DE102014115173A1 - Ein in der natürlichen Umgebung verwendeter Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500-12500nm - Google Patents

Ein in der natürlichen Umgebung verwendeter Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500-12500nm Download PDF

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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm, welcher eine hohe Durchlässigkeit des Maximalwertes und ein erheblich verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis aufweist, umfasst ein Substrat aus Ge, eine erste Beschichtungsschicht aus Ge, ZnS und eine zweite Beschichtungsschicht aus Ge, ZnS, wobei sich das Substrat zwischen der ersten Beschichtungsschicht und der zweiten Beschichtungsschicht befindet, durch die Verwendung von dem Substrat aus Ge und den Beschichtungsschichten aus ZnS, Ge wird das Signal-Rausch-Verhältnis des in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilters mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm erheblich verbessert, mit solchem Infrarotabbildungsfilter wird die Abbildungsqualität der Infrarot-Thermografie erhöht. Der Filter weist folgende Eigenschaften aus: 7000–11200 nm, T ≤ 1.0%; 11500–12500 nm, Tavg ≥ 85%; Wellentiefe ≤ 10%Tp.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet von Infrarotfilter, insbesondere einen in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei der Infrarot-Thermografie(Thermografie oder Infrarot-Thermografie) wird die Infrarotenergie(Wärme) berührungslos detektiert und in ein elektrisches Signal umwandet, anschließend werden die Wärmeabbildung und Temperaturwerte in der Anzeige erzeugt, gleichzeitig können die Temperaturwerte berechnet werden. Die Infrarot-Thermografie(Thermografie oder Infrarot-Thermografie) kann die detektierte Wärme genau quantifiziert oder vermesst, in diesem Fall kann man die Wärmeabbildung überwachen, die wärmeerzeugenden Defektbereiche genau identifizieren und exakt analysieren.
  • In einer Infrarot-Thermografie ist der Infrarotdetektor der Schlüssel, um die Infrarotenergie(Wärme) in ein elektrisches Signal umzuwandeln, aufgrund der Vielzahl der unterschiedliche biologische Körper ausgestrahlten Infrarotenergien(Wärmen) wird ein Infrarotfilter verwendet, um die Wärmeabbildung einer bestimmten biologischen Körper zu überwachen, durch den Infrarotfilter kann der Infrarotdetektor die Infrarotenergien(Wärmen) in bestimmten Wellenlängen detektieren, sodass die Abbildungsqualität der Infrarot-Thermografie zu gewährleisten.
  • Problematisch weist aber der in der Infrarot-Thermografie verwendeten Infrarotfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm geringes Signal-Rausch-Verhältnis, schlechte Genauigkeit, welcher kann den Bedarf der Marktentwicklung nicht erfüllen.
  • Beschreibung Erfindung
  • Die vorliegende liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm vorzustellen, welcher eine hohe Durchlässigkeit des Maximalwertes und ein erheblich verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis aufweist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde:
    Der in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm umfasst ein Substrat aus Ge, eine erste Beschichtungsschicht aus Ge, ZnS und eine zweite Beschichtungsschicht aus Ge, ZnS, wobei sich das Substrat zwischen der ersten Beschichtungsschicht und der zweiten Beschichtungsschicht befindet, die erste Beschichtungsschicht von innen nach außen angeordnet folgende umfasst: Ge-Schicht mit einer Dicke von 190 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1326 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 449 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 649 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 482 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1152 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 570 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1072 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 521 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1270 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 494 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 834 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 426 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1113 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 716 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1205 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 527 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1095 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 443 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 925 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 450 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1382 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 498 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1000 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 662 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 967 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 530 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 710 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 325 nm und ZnS-Schicht mit einer Dicke von 400 nm; die zweite Beschichtungsschicht von innen nach außen angeordnet folgende umfasst: Ge-Schicht mit einer Dicke von 180 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 484 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 389 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 872 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 476 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 884 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 436 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 841 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 466 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 998 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 459 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 866 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 388 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 814 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 630 nm und ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1486 nm.
  • Die entsprechenden Dicken der obigen Materialien können sich in dem zulässigen Toleranzbereich variieren, wobei der Variationsbereich innerhalb des Umfangs des vorliegenden Patentschutzes liegt. Typischerweise weisen die Dicken einem Toleranz von etwa 10 nm.
  • Durch die Verwendung von dem Substrat aus Ge und den Beschichtungsschichten aus ZnS, Ge wird das Signal-Rausch-Verhältnis des erfindungsgemäßen in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilters mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm erheblich verbessert, mit solchem Infrarotabbildungsfilter wird die Abbildungsqualität der Infrarot-Thermografie erhöht. Der Filter weist folgende Eigenschaften aus: 7000–11200 nm, T ≤ 1.0%; 11500–12500 nm, Tavg ≥ 85%; Wellentiefe ≤ 10%Tp.
  • Darstellung der Abbildungen
  • 1: Eine gesamte schematische Strukturdarstellung des Ausführungsbeispiels;
  • 2: Die gemessene Kurve der Durchlässigkeit des in dem Ausführungsbeispiel vorgestellten Infrarot-Spektrums.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand der vorteilhaften Ausführungsform und Zeichnung beispielhaft beschrieben.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt, der in der natürlichen Umgebung verwendeten Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm umfasst ein Substrat 2 aus Ge, eine erste Beschichtungsschicht 1 aus Ge, ZnS und eine zweite Beschichtungsschicht 3 aus Ge, ZnS, wobei sich das Substrat 2 zwischen der ersten Beschichtungsschicht 1 und der zweiten Beschichtungsschicht 3 befindet, die erste Beschichtungsschicht 1 von innen nach außen angeordnet folgende umfasst: Ge-Schicht mit einer Dicke von 190 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1326 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 449 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 649 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 482 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1152 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 570 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1072 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 521 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1270 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 494 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 834 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 426 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1113 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 716 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1205 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 527 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1095 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 443 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 925 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 450 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1382 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 498 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1000 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 662 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 967 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 530 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 710 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 325 nm und ZnS-Schicht mit einer Dicke von 400 nm; die zweite Beschichtungsschicht 3 von innen nach außen angeordnet folgende umfasst: Ge-Schicht mit einer Dicke von 180 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 484 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 389 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 872 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 476 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 884 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 436 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 841 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 466 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 998 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 459 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 866 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 388 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 814 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 630 nm und ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1486 nm.

