CN204166157U - 一种通带波段为430-450nm的带通滤光片及陈米筛选系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，包括基底、镀制于所述基底一面的、截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜和镀制于所述基底另一面的、截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜。解决了现有的对可见光波段通带波段为430-450nm的带通滤光片带外截止浅的问题。本实用新型还提供一种陈米筛选系统，包括分光装置、带通滤光片和与所述分光装置连接的筛选装置，所述带通滤光片为上述通带波段为430-450nm的带通滤光片。该陈米筛选系统能够实现将大米中的陈米筛选出，提高了将大米中的陈米筛选出的筛选准确率及筛选效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学设备应用领域，特别是涉及一种通带波段为430-450nm的带通滤光片。本实用新型还涉及一种陈米筛选系统。
背景技术
带通滤光片是一种从复合光中分离出某一波段光的光学器件，广泛应用于天文、空间探测、激光探测、光纤通信系统等领域。带通滤光片通过在透光基底上镀制介质膜层制成，利用介质膜层对光的干涉作用，实现允许某一波段光通过、滤除其它波段光的功能。允许通过的波长范围为通带波段。
对于通带波段为430-450nm的带通滤光片，当一束白光通过这一带通滤光片时，430-450nm波段光能够通过，其它波段光被截止。
但对于现有的对可见光波段所使用的通带波段为430-450nm的带通滤光片，其带外截止浅，这使通带波段为430-450nm的带通滤光片不能在高精度光学仪器中很好的应用。
实用新型内容
本实用新型提供一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，解决了现有的对可见光波段所使用的通带波段为430-450nm的带通滤光片带外截止浅的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，包括基底、镀制于所述基底一面的、截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜和镀制于所述基底另一面的、截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜。
可选地，所述第一截止滤光膜和所述第二截止滤光膜均包括基础膜系和位于所述基础膜系两侧的非周期膜系。
可选地，所述第一截止滤光膜的基础膜系的膜系结构为：基底/(0.5HL0.5H)n01/空气；
所述第二截止滤光膜的基础膜系的膜系结构为：基底/(0.5LH0.5L)n02/空气；
式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字为光学厚度的比例系数，n01表示(0.5HL0.5H)的重复次数，n02表示(0.5LH0.5L)的重复次数。
可选地，所述第一截止滤光膜的膜系结构为：基底/a1(HL)n1a2(HL)n2...(0.5HL0.5H)n01...aiLai(HL)ni/空气，(0.5HL0.5H)n01为第一基础膜系，/a1(HL)n1a2(HL)n2......aiLai(HL)ni/为第一非周期膜系；
式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字和ai为光学厚度的比例系数，n01表示(0.5HL0.5H)的重复次数，ni表示(HL)的重复次数。
可选地，ai的取值在0～2之间，ni的取值在5-10之间。
可选地，所述第二截止滤光膜的膜系结构为：基底/a1(HL)n1a2(HL)n2...(0.5LH0.5L)n02...ajLaj(HL)nj/空气，(0.5LH0.5L)n02为第二基础膜系，/a1(HL)n1a2(HL)n2......ajLaj(HL)nj/为第二非周期膜系；
式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字和ai为光学厚度的比例系数，n02表示(0.5LH0.5L)的重复次数，nj表示(HL)的重复次数。
可选地，aj的取值在0～2之间，nj的取值在2-5之间。
