[实用新型]一种多通道集成滤光片

说明书

技术领域

本实用新型属于薄膜及工程光学领域，尤其涉及一种多通道集成滤光片。

背景技术

多谱成像光谱技术正在向光谱通道更多、集成度更高、体积小和重量更轻的方向发展,而用于分光的多通道滤光片是其关键的光学器件。因此，需要发展相应的新型多光谱集成滤光片制备技术。

目前已有很多多通道分光滤光片制造技术，近年来国内外在多通道滤光片制作上主要有以下几种方法：

1.法布里-珀珞窄带滤光片（F-P narrow bandpass filter）

该方法是以法布里-珀罗（F-P）结构原理为基础，通过多次套刻的方式制作滤光片。F-B腔是在2个平行的平板反射镜中间间隔一个空腔,当2个反射镜具有同样的高反射率时,干涉仪对某一波段的波长实现高透。改变微调空腔的厚度可以改变透过的波长。实际应用中，空腔由一层介质膜构成（称为间隔层），间隔层的两面分别镀有一个多层膜的膜系，相当于上面提到的2个反射镜。只要改变间隔层的厚度，就可以调控透射光的波长。林炳等人（期刊论文，题目:16通道微型集成滤光片制备技术的研究 期刊:红外与毫米波学报,第25卷第4期，2006年8月）通过该方法，经过多次刻蚀，完成了16通道红外波段的滤光片制作。由于法布里-珀罗（F-P）滤光片本身性质的缺点，它在可见光没有较宽的截止深度，所以该滤光片不适合在可见光波段实现多通道滤光，极大地限制了它的应用范围。

2.光阻剂法

该方法是制作液晶显示器滤光片的常用方法，它是用不同颜色光阻剂来实现滤光片的制作。Ram W. Sabnis等人（期刊论文，题目: Color filter technology for liquid crystal displays期刊: Displays 20 （1999） 119–129）介绍了用于液晶显示器的彩色滤光片制作方法，主要有颜料分散法、染色法、印刷法和电铸法等。但是由于彩色光阻剂种类的限制，该方法只能对可见光进行有限种类的光谱分离，无法实现近红和近紫外的多通道滤光。并且，利用光阻剂制作的滤光片有很宽的带宽，因此它没有介质膜层分光性能好，对每种颜色的分光分辨率不高。

3.其他分光技术

Zhanshan Wang等人（期刊论文，题目: Multiple channeled phenomena in heterostructures with defects mode 期刊: Appl. Phys. Lett. 84, 1629 ，2004）介绍了一种以“具有缺陷的多异质结构”（multiple heterostructures with defects）为基础，通过膜层中设置缺陷结构，使得该结构实现缺陷通带，具有很好的分光性能。同时该小组 （期刊论文，题目: Guided-mode resonance Brewster filters with multiple channels 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS 88, 251115，2006）还介绍了一种利用导膜共振（guided-mode resonance）来设计滤光片的方法，该方法利用波导光栅结构的共振效应来实现滤光，可以实现单个、两个甚至多个窄带通滤光。但是，以这些分光技术制作的滤光片，只能实现较窄的带宽内某种或某几种光同时带通，不能达到对多种光线的单独滤光，满足不了现在的多谱成像系统要求。

综上所述，目前的多通道滤光片，都只能在某一个比较窄的波段内实现多通道滤光，远远满足不了多谱成像光谱技术的发展需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种多通道集成滤光片，能同时工作在近紫外、可见光和近红外波段，相比传统的多通道滤光片具有更广的工作范围和更高的集成度。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多通道集成滤光片，包括一基底，所述基底上设有三个膜系，所述三个膜系分别为近紫外膜系、可见光膜系以及近红外膜系，所述三个膜系均由不同波长的滤光薄膜构成，所述滤光薄膜均由不同折射率的薄膜层叠组成。

优选地，所述近紫外膜系和可见光膜系的滤光薄膜均设有一中间层薄膜。

优选地，所述中间层薄膜的材料为银单质。

优选地，所述中间层薄膜的两侧对称地分布有由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替层叠多次形成的多层膜。

优选地，所述近红外膜系的滤光薄膜由高折射率薄膜和低折射率薄膜交替层叠多次形成的多层膜组成。