一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片及其製備方法
2023-05-11 08:30:06 1
一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片及其製備方法，所述紫外螢光濾光片包括基片、由複數高折射率膜層和複數低折射率膜層構成的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系以及截止濾光片膜系，所述帶通濾光片膜系和截止濾光片膜系分別鍍制於基片的兩面，所述紫外螢光濾光片於330nm～400nm高透，於290nm～310nm和410nm～780nm兩個波段均截止。本發明製備的紫外螢光濾光片，能夠用於紫外螢光成像中紫外光源特定光譜的捕捉，利於皮膚損傷檢測工作。
【專利說明】一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片及其製備方法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片及其製備方法。
【【背景技術】】
[0002]近年來，成像技術發展迅速，它從傳統的可見光成像誕生紅外成像和紫外成像，其中紫外成像包括紫外螢光成像和紫外反射成像兩部分。不同的光譜成像應用於不同的領域。在刑事偵察領域，皮膚傷痕即表皮至真皮層的照相可捕獲到重要的證據，如兇器形狀、兇手的相關信息等；在皮膚醫學領域，皮膚傷痕即表皮至真皮層的成像可監測到皮膚的健康狀況，利於皮膚的醫學治療。該檢測系統中最關鍵的是紫外帶通濾光片，濾光片性能的好壞嚴重影響成像的效果。
[0003]目前市場上已有的紫外成像系統為紫外反射成像系統，其被廣泛應用於刑偵中指紋的提取和現場勘查；紅外成像系統被應用於皮膚(真皮層)損傷探測，但紅外成像在皮膚傷痕鑑定中有許多弊端，如成本高，設備複雜，曝光時間太長等。因此操作簡單、易攜帶的紫外螢光成像系統的研製成為一種需求和必然趨勢，而其中紫外濾光片的研製將成為重中之重。
[0004]近年來，國內紫外濾光片的應用分為以下幾類:指紋鑑定、現場勘察和醫學美容，而關於皮膚損傷檢測用濾光片的論文和產品比較少見。對於指紋鑑定方面，濾光片的應用很廣泛，為中心波254nm的窄帶濾光片，對於現場勘察濾光片，其通帶為450nm~520nm,對於醫學美容方面，其通帶為200nm~550nm，而對於皮膚損傷檢測用濾光片國內的理論研究很少，國外方面，此類濾光片有所應用，但是價格昂貴。
[0005]因此，如果可以研製 出一種用於皮膚損傷檢測用的紫外濾光片，將很好地解決上述所有的問題和缺點，開拓科研 領域，服務刑事偵察和日常生活，其市場前景也將會很可觀。
【
【發明內容】
】
[0006]本發明要解決的技術問題之一，在於提供一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片，能夠用於紫外螢光成像中紫外光源特定光譜的捕捉，利於皮膚損傷檢測工作。
[0007]本發明是這樣實現上述技術問題之一的:
[0008]一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片，所述紫外螢光濾光片包括一基片、由複數高折射率膜層和複數低折射率膜層構成的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系以及截止濾光片膜系，所述帶通濾光片膜系和截止濾光片膜系分別鍍制於基片的兩面，所述紫外突光濾光片為於330nm~400nm高透，於290nm~310nm和410nm~780nm兩個波段均截止。
[0009]進一步地，所述基片為K9玻璃，所述高折射率膜層所用材料為HfO2,所述低折射率膜層所用材料為Si02。
[0010]本發明要解決的技術問題之二，在於提供一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，能夠有效地減少製備工藝偏差影響，利於批量生產。
[0011]本發明是這樣實現上述技術問題之二的:
[0012]一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，所述方法包括如下步驟:
[0013]步驟10、結合皮膚的光學性質得到皮膚螢光峰值對應的紫外光譜，並以此作為紫外螢光濾光片的指標；
[0014]步驟20、根據紫外螢光濾光片的指標選擇基片材料、高折射率膜層以及低折射率膜層材料；
[0015]步驟30、根據紫外螢光濾光片的指標設計膜繫結構和紫外螢光濾光片結構，並進行相應的仿真和優化，得到符合紫外螢光濾光片的指標的膜系；
[0016]步驟40、對所得的膜系進行容差分析；
[0017]步驟50、根據容差分析結果，選擇相應的薄膜製備方法進行製備紫外螢光濾光片。
[0018]進一步地，所述紫外突光濾光片的指標為330nm~400nm,截止波段為290nm~31Onm 和 410nm ~780nm。
[0019]進一步地，所述步驟20中，基片的材料為K9玻璃，所述高折射率膜層所用材料為HfO2，所述低折射率膜層所用材料為Si02。
[0020]進一步地，所述步驟30設計的膜繫結構為由複數高折射率膜層和複數低折射率膜層構成的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系以及截止濾光片膜系，且所述帶通濾光片膜系的帶通波段為330nm~400nm,截止濾光片膜系的截止波段為290nm~310nm和41Onm ~780nm。`