可选地，所述第一截止滤光膜和所述第二截止滤光膜均采用电子束蒸发蒸镀于所述基底上。
可选地，所述基底为光学玻璃基底或宝石基底。
本实用新型提供的一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，包括基底、镀制于所述基底一面的、截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜和镀制于所述基底另一面的、截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜。镀制于基底一面的截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜能够有效截止380-430nm波段光，使其它波段光通过；镀制于基底另一面的截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜能够有效截止450-780nm波段光，而使其它波段光通过。所以，当一束白光通过所述带通滤光片时，其中的带外波段380-430nm和450-780nm波段能够被有效截止，从而解决了现有对可见光波段使用的通带波段为430-450nm的带通滤光片带外截止浅的问题。
本实用新型还提供一种陈米筛选系统，包括：
生成作为对比光的第一白光和照射于大米上的第二白光的分光装置；
生成所述第一白光的第一出射光和所述第二白光经所述大米的反射光的第二出射光的带通滤光片；
与所述分光装置连接的、当第二出射光的波段范围小于第一出射光的波段范围时判定所述大米为陈米的筛选装置；
所述带通滤光片为以上所述的通带波段为430-450nm的带通滤光片。
本实用新型提供的一种陈米筛选系统，包括分光装置、带通滤光片和与所述分光装置连接的筛选装置。分光装置生成第一白光和第二白光，第一白光为对比光，第二白光照射于大米上，第一白光和第二白光经所述大米的反射光经过所述带通滤光片，对应生成第一出射光和第二出射光，所述带通滤光片为以上所述的通带波段为430-450nm的带通滤光片，筛选装置用于当第二出射光的波段范围小于第一出射光的波段范围时判定所述大米为陈米。
因此，该陈米筛选系统能够实现将大米中的陈米筛选出，提高了将大米中的陈米筛选出的筛选准确率及筛选效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种通带波段为430-450nm的带通滤光片的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种通带波段为430-450nm的带通滤光片的透射光谱曲线。
图3为本实用新型实施例提供的带通滤光片的第一截止滤光膜的透射光谱曲线；
图4为本实用新型实施例提供的带通滤光片的第二截止滤光膜的透射光谱曲线；
图5为本实用新型实施例提供的一种陈米筛选系统的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，解决了现有的对可见光波段所使用的通带波段为430-450nm的带通滤光片带外截止浅的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1，本实用新型实施例所提供的一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，包括基底10、镀制于所述基底一面的、截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜11和镀制于所述基底另一面的、截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜12。
本实施例中，所述带通滤光片的基底可以是光学玻璃，如融石英玻璃、K9玻璃、ZK6玻璃和BaK玻璃等，也可以是宝石材料基底。
镀制于基底一面的截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜能够有效截止380-430nm波段光，使其它波段光通过；镀制于基底另一面的截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜能够有效截止450-780nm波段光，而使其它波段光通过。所以，当一束白光通过所述带通滤光片时，其中的带外波段380-430nm和450-780nm波段光能够被有效截止，从而解决了现有对可见光波段使用的通带波段为430-450nm的带通滤光片带外截止浅的问题。
