材料，其在上述波长范围内的折射率约为1.5。应指出的是，带通滤光器204和/或阻挡滤光器的431A、431B、432A、432B和433A、433B部分可以包括不同的高折射率材料和不同的低折射率材料。例如，带通滤光器204可以包括二氧化硅(S12)与五氧化二钽(Ta2O5)的组合，而阻挡滤光器的431A、431B、432A、432B和433A、433B部分则可包括氟化镁(MgF2)与硅(Si)的组合。根据滤光器200所要达到的目标光谱性能，可以使用四种或更多种材料类型。
[0064]阻挡滤光器431A至433A部分和431B至433B部分的阻光度和带宽由所述的折射率对比度或阻挡滤光器431A至433A和431B至433B部分的高、低折射率层的折射率之比进行设定。通过增大折射率对比度，阻挡滤光器的43IA至433A部分和43IB至433B部分的总厚度可以被显著减小，这两者都是因为需要更少的层数以实现所需阻挡水平，且因为阻挡滤光器的431A至433A部分和431B至433B部分将会有更大的带宽，使得覆盖所需带宽所需的叠层数量更少。沿光路420 (图4A)传播的光440 (图4B)穿过阻挡滤光器的431A至433A部分和431B至433B部分的次数不及其穿过带通滤光器204的次数，因此可以使用的材料范围更广，具体而言，优选采用硅(Si)。硅的折射率高于3.0，尽管它在900nm至1700nm的波长范围内有一定的吸光性，也可被用作高折射率材料。它还可以与具有低折射率的二氧化硅自然共存，由此可在阻挡滤光器的431A至433A部分和/或431B至433B部分内实现所寻求的高折射率对比度。
[0065]通过生长多层叠层并测量其透射性能，上述关于不同材料系统的波长选择性和光学损耗的结论已获得了实验确认。参见图5A和5B，图中示出了采用不同的材料组合制成的带通滤光器204在准直光(图5A)和非平行或“锥形”光(图5B)下的透射光谱。在图5A和5B中，“H/L”表示五氧化二钽与二氧化硅的高折射率/低折射率材料组合，“S/L”表示硅与二氧化硅的材料组合。相应地，“L cav”表示“腔”(cavity)，或间隔层450由低折射率材料、即二氧化硅制成。“H cav”表示间隔层450由五氧化二钽制成。“S cav”表示间隔层450由硅制成。
[0066]具体参见图5A，光谱501和502分别对应于五氧化二钽和二氧化娃与二氧化娃间隔层450和五氧化二钽间隔层450的材料组合。可以看出，在准直光条件下，光谱501和502实际上几乎无法相互区分，呈现非常高(接近100%)的最高透光度。光谱503和504分别对应于硅和二氧化硅与二氧化硅间隔层和硅间隔层的材料组合。对应于二氧化硅间隔层450的光谱503呈现的最高透射度(约67% )高于对应于娃间隔层450的光谱504的最高透射度(约38%)。这是因为，如上文所述，硅的光吸收度比二氧化硅或五氧化二钽高得多，而且由于光440 (图4B)会多次穿过间隔层450，透光度的差异变得非常明显(在本例中为38%或67%与100%的差异)。
[0067]现在转至图5B，由于采用锥形光照射，所有光谱501至504均呈现出增大的光损耗。从前两个光谱501和502中可以看出，对应于五氧化二钽间隔层450的第二光谱502比对应于二氧化硅间隔层450的第一光谱501呈现出较慢的透射度下降，其中第二光谱502呈现出约为32%的透射度下降(从最高透射度的100%下降到约68%)，而第一光谱501则呈现出41%的透射度下降(从最高透射度的100%下降到约59%)。如上文所述，间隔层450材料的折射率越高，带通滤光器204的角度灵敏度就越低。类似的趋势也会在对应于硅/ 二氧化硅材料组合的另两个光谱503和504中观察到。对于对应于硅间隔层450的光谱504，光透射度仅下降了约3% (从38%下降到35% )，而对于对应于二氧化硅间隔层450的光谱503，光透射度则下降了约17% (透射度从67%下降到50%)。因此，对于带通滤光器204的间隔层450，应选择低损耗但高折射率的材料。
