[发明专利]一种多功能滤光片及其控制方法

说明书

本发明涉及一种光学器件，具体涉及一种多功能滤光片，包括金属纳米层、基底层和连接在金属纳米层和基底层之间的平面结构，平面结构由多个结构相同的纳米周期单元按矩形周期阵列平面连接构成，每个纳米周期单元由相邻的一矩形金属块和一矩形孔构成，金属块由贵金属制成，金属纳米层为金属镁材料制成。该滤光片可以通过控制金属纳米层的材料状态来调节透射特性，在同一滤光片上实现截止红外光和透过红外光两种功能。该滤光片结构简单，后期使用时只需要根据需要进行吸氢脱氢作用即可实现对该滤波片透射特性的调节，制备和控制方法简单方便。为滤光片的设计提供了一种新的思路。

技术领域

本发明属于光学器件技术领域，具体涉及一种多功能滤光片及其控制方法。

背景技术

滤光片是塑料或玻璃片再加入特种染料做成的，红色滤光片只能让红光通过，绿色只能让绿色通过，如此类推。玻璃片的透射率原本与空气差不多，所有色光都可以通过，所以是透明的，但是染了染料后，分子结构变化，折射率也发生变化，某些色光的传输路径也就发生了变化。比如一束白光通过蓝色滤光片，射出的是一束蓝光，而绿光、红光极少，大多数被滤光片吸收了。滤波片用于滤去某一波长范围的光，起单色器的作用，但它不可能得到单色光。

红外截止滤光片是一种应用于过滤红外波段的滤镜。比如装在白炽光灯的设备上（如：幻灯片、投影机）可以阻挡不必要的热度灼伤镜头，装在固态电子器件(CCD或CMOS)的摄影机上，可以阻止红外线穿过摄像机的镜头造成图片失真等。红外截止滤光片的制备需要复杂的工艺，一次制备后滤光片结构确定，其透射特性即确定，难以更改。同时，因为红外光相对可见光对一些材料及衣料具有穿透能力(如薄化纤、烟雾、水气等)，能拍出神奇的透视效果，在军事、公安、考古、医学等领域有着广泛的应用，红外滤镜也常被用来与红外感光设备配合进行红外摄影。红外截止滤光片和红外滤镜有着截然相反的特性需求，无法在同一滤光片上实现截止红外光和透过红外光两种相反的功能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的无法在同一滤光片上实现截止红外光和透过红外光两种相反的功能的问题，本发明提供了一种多功能滤光片及其控制方法。该滤光片可以通过控制金属纳米层的材料性质来调节透射特性，在同一滤光片上实现截止红外光和透过红外光两种功能。该滤光片结构简单，后期使用时只需要根据需要进行吸氢脱氢作用即可实现对该滤波片透射特性的调节，制备和控制方法简单方便。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种多功能滤光片，包括金属纳米层、基底层和连接在金属纳米层和基底层之间的平面结构；

所述平面结构由多个结构相同的纳米周期单元按矩形周期阵列平面连接构成；

所述每个纳米周期单元由相邻的一矩形金属块和一矩形孔构成；

所述金属块由贵金属制成；所述金属纳米层为金属镁材料制成。

进一步地，所述矩形金属块和矩形孔几何尺寸相同。

进一步地，所述基底层为玻璃基底。

进一步地，所述金属纳米层、基底层和平面结构的长度和宽度均相等。

进一步地，所述滤光片的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，在室温下，将所述滤光片置于充满氢气的密闭装置中，加入催化剂钯，静置30min以上，所述金属纳米层金属镁与氢气发生氢化反应生成氢化镁，也就等同于介质，使得所述滤光片的结构发生改变，其透射特性随之发生变化；

步骤2，在室温下，将氢化后的滤光片置于氧气环境中，氢化镁发生氧化脱氢反应，所述金属纳米层的氢化镁还原为金属镁，所述滤光片的透射特性还原至初始；

通过上述步骤1和步骤2的转换，即可实现所述滤光片透射特性的调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果：