多層介質膜截止濾光片組合器件的製作方法

2023-09-17 15:50:40

多層介質膜截止濾光片組合器件的製作方法
【專利摘要】一種多層介質膜截止濾光片組合器件，其構成包括平面反射鏡、短波通截止濾光片和長波通截止濾光片，所述的反射鏡垂直放置，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片平行且與所述的反射鏡的法線成θ角，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片由多層介質膜截止濾光片構成。本發明的角譜選擇性達到了亞毫弧度。
【專利說明】多層介質膜截止濾光片組合器件
【技術領域】
[0001]本發明涉及濾光片，特別是一種用於斜入射條件下的多層介質膜截止濾光片組合器件。
【背景技術】
[0002]雷射具有單色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特點，成為自然科學中的一顆璀璨明珠。高功率雷射在光譜技術及光學測量中得到了廣泛應用，已成為醫療衛生研究與臨床診斷的重要手段；在軍事科技、工業生產及日常生活等領域更有著重大的應用潛力。雷射裝置的發展離不開光學器件，隨著高功率雷射系統的不斷發展對光學器件的光譜性能和角譜選擇性提出了更高的要求。
[0003]在高功率系統中，多層介質膜窄帶分離濾光片作為重要的光學元器件之一，其性能對整個高功率雷射系統有著至關重要的影響，它具有優良的光譜性能和角譜選擇性，這對提高雷射系統的輸出功率非常有利。多層介質膜截止濾光片的基本結構為高折射率膜層、低折射率膜層相間，每層的光學厚度都是四分之一參考波長的整數倍。多層介質膜截止濾光片在傾斜入射時不可避免地會產生s偏振分量和P偏振分量的分離，因此可以對其偏振態作任意選擇，在空間濾波器的光路中插入兩塊多層介質膜截止濾光片就可以起到角度選擇的特性。據我們所知，迄今為止還沒有人針對空間濾波器的光路設計多層介質膜截止濾光片來達到角譜選擇特性的工作。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種多層介質膜截止濾光片組合器件，該組合器件可對其偏振態作任意選擇。
[0005]為了實現這一目的，本發明的技術解決方案如下:
[0006]一種多層介質膜截止濾光片組合器件，特點在於其構成包括平面反射鏡、短波通截止濾光片和長波通截止濾光片，所述的反射鏡垂直放置，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片平行且與所述的反射鏡的法線成Θ角，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片由多層介質膜截止濾光片構成。
[0007]所述的多層介質膜截止濾光片是在玻璃基底上由高折射率膜層和低折射率膜層交替製備形成的，所述的高折射率層的材料為Nb205、HfO2, Ta2O5或TiO2,所述的低折射率層的材料為SiO2，每一膜層的光學厚度為100?400nm ;所述的高折射率膜層和低折射率膜層層數合計為100?200層。
[0008]所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片鍍制在所述的玻璃基底的一側或兩側。
[0009]所述Θ角的取值範圍為10。?85。。
[0010]本發明的技術效果:
[0011]本發明多層介質膜截止濾光片組合器件，在光波傾斜入射時不可避免地會產生s偏振分量和P偏振分量的分尚，由於這一特性可以對其偏振態作選擇，在空間濾波器的光路中插入兩塊多層介質膜截止濾光片就可以起到角度選擇的特性。實驗表明，所述的多層介質膜截止濾光片組合器件的角譜選擇性達到了亞毫弧度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明多層介質膜截止濾光片組合器件實施例1的截面示意圖。
[0013]圖2為本發明多層介質膜截止濾光片在傾斜45度入射時，短波通截止濾光片的透射率。
[0014]圖3為本發明多層介質膜截止濾光片在傾斜45度入射時，長波通截止濾光片的透射率。
[0015]圖4為本發明多層介質膜截止濾光片組合器件實施例1的光譜圖
[0016]圖5為本發明多層介質膜截止濾光片組合器件的角譜圖
[0017]圖中:
[0018]I 一雷射反射鏡2—短波通截止濾光片3-長波通截止濾光片片4-大於45度的光波5-等於45度的光波6-小於45度的光波。
【具體實施方式】
[0019]下面結合中心波長為1053nm的多層介質膜截止濾光片的具體實例來說明本發明的具體實施過程。但不應以此限制本發明的保護範圍。
[0020]先請參閱圖1，圖1為本發明多層介質膜截止濾光片組合器件實施例1的截面示意圖，由圖可見，本發明多層介質膜截止濾光片組合器件，包括反射鏡1、短波通截止濾光片2和長波通截止濾光片3，所述的反射鏡I垂直放置，所述的短波通截止濾光片2和長波通截止濾光片3平行放置且與所述的反射鏡I的法線成角Θ =45°。
[0021]傾斜45度放置的短波通截止濾光片2和長波通截止濾光片3，大於45度的光波4透過長波通截止濾光片3後被短波通截止濾光片2濾掉，小於45度的光波被長波通截止濾光片3濾掉，最後就剩下45度的光垂直入射到反射鏡。最後就達到了角譜選擇的特性。實驗表明，所述的多層介質膜截止濾光片組合器件的角譜選擇性達到了亞毫弧度。
[0022]上述的短波通截止濾光片2基本膜繫結構為參考波長1337.1nm,設計的基本膜系=Glass/(0.5HL0.5H) ~50/Air ;長波通截止濾光片3基本膜繫結構為:參考波長1337nm，設計的基本膜系:Glass/ (0.3655H0.73L0.3655H) ~60/Air。
[0023]上述各膜層的製備可採取現有技術中的離子束濺射法實施。
[0024]除上述實施方式外，濾光片也可以這樣實施，即在兩塊不同的玻璃基片的一側均設置有上述方法中的短波通截止濾光片與長波通截止濾光片。
[0025]綜合以上的實施方法，本發明提出的多層介質膜截止濾光片組合器件空間濾波器的設計方法是切實有效可行的，表明這種結構的濾光片在傾斜入射條件下確實可以起到亞毫弧度角譜選擇的特性，並具有重要的應用前景。
【權利要求】
1.一種多層介質膜截止濾光片組合器件，特徵在於其構成包括平面反射鏡(I)、短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)，所述的反射鏡(I)垂直放置，所述的短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)平行且與所述的反射鏡(I)的法線成Θ角，所述的短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)由多層介質膜截止濾光片構成。
2.根據權利要求1所述的多層介質膜截止濾光片組合器件，其特徵在於所述的多層介質膜截止濾光片是在玻璃基底上由高折射率膜層和低折射率膜層交替製備形成的，所述的高折射率層的材料為Nb205、HfO2, Ta2O5或TiO2，所述的低折射率層的材料為SiO2,所述的高折射率膜層和低折射率膜層層數合計為100?200層。
3.根據權利要求1或2所述的多層介質膜截止濾光片組合器件，其特徵在於所述的短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)鍍制在所述的玻璃基底的一側或兩側。
4.根據權利要求1或2所述的多層介質膜截止濾光片組合器件，其特徵在於所述的Θ角的取值範圍為10°?85°。
【文檔編號】G02B1/10GK103698829SQ201310596720
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】章瑛, 齊紅基, 易葵, 邵建達 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所