[0021]進一步地，所述步驟40中的容差分析，是在TFC軟體中進行的。
[0022]進一步地，所述步驟50中相應的薄膜製備方法為射頻磁控濺射、電子束蒸發、離子束輔助鍍膜、原子層外延或MOCVD。
[0023]進一步地，所述步驟50中相應的薄膜檢測方法為採用紫外分光光度計檢測其透射譜。
[0024]本發明具有如下優點:
[0025]本發明製備的紫外螢光濾光片可用於紫外螢光成像中紫外光源特定光譜的捕捉，為刑事偵察、在皮膚醫學等領域提供很大的支持。另外在理論上對製備進行容差分析，為鍍膜提供理論指導，有效地減少了製備工藝偏差影響，利於批量生產。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0026]下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0027]圖1為本發明紫外螢光濾光片的結構示意圖。其中H為高折射率膜層，L為低折
射率膜層。
[0028]圖2為本發明的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系的波長與透過率曲線圖。
[0029]圖3為本發明的截止濾光片膜系的波長與透過率曲線圖。
[0030]圖4為本發明的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系的容差分析曲線圖。
[0031]圖5為本發明的截止濾光片膜系的容差分析曲線圖。
[0032]圖6為本發明實施例的紫外螢光濾光片帶通膜系在紫外分光光度計下的透射譜數據表。[0033]圖7為本發明實施例的紫外螢光濾光片在紫外分光光度計下的透射譜數據表。
[0034]圖8本發明實施例的紫外螢光濾光片在紫外分光光度計下的透射譜圖。
【【具體實施方式】】
[0035]請參閱圖1~8所示，對本發明的實施例進行詳細的說明。
[0036]如圖1所示，本發明涉及一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片，所述紫外螢光濾光片包括一基片、由複數高折射率膜層和複數低折射率膜層構成的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系以及截止濾光片膜系，所述帶通濾光片膜系和截止濾光片膜系分別鍍制於基片的兩面，所述紫外螢光濾光片的帶通波段為330nm~400nm，截止波段為290nm~31Onm 和 410nm ~780nm。
[0037]所述基片為K9玻璃，所述高折射率膜層所用材料為HfO2，所述低折射率膜層所用材料為SiO2。圖1中，H為高折射率膜層，L為低折射率膜層。
[0038]本發明還涉及上述一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，所述方法包括如下步驟:
[0039]步驟10、結合皮膚的光學性質得到皮膚螢光峰值對應的紫外光譜，並以此作為紫外螢光濾光片的指標，及其帶通波段和截止波段；
[0040]步驟20、根據紫外螢光濾光片的指標選擇基片材料、高折射率膜層以及低折射率膜層材料；
[0041]步驟30、根據紫外螢光濾光片的指標設計膜繫結構和紫外螢光濾光片結構，並進行相應的仿真和優化，得到符 合紫外螢光濾光片的指標的膜系；步驟40、對所得的膜系進行容差分析；
[0042]步驟50、根據容差分析結果，選擇相應的薄膜製備方法進行製備紫外螢光濾光片並進行相應的檢測。
[0043]較優的，所述步驟40中的容差分析，是在TFC軟體中進行的。
[0044]較優的，所述步驟50中相應的薄膜製備方法為射頻磁控濺射、電子束蒸發、離子束輔助鍍膜、原子層外延或MOCVD。
[0045]較優的，所述步驟50中相應的薄膜檢測為採用紫外分光光度計檢測透射光譜。
[0046]以下結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
實施例
[0047]1、正常皮膚在紫外光源照射下會發出螢光，當紫外光為360nm時達到螢光峰值；而不被肉眼所看到的皮膚傷痕會吸收紫外光源從而形成暗區，由此得到紫外濾光片的指標為330nm~400nm波段高透，其透射率大於80%，290nm~310nm和410nm~780nm波段截止，其反射率大於90%，陡度不超過3%。
[0048]2、根據紫外濾光片的指標，選擇基片為K9玻璃，高折射率膜層材料為HfO2,低折射率膜層材料為SiO2。
[0049]3、依據紫外濾光片的指標、以及選擇的基片、高折射率膜層、低折射率膜層材料，設計基片兩面分別鍍制含多個諧振腔的帶通濾光片膜系和截止濾光片膜系，並對其優化，如圖2與3所示，圖2為本發明的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系的波長與透過率曲線圖；圖3為本發明的截止濾光片膜系的波長與透過率曲線圖。
[0050]4、對所得的膜系容差進行分析，即製備中折射率和膜厚發生偏差時對膜系的影響，其中膜厚偏差設置為2%，折射率偏差設置為1%，得到偏差分析曲線，如圖4和5所示，圖4為本發明的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系的容差分析曲線圖；圖5為本發明的截止濾光片膜系的容差分析曲線圖；由圖知，在膜厚和折射率均發生變化時，膜系仍然符合設計指標要求:330nm?400nm透射率大於80%, 290nm?310nm和410nm?780nm波段截止，其反射率大於90%，陡度不超過3%。
