[实用新型]超宽截止区的短波通截止滤光片

说明书

技术领域

本实用新型涉及短波通截止滤光片，尤其涉及一种超宽截止区的短波通截止滤光片，属滤光片制造领域。

背景技术

截止滤光片广泛应用于光学、光谱学、激光光电子学等各个领域。截止滤光片有两大类，第一类叫干涉截止滤光片，从结构上它又有长波通截止滤光片和短波通截止滤光片之分。由于这类滤光片的基本原理都是基于光在多层膜中的干涉，因而在某个波段干涉抵消而使透射增强的同时，可使相邻波段干涉加强而达到截止的目的。但是很遗憾，这类滤光片都有一个截止带太窄的致命弱点，在可见和近红外区，最宽的截止区宽度不过0.25μm。为此，有时必须选择第二类有色玻璃截止滤光片，即吸收型截止滤光片。这类滤光片由于截止区较宽，所以常在截止滤光片和带通滤光片中以0°入射角使用来获得宽截止性能。迄今，这种吸收型的长波通截止滤波器基本上已能满足使用要求，但短波通截止滤波器仍因存在透射率低、过渡不陡、稳定性差和截止不宽等缺点而难以被采用。正因为这样，研究人员一直致力于这种超宽截止的短波通截止滤波器的研究。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种超宽截止区的短波通截止滤光片。

本实用新型提出采用另外一种结构的超宽截止区的短波通截止滤光片，滤光片由交替的半导体透明导电材料ITO(掺锡氧化铟，比例为91∶9)和氧化物多层膜组成。其中ITO薄膜采用电子束蒸发，并测量其光学常数作为设计参数；氧化物材料为TiO2和SiO2，它们在波长1000nm的折射率分别为2.3和1.45。通过计算机优化，合理选取各层膜的厚度就可实现超宽截止区的短波通截止滤光片。

本实用新型的这种短波通截止滤光片同时兼有干涉和吸收效应，因为ITO材料具有可见和近红外的介质透光特性，即具有强的干涉效应；而在红外区，它又具有类似于金属的特性，即弱的干涉效应和强的反射、吸收特性，且波长越长，金属性越强，因而既产生长波的截止性，又产生导电性。这种半导体膜通过与氧化物介质膜匹配，当光线在空气中以0°至45°的角度入射时，可以在波长400-800nm的光谱区实现高透射，而波长大于1000nm的光谱区直至远红外(甚至微波和毫米波)为截止区，截止宽度至少可达10μm以上，从而克服了因该波段短波通有色玻璃截止滤光片缺乏而带来的困难，不仅为超宽截止区的各种短波通截止滤光片和带通滤光片提供了可行性，而且为光电子器件提供了一个有效的电极。

技术方案：超宽截止区的短波通截止滤光片，它包括基底1，位于基底1上的半导体透明导电膜和多层氧化物膜交替的多层膜叠加构成。

滤光片由交替的半导体透明导电膜ITO和氧化物多层膜组成，如图1所示。基底材料可以用玻璃和塑料等可见区和近红外区透明的材料，入射媒质为空气。ITO薄膜采用电子束蒸发，并实验测量其光学常数作为设计参数，如表1所列。氧化物材料为TiO2和SiO2。通过计算机优化，合理选取各层膜的厚度就可实现超宽截止区的短波通截止滤光片。本实用新型的这种短波通截止滤光片同时兼有干涉和吸收效应，因为ITO材料具有可见和近红外的介质透光特性，即具有强的干涉效应；而在红外区，它又具有类似于金属的特性，即弱的干涉效应和强的反射、吸收特性，且波长越长，金属性越强，因而既产生长波的截止性，又产生导电性。这种半导体膜通过与氧化物介质膜匹配，当光线在空气中以0°至45°的角度入射时，可以在波长400-800nm的光谱区实现高透射，而波长大于1000nm的光谱区直至远红外(甚至微波和毫米波)为截止区，截止宽度至少可达10μm以上，从而克服了因该波段短波通有色玻璃截止滤光片缺乏而带来的困难，不仅为超宽截止区的各种短波通截止滤光片和带通滤光片提供了可行性，而且为光电子器件提供了一个有效的电极。

表1.实验测量的ITO薄膜的光学常数