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CN109164527A - 五通道多色滤光片 - Google Patents

五通道多色滤光片 Download PDF

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CN109164527A CN201811308620.6A CN201811308620A CN109164527A CN 109164527 A CN109164527 A CN 109164527A CN 201811308620 A CN201811308620 A CN 201811308620A CN 109164527 A CN109164527 A CN 109164527A
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Abstract

本发明属光学薄膜技术领域，具体涉及一种五通道多色滤光片，包括膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5、膜系6和蓝宝石基底，所述膜系1沉积于所述蓝宝石基底的一侧，所述膜系2、所述膜系3、所述膜系4、所述膜系5、所述膜系6依照编号顺序沉积于所述蓝宝石基底的另一侧，所述膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5和膜系6均由二氧化硅膜层(L)和氧化钛膜层(H)交替叠加组成。相比于现有技术，本发明中的五通道多色滤光片在5个谱段内具有高透过率，更符合遥感探测系统中全光谱的应用需求，同时，材质从常规的10个膜系减少至6个膜系，工序减少，降低了产品的研制成本，同时提高了成品率。

Description

五通道多色滤光片
技术领域
本发明属光学薄膜技术领域，具体涉及一种五通道多色滤光片。
背景技术
目前遥感探测系统的多光谱、全光谱成像系统中，亟需一种满足以下要求的关键滤光片：(1)在450±5～510±6nm、510±6～580±6nm、630±7～690±7nm、770±8～895±9nm、450±5～800±9nm五个谱段通道内具有高透过率(≥90％)；(2)由于300～1100nm普段内具有抑制光信号的作用，以减少信号噪声的影响，因此在300～1100nm普段内应具有低透过率；(3)滤光片的基底材料应为同一个基底材料；(4)每个通带的镀膜区域较窄，应为3毫米以内，因此造成镀膜工艺难度增大。
检索到的较接近的对比文件(CN201410403432.7)公开了一种双色滤光片及设计方法，由基片及基片两侧的带有增透带的单带通膜系组成，基片两侧的带有增透带的单带通膜系为多腔串置的法布里-珀珞带通膜系，其基本结构为[反射层│间隔层│反射层]k，具体膜系结构为：[…HLH│mL│HLH…]k或者[…LHL│mH│LHL…]k，其中H代表高折射率材料，L代表低折射率材料，k是大于1的整数，代表谐振腔数目，m是不小于2的偶数；基片每一侧的单带通膜系的光谱增加一个能够覆盖另一侧单带通通带范围的增透带，基片两侧的带有增透带的单带通膜系组合在一起构成双色滤光片，并且基片每一侧的单带通滤光片的截至带叠加到一起构成双色滤光片的截止带。然而，现有文件中的滤光片为双色滤光片，仅有两个谱段通道，无法很好满足多光谱、全光谱成像系统中的滤光片的需求。
而关于遥感探测系统的多光谱、全光谱成像系统中也未见关于该五个通道多色滤光片的相关研究报告；此外，由于制备五通道多色滤光片涉及到膜系较多，设计较为复杂，按照传统的设计思路，采用的方案是在基片两面分别镀制不同的长波通膜系和短波通膜系，一共需要10个膜系，每个膜系镀制时均需对非镀膜区进行保护，工序较为复杂，成品率非常低。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种五通道多色滤光片，所述滤光片在450±5～510±6nm、510±6～580±6nm、630±7～690±7nm、770±8～895±9nm、450±5～800±9nm五个谱段通道内具有≥90％的透过率，在300～1100nm其他范围内具有≤0.5％的透过率，同时具有同一基底、通带窄、透过率高等特点。
具体技术方案如下：
一种五通道多色滤光片，包括膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5、膜系6和蓝宝石基底，所述膜系1沉积于所述蓝宝石基底的一侧，所述膜系2、所述膜系3、所述膜系4、所述膜系5、所述膜系6依照编号顺序沉积于所述蓝宝石基底的另一侧，所述膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5和膜系6均由二氧化硅膜层(L)和氧化钛膜层(H)交替叠加组成。
