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光学滤光片_GENGXU/赓旭_销售各型号光学滤光片 定制带通滤光片
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一种长波红外宽光谱长波通滤光片的优化设计
沈 阳师范大学学报 （ 自然科 学版 ） 　 Ｊｕｎ ｌ ｆＳ ｅｙ ｎ 　 ｒ ｌ ｎｖｒｉ （ ｔｒｌ ｃ ｎｅ　 ｏ ｒａ　 ｈｎ ａｇＮｏｍａ　 ｉｅｓｙ Ｎａｕａ　 ｉ ｃ） ｏ Ｕ ｔ Ｓｅ
Ｖ０ ． ８，Ｎｏ． 　 １２ １
２１ ０ ０年 １月 　
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １ 　
文 章 编 号 ：１７ ―５ ６ （０ ０ ０ ―０ ２ ―０ 　 ６ ３ ８ ２２ １ ） １ ０ ７ ３
种 长 波 红 外 宽光 谱 长 波通 滤 光 片 的优 化 设 计　 张佰 森 ，陈　 焘，熊玉卿　 （ 兰州物理研究所 表面工程技术 国家级重点实验室 ，甘肃 兰州 摘　 ７０ ０ ） ３ ００　
要 ：长波红外宽光 谱长波通 滤光片是 光谱 成像技术 中重要 的光学元 件。论述 了设 计长　
波红外 宽光谱 长波通 滤光片的设计 原则 和方法 ， 并对这种长波红外 宽光谱长波 通滤光片优化 设计　 进行了研究 。根据等效折射率理 论 ， 以周 期性 对称膜 系为基础 ， 用压缩透射 区 内波纹 幅度 的部　 使 分膜层 优化 方法 ， 设计 了满足性能指标 要求 的长波红 外长波通 滤光 片。经过优化 ， 所设 计的 长波　
红外宽光谱 长波通滤光 片 ， 高透射波 段 内平 均透射 率大于 ９ ％ ， ０ 最低 透射率 高于 ８ ％ ； 止波段　 ５ 截 内平均透射率小于 １ 最高透射 率低 于 ５ ％， ％。研 究表 明 ， 部分膜层优 化方法 设计 的膜 系， 用 膜层　 结构简单 ， 有利于膜层厚度的监控 ， 既能克服全 自动优化方法 给工艺上带来 的困难 ， 又弥补 了解析　 法设计膜 系时不能调整光谱特性 的不足 。 　 关 键 词 ：红外 ；长波通滤光 片；薄膜设计 ； 优化　 文献标识码 ：Ａ　 中图分类号 ：０ ４ ４ ４ 　 ８ ．　
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ６ ３５ ６ ． ０ ０ ０ ． ０ 　 ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ ―８ ２ ２ １ ． １ ０ ９ ｓ
长波红外滤光片在 自然灾害 、 资源普查等遥感系统红外相机和多光谱成像仪中广泛应用 ， 主要用于　 对气象 、 地质成像和光谱分析观测［ ］ １ 。在我国自然灾害遥感卫星技术规划 中， － ７ 也对长波红外光学薄膜　 器件提出了研发需求 。由于长波红外滤光片应用重要性和特殊要求 ， 且其膜系结构和镀制工艺复杂 ， 近　 年来一直是红外光学薄膜研究的重点。遥感系统为 了得到高质量的图像 ， 对长波红外 滤光片提出了很　 高的要求 ， 如要求透射区的平均透射率高 、 抑制带截止深度深 、 过渡特性好 ， 能够适应恶劣的空间和地面　 环境 。所有 这一 切 ， 给长波 红外 滤光 片的膜 系设 计带来 较 大 困难 。 　
１ 长波通滤光片典 型光谱特性和光谱设计指标 要求　 　 长波通滤光片是光学系统中常用的分光元件 ， 其作用是使大于某一特定波长的光高透射 ， 而小于这　 一
波长的光则被截止 ， 其典型光谱特性如图 １ 所示。 　
文中所设计 开发 的宽光谱长波通滤光片对 设计光
厂―――――――――――――］　
谱 了 高 求，采 等 折 率 论 难 到 　 ｆ 提出 较 要 仅 用 效 射 理 很 达 设 　 计 要求， 对膜 构 需要 系结 进行优 计。 化内 具体 化设 优 容 　 包括：） １ 将透射区平均透射率提高至 ９％以上；） ０ ２透射　 区中最低透射率提