Claims (1)

  1. Ein in der natürlichen Umgebung verwendeter Infrarotabbildungsfilter mit einem Durchlässigkeitsband von 11500–12500 nm, welcher eine hohe Durchlässigkeit des Maximalwertes und ein erheblich verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis aufweist, umfasst ein Substrat aus Ge, eine erste Beschichtungsschicht aus Ge, ZnS und eine zweite Beschichtungsschicht aus Ge, ZnS, wobei sich das Substrat zwischen der ersten Beschichtungsschicht und der zweiten Beschichtungsschicht befindet, dadurch kenngezeichnet, dass die erste Beschichtungsschicht von innen nach außen angeordnet folgende umfasst: Ge-Schicht mit einer Dicke von 190 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1326 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 449 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 649 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 482 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1152 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 570 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1072 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 521 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1270 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 494 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 834 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 426 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1113 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 716 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1205 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 527 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1095 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 443 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 925 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 450 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1382 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 498 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1000 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 662 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 967 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 530 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 710 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 325 nm und ZnS-Schicht mit einer Dicke von 400 nm; die zweite Beschichtungsschicht von innen nach außen angeordnet folgende umfasst: Ge-Schicht mit einer Dicke von 180 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 484 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 389 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 872 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 476 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 884 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 436 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 841 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 466 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 998 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 459 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 866 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 388 nm, ZnS-Schicht mit einer Dicke von 814 nm, Ge-Schicht mit einer Dicke von 630 nm und ZnS-Schicht mit einer Dicke von 1486 nm.
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