本实施例所述的带通滤光片，能够有效截止带外波段380-430nm和450-780nm波段光，使430-450nm波段光高效透过，使所述带通滤光片的通带形状逼近矩形、通带波纹小。如图2为本实施例提供的一种通带波段为430-450nm的带通滤光片的透射光谱曲线。
同时，在基底两面制膜，与传统的在基底单面制膜相比，减少了单面膜层的总厚度，减小了膜层内应力使膜层厚度均匀，并使累积误差对膜的影响减小，提高了制膜的成品率。
本实施例中，所述第一截止滤光膜和所述第二截止滤光膜均由基础膜系和非周期膜系组成，所述非周期膜系位于所述基础膜系的两侧。
基础膜系是所述截止滤光膜最基本的膜系结构，非周期膜系位于基础膜系的两侧，截止滤光膜通过非周期膜系与基底接触或与入射介质接触，通过调节非周期膜系的膜系结构可使基础膜系与基底和入射介质的导纳相匹配，从而使所述带通滤光片具有更好的性能。
所述第一截止滤光膜的基础膜系的膜系结构为：基底/(0.5HL0.5H)n01/空气，式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字为光学厚度的比例系数，n01表示(0.5HL0.5H)的重复次数。
所述第二截止滤光膜的基础膜系的膜系结构为：基底/(0.5LH0.5L)n02/空气，式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字为光学厚度的比例系数，n02表示(0.5LH0.5L)的重复次数。
可选用的高折射率材料有Ta2O5、钛的氧化物、H4(La2O3+TiO2)、ZrO2，HfO2，可选用的低折射率材料有SiO2、MgF2、YbF3。
本实施例中，所述第一截止滤光膜的膜系结构为：基底/a1(HL)n1a2(HL)n2...(0.5HL0.5H)n01...aiLai(HL)ni/空气，(0.5HL0.5H)n01为第一基础膜系，/a1(HL)n1a2(HL)n2......aiLai(HL)ni/为第一非周期膜系。式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字和ai为光学厚度的比例系数，n01表示(0.5HL0.5H)的重复次数，ni表示(HL)的重复次数。
其中，ai表示第一非周期膜系的中心波长为第一基础膜系的中心波长的ai倍，ai的取值在0～2之间，ni的取值在5-10之间。该膜系对380-430nm波段截止，并保证430-450nm波段的高透过。以一高折射率材料膜层或者一低折射率膜层为一个膜层，第一截止滤光膜由至少25层膜层构成。
所述第二截止滤光膜的膜系结构为：基底/a1(HL)n1a2(HL)n2...(0.5LH0.5L)n02...ajLaj(HL)nj/空气，(0.5LH0.5L)n02为第二基础膜系，/a1(HL)n1a2(HL)n2......ajLaj(HL)nj/为第二非周期膜系。式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字和aj为光学厚度的比例系数，n02表示(0.5LH0.5L)的重复次数，nj表示(HL)的重复次数。
其中，aj表示第二非周期膜系的中心波长为第二基础膜系的中心波长的aj倍，aj的取值在0～2之间，nj的取值在2-5之间。该膜系对450-780nm波段截止，并保证430-450nm波段的高透过，以一高折射率膜层或者一低折射率膜层为一个膜层，第一截止滤光膜由至少15层膜层构成。
本实施例所述的带通滤光片，包括以上所述的第一截止滤光膜和第二截止滤光膜，第一截止滤光膜镀制于基底的一面，第二截止滤光膜镀制于基底的另一面。将所述带通滤光片使用光谱测试设备测试，如图2所示，从所得的光谱曲线显示，通带透过率高，通带形状逼近矩形，通带波纹小，带外截止深，满足430-450nm高透过、380-430nm和450-780nm高截止的要求。
本实施例中，所述第一截止滤光膜和所述第二滤光膜均采用电子束蒸发蒸镀于所述基底上。下面举例详细说明所述第一截止滤光膜和所述第二截止滤光膜的镀制过程。
(1)第一截止滤光膜的制备
以光学玻璃K9为基底，以Ti3O5为高折射率材料，SiO2为低折射率材料，第一截止滤光膜的膜系结构为：空气/0.6H0.5L1.4H0.9L1.6H1.06L1.3H0.7L(HL)^11H0.8L1.2H0.8L0.8H1.2L0.2H/基底。通过上述膜系结构，通带平均透射率为99.9％(不考虑背面反射)，截止带透射率小于1％，其透射光谱曲线如图3所示。
