一种通带可调超宽带截止滤光片的制作方法

本发明属于光学薄膜技术领域，涉及一种通带可调超宽带截止滤光片。

背景技术：

带通滤光片是光学成像系统的重要组成部分，随着空间技术的不断发展，带通滤光片广泛应用于资源探测、海洋探测、气候观测军事侦查、天文观测等方面，能够有效降低背景噪声信号影响，提高接收信号的信噪比，发挥着不可取代的作用。近几十年我国航空航天事业飞速发展，但是与世界高水平国家相比还是有一定差距，一些带通滤光片需要从国外进口，提高自主设计研发带通滤光片能力迫在眉睫。

目前，带通滤光片主要有fabry-perot滤光片、全介质滤光片、诱导透射滤光片等设计方法。2009年，长春理工大学付秀华等人设计了1064nm的窄带滤光片，采用的为三腔结构，选择tio2和sio2为高低折射率材料，设计的1064nm峰值透过率为92％以上，带宽为5-10nm。2010年，她们同样采用三腔结构和膜层材料，设计了905nm窄带滤光片，设计的905nm峰值透过率达到95％，带宽约20nm。2014年，中科院长春光机所高劲松等人以k9为基底设计了一种宽通带宽截止带通滤光片，即：540～750nm为通带区域，400～520nm、770～1100nm为截止带区域，为实现这一特性，在k9基底的两侧分别设置长波通和短波通组合膜系，分别用于截止400～520nm和770～1100nm，而两者通带交集为540～750nm。

综上所述，目前带通滤光片研究主要集中在几nm到20nm的多腔滤光片以及带宽在百nm以上的长短波通组合结构设计。而对于带宽为几十nm且带宽可调的宽带截止滤光片的设计和制备还鲜有报道。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种通带可调超宽带截止滤光片，通过采用在有色玻璃基底一面设计长波通滤光薄膜，另一面设计短波通滤光薄膜，通过调整长波通滤光薄膜和短波通滤光薄薄膜的中心波长，能够有助于通带带宽的调整，从而实现通带可调超宽带截止滤光片的设计。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供通带可调超宽带截止滤光片，其特征在于，包括基底和形成在基底两侧表面上的长波通滤光薄膜、短波通滤光薄膜，长波通滤光薄膜的膜系结构为sub/(0.5hl0.5h)^m/air，m为6～30；短波通滤光薄膜的膜系结构为sub/(0.5lh0.5l)^n/air，n为6～30；tio2和sio2分别为高折射率和低折射率薄膜材料。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的通带可调超宽带截止滤光片，通过在有色玻璃基底一侧表面设计长波通滤光薄膜，另一侧表面设计短波通滤光薄膜，通过调整长波通滤光薄膜和短波通滤光薄薄膜的中心波长，能够有助于通带带宽的调整，从而实现通带可调超宽带截止滤光片的设计。

附图说明

图11064nm滤光片结构示意图。

图2hb850玻璃透过率曲线。

图3tio2薄膜和sio2薄膜的折射率曲线。

图41064nm的长波通设计透过率曲线。

图51064nm的短波通设计透过率曲线。

图6宽带截止的1064nm窄带滤光片透过率曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

参照图1所示，本发明滤光片包括基底和形成在基底两侧表面上的长波通滤光薄膜、短波通滤光薄膜，长波通滤光薄膜的膜系结构为sub/(0.5hl0.5h)^m/air，参考波长为λ1，m为6～30，λ1为400nm～2000nm；短波通滤光薄膜的膜系结构为sub/(0.5lh0.5l)^n/air，参考波长为λ2，n为6～30，λ2为400nm～2000nm；tio2和sio2分别为高折射率和低折射率薄膜材料。

其中，hb850有色玻璃为滤光片基底。

实施例

下面以为1064nm超宽带截止(200nm-1000nm和1130nm-1440nm，截止度小于od3)滤光薄膜(带宽～60nm)进行实例设计，设计步骤如下：

根据滤光片设计要求，选择hb850有色玻璃(200nm～800nm截止)为膜层基底，hb850基底透过率曲线如图2所示。

选择tio2为高折射率薄膜材料，sio2为低折射率薄膜材料，tio2薄膜和sio2薄膜的折射率曲线如图3所示。

根据技术要求，在hb850基底一侧表面设计长波通滤光薄膜，基本膜系结构为sub/(0.5hl0.5h)^18/air，参考波长为890nm，优化前6层和后7层，具体膜系结构为：sub/1.05h0.53l0.94h1.04l1.22h0.74l(hl)^120.70h1.18l1.29h0.75l1.35h0.48l0.77h/air，1064nm的长波通设计透过率曲线如图4所示。

根据技术要求，在hb850基底另一侧表面设计短波通滤光薄膜，基本膜系结构为sub/(0.5lh0.5l)^16/air，参考波长为1248nm，优化前6层和后7层，具体膜系结构为：sub/0.66l1.19h1.33l0.81h0.89l1.20h(lh)^101.10l1.01h0.94l0.89h1.26l1.05h0.35l/air，1064nm的短波通设计透过率曲线如图5所示。

将长波通滤光薄膜膜系结构和短波通滤光薄膜膜系结构相结合，即可获得通带可调超宽带截止滤光片的设计方法，1064nm超宽带截止滤光薄膜设计透过率曲线如图5所示，带宽为60nm，峰值带宽大于45nm(t>95％)，1064nm处透过率大于99.5％，截止带宽为200nm-1000nm和1130nm-1400nm，截止度大于od3(t<0.1％)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种通带可调超宽带截止滤光片，其包括基底和形成在基底两侧表面上的长波通滤光薄膜、短波通滤光薄膜，长波通滤光薄膜的膜系结构为Sub/(0.5H L 0.5H)^m/Air，m为6～30；短波通滤光薄膜的膜系结构为Sub/(0.5L H 0.5L)^n/Air，n为6～30；TiO2和SiO2分别为高折射率和低折射率薄膜材料。本发明通过在有色玻璃基底一侧表面设计长波通滤光薄膜，另一侧表面设计短波通滤光薄膜，通过调整长波通滤光薄膜和短波通滤光薄薄膜的中心波长，能够有助于通带带宽的调整，从而实现通带可调超宽带截止滤光片的设计。

技术研发人员：姜玉刚;刘华松;王利栓;陈丹;季一勤
受保护的技术使用者：天津津航技术物理研究所
技术研发日：2018.10.31
技术公布日：2019.01.15