滤光片总概从光谱的长短(所处区域)有:紫外,可见光,近红外,红外,远 红外带...比如红外截止滤光片,IBG-650。 长波通型(又叫高波通):长于选定波长的光通过...光谱波段: 光谱波段:紫外滤光片、可见滤光片、红外滤光片; 光谱特性: 光谱...长波通型(又叫高波通) 长波通型(又叫高波通):长于选定波长的光通过,短于该...可以获得各种光谱特性,使滤光片可以控制、调整和改 ...光波是一种电磁波,根据其波长的不同可分成红外线、...长波通型(又叫高波通):长于选定波长的光通过,短...抑制短波区,透射长波区的滤光片称为长波通滤光片...的短波通滤光片,它能抑制红外光,透射可见光,截止...按判别方法又可分为极值法、定值法和宽光谱监控。...宽波段半反射膜四、分束镜 分束镜是把一束光分成...根据客户的需要设计生产 3、 红外成像系统镜片① 硅...短波区透射长波区的滤光片称长波通滤光片,相反为...生物芯片阅读仪等光学光谱仪器 波段范围: 250nm～1000nm,从中波紫外至近红外。...以下几种光谱 类型的硬膜干涉滤光片: 带通型 短波通型 长波通型 带通型:...红外宽带减反膜的具体设计方法。 19. 单层膜的反射...哪种金属分光镜在较宽的光谱范围内中性较好,且机械...长波通滤光片:抑制短波区、透射长波区的滤光片; ...窄 波带通滤光片设计及制作上都较困难,主要原因是,因为光谱波峰两端的 T=5 ...宽截止长波红外带通滤光... 3页 1下载券
滤光片截止深度 2页 免费
2-...6.类金刚石及金刚石膜金刚石膜及类金刚石(DLC)膜由于具有宽光谱透过率高、 ...分析红外带通滤光片几种设计方法的特点,并结合实际镀制工艺技术,采用 了长波通...一、红外光谱仪的种类 红外光谱仪的种类有: ①棱镜...固定滤光片型的仪 器时近红外光谱仪最早的设计形式...该类型仪器缺点是:单色光的谱带较宽,波长分辨率差;...
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带通滤光片
带通滤光片是透射带两侧邻接截止带的滤光片。带通滤光片根据光谱特性大致分为宽带滤光片和窄带滤光片两种，两种滤光片通常都是组合而成的，应用了光波干涉原理制备带通滤光片，且带通滤光片在各个领域得到了广泛应用。
带通滤光片简介
光谱特性曲线的透射带两侧为截止区的称为带通滤光片。带通滤光片是一类重要的光学薄膜元件，它在化学、、、天文物理、光纤通信、生物学等领域得到了广泛应用。用光波干涉原理制备的带通滤光片的光谱曲线如下图所示，图中波长
附近光谱透射区称为滤光片的通带，通常两侧是截止区，而且截止区的周围可能存在旁通带，通常需要用、吸收膜或截止滤光片来消除旁通带。
带通滤光片的主要特性参数有：
：中心波长，也称为峰值波长；
处透射率；
：半宽度，它是透射峰为峰值一半处通带的波长宽度；
：十进宽度，它是透射峰为峰值10%处通带的波长宽度；
：波形系数，它表征了通带矩形化程度；
：相对半宽度，有时记为HW；
：抑制带最小透射率，即背景透射率；
：抑制率；
：长波截止范围；
：短波截止范围。
根据光谱特性可以将带通滤光片分为：窄带滤光片和宽带滤光片，但这种划分没有明确的界限，通常把相对半宽度不小于20%的滤光片称为宽带滤光片。[1]
干涉滤光片的光谱特性
带通滤光片宽带滤光片
宽带滤光片通常可以用短波通和长波通滤光片组合而成。考虑到膜层吸收特性，某些短波通或长波通滤光片其本身就可以当作宽带滤光片。截止滤光片膜系可以镀在不同的基片上，若干不同截止波长的截止滤光片可组成一套具有不同半宽度和峰值波长的宽带滤光片，一般情况下，这样组成的宽带滤光片，不适用于成像系统，因为膜系之间的多次反射可能会造成鬼像。为了消除鬼像，必须把整个薄膜滤光片都镀在基底的同一侧，最有效的设计方法仍然是采用对称周期膜系。
采用对称周期膜系时，可用等效单层膜来表示短波通膜系和长波通膜系，这样有三个需要匹配的界面，假如用A和B表示两个等效膜，其中B靠近，则在基片和B，B和A及A和入射介质之间都需要考虑匹配膜层，用简单的
膜层来匹配，一般能满足要求。
某些多半波滤光片膜系(即含有多个半波层的膜系)也可以构成宽带滤光片，例如全介质四半波滤光片：
，其相对半宽度
，光谱曲线如图所示。[1]
介质四半波滤光片光谱曲线
带通滤光片窄带滤光片
以长波通与短波通滤光片来合成窄带滤光片在工艺上非常困难，因为制膜时截止波长、中心波长和半宽度都很难控制，所以通常以法布里一珀罗干涉仪(简称F—P干涉仪或F—P标准具)来设计窄带滤光片，其设计原理与其他膜系完全不同。
根据物理光学的有关知识，F—P干涉仪由两块高反射率，间隔为d的平行反射板组成，如图5．50所示，如果用介质层来代替平行反射板之间的空气层，在介质层两侧镀制高反射膜层，就可得到具有F—P干涉仪光谱性质的膜系。
法布里-珀珞干涉仪原理图
根据多光束干涉理论，通过F—P标准具的透过率为
为两反射膜的；
为间隔层相位厚度。
式子的特点是相位关系和振幅关系可以分别研究，
只决定于两个反射膜系的反射率，而因子
仅取决于两个反射膜系的反射相移和间隔层厚度。[1]
带通滤光片带通滤光片的应用
带通滤光片宽带滤光片的应用
在光学工程实际应用中，并不是所有需要带通滤光片的地方都希望通带越窄越好，还有一部分需要是宽带滤光片。例如用于电焊防护的自动变光面罩，要求使用一块对可见光透明，而对紫外和红外深度截止的带通滤光片，其应用特点如下：
