CN117348138A - 能量调节型带通滤光片 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学滤光片领域，尤其涉及一种能量调节型带通滤光片，包括基片上镀制的基础膜系，其特征在于，其基本结构为：；其中：S为玻璃基底；A为空气；H为高折射率材料；L为低折射率材料；M为金属材料，其中a为间隔层系数；b、c、d为通带匹配系数；e为通带透过率强度系数；m为反射腔的循环个数；n为整体循环个数。本发明采用两种介质材料和1层金属材料设计，其通带带宽可调节，通带透过率可连续调节，膜层规整无极薄层且具有较高的可制备性。
Description
技术领域
本发明属于光学滤光片领域，尤其涉及一种能量调节型带通滤光片。
背景技术
带通滤光片广泛应用于激光、天文、光通信、生物医学等领域，起到筛选特定波段光线，滤除其它波段干扰光信号的作用。在生物医学检测仪器中，如生化仪、酶标仪、免疫分析仪等，为了使各个检测波长能量分布与光源+探测器相匹配，实现系统输出的光电信号平衡，需要对各个波段的信号进行能量调节。这就需要用到能量调节型带通滤光片，该带通滤光片可实现各种不同的通带透过率。
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通带带宽及通带透过率可调节、膜层规整无极薄层且具有较高的可制备性的能量调节型带通滤光片。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种能量调节型带通滤光片，包括基片上镀制的基础膜系，其基本结构为：
其中： S为玻璃基底；A为空气；H为高折射率材料；L为低折射率材料；M为金属材料，其中a为间隔层系数，调节所述间隔层系数可调整通带带宽；b、c、d为通带匹配系数，通过调整所述通带匹配系数使通带平整；e为通带透过率强度系数，通过调整所述通带透过率强度系数调整通带透过率；m为反射腔的循环个数，决定通带带宽和截止深度；n为整体循环个数，决定截止深度。
进一步地，所述H、L、M的厚度均为光学厚度为λ0/4的膜层。
进一步地，所述H采用TiO2、Nb2O5、Ta2O5光学薄膜材料；所述L采用SiO2光学薄膜材料。
进一步地，所述M采用Ni、Cr、Fe或其合金材料
进一步地，所述通带匹配系数的取值范围为0～2。
进一步地，所述通带透过率强度系数为0～1。
本发明采用两种介质材料和1层金属材料设计，其通带带宽可调节，通带透过率可连续调节，膜层规整无极薄层且具有较高的可制备性。
附图说明
下面将通过具体实施例对本发明进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。如无特殊说明，本发明采用的各种材料均能从市场上购买。
图1为本发明膜系结构图；
图2为 BP450-8nm-T30%带通滤光片透过率光谱图；
图3为 BP450-8nm-T30%带通滤光片截止背景光谱图。
具体实施方式
实施例
以光谱要求：光线0°入射带通滤光片；中心波长：450nm；带宽：8nm；通带透过率T=30%；通带外截止深度>OD4为例。
参见图1，采用膜系基础结构：
选择高、低两种折射率介质材料H：TiO2；L:SiO2；
选择金属材料M：NiCr合金；
根据带宽要求，给出间隔层系数a=2，以及反射腔的循环个数m=2；
根据截止深度要求给出整体循环个数n=2；
给出通带匹配系数b、c、d，b=0.6、c=1.2、d=1.4；
根据通带透过率要求，给出通带透过率强度系数e=0.2；
最终膜堆为：
利用计算机软件对通带透过率设定目标值，锁定除最后4层以外的其它膜层，只优化最后四层，采用Simplex优化方法优化。根据实际计算结果，获得最终膜系。设计中各层厚度分布见表一，设计透射曲线见图2，截止区域背景曲线见图3。
表一：各层厚度分布
| Layer | Material | Refractive Index | Extinction Coefficient | Optical Thickness (QWOT) | Physical Thickness (nm) |
| Substrate | Glass | 1.52532 | 0 | ||
| 1 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 2 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 3 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 4 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 5 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 4 | 178.22 |
| 6 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 7 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 8 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 9 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 10 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 11 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 12 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 13 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 14 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 15 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 4 | 178.22 |
| 16 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 17 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 18 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 19 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 20 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 21 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 22 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 23 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 24 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 25 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 4 | 178.22 |
| 26 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1 | 75.62 |
| 27 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1 | 44.56 |
| 28 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 0.590 | 44.62 |
| 29 | TiO2 | 2.5249 | 0.00035 | 1.237 | 55.13 |
| 30 | SiO2 | 1.48772 | 0 | 1.406 | 106.35 |
| 31 | Ni-Cr | 1.63443 | 2.84548 | 0.215 | 14.8 |
| Medium | Air | 1 | 0 |
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种能量调节型带通滤光片，包括基片上镀制的基础膜系，其特征在于，其基本结构为：
其中： S为玻璃基底；A为空气；H为高折射率材料；L为低折射率材料；M为金属材料，其中a为间隔层系数，调节所述间隔层系数可调整通带带宽；b、c、d为通带匹配系数，通过调整所述通带匹配系数使通带平整；e为通带透过率强度系数，通过调整所述通带透过率强度系数调整通带透过率；m为反射腔的循环个数，决定通带带宽和截止深度；n为整体循环个数，决定截止深度。
2.根据权利要求1所述能量调节型带通滤光片，其特征在于：所述H、L、M的厚度均为光学厚度为λ0/4的膜层。
3.根据权利要求2所述能量调节型带通滤光片，其特征在于：所述H采用TiO2、Nb2O5、Ta2O5光学薄膜材料；所述L采用SiO2光学薄膜材料。
4.根据权利要求3所述能量调节型带通滤光片，其特征在于：所述M采用Ni、Cr、Fe或其合金材料。
5.根据权利要求4所述能量调节型带通滤光片，其特征在于：所述通带匹配系数的取值范围为0～2。
6.根据权利要求5所述能量调节型带通滤光片，其特征在于：所述通带透过率强度系数为0～1。
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| CN202311554833.8A CN117348138A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 能量调节型带通滤光片 |
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