CN209624816U - 一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，其特征在于，包括透光元件1、金纳米颗粒层2和折射层组成，所述透光元件1表面上依次镀有金纳米颗粒层2和折射层，所述折射层由若干层五氧化三钛3和二氧化硅4交替沉淀组成。克服了现有技术窄带滤光片中心波长无法调谐的问题，实现多波段工作，提出一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片。
Description
技术领域
本实用新型涉及薄膜光学技术领域，具体为一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片。
背景技术
通过控制光谱透过率曲线，干涉滤光片可以分为带通滤光片，截止滤光片，陷波滤光片等，也可以根据需求设计光谱透过率曲线。现有的变迹厚度调制的方法，可以实现多波长窄波段的反射，这种干涉滤光片的膜层通常采用两种折射率高低不同的材料进行设计，一层高折射率材料和一层低折射率材料为一组，一组膜层厚度固定，两种材料厚度此消彼长。现有的变迹厚度调制的方法，难以精确控制每组膜层厚度，因为使用变迹厚度调制后每组里膜层厚度一直在变化，这就需要在蒸镀时精确控制原材料的喷射量，而原材料喷射时的系统误差难以削减。
窄带滤光片的制备工艺通常以多层膜系薄膜为设计基础，因此单层的误差将被累加从而放大，这将极大的影响到窄带滤光片的性能，主要体现在中心波长、带宽、峰值透过率、截止范围、截止深度等参数，从而降低制备良率，增加制备成本。
目前使用的窄带滤光片制备工艺，选取折射率较低的为膜层间隔层，折射率较高的为折射层，按照在滤光片层的上表面沉积1层折射层，再在折射层的上表面镀1层膜层间隔层的顺序，总共沉积n层折射层，镀n层膜层间隔层，完成膜层的制作。该工艺方法使得单片滤光片只具有单一的工作光谱。
因此针对多波段工作需求的场景，则需要使用多片滤光片组成光学镜组，并需要添加复杂的机械结构加以实现滤光片的切换。这不仅大大增加了工艺难度与制作成本，在实际场景中也将引入系统误差而导致工作精度降低。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于提供一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片。
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，包括透光元件1、金纳米颗粒层2和折射层组成，所述透光元件1表面上依次镀有金纳米颗粒层2和折射层，所述折射层由若干层五氧化三钛3和二氧化硅4材料交替沉淀组成。
优选的是，所述金纳米颗粒层2在透光元件1表面利用超薄通孔阳极氧化铝模板作为掩膜沉积。金纳米颗粒为球状，通过超薄通孔阳极氧化铝模板，沉淀成规则排布的阵列。
本实用新型一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，克服了现有技术窄带滤光片中心波长无法调谐的问题，实现多波段工作，提出一种基于金纳米颗粒阵列的中心波长可调谐的窄带滤光片。在玻璃或透明等透光元件1一侧表面利用超薄通孔阳极氧化铝模板作为掩膜沉积一层金纳米颗粒阵列；金纳米颗粒为球状，依次将相邻球心连线构成三角形的最小单元结构；将超薄通孔阳极氧化铝模板腐蚀掉，得到金纳米颗粒层2，进而在金纳米颗粒层2表面交替沉积高折射率的五氧化三钛3和低折射率的二氧化硅4材料。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。
图1是本实用新型一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细地说明。
如图1所示，一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，包括透光元件1、金纳米颗粒层2和折射层组成，所述透光元件1表面上依次镀有金纳米颗粒层2和折射层，所述折射层由若干层五氧化三钛3和二氧化硅4材料交替沉淀组成。
优选的是，所述金纳米颗粒层2在透光元件1表面利用超薄通孔阳极氧化铝模板作为掩膜沉积。金纳米颗粒为球状，通过超薄通孔阳极氧化铝模板，沉淀成规则排布的阵列。
实施步骤：
1.采用电化学阳极氧化的方式制备超薄通孔阳极氧化铝模板，利用聚甲基丙烯酸甲酯将超薄通孔阳极氧化铝模板转移到透光学元件表面；
2.通过真空蒸镀在超薄通孔阳极氧化铝模板表面沉积金纳米颗粒；
3.使用酸去除超薄通孔阳极氧化铝模板，得到金纳米颗粒层2；
4.在金纳米颗粒层2表面依窄带滤光片所设计的膜系真空蒸镀由五氧化三钛3和二氧化硅4组成的折射层。
工作时在未镀膜侧辐照可见光作为调谐光源；在镀膜面入射工作光源；从而在镀膜面一侧得到出射的窄带反射光谱。通过改变调谐光源的功率，使得金纳米颗粒阵列吸收可见光光子能量转化为热能，改变薄膜局部温度，由于五氧化三钛3和二氧化硅4材料的折射率与温度有关，同时多孔结构的薄膜由于温度的变化，对于温度的变化，对水的吸附解吸不同，使薄膜折射率不同，从而导致滤光片中心波长的变化，进而实现窄带滤光片在不改变带宽与峰值透过率的情况下其中心波长的移动调谐。
本实用新型一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，克服了现有技术窄带滤光片中心波长无法调谐的问题，实现多波段工作，提出一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片。在玻璃或透明等透光元件1一侧表面利用超薄通孔阳极氧化铝模板作为掩膜沉积一层金纳米颗粒阵列；金纳米颗粒为球状，依次将相邻球心连线构成三角形的最小单元结构；将超薄通孔阳极氧化铝模板腐蚀掉，得到金纳米颗粒层2，进而在金纳米颗粒层2表面交替沉积高折射率的五氧化三钛3和低折射率的二氧化硅4材料。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，其特征在于，包括透光元件（1）、金纳米颗粒层（2）和折射层组成，所述透光元件（1）表面上依次镀有金纳米颗粒层（2）和折射层，所述折射层由若干层五氧化三钛（3）和二氧化硅（4）交替沉淀组成。
2.根据权利要求1所述基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片，其特征在于，所述金纳米颗粒层（2）在透光元件（1）表面利用超薄通孔阳极氧化铝模板作为掩膜沉积。
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| CN201822075601.5U CN209624816U (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种基于金纳米颗粒的波长可调谐窄带滤光片 |
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| CN209624816U true CN209624816U (zh) | 2019-11-12 |
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| CN (1) | CN209624816U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111463651A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-28 | 吉林大学 | 一种超短脉冲光纤激光器工作波长的调谐方法 |
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2018
- 2018-12-11 CN CN201822075601.5U patent/CN209624816U/zh not_active Expired - Fee Related
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