[0068]现在参见图6，再参考图4A，图中给出了分别由五氧化二钽/ 二氧化硅和硅/ 二氧化硅材料组合制成的下方阻挡滤光器206B的透射光谱601和602。第一光谱601的带宽611仅为275nm，远窄于第二光谱602的带宽612(664nm)。由此，对于阻挡滤光器206A和206B，应选择高折射率对比度的材料组合。应该指出，第二光谱602较宽的带宽在一个薄得多的滤光器上得以实现，对于硅/ 二氧化硅叠层，厚度仅为1.7 μ m，而五氧化二钽/ 二氧化娃叠层的厚度则为4.9 μπι。
[0069]以下将对由三材料系统(从折射率最低到最高:二氧化硅、五氧化二钽和硅)实现的可变滤光器的厚度缩减进行举例说明。转至图7Α和7Β，空间折射率图700Α和700Β是折射率η与叠层深度坐标d之间的函数关系图。在图7A和7B中，空间折射率图700A和700B按相同比例绘制，以例示出本发明可以实现的总厚度缩减量。图7A的折射率图700A对应于采用二氧化硅/五氧化二钽的两材料系统实现的可变滤光器。二氧化硅层由下方的黑条701表示，五氧化二钽层则由上方的灰条702表示。折射率图700A包括第一阻挡段726A、带通段724和第二阻挡段726B。带通段724包括两个较厚的五氧化二钽层702，这两个层702充当带通滤光器腔(间隔)层702A。由此，带通段724是一个双腔带通滤光器。每个间隔层702A在每一面上有一个反射体叠层；反射体叠层关于间隔层呈现一定程度的对称性。处于两个间隔层702A之间的反射体叠层组合成为一个反射体叠层724C。图7A中的折射率图700A的总长度对应于两材料可变滤光器的厚度，可达到40 μπι。
[0070]图7Β中的折射率图700Β对应于采用二氧化硅/五氧化二钽/硅的三材料系统实现的可变滤光器。参见作为图7Β放大图的图7C，二氧化硅层由最下方的黑条701表示，五氧化二钽层由较上方的灰条702表示，而硅层则由最高的黑条703表示。
[0071]折射率图700Β包括第一阻挡段746Α、带通段744和第二阻挡段746Β。再暂时参见图2，第一阻挡段746Α对应于图2中的光学可变滤光器200的第一阻挡滤光器206Α，带通段744对应于带通滤光器204，第二阻挡段746Β则对应于第二阻挡滤光器206Β。第一阻挡段746Α和第二阻挡段746Β包括交替布置的二氧化硅层701和硅层703。带通段744包括二氧化硅层701、五氧化二钽层702和硅层703。图7Β和7C中的滤光器700Β的带通段744与图2中滤光器200的带通滤光器204之间的一个差异是，滤光器700Β的带通段744是一个双腔带通滤光器，其与图7Α中的滤光器700Α的双腔带通段724类似，但其采用的不是两种而是二种不同材料，如下文所述。
[0072]带通段744包括第一腔744Α和第二腔744Β，每一个均包括位于两个四分之一波长反射体段之间的五氧化二钽间隔层702Α。在每个反射体段内引入一个硅层751。由于反射体段关于间隔层702Α呈现一定的对称性，这样可对带通段744增加四个硅层751，如图所示。在带通段744的四分之一波长反射体段内引入至少一个、优选为若干个的可选的高折射率硅层，取代H层702，可通过更少的层数实现相同的反射度，原因在于硅与二氧化硅(S/L)的折射率之比高于五氧化二钽与二氧化硅(H/L)的折射率之比。由于加入四个附加硅层751而造成的透光度损失可以被减小，减小的方式是将附加的硅层751置于对应于光场局部最小值的区域内，即在带通段744内的透射波长λτ&的光驻波的波谷内。图7Β的折射率图700Β的总长度对应于图2中的可变滤光器200的三材料系统的变体的厚度，仅为10 μm，即为图7A中的厚度的1/4。
[0073]附加硅层751的另一个优势是，硅/ 二氧化硅组合的较高的折射率比拓宽了带通滤光器段744的阻挡区，并减小了下方阻挡段746A和上方阻挡段746B所需的阻挡波长带。参见图7D，透射比例为0%至1%透射度，以更好地呈现阻带性能。虚线781为采用两种材料(五氧化二钽和二氧化硅)实现的图7A中的可变滤光器700A的带通滤光器段724的透光度图。实线782为按图7C所示实现的带通滤光器段744的透光度图。可以看出，采用可选的硅层751可以显著地扩展带通光谱782的两翼782A、782B的阻挡带宽及阻挡强度。所有这些均在图7B和7C中的可变滤光器700B的带通滤光器段744的总厚度减小的条件下实现。