超宽波段高截止窄带干涉滤光镜的制作方法
【专利摘要】本发明一种特殊的窄带干涉滤光镜，其特征在于其结构为玻璃材料基底⑴及光学膜系Ⅰ⑵和光学膜系Ⅱ⑶三部分。基底玻璃材料为K9玻璃，光学膜系沉积在玻璃的两侧。光学膜系Ⅰ⑵和光学膜系Ⅱ⑶的组合材料分别为：五氧化三钛和二氧化硅，硅和二氧化硅。图1超宽波段高截止窄带滤光镜的结构示意图（其中1是光学膜系Ⅰ⑵；2是基底⑴；3是光学膜系Ⅱ⑶）。光学膜系Ⅰ⑵为双腔式窄带干涉截止滤光膜，光学膜系Ⅱ⑶为相应波长的干涉截止滤光膜。图3为设计光谱曲线，图4为实际测试光谱曲线比较图。
【专利说明】超宽波段高截止窄带干涉滤光镜
【技术领域】
[0001]本发明涉及到光学系统中的超宽波段高截止窄带干涉滤光镜。
【背景技术】
[0002]当连续光谱入射到超宽波段高截止窄带干涉滤光镜上时，由于沉积在滤光镜两侧光学薄膜的作用，使得所需的特定波长的光波高透射，而邻近较宽波段范围内的光波高反射，从而使得单波长的光透过光学系统进行成像或者信号的接受，有效的避免了邻近波段杂散光波的干扰，进而提高了系统的信噪比。又由于该器件结构简单、光学性能稳定，因此可广泛应用于对背景抑制深度要求较高的光学系统中。据所查资料显示，目前还没有相同的技术要求的器件。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种超宽波段高截止的窄带滤光镜，使得所需特定波长的光波高透射，而邻近较宽波段范围内的光波高反射。
[0004]本发明的结构是由玻璃材料基底⑴及光学膜系I⑵和光学膜系II⑶三部分组成，基底材料为K9。光学膜系I⑵为采用多腔式带通滤光膜结构设计的窄带干涉滤光膜，其作用是:使单波长的光波(如1565nm)高透射，通带半宽度为18nm，其余邻近的近红外波段范围内的光波(如1350nm?1530nm和1620nm?1800nm)高反射。光学膜系II⑶为相应波长的干涉截止滤光膜，其作用是展宽高反射带的同时提高1565±20nm波段范围内的透射率，进而达到在超宽波段范围内(如800?1800nm)实现单波长的光波高透射的效果。这两种膜系均镀制在基底K9玻璃的两侧。
[0005]本发明的工作原理为:当光线垂直入射到光学膜系I⑵上时，1565nm处峰值透过率高于92%，通带半宽度为18nm,邻近较宽波段1350nm?1530nm和1620nm?1800nm范围内的光波高反射，其平均透过率低于0.25%，当光线透过基底到达另一面光学膜系II⑶时，消除了中心波长1565nm处因基底本身存在的界面反射光，使得1565nm处的峰值透过率提高到了 94.58%，同时很好的展宽了反射带的范围，使得最终截止带范围变为800?1800nm，平均透过率低于0.3%。
[0006]超宽波段高截止窄带滤光镜最关键的环节是光学膜系I⑵的设计与制备。本设计是以全介质法布里-珀珞滤光片的设计结构为基础，采用双腔式的设计膜系。采用的镀膜材料为五氧化三钛和二氧化硅。
[0007]有益效果:本发明结构简单，截止带宽，光学性能稳定，可以广泛应用于对背景抑制深度要求较高的精密光学系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为超宽波段高截止窄带滤光镜的结构示意图(其中I是光学膜系I⑵；2是基底⑴；3是光学膜系11(3))； 图2为超宽波段高截止窄带滤光镜的光路示意图(其中4是80(Tl000nm连续光谱；5是滤光镜；6是1565nm单色光)；
图3为光学膜系I⑵理论设计的光谱曲线图；
图4为光学膜系II⑶理论设计的光谱曲线图；
图5为理论设计光谱曲线；
图6为实际测试光谱曲线。
【具体实施方式】
[0009]本发明的实施见附图1所示,基底采用K9玻璃材料，外形尺寸为:直径为13mm,厚度为2mm ；
对光学膜系I⑵的具体要求如下:
a)中心波长为1565nm,中心波长偏差范围为±3nm;
b)通带内峰值透过率为:T^ 99% (不考虑背面反射)，截止带内平均透过率为:T 彡 0.3% ；
c)通带半宽度彡18nm(即透过率为峰值透过率一半的波长宽度)，截止带范围为 1350nm ?1530nm, 1600nm ?1800nm。
[0010]对光学膜系II⑶的具体要求如下:
针对光学膜系I⑵要求，所镀制的干涉截止滤光膜满足1520nm?1600nm波段范围内平均透过率T ^ 99% (不考虑背面反射)，同时满足790nm?1400nm波段范围内平均透过率T ( 0.3% ;理论设计的光谱曲线与实际制备的光谱曲线如图5所示，满足使用要求。
【权利要求】
1.一种特殊的窄带干涉滤光镜，其特征在于其结构为玻璃材料基底⑴及光学膜系I⑵和光学膜系II⑶三部分，基底玻璃材料为K9玻璃，光学膜系沉积在玻璃的两侧。
2.如权利要求1所述的窄带干涉滤光镜，其特征在于其截止波段范围宽，截止度深，很好的消除杂散光的干扰，提高系统的信噪比。
3.如权利要求1所述的窄带干涉滤光镜，光学膜系I⑵和光学膜系II⑶的组合材料分别为:五氧化三钛和二氧化硅，硅和二氧化硅。
【文档编号】G02B5/28GK104280806SQ201310293296
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】刘冬梅, 王晓娟, 付秀华, 张静, 潘永刚 申请人:长春理工大学