一种双通道窄带滤光片的设计与制备
微结构窄带滤光片设计及制备工艺研究
微结构窄带滤光片设计及制备工艺研究潘永强;陈佳【摘要】为了提升微结构窄带滤光片的光谱透过率,增大微结构单元的制备精度,提出一种新的膜系镀制方法和微结构单元的制备方法.基于法布里-珀罗(F-P)多光束干涉仪原理设计了3种不同中心波长的窄带滤光片,采用光化学掩模分离法和PECVD 技术相结合,制备出3种中心波长分别为480 nm、 520 nm和 590 nm,峰值透过率均大于80%,半宽度30 nm~50 nm,微结构单元的通道面积为50 μm×50 μm 的窄带滤光片.光谱透过率得到了提升的同时微结构单元边缘整齐、分界线清晰,精度也得到了有效地增加,达到μm量级.%In order to improve transmittance of microstructure narrowband filters and increase precision of microstructure unit, new fabrication method of film deposition and microstructure unit are proposed in this paper.Three different center wavelength filters are design based on concepts of Fabry-Perot principle.Three different center wavelength of narrowband filters are fabricated by combining photochemical mask separation and PECVD technology.Center wavelength of narrowband filters are λ1=480 nm、λ2=520 nm and λ3=590 nm respectively, transmittance are all above 80%, with bandwidth between 30 nm to 50 nm and an area for each microstructure unit 50×50μm2.Transmittance is improved, while precision of microstr ucture unit are increased to reach micron order effectively with neat edge and clear dividing line.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】5页(P78-82)【关键词】微结构;窄带滤光片;光化学掩模分离;PECVD【作者】潘永强;陈佳【作者单位】西安工业大学光电工程学院,陕西西安 710021;西安工业大学光电工程学院,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TN205;O484.1多光谱成像技术是利用多个光谱通道进行图像采集、显示、处理和分析的技术[1-2]，其中多个光谱通道的实现就是通过在照相系统中添加滤光片来实现分光的效果。
窄带滤光片的分析与设计
制 介 质薄 膜 形成 ，其 特 点是 镀制 难度 高 ，成 品 牢低 ，成 本 高等 。所 以首 先 由 电磁 场传 播 的麦 克 斯 韦方程 出 发 ，理论 分 析 了薄膜 的 光学 特 性 系统 。然 后考 虑 了 间隔层 厚度 、反射 层 的反射 率对 滤光 片光 谱 特 性 的影 响 。结 合 给 定 的技 术 指标 ，按 照 法 布里 一 珀 罗 多层 介 质 薄 膜 滤波 器 的原 理 ，设 计 Ｌ ｝ 】 一种 可 用于 光通 信密 集 波分 复用 系统 的窄 带滤 光 片 ，并 利用 离 子束 溅射 镀膜 机 在玻 璃基 片 上 完成滤 光 片 的镀
四 、窄 带 滤 光 片 的设 计
１ ． 法布 里一 珀 罗滤 光』 Ｉ ‘
．
窄带滤光片 的研 究现 状
为 了适 应 我 罔 光 通 信 高 速 发展 的 实 际 需求 ，通 过 对 窄 带干
