CN204631282U - 一种双消短波通光学滤波器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双消短波通光学滤波器，包括基板以及设置在所述基板上的双消短波通膜系，所述的双消短波通膜系包括依次设置在所述基板上的导纳匹配膜系、第一主膜系和第二主膜系；导纳匹配膜系由中间折射率膜和低折射率膜交替组成；第一主膜系由高折射率膜、中间折射率膜和低折射率膜组成；第二主膜系由高折射率膜和低折射率膜交替组成；高折射率膜为TiO2膜或Nb2O5膜，中间折射率膜为Al2O3膜或MgO膜，低折射率膜为SiO2膜。双消短波通光学滤波器可应用在分色合色器上，能够消短波通带残余反射和消s-、p-偏振光过渡波长分离，提高显示图像的亮度、清晰度和色饱和度。

Description

一种双消短波通光学滤波器
技术领域
本实用新型涉及双消短波通光学滤波器领域，具体涉及一种双消短波通光学滤波器。
背景技术
短波通光学滤波器在光学工程中广为应用，其功能是透射短波长光而反射长波长光。以光电投影显示为例，这种短波通光学滤波器的应用包括三种基本功能：把白光分解成三基色光、把经过调制的三基色光合成彩色图像以及隔离光源的红外光。
高亮度、高清晰度和色彩还原是显示技术中最关注的三个技术指标，因此如何提高光能利用率和图像对比度以及色饱和度是长期以来致力解决的问题。但现用短波通光学滤波器都是釆用麦克劳德《光学薄膜滤波器》中的短波通膜系(0.5LH0.5L)p作为基本膜系结构进行厚度优化得到的，其中p是周期数。这种短波通光学滤波器不仅短波通带中的残余反射率高，而且透射-反射过渡区中s-偏振光、p-偏振光的过渡波长分离很大。其结果，一是导致光能损失，降低了光能利用率；二是损失的那一部分光在系统内通过多次反射和折射后变成了杂散光，导致图像清晰度和对比度下降；三是色饱和度降低，彩色图像淡而不艳。
申请公布号为CN 103513314A(申请号为201310471073.4)的中国发明专利申请公开了一种低通滤波器，包括沿光路方向依次设置的第一石英晶体片、四分之一波片、第二石英晶体片，其中，在所述第一石英晶体片的光线入射侧表面上镀有红外截止膜，在所述第二石英晶体片的光线出射表面上镀有受抑波长漂移膜，所述的红外截止膜包括交替分布的高折射率层和低折射率层，所述的高折射率层为Ti3O5层、Nb2O5层或ZnS层，所述的低折射率层为SiO2层，所述的受抑波长漂移膜包括从所述第二石英晶体片向外依次设置的第一匹配膜系、主膜系和第二匹配膜系，其中，所述的第一匹配膜系包括交替分布的低折射率层SiO2和高折射率层Ti3O5，所述的主膜系包括交替分布的交替分布的低折射率层SiO2和高折射率层Ti3O5，所述的第二匹配膜系包括交替分布的高折射率层Ti3O5和低折射率层SiO2以及插在高折射率层Ti3O5和低折射率层SiO2之间的中间折射率层Ta2O5或HfO2。该低通滤波器主要有三个方面的功能：截止近红外光和紫外光、稳定透射-截止过渡波长和消除莫尔条纹，可应用在高像素传感器中，但是，其红外截止膜采用交替分布的高折射率层和低折射率层，实现截止近红外光和紫外光，即反射近红外光和紫外光，该红外截止膜不适合用于光电投影显示、影像采集系统和彩色工程中。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供了一种双消短波通光学滤波器，从而提高显示图像的亮度、清晰度和色饱和度。
为实现上述目的，本发明人在分析计算的基础上，首次提出了一种双消短波通光学滤波器的设计。其构思过程是，由于仅用一个所述的现用短波通膜系(0.5LH0.5L)p作为初始结构是不可能实现双消目的的，那怕在优化过程中选用三种以上的薄膜材料也无济于事，故需按如下步骤来实施：第一步先设计第一主膜系，要求其透射-反射过渡区中s-、p-偏振光的过渡波长几乎没有分离，但由于仅用两种薄膜材料是不可能消除偏振分离的，故需选用三种薄膜材料；第二步再设计第二主膜系，由于第一主膜系实现消偏振分离后，其长波区的反射带宽变得很窄，所以必须用第二主膜系来展宽其反射带；第三步是设计导纳匹配膜系，第一主膜系和第二主膜系已实现了s-、p-偏振光的过渡波长几乎没有分离，且长波具有足够宽的高反射带，但此时短波透射带中仍有较大的残余反射，这是因为第一主膜系和第二主膜系的总导纳与基板导纳不匹配引起的，为此必须在基板和第一、二主膜系之间再设计一个导纳匹配膜系。
具体地说，本实用新型所采取的技术方案是：
一种双消短波通光学滤波器，包括基板以及设置在所述基板上的双消短波通膜系，所述的双消短波通膜系，包括依次设置在所述基板上的导纳匹配膜系、第一主膜系和第二主膜系；
所述的导纳匹配膜系由中间折射率膜和低折射率膜交替组成；
所述的第一主膜系由高折射率膜、中间折射率膜和低折射率膜组成；
所述的第二主膜系由高折射率膜和低折射率膜交替组成；
所述的高折射率膜为TiO2膜或Nb2O5膜，所述的中间折射率膜为Al2O3膜或MgO膜，所述的低折射率膜为SiO2膜。
本实用新型中，这种结构的短波通光学滤波器具有双消特性：消短波通带残余反射和消s-、p-偏振光过渡波长分离。