[0051]5、依據理論設計的膜系在基片的一面鍍制帶通濾光片膜系，鍍制結束後在紫外螢光光度計下進行檢測，得到含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系的波長與透過率曲線圖即如圖2所示，檢測數據見圖6，由圖6可得於290nm?3IOnm處反射率大於90%，且其上行陡度為2.76%，小於3%，即所鍍制的帶通濾光片薄膜符合要求。
[0052]6.依據理論設計的截止濾光片膜系，在已鍍有帶通濾光片膜系的基片另一面鍍制截止濾光片膜系，鍍膜結束後對其進行檢測，最終得到符合要求的膜系。鍍膜方式包括射頻磁控濺射，電子束蒸發，離子束輔助鍍膜，原子層外延，或MOCVD。
[0053]鍍制結束後，利用紫外分光光度計進行檢測，得到檢測數據見圖7，圖8為該實施例的紫外螢光濾光片在紫外分光光度計下的透射譜圖。
[0054]由圖7和圖8可知該濾光片330nm?400nm透射率大於80%，290nm?310nm和410nm?780nm波段截止，其反射率大於90%，上行陡度和下行陡度為:2.76%和2.34%，均小於3%，因此符合本發明紫外螢光濾光片的設計要求。
[0055]本發明製備的紫外螢光濾光片可用於紫外螢光成像中紫外光源特定光譜的捕捉，為刑事偵察、在皮膚醫學等領域提供很大的支持。另外在理論上對製備進行容差分析，為鍍膜提供理論指導，有效地減少了製備工藝偏差影響，利於批量生產。
[0056]雖然以上描述了本發明的【具體實施方式】，但是熟悉本【技術領域】的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用於對本發明的範圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本發明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本發明的權利要求所保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片，其特徵在於:所述紫外螢光濾光片包括一基片、由複數高折射率膜層和複數低折射率膜層構成的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系以及截止濾光片膜系，所述帶通濾光片膜系和截止濾光片膜系分別鍍制於基片的兩面，所述紫外突光濾光片的帶通波段為330nm?400nm,截止波段為290nm?310nm和410nm?780nm。
2.根據權利要求1所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片，其特徵在於:所述基片為K9玻璃，所述高折射率膜層所用材料為HfO2，所述低折射率膜層所用材料為Si02。
3.一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述方法包括如下步驟: 步驟10、結合皮膚的光學性質得到皮膚螢光峰值對應的紫外光譜，並以此作為紫外螢光濾光片的指標; 步驟20、根據紫外螢光濾光片的指標選擇基片材料、高折射率膜層以及低折射率膜層材料； 步驟30、根據紫外螢光濾光片的指標設計膜繫結構和紫外螢光濾光片結構，並進行相應的仿真和優化，得到符合紫外螢光濾光片的指標的膜系；步驟40、對所得的膜系進行容差分析； 步驟50、根據容差分析結果，選擇相應的薄膜製備方法進行製備紫外螢光濾光片並進行相應的檢測。
4.根據權利要求3所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述紫外突光濾光片的指標為於330nm?400nm高透，於290nm?310nm和410nm?780nm兩個波段均截止。
5.根據權利要求3所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述步驟20中，基片的材料為K9玻璃，所述高折射率膜層所用材料為HfO2,所述低折射率膜層所用材料為SiO2。
6.根據權利要求3所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述步驟30設計的膜繫結構為由複數高折射率膜層和複數低折射率膜層構成的含有複數個諧振腔的帶通濾光片膜系以及截止濾光片膜系，且所述帶通濾光片膜繫於330nm?400nm高透，於290nm?310nm和410nm?780nm兩個波段均截止。
7.根據權利要求3所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述步驟40中的容差分析，是在TFC軟體中進行的。
8.根據權利要求3所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述步驟50中相應的薄膜製備方法為射頻磁控濺射、電子束蒸發、離子束輔助鍍膜、原子層外延或MOCVD。
9.根據權利3所述的一種皮膚損傷檢測用的紫外螢光濾光片的製備方法，其特徵在於:所述步驟50中相應的薄膜檢測方法為採用紫外分光光度計檢測其透射譜。
【文檔編號】A61B5/00GK103513313SQ201310451966
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】馬鈺慧, 邱偉彬 申請人:華僑大學