在某些实施方式中，所述膜系1的结构为(0.5LH0.5L)^12(0.18H0.36L0.18H)^10，所述膜系1的中心波长为1025nm。
在某些实施方式中，所述膜系2的结构为(0.5LH0.5L)^12(0.60L1.20H0.60L)^9(0.75L1.5H0.75L)^8，所述膜系2的中心波长为600nm，
在某些实施方式中，所述膜系3的结构为(0.60L1.20H0.60L)^7(0.495L0.99H0.495L)^13(0.305H0.610L0.395H)^14，所述膜系3的中心波长为680nm，
在某些实施方式中，所述膜系4的结构为(0.50L1.0H0.50L)^13(0.330H0.660L0.330H)^13(0.30H0.60L0.30H)^5，所述膜系4的中心波长为758nm，
在某些实施方式中，所述膜系5的结构为(0.50H1.00L0.50H)^14(0.38H0.76L0.38H)^10，所述膜系5的中心波长为648nm。
在某些实施方式中，所述膜系6的结构为(0.5LH0.5L)^12，所述膜系6的中心波长为928nm。
在某些实施方式中，其特征在于：所述膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5和膜系6的膜层结构、二氧化硅膜层和氧化钛膜层的厚度皆由Macleod薄膜设计软件进行优化。
本发明就有以下有益效果：本发明提供一种可以在450±5～510±6nm(通道1)、510±6～580±6nm(通道2)、630±7～690±7nm(通道3)、770±8～895±9nm(通道4)、450±5～800±9nm(通道5)五个谱段通道内具有≥90％的透过率，在300～1100nm其他范围内具有≤0.5％的透过率的五通道的多色滤光片，更符合遥感探测系统中全光谱的应用需求。相比于现有技术，本发明中的五通道多色滤光片材质从常规的10个膜系减少至6个膜系，工序减少，降低了产品的研制成本，同时提高了成品率。
附图说明
图1为本发明实施例五通道多色滤光片的膜系1的理论透射光谱图；
图2为本发明实施例五通道多色滤光片的膜系2的理论透射光谱图；
图3为本发明实施例五通道多色滤光片的膜系3的理论透射光谱图；
图4为本发明实施例五通道多色滤光片的膜系4的理论透射光谱图；
图5为本发明实施例五通道多色滤光片的膜系5的理论透射光谱图；
图6为本发明实施例五通道多色滤光片的膜系6的理论透射光谱图；
图7为本发明实施例五通道多色滤光片的通道1的理论透射光谱图；
图8为本发明实施例五通道多色滤光片的通道2的理论透射光谱图；
图9为本发明实施例五通道多色滤光片的通道3的理论透射光谱图；
图10为本发明实施例五通道多色滤光片的通道4的理论透射光谱图；
图11为本发明实施例五通道多色滤光片的通道5的理论透射光谱图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供一种五通道多色滤光片，具体技术方案如下：
一种五通道多色滤光片，包括膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5、膜系6和蓝宝石基底，所述膜系1沉积于所述蓝宝石基底的一侧，所述膜系2、所述膜系3、所述膜系4、所述膜系5、所述膜系6依照编号顺序沉积于所述蓝宝石基底的另一侧，所述膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5和膜系6均由二氧化硅膜层(L)和氧化钛膜层(H)交替叠加组成。
具体膜系结构如下：
膜系1的结构为(0.5LH0.5L)^12(0.18H0.36L0.18H)^10，所述膜系1的中心波长为1025nm；膜系2的结构为(0.5LH0.5L)^12(0.60L1.20H0.60L)^9(0.75L1.5H0.75L)^8；膜系2的中心波长为600nm，膜系3的结构为(0.60L1.20H0.60L)^7(0.495L0.99H0.495L)^13(0.305H0.610L0.395H)^14，所述膜系3的中心波长为680nm；膜系4的结构为(0.50L1.0H0.50L)^13(0.330H0.660L0.330H)^13(0.30H0.60L0.30H)^5；膜系4的中心波长为758nm。膜系5的结构为(0.50H1.00L0.50H)^14(0.38H0.76L0.38H)^10；膜系5的中心波长为648nm；膜系6的结构为(0.5LH0.5L)^12，所述膜系6的中心波长为928nm。其中，H为氧化钛膜层，0.5倍的H表示氧化钛膜层厚度为0.5个基本厚度，L为二氧化硅膜层，1倍的L表示二氧化硅膜层厚度为1个基本厚度，基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一。