进一步地，所述的高折射率膜为TiO2膜，所述的中间折射率膜为Al2O3膜，所述的低折射率膜为SiO2膜。
即所述的高折射率膜的材料为TiO2或Nb2O5,优选TiO2；所述的中间折射率的材料为Al2O3或MgO,优选Al2O3；所述的低折射率膜的材料为SiO2。
进一步地，所述的双消短波通光学滤波器在空气中使用的入射角为16度时，总膜层数为68层，其中，所述的导纳匹配膜系为13层，从基板一侧向外各膜层的厚度依次为：125.5，116.2，110.9，111.5，95.4，121.6，95.4，102.1，115.7，103.5，245.3，75.7，76.4，单位为nm；
所述的第一主膜系为39层，从导纳匹配膜系向外各膜层的厚度依次为：19.7，165.8，34.5，121.6，41.2，35.4，51.1，22.8，49.2，35.8，45.9，71.2，44.5，38.9，52.6，21.4，52.0，46.3，57.9，20.8，50.0，47.7，63.9，21.2，44.9，47.3，69.5，22.2，37.5，46.8，78.1，28.7，27.6，39.8，77.6，30.3，26.0，37.8，71.9，单位为nm；
第一主膜系中，第1、3、6、8、10、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38层为高折射率膜，第2、4、12、31、39层为中间折射率膜，其余为低折射率膜；
所述的第二主膜系为16层，从第一主膜系向外各膜层的厚度依次为：88.5，117.2，78.1，119.8，76.5，122.9，76.9，125.2，78.4，127.8，85.9，80.1，9.8，31.4，72.5，75.5，单位为nm。该双消短波通光学滤波器在短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.036％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为0.1nm。
进一步地，所述的双消短波通光学滤波器在空气中使用的入射角为45度时，总膜层数为79层，其中，所述的导纳匹配膜系为6层，从基板一侧向外各膜层的厚度依次为：121.8，132.3，125.9，101.5，83.8，194.5，单位为nm；
所述的第一主膜系为53层，从导纳匹配膜系向外各膜层的厚度依次为：18.3，217.2，38.9，46.0，23.7，46.1，89.2，95.2，95.5，135.0，26.7，52.5，89.3，48.9，36.5，55.7，89.0，51.4，30.0，75.7，26.3，43.2，32.7，40.7，76.8，32.8，35.9，43.1，22.7，78.2，46.8，44.3，22.4，80.2，49.9，47.3，20.5，77.3，51.6，52.2，19.2，71.6，53.1，51.9，7.3，17.0，66.4，53.7，63.5，17.1，57.7，56.9，85.7，单位为nm；
第一主膜系中，第1、3、5、7、11、15、19、21、23、27、29、31、33、35、37、39、41、43、46、48、50、52层为高折射率膜，第8、10、13、17、25、45、53层为中间折射率膜，其余为低折射率膜；
所述的第二主膜系为20层，从第一主膜系向外各膜层的厚度依次为：14.9，40.0，52.9，80.9，14.8，40.1，60.7，154.7，77.7，141.7，81.6，141.5，83.8，143.6，90.9，101.4，11.4，31.2，71.1，88.1，单位为nm。该双消短波通光学滤波器在短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.623％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为0.4nm。
一种菲力普分色合色器，包括沿光路方向设置的反红透蓝绿棱镜、反蓝透绿棱镜和透绿棱镜，所述的反红透蓝绿棱镜设有短波通膜系，所述的短波通膜系采用双消短波通膜系。
一种平板分色合色器，包括沿光路方向设置的反红透蓝绿平板和反蓝透绿平板，所述的反红透蓝绿平板设有短波通膜系，所述的短波通膜系采用双消短波通膜系。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
当滤波器在空气中使用的入射角为16度，即用于菲力普分色合色器时，用现有短波通膜系(0.5LH0.5L)p作为初始结构优化，得到短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.561％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为3.1nm。而釆用本实用新型的膜系结构，得到短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.036％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为0.1nm。