法 布 里一 珀 罗 滤光 片 分 何单 腔 与 多腔之 分 ， 任法 布里 一 珀 ｝ 涉 仪 的基 础 卜 改 进 了单腔 法 布 里一 珀 罗窄 带滤 光片 。 从单 腔 滤 光片 的 分 析 可 以看 出， 二 角形 的 带 通 不 能满 足ＤＷＤＭ系统 【 ｆ Ｉ 对 迎 带 陡 降 特 性和相 邻 信道 隔 离度 的指 标 要求 。 多腔滤 光 ， 足将 多个 单腔滤 光 片 串置 起来 ， 中问 用耦 合层 连接 得 到的 ，和 单腔 滤 光片 相 比， 多腔 窄 带滤 光片 的通 带 形状 更接 近 于矩 形 ，透 射 带不 再 是 个尖 峰 ，这 样 可 以 使稍 稍 偏 离 中 心 波 长的 光 也 能透 过 滤 光 片 而 ｉ 引起 人 的损
窄带滤光片设计报告
窄带滤光片设计报告综述：窄带滤光片是一种带通滤波器，它利用电解质和金属多层膜的干涉作用，可以从入射光中选取特定的波长，窄带滤光片的带通一般比较短，通常为中心波长的5%以下。
干涉滤光片是由两块内表面镀有高反射膜（介质或金属膜）的相互平行的高平面度玻璃板或石英板组成，在内表面之间形成多次反射以产生多光束之间的干涉。
其作用是让光源中某一窄带光谱的光波以尽可能高的透射率通过，而使其他光谱范围的光波衰减，以获得单色性良好的准单色光。
窄带滤光片可代替如光栅那样的昂贵的分光器件，广泛应用于光学实践和工业领域。
设计内容：窄带滤光片的设计与制作窄带滤光片工作原理：多光束干涉由多光束干涉中光程差公式当相干光束数目很大时，只有确定的n 、d 、i 值，光源中只有严格满足上述公式的波长才能够基本无衰减的通过，微小的偏差使上述条件的波长成分将由于近似相消而衰减，从而实现窄带滤波。
设计要求：入射介质0n ＝1；出射介质g n ＝1.52；入射角0θ＝︒0；中心波长λπϕi n d M sin 4220=-=∆＝450(亦即参考波长)，中心波长透过率大于95%，透射光谱的半0宽度小于45nm。
使用n H＝2.26（TiO2）， n L＝1.45（Al3O2）。
膜系设计：H L H H H H L H软件模拟效果：模拟数据：中心波长：450nm半波宽度：43nm中心透过率：95.23%窄带滤光片的制备过程：1.清洗镀膜机，安装监控片，将待蒸发的薄膜材料放入蒸发容器 中；2.清洗玻璃基片，由于设计要求不高，镜片只用酒精进行擦拭。
3.根据膜系设计的结果将设计参数置入镀膜机的控制系统；然后在控制系统的监控下镀膜机镀膜机全自动镀制干涉滤光片。
但是由于在实验过程中机器出现故障，所以临时决定使用溅射的方法来进行镀膜， 在镀膜之前算好每层膜所需要的时间，然后人为的对仪器镀膜时间进行控制，由于我们初次接触，这样的工作由一位博士生学长进行，并在镀膜的同时为我们讲解相关知识。
窄带光滤波器的设计和制备
窄带光滤波器的设计和制备窄带光滤波器（Narrowband Optical Filters）是一种光学器件，它可以选择性地透过一定波长范围内的光，并将其他波长的光进行屏蔽。
设计和制备窄带光滤波器是光学领域的一个重要分支，其应用涉及到光学通信、生物医学、光学成像等领域。
一、窄带光滤波器的工作原理窄带光滤波器基于光学干涉原理，通过将多个传输光学元件叠加组合，来实现对单一波长区域的滤波。
其基本构成包括反射膜、透镜或反射器等光学元件。
光线进入光滤波器后，会在反射膜之间发生多次反射，并在光路长度与波长之间的干涉效应下，达到波长分离效应。
二、窄带光滤波器的设计窄带光滤波器的设计需要考虑到一系列因素，如过渡带宽、透过率、群延时等。
其中，过渡带宽是指光滤波器从透过光到屏蔽光的过渡区域的宽度。
在实际应用中，需要尽量压缩过渡带宽，以提高光滤波器的频率选择性和抑制不必要的噪声。
透过率是指光滤波器在滤波波长处的透过比例。
需要根据具体应用要求，选择适当的透过率，并保证其稳定性和重现性。
群延时则是指光滤波器对光的传输时间的影响，需要控制其误差范围，避免影响光学系统的整体性能。
三、窄带光滤波器的制备窄带光滤波器的制备通常有两种方法：热蒸汽沉积和离子束溅射。
其中，热蒸汽沉积法是一种可以在大范围内制备滤波器的方法，它通过将材料放在加热的舟中蒸发，并在反射膜表面上沉积一层厚度大约为几分之一波长的物质。
不同的蒸发材料和蒸发速率可以控制反射膜的反射光谱和透过特性。
离子束溅射法则是一种由高能离子束击打目标材料表面，在反射膜上形成各种薄膜材料的技术，可以获得分子厚度水平的非常均匀的薄膜。
这种技术也可以实现多层蒸发，用于制备多波段滤波器。
四、窄带光滤波器的应用窄带光滤波器的应用十分广泛，其中最重要的是在光学通信中的应用。
利用窄带光滤波器可以实现波分复用技术，将不同数据流在不同波长处传输，提高信号传输效率和携带能力。
此外，在生物医学和光学成像领域，窄带光滤波器还可以被用于分离不同颜色的荧光信号、实现图像识别和目标检测等应用。