長波紅外寬帶濾光片的製作方法
2023-07-20 04:38:11 1
專利名稱：長波紅外寬帶濾光片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種除透鏡以外的光學部件，具體是一種選擇所需6.3微米至7.6微米水汽波段的長波紅外寬帶濾光片。
背景技術：
6.3微米至7.6微米紅外寬帶濾光片主要用於空間遙感紅外分析儀中檢測目標環境的水汽含量。目前，空間遙感儀器逐步趨向小型化，為了使儀器結構更緊湊，需要將濾光片直接貼在工作溫度為92K的低溫列陣探測器的窗口上，由此而產生對濾光片的低溫性能要求，目前使用的常溫紅外水汽濾光片將無法應用。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種在92K工作溫度下，工作性能良好的6.3微米至7.6微米長波紅外寬帶濾光片，它能有效檢測水汽的含量，抑制其它氣體的幹擾。
本實用新型通過以下技術方案實現即，用拋光鍺片作基板，在其的二個表面交替蒸鍍多層硒化鋅膜層和碲化鉛膜層，其中第一面膜系採用Ns|H4LH4LH4LHL|N0，第二面膜系採用Ns|2(0.5LH0.5L)6|3.31L|3.31(LHL)6|N0，式中的符號含義分別為Ns表示鍺基板，L表示λ0/4硒化鋅膜層，H表示λ0/4碲化鉛膜層，N0表示空氣。λ0為中心波長，對於第一面膜係為6.9微米，第二面膜係為2.1微米。
由於本實用新型濾光片對低溫透射區域中心波長穩定性要求較高，故第一面主膜系採用寬帶膜系，這一膜系中的硒化鋅膜層與碲化鉛膜層的光學厚度比達到13比4，有效減小了碲化鉛薄膜負溫度特性係數對濾光片中心波長的影響。
第二面膜系採用前截止膜系疊加寬帶截止次峰膜系，該膜系能有效截除通帶前次峰和相應的後次峰。
上述膜系的結構具有獨特的低溫特性，透過率高、矩形度好和常溫至低溫截止邊漂移小，中心波長漂移僅0.04微米。在截止區域內截止深度(TC)小於0.5％，能抑制背景幹擾及減少串音的作用。而且本技術方案生產的濾光片成品率高，能滿足高精度空間儀器需要。
圖1為本實用新型濾光片的結構示意圖；圖2為本實用新型濾光片理論計算曲線圖；圖3為本實用新型濾光片在300K至92K光譜實測曲線圖。
具體實施方案參閱圖1，本實用新型濾光片包括基板1，其外形和厚度可視實際需要而定，在基板1的二個表面分別交替鍍有多層硒化鋅膜層2，碲化鉛膜層3。在本實用新型中，是通過真空蒸鍍將低折射率硒化鋅膜料和高折射率碲化鉛膜料按設計的膜系分別交替蒸度在基板1的兩個表面上，其中第一面膜係為Ns|H4LH4LH4LHL|N0，第二面膜係為Ns|2(0.5LH0.5L)6|3.31L|3.31(LHL)6|N0。
式中的符號含義分別為Ns表示鍺基板，L表示λ0/4硒化鋅膜層，H表示λ0/4碲化鉛膜層，N0表示空氣。λ0為中心波長，對於第一面膜係為6.9微米，對於第一面膜係為2.1微米。
本實用新型採用反射式奇級次間接直控光電法監控膜層厚度。
本實用新型製備的濾光片經採用美國BIO-RAD FST-40型付裡葉紅外分光光度計及OXFORD ND1704型變溫液氮杜瓦瓶為主的低溫測量系統，實際測量出濾光片300K和92K曲線，見圖3。
濾光片的實測性能如下
1、成品的外形直徑12毫米，厚度0.3毫米；2、中心波長λ0＝6.92微米；3、半寬度λ半＝1.27微米；4、波形係數Δλ0.1/Δλ0.5＝1.25；5、峰值透過率Tmax＝85％。
6、截止波長短波次峰全部截止，長波截止至12.5微米，其TC＜0.5％。
權利要求1.一種長波紅外寬帶濾光片，包括一表面拋光的基板(1)，其第一和第二兩個面上分別交替鍍有多層碲化鉛膜層(3)和硒化鋅膜層(2)，其特徵是該基板(1)為鍺材料；第一面膜係為Ns|H4LH4LH4LHL|N0；第二面膜係為Ns|2(0.5LH0.5L)6|3.31L|3.31(LHL)6|N0，式中的符號含義分別為Ns表示鍺基板，L表示λ0/4硒化鋅膜層，H表示λ0/4碲化鉛膜層，N0表示空氣，λ0為中心波長，對於第一面膜係為6.9微米，第二面膜係為2.1微米。
專利摘要一種選擇所需6.3微米至7.6微米水汽波段的長波紅外寬帶濾光片,它用拋光鍺片作基板,在其的二個表面交替蒸鍍多層硒化鋅膜層和碲化鉛膜層。該濾光片主膜系採用寬帶膜系,這一膜系中的硒化鋅膜層與碲化鉛膜層的光學厚度比達到13比4,有效減小了碲化鉛薄膜負溫度特性係數對濾光片中心波長的影響。第二面膜系採用前截止膜系疊加寬帶截止次峰膜系,該膜系能有效截除通帶前次峰和相應的後次峰。這種結構的膜系透過率高、矩形度好和常溫至低溫截止邊漂移小,中心波長漂移僅0.04微米,在截止區域內截止深度小於0.5%,能有效抑制背景幹擾及減少串音。本實用新型生產的濾光片成品率高,能滿足高精度空間儀器需要。
文檔編號G01N21/31GK2511984SQ01277170
公開日2002年9月18日 申請日期2001年12月29日 優先權日2001年12月29日
發明者張麟 申請人:中國科學院上海技術物理研究所