当滤波器在空气中使用的入射角为45度，即用于平板分色合色器时，用现有短波通膜系(0.5LH0.5L)p作为初始结构优化，得到短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为1.33％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为15.5nm。而釆用本实用新型的膜系结构，得到短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.623％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为0.4nm。
本实用新型的有益效果是，首先是提高了光能利用率，因而提高了显示亮度。光能利用率的提高主要源于两个方面：1、短波通带中残余反射减少，透射率提高，对菲力普系统，短波通带的平均残余反射从现有的0.561％下降到0.036％，而对平板系统，平均残余反射从现有的1.33％下降到0.623％；2、透射-反射过渡区中s-、p-偏振光的过渡波长分离减少，由于分色合色器件总的光能利用率为s-、p-偏振光透射率的乘积,这意味着s-、p-偏振之间的过渡波长分离区的光能量会无法利用而被损失，对菲力普分色合色器，s-、p-偏振光的过渡波长分离从现有的3.1nm下降到0.1nm，而对平板分色合色器，偏振分离从现有的15.5nm下降到0.4nm。这就是本实用新型器件的显示亮度明显高于现用器件的原因。
其次是提高了图像对比度，因而提高了图像清晰度。图像对比度的提高主要源于系统中杂散光的减小，无论是短波通带中的平均残余反射率，还是s-、p-偏振分离造成的光能损失，都会在系统内通过多次折射和反射，最终变成杂散光，导致对比度大幅降低，这就是本实用新型器件的对比度明显高于现用器件的原因。
最后是提高了图像色饱和度，使色彩更艳丽。图像色饱和度的提高主要源于s-、p-偏振分离的减小，因为s-、p-偏振分离区域实际上是两种不同颜色的叠加，必然导致色饱和度降低；当然短波通带中残余反射的降低也有助于提高色饱和度的。这就是本实用新型器件的色饱和度优于现用器件的原因。
附图说明
图1是菲力普分色合色器的工作原理示意图。
图2是现用菲力普分色合色器短波通膜系的分光透射率曲线(入射角16度)。
图3是现用菲力普分色合色器短波通膜系的放大分光透射率曲线(入射角16度)。
图4是本实用新型中菲力普分色合色器双消短波通膜系的每层膜的膜厚和折射率的对应关系图(入射角16度)。
图5是本实用新型中菲力普分色合色器双消短波通膜系的分光透射率曲线(入射角16度)。
图6是本实用新型中菲力普分色合色器双消短波通膜系的放大分光透射率曲线(入射角16度)。
图7是平板分色合色器的工作原理示意图。
图8是现用平板分色合色器短波通膜系的分光透射率曲线(入射角45度)。
图9是现用平板分色合色器短波通膜系的放大分光透射率曲线(入射角45度)。
图10是本实用新型中平板分色合色器双消短波通膜系的每层膜的膜厚和折射率的对应关系图(入射角45度)。
图11是本实用新型中平板分色合色器双消短波通膜系的分光透射率曲线(入射角45度)。
图12是本实用新型中平板分色合色器双消短波通膜系的放大分光透射率曲线(入射角45度)。
图13是本实用新型的双消短波通光学滤波器的膜系结构。
具体实施方式
实施例1
图1是菲力普分色合色器的工作原理示意图。如图1所示，菲力普分色合色器包括反红透蓝绿棱镜1、反蓝透绿棱镜4和透绿棱镜7。在反红透蓝绿棱镜1的第二棱镜面上镀上短波通膜系2，可使入射的白光分为反射的红光和透射的蓝绿光。反蓝透绿棱镜4的第二棱镜面上的膜系5可把入射的蓝绿光分为反射的蓝光和透射的绿光，于是可实现红(R)、绿(G)、蓝(B)分色或合色。图1中3和6是空气隙。
图2和图3是现用菲力普分色合色器短波通膜系(即图1中的短波通膜系2)的分光透射率曲线，其中，Ts指s-偏振光的透射率、Tp指p-偏振光的透射率、Tav指平均透射率。在菲力普分色合色器中，虽然膜层中的入射角仅16度，但可以看出，现用短波通膜系的短波通带残余反射达到0.561％，透射-反射过渡区s-、p-偏振的过渡波长分离达到3.1nm。通过本实用新型的三个步骤设计：第一步先设计出透射-反射过渡区中s-、p-偏振光的过渡波长几乎没有分离的第一主膜系，由于仅用高、低两种薄膜材料不可能消除偏振分离，故需选用三种薄膜材料：高折射率、中间折射率和低折射率；第二步再设计出展宽第一主膜系反射带的第二主膜系，使第一主膜系的反射带和第二主膜系的反射带合起来满足反射带宽的使用要求，由于第二主膜系的作用仅是展宽反射带，所以选用高折射率和低折射率两种材料；第三步是设计导纳匹配膜系，第一主膜系和第二主膜系已实现了足够宽度的高反射区，并使透射-反射过渡区中s-、p-偏振光的过渡波长分离几乎为零，但短波透射带中还有较大的残余反射，究其原因，是因为第一主膜系和第二主膜系的总导纳虽已与空气导纳较匹配，但与基板导纳匹配不够引起的，为此必须设计一个基板侧的导纳匹配膜系来消除短波通带中的残余反射，由于此导纳匹配膜系的作用类似于宽带减反射膜，故选低折射率和中间折射率两种材料。以上所述的高折射率材料(H)可选TiO2或Nb2O5,但本实施例优选TiO2；所述中间折射率材料(M)可选Al2O3或MgO,本实施例优选Al2O3；所述低折射率材料(L)选SiO2。最终得到菲力普分色合色器双消短波通膜系的总膜层数为68层，其中紧靠K9玻璃基板的导纳匹配膜系为13层，第一主膜系为39层，第二主膜系为16层，最外面为空气。图4是本实用新型菲力普分色合色器双消短波通膜系的每层膜的膜厚和折射率的对应关系图，各层膜的折射率(在波长550nm)和厚度如表1所列。
