CN2243085Y - 8-14微米微型线性渐变滤光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种8-14微米微型线性渐变滤光器。它是以锗为基板，用碲化铅，硫化锌或硒化锌为镀膜材料，采用真空蒸镀干涉膜制作而成。在基板的中间任一位置只透过8-14微米内的一种特定波长的红外光，光谱分辨达到0.2微米。它与列阵探测器组合使用，可以简化仪器的光学和机械系统。提高仪器的可靠性和稳定性，使它们微小化而便于携带。更重要的是它能同时识别不同的光辐射，同时快速地探测不同的光谱辐射。
Description
本实用新型属于光学领域，涉及一种除透镜以外的光学元件，特别是一种滤光器。
应用棱镜或光栅的分光仪器，其精度和稳定性取决于棱镜和光栅及与它们配套的中继光学元件的光学性能和机械稳定性。这些因素影响系统的尺寸及重量和稳定性，特别是对于便携式分光计，如安装于汽车和航天仪器上的分光仪器。对于这样的便携式仪器，平台的震动和移动，可能使得仪器无法使用。
用干涉滤光片的分光仪器，只选择透过某一特殊的光谱带，从而提高信号的信噪比。一个固定波长通带的滤光片只能提供一个透射波长，若系统在多个波长上工作，则需要在使用过程中更换滤光片，或者把多个滤光片装在一个轴上，通过轴的旋转而更换滤光片。这样的系统往往体积庞大，结构复杂，而使得系统精度差，稳定性降低，以及由于沉重而不便于携带和移动。
采用微型多通道集成窄带滤光片作为光谱分光元件与固态列阵或面阵成象器件构成的多光谱探测系统比采用棱镜或光栅作为分光元件的多光谱探测系统可以具有更简单的光学系统，并能制成微型化和集成化系统，使其重量大为减轻，光谱精度和信噪比大为提高。早期的渐变滤光片主要是圆形周向渐变型，它的功能类似于一个中心波长连续变化的扫描滤光片转轮，不同波长的光谱信息以分时方式传送。近年来，光谱仪器广泛采用列阵和面阵器件，多光谱遥感仪在设计和制造上更趋于小型化和集成化，这使得圆形渐变滤光片不再适用，而线性渐变滤光片与列阵或面阵探测器的结合使得探测系统小巧轻便，信噪比和稳定性大为提高。
本实用新型的目的是提供一种8-14微米的微型线性渐变滤光器。
本实用新型的目的是通过如下技术方案达到的：本滤光器是以锗材料为基板，在基板上真空蒸镀多层介质干涉膜，具体做法是：
1、以两个都表面抛光，厚度为0.1-0.2毫米的锗材料为基板。
2、涂层介质膜材料选用碲化铅和硫化锌或硒化锌，在基板上真空蒸镀多层干涉膜。
3、本实用新型的多层干涉膜的主通带膜系为：G/HLHLH4LHLHL/Air或G/HLHLH2LHLHL/Air；前截次峰膜系为：G/0.635[0.5HL0.5H]5/0.375[0.5HL0.5H]4/L/Air或G/0.635[0.5HL0.5H]5/0.375[0.5HL0.5H]4/0.295[0.5HL0.5H]3/L/Air；后截次峰膜系为：G/1.82[0.5HL0.5H]5/HL/Air；排列式中各符号含义分别为：G表示锗基板，H表示光学厚度为λ0/4的碲化铅膜层；L表示光学厚度为λ0/4的硫化锌或硒化锌膜层，λ0为特定波长，Air表示空气。
4、基板上的各层干涉膜的厚度在基板的长度方向按同样速率线性增加或减小，具体是特定波长λ0在基板的长度方向按同样速率由8微米至14微米线性增加或沿相反方向线性减小。
本实用新型的附图图面说明如下：
图1为本实用新型的部分结构示意图。图中示出了基板1和碲化铅材料涂层3及硫化锌或硒化锌材料涂层2，其中4、5、6分别为本实用新型的主通带膜系，前、后截次峰膜系。
图2为本实用新型的另一种形式的部分结构(两基片对合而成)示意图，其中7为透明粘胶。
图3为本实用新型在基板上某一位置主通带膜系4的光谱透过率曲线。
图4为本实用新型在基板上某一位置前、后截次峰膜系的光谱透过率曲线。
图5为本实用新型8-14微米微型线性渐变滤光器在基板上某一位置的光谱透过率曲线。
图6为本实用新型与微型碲镉汞列阵探测器集成后测试出的光谱响应曲线。
下面结合附图对本实用新型的实施方式，作进一步阐述。