(1)强光防护滤光片的性能要求
①紫外线、红外线隔离性：对波长
波段的紫外线和大于
的红外线的透过率小于
②可见光透明度：在
之间任意波长、带宽为
、中心不小于50%的彩色可见光透明带(透过色可以是蓝绿、墨绿、翠绿、黄绿、黄色、橙色)。
(2)诱导滤光片膜系
由于需要截止的紫外和红外波段很宽，截止度又很深，只有金属诱导滤光膜系有可能实现。在设计中主要采取的措施有：
①这里并不需要窄通带，可选用三层金属膜层，既可以增加通带的宽度，又能够加深截止度。
②使用高折射率层做金属层之间的间隔层，有利于抑制紫外区的短波透射次峰。
③调整金属层厚度的比例，可以调整通带波形。
如图给出了实际设计膜系
的透射率曲线，其中
是厚度不同的银膜，曲线a表示
银膜的厚度是
，曲线b表示
银膜的厚度是
。由图可知，改变金属膜层总厚度，可以改变通带透射率和截止带深度；调整金属膜的厚度，通带波形将被改变。
双半波滤光片的光谱特性
带通滤光片窄带滤光片的应用
长期以来，F—P干涉型膜系作为获得窄带通滤光片的唯一途径，在光学波段得到了广泛的应用。 特别是近几年在光纤通信DWDM(Dense Wavelength—DivisionMultiplexing，)技术中，采用F—P干涉型光学超窄带滤光片扩展单根光纤的信道容量，使光学超窄带滤光片的应用和制造技术水平上升到一个新的高度。
(1)应用于光纤通信DWDM系统的超窄带滤光片
应用于光纤通信DWDM系统的超窄带滤光片，除了必须具备热稳定性好、插入损耗小、偏振相关损耗小的特征之外，为了能够在传输光线终端正确地将每个载波从包含有多个波长的一束光中提取出来而不存在串扰，还必须具有矩形通带、较小的通带波纹和较高的抑制比。
(2)光学梳状滤波器(Interleaver)
光学梳状滤波技术是一种把一列频率间隔为
的光信号分成两列频率间隔为
的光信号，并分别从两个输出的光滤波技术。[2]
王治乐．薄膜光学与真空镀膜技术．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013.06：81-83
王治乐．薄膜光学与真空镀膜技术．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013.06：103-105
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可调谐复合全息带通滤光片
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可调谐复合式全息带通滤光片是一种新型的滤光片，它在利用反射全息高衍
射效率、调谐性以及矩形性的基础上，实现了准直射式滤光，类似于传统的干涉
滤光片。而且。由于复合式全息滤光片是可调谐的，它在兼有干涉滤光片和全息
滤光片优点的同时，还具有可变带宽和可变峰值波长。本文对这种滤光片进行全
面的理论和实验研究。
首先，概述和比较各种滤光片。
其次，介绍反射全息的耦合波理论；通过光学实验，对均匀介质和非均匀介
质两种耦合波理论模型进行比较，表明用非均匀介质耦合波理论模型拟舍的衍射
效率曲线与实验结果比较吻合，同时得出布喇格条件在非均匀介质耦合波理论中
也成立的结论；为了实际应用的方便，在此基础上提出一种简单的梯形模型。
然后，用反射全息复合出一种新型的可调谐复合式全息带通滤光片。从单片
反射全息的理论出发，在介绍这种复合式滤光片特性的同时，给出它的理论基础
描述与给出光学实验方法和结果，并对实验与理论结果进行比较和分析。
最后，探讨有待进一步研究的方向和潜在的应用前景。
关键词：滤光片，反射全患，耦舍波理论，非均匀介质，复合式全息滤光片
带宽，峰值波长，衍射效率
CompoundHoIographi0Bandpass
filteriSakindof
filter．It
compoundholographicbandpass
diffraction
quasi-transmissivefiltering
ofutilizing
efficiency，
reflection
iSsimilarto
tunabmtyreetangularity hologram．In
traditionalinterferencefilter．Andbecauseit tunable．ithasnot
ofbothinterference
filter，but
advantages
holographic
bandwidthandtunable
wavelength．TlliS
investigatedtheoretically
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