表1.菲力普分色合色器双消短波通膜系各层膜的折射率和厚度
(1).导纳匹配膜系表
膜层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
材料 M L M L M L M L M L M L M
折射率 1.62 1.46 1.62 1.46 1.62 1.46 1.62 1.46 1.62 1.46 1.62 1.46 1.62
膜厚/nm 125.5 116.2 110.9 111.5 95.4 121.6 95.4 102.1 115.7 103.5 245.3 75.7 76.4
(2).第一主膜系表
膜层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
材料 H M H M L H L H L H L M L
折射率 2.38 1.62 2.38 1.62 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 1.62 1.46
膜厚/nm 19.7 165.8 34.5 121.6 41.2 35.4 51.1 22.8 49.2 35.8 45.9 71.2 44.5
续上表
膜层序号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
材料 H L H L H L H L H L H L H
折射率 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38
膜厚/nm 38.9 52.6 21.4 52.0 46.3 57.9 20.8 50.0 47.7 63.9 21.2 44.9 47.3
续上表
膜层序号 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
材料 L H L H M H L H L H L H M
折射率 1.46 2.38 1.46 2.38 1.62 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.62
膜厚/nm 69.5 22.2 37.5 46.8 78.1 28.7 27.6 39.8 77.6 30.3 26.0 37.8 71.9
(3).第二主膜系表
膜层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
材料 H L H L H L H L H L H L H
折射率 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38
膜厚/nm 88.5 117.2 78.1 119.8 76.5 122.9 76.9 125.2 78.4 127.8 85.9 80.1 9.8
续上表
膜层序号 14 15 16 空气
材料 L H L Air
折射率 1.46 2.38 1.46 1.0
膜厚/nm 31.4 72.5 75.5
图5和图6是本实用新型菲力普分色合色器双消短波通膜系的分光透射率曲线，图5中，Ts、Tp、Tav重叠。从图5和图6可知，该双消短波通光学滤波器在短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.036％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为0.1nm。相比于现用的菲力普分色合色器短波通光学滤波器，短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.561％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为3.1nm，本实用新型取得了突破性进展，其中短波通带平均残余反射下降了15倍，偏振分离下降了31倍。
实施例2
图7是平板分色合色器的工作原理示意图。如图7所示，平板分色合色器由反红透蓝绿平板8和反蓝透绿平板9组成。在反红透蓝绿平板8的第一面上镀上短波通膜系10，可使入射的白光分为反射的红光和透射的蓝绿光。类似地，在反蓝透绿平板9的第一面上的膜系11可把入射的蓝绿光分为反射的蓝光和透射的绿光。于是可实现红(R)、绿(G)、蓝(B)分色或合色。
