[发明专利]一种深紫外窄带滤光片制备方法

说明书

本发明属于薄膜光学技术领域，涉及一种深紫外窄带滤光片制备方法，具体工艺过程包括设计膜系公式、制备基底层、制备滤光片层、制备膜层和控制膜层厚度五个步骤，利用F‑P带通滤光膜的设计概念对金属‑介质组合的透射滤光片进行设计，选择串置金属‑介质滤光片来抑制长波区的旁通带，采用全介质滤光片来降低带宽，在双半波F‑P干涉滤光片结构基础上串置以高折射率材料/低折射率材料组成的多层膜结构形成结构简单的F‑P滤光片，实现在特定的深紫外波段的深度截止，通过改变滤光片层的形状，能够降低深紫外窄带滤光片的半带宽；其滤光片结构简单，制作方法简便，原理科学可靠，保证可见光的透过率和深度截止，降低深紫外窄带滤光片的半带宽。

技术领域：

本发明属于薄膜光学技术领域，涉及一种深紫外窄带滤光片制备方法，制备的滤光片带宽窄和透过率高，能够实现宽广范围的深度截止，解决深紫外滤波问题。

背景技术：

滤光片是用来选取所需辐射波段的光学器件，滤光片的共性就是没有任何滤光片能让天体的成像变得更明亮，因为所有的滤光片都会吸收某些波长，从而使物体变得更暗。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，如此类推，玻璃片的透射率原本与空气差不多，所有有色光都可以通过，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，对某些色光的通过就有变化了，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。滤光片的作用很大，广泛用于摄影界，一些摄影大师拍摄的风景画，为什么主景总是那么突出，是怎样做到的？这就用到了滤光片，比如你想用相机起拍一朵黄花，背景是蓝天、绿叶，如果按照平常拍，就不能突出“黄花”这个主题，因为黄花的形象不够突出，但是，如果在镜头前放一个黄色滤光片，阻挡一部分绿叶散射出的绿光和蓝天散射出的蓝光，而让黄花散射出的黄光大量通过，这样，黄花就显得十分明显了，突出了“黄花”这个主题。滤光片产品主要按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类：按照光谱波段分为紫外滤光片、可见滤光片和红外滤光片；按照光谱特性分为带通滤光片(选定波段的光通过，通带以外的光截止，其光学指标主要是中心波长CWL和半带宽 FWHM，分为窄带和宽带，比如窄带808滤光片NBF-808)、截止滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片和反射滤光片；按照膜层材料分为软膜滤光片和硬膜滤光片，硬膜滤光片不仅指薄膜硬度方面，更重要的是它的激光损伤阈值，所以它广泛应用于激光系统当中，面软膜滤光片则主要用于生化分析仪当中。

光学薄膜的基础理论是建立在电磁场理论和麦克斯韦方程的基础上推导而来的，研究薄膜系统的光学特性，从理论观点来说，就是研究平面电磁波通过分层介质的传播。因此，处理薄膜问题的最有效的方法就是解麦克斯韦方程，以麦克斯韦方程和三个物质方程为基本公式，通过数学推导得到了电磁波的波动方程，对于不导电的均匀介质如下：

当平面电磁波以角频率ω，沿着方向矢量k传播距离为矢径r传播时，方程(2-1)与(2-2)的解为：

电场E和磁场H相互垂直，各自都与波的传播方向K0垂直，符合右旋法则。从麦克斯韦的电磁理论基本公式出发，由式(1-1)和 (1-3)通过数学推导可得H和E之间的数值关系为：

其中Y称为介质的光学导纳，其含义为电场强度和磁场强度的比值。μ₀为磁导率，ε₀为介电常数。在光波段，μ_r足够接近于1。

在入射介质中，由正方向行进和负方向行进两种波。如图6所示用符号表示一和二介质的各分量。根据麦克斯韦方程的积分形式，可以推出光在界面上的切向方向是连续的，对于单层膜在界面上应用边界条件可写出：

通过推导可得公式：