具体制备过程如下：
a清洁玻璃K9基底，用酒精和乙醚混合溶液浸湿的纱布擦洗，去除表面的油污、抛光时的遗留物等，镀制前用离子源进行清洁，离子源参数如表1所示。
b烘烤玻璃K9基底，将基底放置在夹具内，放入真空镀膜机，真空度抽至3×10-3pa，烘烤温度加至150～200℃，持续1小时。
c镀制第一层膜层，Ti3O5放置在八孔位坩埚中，采用电子枪蒸镀，并采用离子源辅助沉积，离子源参数如表1，蒸镀时真空度为1～3×10-2pa，蒸发速率为其几何厚度为62nm。
d镀制第二层膜层，SiO2放置在环形坩埚中，采用电子枪蒸镀，并采用离子源辅助沉积，离子源参数如表1所示，蒸镀时真空度为1～3×10-2pa，蒸发速率为其几何厚度为32nm。
e依次重复c，d，对3-17层进行镀制。
f镀制完成后，待真空室温度冷却至室温，取出测试片，利用分光光度计对测试片的光谱曲线进行测试。
表1
(2)第二截止滤光膜的制备
以光学玻璃K9为基底，以Ti3O5为高折射率材料，SiO2为低折射率材料，第二截止滤光膜的膜系结构为：空气/1.4H0.3L1.5H0.6L0.9H0.9L1.3H0.8L0.9H0.9L...1.3(0.5LH0.5L)^15/基底。通过上述膜系结构，通带平均透射率为99.9％(不考虑背面反射)，截止带透射率小于1％，其透射光谱曲线如图4所示。
具体制备过程如下：
a清洁玻璃K9基底，用酒精和乙醚混合溶液浸湿的纱布擦洗，去除表面的油污、抛光时的遗留物等，镀制前用离子源进行清洁，离子源参数如表1所示。
b烘烤玻璃K9基底，将基底放置在夹具内，放入真空镀膜机，真空度抽至3×10-3pa，烘烤温度加至150～200℃，持续1小时。
c镀制第一层膜层，Ti3O5放置在八孔位坩埚中，采用电子枪蒸镀，并采用离子源辅助沉积，离子源参数如表1所示，蒸镀时真空度为1～3×10-2pa，蒸发速率为其几何厚度为78nm。
d镀制第二层膜层，SiO2放置在环形坩埚中，采用电子枪蒸镀，并采用离子源辅助沉积，离子源参数如表1所示，蒸镀时真空度为1～3×10-2pa，蒸发速率为其几何厚度为34nm。
e依次重复c，d，对3-55层进行镀制。
f镀制完成后，待真空室温度冷却至室温，取出测试片，利用分光光度计对测试片的光谱曲线进行测试。
本实用新型还提供一种陈米筛选系统。参见图5，本实用新型实施例所提供的一种陈米筛选系统，包括：
生成作为对比光的第一白光和照射于大米上的第二白光的分光装置20；
生成所述第一白光的第一出射光和所述第二白光经所述大米的反射光的第二出射光的带通滤光片21；
与所述分光装置连接的、当第二出射光的波段范围小于第一出射光的波段范围时判定所述大米为陈米的筛选装置22；
所述带通滤光片21为以上所述的通带波段为430-450nm的带通滤光片。
分光装置生成第一白光和第二白光，第一白光为对比光，第二白光照射于大米上，第一白光和第二白光经所述大米的反射光经过所述带通滤光片，对应生成第一出射光和第二出射光，所述带通滤光片为通带波段为430-450nm的带通滤光片，筛选装置用于当第二出射光的波段范围小于第一出射光的波段范围时判定所述大米为陈米。
对于收取的大米，新米为乳白色，而陈米偏黄色，所以当第二白光照射在大米上时，经新米的反射光依然为白光，而经陈米的反射光为与陈米颜色一致波段的光，黄光波段为570-620nm；当第一白光和反射光经过所述带通滤光片后，通带波段为430-450nm的带通滤光片将430-450nm波段光通过，将其它波段光截止，相应生成第一出射光和第二出射光。
生成的第一白光的第一出射光包含430-450nm波段光。而对于生成的反射光的第二出射光，如果大米为新米，其反射光为白光，则第二出射光的波段与第一出射光的波段一致；如果大米为陈米，其反射光为与其本身颜色一致波段的光，为黄光波段光，而这一波段不会被所述带通滤光片通过，所以第二出射光的波段范围会小于第一出射光的波段范围。由此来判定所述大米为陈米，进一步将陈米从大米中筛选出。
对于现有的陈米筛选系统，有利用新米和陈米中的水分含量的高低对粮食进行筛选，有的则是利用新米和陈米的发热量的不同，通过其红外光谱的差异进行筛选，但使用这些系统对陈米筛选极易受环境因素的影响。例如，在利用水分含量的差异进行筛选时，容易受空气湿度的影响；而利用发热量差异的筛选会受环境温度的干扰。所以导致筛选准确率低、筛选效率低。本实施例所述的陈米筛选系统能够实现将大米中的陈米筛选出，受环境因素的影响较小，提高了筛选准确率及筛选效率。