图8和图9是现用平板分色合色器短波通膜系的分光透射率曲线，其中，Ts指s-偏振光的透射率、Tp指p-偏振光的透射率、Tav指平均透射率。平板分色合色器的结构要比菲力普棱镜简单得多，但由于入射到平板短波通膜系的入射角为45度，所以无论是短波通带的残余反射还是s-、p-偏振的过渡波长分离都要比菲力普棱镜大许多。从图8和图9可以看出，现用平板短波通膜系的短波通带残余反射达到1.33％，而透射-反射过渡区s-、p-偏振的过渡波长分离更是达到了15.5nm，这对要求较高的分色合色系统是不敷应用的。通过本实用新型的三个步骤设计，即第一步先设计出透射-反射过渡区中s-、p-偏振光的过渡波长几乎没有分离的第一主膜系，设计中需选用高折射率、中间折射率和低折射率三种薄膜材料；第二步再设计出展宽第一主膜系反射带的第二主膜系，选用高折射率和低折射率两种材料就可达到展宽反射带之目的；第三步是设计导纳匹配膜系，选用低折射率和中间折射率两种材料使短波透射带中的残余反射降至最小。同样，高折射率材料(H)可选TiO2或Nb2O5，但本实施例优选TiO2；中间折射率材料(M)可选Al2O3或MgO,本实施例优选Al2O3；低折射率材料(L)选SiO2。最终得到平板分色合色器双消短波通膜系的总膜层数为79层，其中紧靠K9玻璃基板的导纳匹配膜系为6层，第一主膜系为53层，第二主膜系为20层，最外面为空气。图10是本实用新型的平板分色合色器双消短波通膜系的每层膜的膜厚和折射率的对应关系图，各层膜的折射率(在波长550nm)和厚度如表2所列。
表2.平板分色合色器双消短波通膜系各层膜的折射率和厚度
(1).导纳匹配膜系表
膜层序号 1 2 3 4 5 6
材料 M L M L M L
折射率 1.62 1.46 1.62 1.46 1.62 1.46
膜厚/nm 121.8 132.3 125.9 101.5 83.8 194.5
(2).第一主膜系表
膜层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
材料 H L H L H L H M L M H L M
折射率 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.62 1.46 1.62 2.38 1.46 1.62
膜厚/nm 18.3 217.2 38.9 46.0 23.7 46.1 89.2 95.2 95.5 135.0 26.7 52.5 89.3
续上表
膜层序号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
材料 L H L M L H L H L H L M L
折射率 1.46 2.38 1.46 1.62 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 1.62 1.46
膜厚/nm 48.9 36.5 55.7 89.0 51.4 30.0 75.7 26.3 43.2 32.7 40.7 76.8 32.8
续上表
膜层序号 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
材料 H L H L H L H L H L H L H L
折射率 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46
膜厚/nm 35.9 43.1 22.7 78.2 46.8 44.3 22.4 80.2 49.9 47.3 20.5 77.3 51.6 52.2
续上表
膜层序号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53
材料 H L H L M H L H L H L H M
折射率 2.38 1.46 2.38 1.46 1.62 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.62
膜厚/nm 19.2 71.6 53.1 51.9 7.3 17.0 66.4 53.7 63.5 17.1 57.7 56.9 85.7
(3).第二主膜系表
膜层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
材料 H L H L H L H L H L H L H
折射率 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38
膜厚/nm 14.9 40.0 52.9 80.9 14.8 40.1 60.7 154.7 77.7 141.7 81.6 141.5 83.8
续上表
膜层序号 14 15 16 17 18 19 20 空气
材料 L H L H L H L Air
折射率 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 2.38 1.46 1.0
膜厚/nm 143.6 90.9 101.4 11.4 31.2 71.7 88.1
图11和图12是本实用新型平板分色合色器双消短波通膜系的分光透射率曲线。从图11和图12可知，该双消短波通光学滤波器在短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为0.623％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为0.4nm。相比于现用的平板分色合色器短波通光学滤波器，短波通带400nm～580nm范围内的平均残余反射率为1.33％，透射-反射过渡区中透射率为50％处的s-、p-偏振光的过渡波长分离为15.5nm，本实用新型取得了重要突破，特别是偏振分离减小了约39倍。