采用Macleod软件对膜系1-6的厚度进行优化，膜系结构中每层膜层的厚度分别如表1-图6所示，每个膜系的理论透射光谱图如图1-图6所示，本发明提供的五通道多色滤光片在450±5～510±6nm(通道1)、510±6～580±6nm(通道2)、630±7～690±7nm(通道3)、770±8～895±9nm(通道4)、450±5～800±9nm(通道5)五个谱段通道具有高透过率，如图7-图11所示。
表1膜系1
表2膜系2
表3膜系3
表4膜系4
表5膜系5
表6膜系6
层数 膜层材料 膜层厚度/nm
1 二氧化硅 146.4078
2 氧化钛 8.027144
3 二氧化硅 31.43587
4 氧化钛 81.55776
5 二氧化硅 2.577546
6 氧化钛 21.1438
7 二氧化硅 176.7756
8 氧化钛 99.70756
9 二氧化硅 170.7605
10 氧化钛 96.64162
11 二氧化硅 169.2359
12 氧化钛 95.86736
13 二氧化硅 167.7993
14 氧化钛 95.66186
15 二氧化硅 167.6924
16 氧化钛 95.22498
17 二氧化硅 167.7781
18 氧化钛 95.32812
19 二氧化硅 167.5644
20 氧化钛 95.65344
21 二氧化硅 167.9859
22 氧化钛 95.90193
23 二氧化硅 168.946
24 氧化钛 96.9246
25 二氧化硅 170.6218
26 氧化钛 99.38503
27 二氧化硅 176.2807
28 氧化钛 24.54384
29 二氧化硅 1.270231
综上所述，：本发明提供一种可以在450±5～510±6nm、510±6～580±6nm、630±7～690±7nm、770±8～895±9nm、450±5～800±9nm五个谱段通道内具有≥90％的透过率，在300～1100nm其他范围内具有≤0.5％的透过率的五通道的多色滤光片，更符合遥感探测系统中全光谱的应用需求。相比于现有技术，本发明中的五通道多色滤光片材质从常规的10个膜系减少至6个膜系，工序减少，降低了产品的研制成本，同时提高了成品率。
上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种五通道多色滤光片，其特征在于：包括膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5、膜系6和蓝宝石基底，所述膜系1沉积于所述蓝宝石基底的一侧，所述膜系2、所述膜系3、所述膜系4、所述膜系5、所述膜系6依照编号顺序沉积于所述蓝宝石基底的另一侧，
所述膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5和膜系6由二氧化硅膜层(L)和氧化钛膜层(H)交替叠加组成。
2.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系1的结构为(0.5LH0.5L)^12(0.18H0.36L0.18H)^10，所述膜系1的中心波长为1025nm。
3.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系2的结构为(0.5LH0.5L)^12(0.60L1.20H0.60L)^9(0.75L1.5H0.75L)^8，所述膜系2的中心波长为600nm。
4.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系3的结构为(0.60L1.20H0.60L)^7(0.495L0.99H0.495L)^13(0.305H0.610L0.395H)^14，所述膜系3的中心波长为680nm。
5.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系4的结构为(0.50L1.0H0.50L)^13(0.330H0.660L0.330H)^13(0.30H0.60L0.30H)^5，所述膜系4的中心波长为758nm。
6.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系5的结构为(0.50H1.00L0.50H)^14(0.38H0.76L0.38H)^10，所述膜系5的中心波长为648nm。
7.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系6的结构为(0.5LH0.5L)^12，所述膜系6的中心波长为928nm。
8.根据权利要求1所述的五通道多色滤光片，其特征在于：所述膜系1、膜系2、膜系3、膜系4、膜系5和膜系6的膜层结构，以及二氧化硅膜层和氧化钛膜层的厚度皆由Macleod薄膜设计软件进行优化。
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