[发明专利]一种窄带滤光片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种红外滤光片生产技术，具体涉及一种CO₂气体检测用2.78μm窄带滤光片及其制备方法。基底材料选用单晶Si；高折射率材料选用Ge，折射率n＝4.16422；低折射率材料选用SiO。在基板两个表面上分别沉积主膜系和干涉截止膜系，所述窄带滤光片峰值透过率可达90％以上，极大的提高信噪比，很好的抑制其他气体的干扰，提高仪器探测精度和效能。同时，与传统的CO₂气体检测用4260nm窄带滤光片相比，2780nm窄带滤光片中心波长较小，膜层仅有46层，且膜层总厚度仅有19.6μm，能够有效的降低CO₂气体检测用滤光片的制备成本。

技术领域

本发明涉及一种红外滤光片生产技术，具体涉及一种CO₂气体检测用2.78μm窄带滤光片及其制备方法。

背景技术

在冶金、航空航天、农业、医疗、环保等方面都需要对CO₂的浓度进行定量检测与控制，且许多情况下应用环境十分恶劣，如易燃易爆、高温、高压、有磁场等场合。因此，开发出稳定性好、选择性好、灵敏度高、小型化便携式的CO₂气体传感器，具有很高的实用价值。

红外分析仪是利用气体红外特征吸收峰测定气体含量的仪器，选择特定波长的红外气体分析滤光片是红外气体分析仪的关键部件。光源发出的光，通过气室被气体吸收，然后经过滤光片，去除含有其他气体特征吸收峰的干扰波段，得到仅存在待检测气体特征吸收峰的窄带透射光(带宽越窄，其他气体的干扰越小)，最后由检测器检测出射光强，通过参比通道的对比，而得出气室中气体浓度。由于CO₂气体在2780nm和4260nm波长处均具有较强特征吸收光谱，而现有的针对检测CO₂气体的红外滤光片，大多数均为4260nm窄带滤光片。

根据资料检索，如中国专利ZL95244862.9“4.26微米窄带滤光片”以白宝石为基板，ZnSe和ZnTi为高低折射率材料，设计出中心波长λ0＝4.26±0.01μm，半高宽λ0.50＝0.14±0.02μm，波形系数η＝Δλ0.10/Δλ0.00≤1.4，峰值透射率Tmax≥70％的4260nm窄带滤光片。

但是，就目前用于测量二氧化碳的4260nm带通红外滤光片，其通带较宽，截止波段不够宽，峰值透射率较低，所以测量准确性、稳定性以及抗干扰的能力还有待提升，灵敏度差，不能满足市场发展的需要。并且，CO₂气体在2780nm和4260nm波长处均具有较强特征吸收光谱，且若用2780nm窄带滤光片，能够较大的减少膜层厚度，降低滤光片成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种峰值透过率高，能极大的提高信噪比，有效检测CO₂气体的2780nm窄带滤光片及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种CO₂气体检测用2780nm窄带滤光片，其特征是：

(1)采用单晶Si作基板；双面抛光，厚度300±10μm，晶向<100>；

(2)镀膜材料选择SiO和单晶Ge，在基板两个表面上分别沉积主膜系和干涉截止膜系；

(3)在基板其中一个表面上沉积主膜系，其结构为Air/1.576H 1.7L 4H L H L HL4H L H L H L 4H L 0.386H 1.682L/Sub；

(4)在基板另外一个表面上沉积干涉截止膜系，其结构为Sub/1.86H 1.56L0.82H0.71L 0.21H 0.72L 1.79H 0.45L 1.86H 0.82L 1.79H 1.17L 1.71H 2.30L 1.81H2.14L2.11H 1.76L 2.40H 2.25L 3.17H 2.36L 2.41H 2.64L 2.12H 2.14L 2.31H 2.22L/Air；