第一实施例：采用面积为6毫米×4毫米，厚度为0.2毫米的锗材料经研磨抛光作为基板1，在基板1的第一个面上真空蒸镀碲化铅3及硫化锌或硒化锌2材料所组成的主通带膜系4：G/HLHLH4LHLHL/Air，在基板1的第二个面上真空蒸镀碲化铅3及硫化锌或硒化锌2材料所组成的后截次峰膜系6：G/1.82[0.5HL0.5H]5/HL/Air及前截次峰膜系5：G/0.635[0.5HL0.5H]5/0.375[0.5HL0.5H]4/0.295[0.5HL0.5H]3/L/Air；其第一面和第二面膜系的光谱透过率曲线分别在图3、图4中示出，其膜系的部分结构示意排列则在图1中示出。其光谱分辨达到0.2微米。本技术方案提供的这个实施例是将所说的第一面膜系和第二面膜系(主通带膜系、前截次峰膜系、后截次峰膜系)分别蒸镀在同一块基板的正、反面上。基板1上的各层干涉膜的厚度在基板的长度方向按同样速率线性增加或减小。产品的光谱透过率曲线在图5中示出。使用时因一般与碲镉汞探测器配合，在3微米以前及25微米以后的光谱范围，由于碲镉汞探测器不响应，因而不予考虑，在8-14微米内的任一波长位置，前截次峰膜系截去此波长以前一直到3微米范围内的红外光，而后截次峰膜系截去此波长以后一直到25微米范围内的红外光。
而本实用新型所提供的第二个实施例是将所说的主通带膜系4、前截次峰膜系5、后截次峰膜系6分别蒸镀在两块基板1上，再将两块基板未镀膜的面对合组成一个滤光器。
本实用新型的实施中采用了线性渐变挡板，实现膜厚线性变化。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型提供了一种8-14微米微型线性渐变滤光器，在它的主通带膜系上添加了前、后截次峰膜系。因而该滤光器具有窄的通带，光谱分辨达到0.2微米，透射区透过率高而截止区非常宽(前截止可达3微米，后截止可达25微米)，截止深度高的优点，且该滤光器适宜批量生产、产品膜层牢固并能经受苛刻的考验，具有高的抗污染耐腐蚀性能。
2、本实用新型在基板的一端只透过8微米的红外光，在基板的另一端只透过14微米的红外光，而在基板的中间任一位置只透过8-14微米内的一种特定波长的红外光，并且所透过的光的波长随着它所对应的透过位置从基板的一端向另一端移动而线性增加或沿相反方向线性减小。
3、本实用新型是目前唯一能与线阵或面阵碲镉汞红外探测器配合使用的红外线滤光器。可用于分光光度计、大气污染监测仪，快速扫描分光计、辐射计、多光谱探测仪、气体分析仪及其他需要分光的光谱仪器，它可以简化以上仪器的光学系统和机械系统，提高可靠性和稳定性，使它们集成化小型化而便于携带。
4、配用本实用新型的探测器可同时识别不同的光谱辐射，同时快速地探测不同光谱辐射。
Claims (3)
1、一种微型线性渐变滤光器，是在基板上蒸镀多层介质膜组成，其特征在于：
a.基板(1)以厚0.1-0.2毫米表面抛光的锗材料做成；
b.镀层介质膜材料用硫化锌或硒化锌(2)与碲化铅(3)在基板(1)上真空蒸镀多层干涉膜；
c.主通带膜系(4)为：G/HLHLH4LHLHL/Air或G/HLHLH2LHLHL/Air；前截次峰膜系(5)为：G/0.635[0.5HL0.5H]5/0.375[0.5HL0.5H]4/L/Air或G/0.635[0.5HL0.5H]5/0.375[0.5HL0.5H]4/0.295[0.5HL0.5H]3/L/Air；后截次峰膜系(6)为：G/1.82[0.5HL0.5H]5/HL/Air；排列式中各符号含义分别为：G表示锗基板(1)，H表示光学厚度为λ0/4的碲化铅(3)膜层；L表示光学厚度为λ0/4的硫化锌或硒化锌(2)膜层，λ0为特定波长，Air表示空气；
d.基板(1)上的各层干涉膜的厚度在基板的长度方向按同样速率线性增加或减小，具体是特定波长λ0在基板(1)的长度方向按同样速率由8微米至14微米线性增加或沿相反方向线性减小。
2、根据权利要求1所规定的滤光器，其特征在于所说的主通带膜系(4)，前截次峰膜系(5)和后截次峰膜系(6)可蒸镀于基板(1)的同一个面上或按不同的组合分别蒸镀于基板(1)的正、反面上。
3、根据权利要求1所规定的滤光器，其特征在于所说的主通带膜系(4)、前截次峰膜系(5)和后截次峰膜系(6)可按不同的组合分别蒸镀在两块基板(1)上，再由二块基板未涂膜的面对合组成一个滤光器。
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1995
- 1995-10-23 CN CN 95244913 patent/CN2243085Y/zh not_active Expired - Fee Related
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