本实施例中，所述带通滤光片为上实施例所述的通带波段为430-450nm的带通滤光片。
以上对本实用新型所提供的一种通带波段为430-450nm的带通滤光片及一种陈米筛选系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种通带波段为430-450nm的带通滤光片，其特征在于，包括基底、镀制于所述基底一面的、截止波段为380-430nm的第一截止滤光膜和镀制于所述基底另一面的、截止波段为450-780nm的第二截止滤光膜。
2.如权利要求1所述的带通滤光片，其特征在于，所述第一截止滤光膜和所述第二截止滤光膜均包括基础膜系和位于所述基础膜系两侧的非周期膜系。
3.如权利要求2所述的带通滤光片，其特征在于，所述第一截止滤光膜的基础膜系的膜系结构为：基底/(0.5HL0.5H)n01/空气；
所述第二截止滤光膜的基础膜系的膜系结构为：基底/(0.5LH0.5L)n02/空气；
式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字为光学厚度的比例系数，n01表示(0.5HL0.5H)的重复次数，n02表示(0.5LH0.5L)的重复次数。
4.如权利要求2所述的带通滤光片，其特征在于，所述第一截止滤光膜的膜系结构为：基底/a1(HL)n1a2(HL)n2...(0.5HL0.5H)n01...aiLai(HL)ni/空气，(0.5HL0.5H)n01为第一基础膜系，/a1(HL)n1a2(HL)n2......aiLai(HL)ni/为第一非周期膜系；
式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字和ai为光学厚度的比例系数，n01表示(0.5HL0.5H)的重复次数，ni表示(HL)的重复次数。
5.如权利要求4所述的带通滤光片，其特征在于，ai的取值在0～2之间，ni的取值在5-10之间。
6.如权利要求2所述的带通滤光片，其特征在于，所述第二截止滤光膜的膜系结构为：基底/a1(HL)n1a2(HL)n2...(0.5LH0.5L)n02...ajLaj(HL)nj/空气，(0.5LH0.5L)n02为第二基础膜系，/a1(HL)n1a2(HL)n2......ajLaj(HL)nj/为第二非周期膜系；
式中：H表示一个光学厚度的高折射率材料膜层，L表示一个光学厚度的低折射率材料膜层，H、L前的数字和ai为光学厚度的比例系数，n02表示(0.5LH0.5L)的重复次数，nj表示(HL)的重复次数。
7.如权利要求6所述的带通滤光片，其特征在于，aj的取值在0～2之间，nj的取值在2-5之间。
8.如权利要求1所述的带通滤光片，其特征在于，所述第一截止滤光膜和所述第二截止滤光膜均采用电子束蒸发蒸镀于所述基底上。
9.如权利要求1所述的带通滤光片，其特征在于，所述基底为光学玻璃基底或宝石基底。
10.一种陈米筛选系统，其特征在于，包括：
生成作为对比光的第一白光和照射于大米上的第二白光的分光装置；
生成所述第一白光的第一出射光和所述第二白光经所述大米的反射光的第二出射光的带通滤光片；
与所述分光装置连接的、当第二出射光的波段范围小于第一出射光的波段范围时判定所述大米为陈米的筛选装置；
所述带通滤光片为权利要求1至9任一项所述的通带波段为430-450nm的带通滤光片。
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Assignee: Changchun Huachen Photoelectric Technology Co., Ltd. Assignor: Meng Fanyou Contract record no.: 2015220000029 Denomination of utility model: Bandpass optical filter with passband wave band of 430-450 nm and aging rice screening system Granted publication date: 20150218 License type: Exclusive License Record date: 20150707 |
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