[发明专利]一种新型紫外-部分可见光波段的滤光器件

说明书

本发明涉及一种新型紫外‑部分可见光波段的滤光器件，特别涉及光学元器件领域。包括：目标衬底、二维材料薄膜层和材料保护层，所述二维材料薄膜层覆盖在所述目标衬底上，所述材料保护层覆盖在所述二维材料薄膜层上。本方案解决了如何调控紫外‑部分可见光波段透过率的技术问题，适用于紫外光的利用或抑制。

技术领域

本发明涉及光学元器件领域，特别涉及一种新型紫外-部分可见光波段的滤光器件。

背景技术

紫外光是波长范围为100-400nm的不可见光，按波长范围可以分为A、B、C波段和真空紫外。不同波段产生不同作用和危害。在实际的生产科研生活中，想要充分而且有效地利用或抑制紫外光，都离不开薄膜光学元件。随着人类在电子、通信、生物、医学、建筑、材料等各个领域的长足发展，对紫外光学的需求不断提高，紫外薄膜元器件性能在整个光路系统中至关重要。目前薄膜材料已不下百余种，然而考虑其光学性质、化学稳定性适用材料不多，再加上设备和工艺条件的限制，可供选择的材料极少。况且，随着波长的减小，能够用于吸收紫外光线的涂层材料更是屈指可数。

二维材料由于其量子限域效应，大的比表面积等物理性质使其具有高的载流子迁移率和强的光与物质相互作用，近年来成为科研人员的研究热点。二维材料对光的吸收和调制使其在光学器件方面的应用具有极大的潜力。探索二维材料在光学器件的实际应用具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何调控紫外-部分可见光波段透过率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型紫外-部分可见光波段的滤光器件，包括：目标衬底、二维材料薄膜层和材料保护层，所述二维材料薄膜层覆盖在所述目标衬底上，所述材料保护层覆盖在所述二维材料薄膜层上。

本发明的有益效果是：其中，紫外-部分可见光吸收材料是由一种新的二维材料(GeSe纳米片)制备而成，硒化锗纳米片在100-500nm波长范围内对光的吸收率可达97％，对高于500nm波长的光透过率大于90％，因此GeSe纳米片薄膜可以作为紫外-部分可见光的高通滤光片的理想材料，所用到的二维材料相比现有技术的成本更加低廉，解决了如何调控紫外-部分可见光波段透过率的技术问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述目标衬底为刚性衬底或柔性衬底，所述柔性衬底包括高分子聚合物材料，所述刚性衬底包括光学基底。

进一步，所述二维材料薄膜层包括多层纳米片薄膜，所述纳米片薄膜的厚度为3nm-50nm。

进一步，所述的保护层材料是三氧化二铝、二氧化硅中的任意一种。

进一步，所述二维材料薄膜层的制备包括以下步骤：

S11：获取硒化锗块体并研磨成粉末后通过超声辅助的液相剥离方法得到纳米片原液；

S12：将所述纳米片原液通过高速离心后得到尺寸厚度均匀的纳米片；

S13：通过真空抽滤装置把所述纳米片制备成均匀的材料薄膜；

S14：将所述材料薄膜转移到带有抽滤膜的所述目标衬底上，并将所述抽滤膜充分溶解掉，得到纳米片薄膜。

进一步，所述二维材料薄膜层的制备包括以下步骤：

S21：获取硒化锗块体并研磨成粉末后通过超声辅助的液相剥离方法得到纳米片原液；

S22：将所述纳米片原液通过高速离心后得到尺寸厚度均匀的纳米片；

S23：将所述目标衬底固定在旋涂机上，1500-10000rpm转速下将所述纳米片原液重复旋涂在所述目标衬底上，沉积形成一层均匀的纳米片薄膜。

进一步，所述二维材料薄膜层的制备包括以下步骤：