。
而随着光谱谱段区分越来越精细化，要求红外滤光片光谱带宽窄、定位精度高、透过率高、陡度高，膜系误差和设备系统误差导致长波红外滤光片截止带边缘陡度变差，光谱截止带边缘陡度差的话，会导致从截止带到通带波长跨度大，会影响光谱的定位精度，对于窄带来说会影响整个光谱的矩形度和透射率，所以开展提高长波红外干涉滤光片光学薄膜陡度研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，具体为一种提高长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，所述方法的整个过程工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合格率高。采用所述方法制备得到的长波红外滤光片截止带边缘陡度较高，所述方法能够实现长波红外窄带滤光片的镀制。
本发明的目的由以下技术方案实现：
一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，所述方法步骤如下：
（1）采用TFC光学设计软件进行长波红外干涉截止光学薄膜膜系设计，得到设计光谱，膜系参数包括：膜层材料、膜层厚度；
（2）根据设计光谱的膜系参数，采用电阻蒸发方法在基片上进行膜系镀制，得到长波红外干涉截止滤光片；
（3）采用红外光谱仪对镀制好的膜系进行测试，得到实测光谱；
（4）将设计光谱与实测光谱对比，进行误差分析，包括膜系误差、设备系统误差；此处分为两种情况：第一种情况，膜系误差、设备系统误差均符合要求，即实测光谱与设计光谱相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度好，则结束；第二种情况，膜系误差、设备系统误差中的一种或一种以上不符合要求，即实测光谱与设计光谱不相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度差，则根据膜系误差、设备系统误差对膜层厚度进行修正，得到新的设计光谱，转至步骤（5）
（5）根据新的设计光谱，重复步骤（2）～（4），直到膜系误差、设备系统误差均符合要求，即实测光谱与设计光谱相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度好，则结束，得到符合要求的长波红外干涉截止滤光片；
其中，所述膜系误差包括两部分，一部分为膜层材料的设计光学折射率与实际光学折射率的差值；另一部分为膜层材料的设计厚度与实际厚度的差值；
所述设备系统误差为镀膜设备带来的误差。
有益效果
（1）本发明所述方法的整个过程工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合格率高。
（2）采用本发明所述方法制备得到的长波红外滤光片截止带边缘陡度较高，所述方法能够实现长波红外窄带滤光片的镀制，且对于镀制定位精度高、高透射率和光谱矩形度好的长波红外滤光片的实现具有重要意义。
附图说明
图1为本发明所述方法优化前后测试光谱示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来详述本发明，但不限于此。
实施例1
一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，所述方法步骤如下：
（1）采用TFC光学设计软件进行长波红外干涉截止光学薄膜膜系设计，得到设计光谱，膜系参数包括：膜层材料、膜层厚度；
（2）根据设计光谱的膜系参数，采用电阻蒸发方法在基片上进行膜系镀制，得到长波红外干涉截止滤光片；
（3）采用红外光谱仪对镀制好的膜系进行测试，得到实测光谱；
（4）将设计光谱与实测光谱对比，进行误差分析，包括膜系误差、设备系统误差；此处分为两种情况：第一种情况，膜系误差、设备系统误差均符合要求，即实测光谱与设计光谱相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度好，则结束；第二种情况，膜系误差、设备系统误差中的一种或一种以上不符合要求，即实测光谱与设计光谱不相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度差，则根据膜系误差、设备系统误差对膜层厚度进行修正，得到新的设计光谱，转至步骤（5）
（5）根据新的设计光谱，重复步骤（2）～（4），直到膜系误差、设备系统误差均符合要求，即实测光谱与设计光谱相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度好，则结束，得到符合要求的长波红外干涉截止滤光片；
其中，所述膜系误差包括两部分，一部分为膜层材料的设计光学折射率与实际光学折射率的差值；另一部分为膜层材料的设计厚度与实际厚度的差值；
设备系统误差为镀膜设备带来的误差；
所述膜系为26层，其中第1层为最底层靠近基片，第26层为表面层，经过6次循环后，膜层材料和优化前后的膜层厚度见表1：
表1
Figure BDA00003082871000031
Figure BDA00003082871000041
从图1可以看出经过6次循环后优化后长波红外干涉截止滤光片的光谱截止带边缘陡度有较大的提高。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种提高长波红外滤光片光谱截止带边缘陡度的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
（1）采用TFC光学设计软件进行长波红外干涉截止光学薄膜膜系设计，得到设计光谱，膜系参数包括：膜层材料、膜层厚度；
（2）根据设计光谱的膜系参数，采用电阻蒸发方法在基片上进行膜系镀制，得到长波红外干涉截止滤光片；
（3）采用红外光谱仪对镀制好的膜系进行测试，得到实测光谱；
（4）将设计光谱与实测光谱对比，进行误差分析，包括膜系误差、设备系统误差；此处分为两种情况：第一种情况，膜系误差、设备系统误差均符合要求，即实测光谱与设计光谱相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度好，则结束；第二种情况，膜系误差、设备系统误差中的一种或一种以上不符合要求，即实测光谱与设计光谱不相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度差，则根据膜系误差、设备系统误差对膜层厚度进行修正，得到新的设计光谱，转至步骤（5）
（5）根据新的设计光谱，重复步骤（2）～（4），直到膜系误差、设备系统误差均符合要求，即实测光谱与设计光谱相符，所述长波红外干涉截止滤光片光谱截止带边缘陡度好，则结束，得到符合要求的长波红外干涉截止滤光片；
其中，所述膜系误差包括两部分，一部分为膜层材料的设计光学折射率与实际光学折射率的差值；另一部分为膜层材料的设计厚度与实际厚度的差值；
所述设备系统误差为镀膜设备带来的误差。
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朱铄金等: "6.5~14µm红外长波通滤光片正面膜系的研制", 《光学仪器》 *
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