[发明专利]红色分光片的膜堆结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜堆结构，尤指一种应用于投影机分光系统中的红色滤光片上的膜堆结构。

背景技术

目前，光学镀膜已经被广泛地运用于投影机、传统相机、数码相机、手机、天文望远镜所用的镜头组、滤光片等，可以使得这些光学元件能够实现不同的光学功能，例如：吸收紫外线、减反射、彩色滤光、红外光截止等，本发明涉及一种应用于红色分光片上的膜堆结构。现以用于LED投影机中的红色分光片为例，说明目前较常见的红色分光片膜堆的分光效果。

投影机中的颜色分离系统大多数通过蓝色分光片来反射蓝光透过红和绿光，通过红色分光片来反射红光透过绿光从而达到从白光中分离出红、绿、蓝三原色光线的目的，通常在分光系统中红色分光片与入射光线呈45度角。请参照图1所示，其为参考波长743nm时两个高折射率膜层夹着一个低折射率膜层的周期性结构膜堆的透射光谱图，其中高折射率膜层的光学厚度为0.5低折射率膜层的光学厚度为1，膜层周期数为12。光学厚度的物理意义为膜层物理厚度与膜层折射率的乘积，一个光学厚度等于参考波长的1/4，若以H表示高折射率膜层，L代表低折射率膜层则周期性结构可表示为(0.5HL0.5H)。请参照图2所示，其为参考波长494nm时高折射率膜层和低折射率膜层交替层叠的周期性结构膜堆的透射光谱图，其中高折射率膜层的光学厚度为2，低折射率膜层的光学厚度为1，膜层周期数为14，以H表示高折射率膜层，L代表低折射率膜层则周期性结构可表示为(2HL)。

图1中的实曲线1为周期性结构为(0.5HL0.5H)的红色分光片透射光谱线，虚曲线1a为其透射的平行偏振光(P-Polarized)的光谱线，点划线1b为其透射的垂直偏振光(S-Polarized)的光谱线，图2中的实曲线2为周期性结构为(2HL)的红色分光片透射光谱线，虚曲线2a为其透射的平行偏振光的光谱线，点划线2b为其透射的垂直偏振光的光谱线。垂直偏振光为线偏振光，其偏振面垂直于由滤光片表面法线和入射光线所决定的平面，平行偏振光为线偏振光，其偏振面垂直于垂直偏振光的偏振面，而透射光谱1为透过红色滤光片的垂直偏振光和平行偏振光的平均效果。从图1和图2中可知，垂直偏振光谱与平行偏振光谱存在一定的差距，出现了明显的偏振状态。因此透射光谱在半值波长(透过率为50％时所对应的波长)附近会出现非线性的不连续部分，在不连续处一部分红色波段的光被透射而一部分绿色波段的光被反射从而降低了所透射光的纯度。

发明内容

鉴于此，有必要对上述膜堆结构进行优化设计，以提高红色分光片透射光纯度的目的。

本发明提供一种用于红色分光片的膜堆结构，该膜堆包括一个透明基底和叠于其上的第一周期性膜堆、第二周期性膜堆。所述第一周期性膜堆和第二周期性膜堆均由多层高折射率膜层和低折射率膜层堆叠而成。

所述第一周期性膜堆的周期性结构为两个高折射率膜层中间夹置低折射率膜层，所述第二周期性膜堆的周期性结构为高折射率膜层和低折射率膜层交替层叠。

相较于现有的技术，所述膜堆结构采用双周期性结构的膜堆代替熟识的单周期性结构膜堆，减少了透射平行偏振光谱线和垂直偏振光谱线之间的差距，使得半值波长处的透射光谱更平滑达到提高红色分光片透射光纯度的目的。

附图说明

图1为入射角为45度，参考波长为743nm时，周期性结构为(0.5HL0.5H)的膜堆透射光谱图。

图2为入射角为45度，参考波长为494nm时，周期性结构为(2HL)的膜堆透射光谱图。

图3为本发明所提供的红色分光片膜堆结构的剖面图。

图4a、图4b和图4c以比较的方式说明本发明提供红色分光片膜堆的透射光谱图随周期性结构(2HαL)膜堆变化的情况，其中α＝0.5、0.35或0.25。

图5为本发明实施方式提供的红色分光片周期性膜堆与图1和图2中所述的周期性膜堆在半值波长处平行偏振光谱和垂直偏振光谱差距的比较情况。

具体实施方式

请参阅图3，其为本发明的实施方式所提供的红色分光片膜堆结构的剖面图。红色分光镜膜堆包括一个透明基底3和叠于其上的第一周期性膜堆6、第二周期性膜堆7。第一周期性膜堆6和第二周期性膜堆7相互之间的堆叠次序不影响整体的光学效果。第一周期性膜堆6和第二周期性膜堆7均由多层低折射率膜层4、高折射率膜层5堆叠而成。