根据以上两个实施例，图13归结出本实用新型的双消短波通光学滤波器的膜系结构：从基板12开始依次包括导纳匹配膜系13、第一主膜系14和第二主膜系15；其中导纳匹配膜系13由中间折射率膜(M)和低折射率膜(L)交替组成，第一主膜系14由高折射率膜(H)、中间折射率膜(M)和低折射率膜(L)组成，第二主膜系15由高折射率膜(H)和低折射率膜(L)交替组成。

Claims (6)

1.一种双消短波通光学滤波器，包括基板以及设置在所述基板上的双消短波通膜系，其特征在于，所述的双消短波通膜系包括依次设置在所述基板上的导纳匹配膜系、第一主膜系和第二主膜系；
所述的导纳匹配膜系由中间折射率膜和低折射率膜交替组成；
所述的第一主膜系由高折射率膜、中间折射率膜和低折射率膜组成；
所述的第二主膜系由高折射率膜和低折射率膜交替组成；
所述的高折射率膜为TiO2膜或Nb2O5膜，所述的中间折射率膜为Al2O3膜或MgO膜，所述的低折射率膜为SiO2膜。
2.根据权利要求1所述的双消短波通光学滤波器，其特征在于，所述的高折射率膜为TiO2膜。
3.根据权利要求1所述的双消短波通光学滤波器，其特征在于，所述的中间折射率膜为Al2O3膜。
4.根据权利要求1所述的双消短波通光学滤波器，其特征在于，所述的低折射率膜为SiO2膜。
5.根据权利要求1所述的双消短波通光学滤波器，其特征在于，所述的导纳匹配膜系为13层，从基板一侧向外各膜层的厚度依次为：125.5，116.2，110.9，111.5，95.4，121.6，95.4，102.1，115.7，103.5，245.3，75.7，76.4，单位为nm；
所述的第一主膜系为39层，从导纳匹配膜系向外各膜层的厚度依次为：19.7，165.8，34.5，121.6，41.2，35.4，51.1，22.8，49.2，35.8，45.9，71.2，44.5，38.9，52.6，21.4，52.0，46.3，57.9，20.8，50.0，47.7，63.9，21.2，44.9，47.3，69.5，22.2，37.5，46.8，78.1，28.7，27.6，39.8，77.6，30.3，26.0，37.8，71.9，单位为nm；
第一主膜系中，第1、3、6、8、10、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38层为高折射率膜，第2、4、12、31、39层为中间折射率膜，其余为低折射率膜；
所述的第二主膜系为16层，从第一主膜系向外各膜层的厚度依次为：88.5，117.2，78.1，119.8，76.5，122.9，76.9，125.2，78.4，127.8，85.9，80.1，9.8，31.4，72.5，75.5，单位为nm。
6.根据权利要求1所述的双消短波通光学滤波器，其特征在于，所述的导纳匹配膜系为6层，从基板一侧向外各膜层的厚度依次为：121.8，132.3，125.9，101.5，83.8，194.5，单位为nm；
所述的第一主膜系为53层，从导纳匹配膜系向外各膜层的厚度依次为：18.3，217.2，38.9，46.0，23.7，46.1，89.2，95.2，95.5，135.0，26.7，52.5，89.3，48.9，36.5，55.7，89.0，51.4，30.0，75.7，26.3，43.2，32.7，40.7，76.8，32.8，35.9，43.1，22.7，78.2，46.8，44.3，22.4，80.2，49.9，47.3，20.5，77.3，51.6，52.2，19.2，71.6，53.1，51.9，7.3，17.0，66.4，53.7，63.5，17.1，57.7，56.9，85.7，单位为nm；
第一主膜系中，第1、3、5、7、11、15、19、21、23、27、29、31、33、35、37、39、41、43、46、48、50、52层为高折射率膜，第8、10、13、17、25、45、53层为中间折射率膜，其余为低折射率膜；
所述的第二主膜系为20层，从第一主膜系向外各膜层的厚度依次为：14.9，40.0，52.9，80.9，14.8，40.1，60.7，154.7，77.7，141.7，81.6，141.5，83.8，143.6，90.9，101.4，11.4，31.2，71.1，88.1，单位为nm。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104834024A (zh) * 2015-05-15 2015-08-12 杭州科汀光学技术有限公司 一种双消短波通膜系以及分色合色器
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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