[发明专利]一种超宽通带短波通滤光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超宽通带短波通滤光膜及其制备方法，属于光学薄膜加工技术领域，解决了现有技术中光学玻璃透明区常用波段选择、分离困难，光学系统集成困难的问题。本发明超宽通带短波通滤光膜，有57层薄膜，其中奇数层为SiO₂层，偶数层为Ta₂O₅层。本发明滤光膜透过0.4μm～1.2μm波，反射1.49μm～1.69μm波，可使光学系统对多个波段进行分离、选择，实现不同光谱波段有效使用的效果。

技术领域

本发明属于光学薄膜加工技术领域，特别涉及一种超宽通带短波通滤光膜及其制备方法。

背景技术

电磁波在大气中传输时随波长的不同会有不同程度的衰减。在可见光波段，引起电磁波衰减的主要原因是分子散射，在紫外、红外与微波区，引起电磁波衰减的主要原因是大气吸收。依据大气光谱传输特性和探测器的光谱敏感特性，光学成像系统可以工作在多个光谱区。0.4μm～0.7μm为可见光区，能为人眼直接观察，0.7μm～1.1μm为近红外光谱区，除了不能为人眼直接观察外，该区域成像所需要的光学材料、探测器类型与可见光基本相同，低亮度电视、像增强器、星光望远镜、夜视镜以及许多数码相机提供的红外拍摄功能等工作在该区域，1.1μm～2.5μm为短波红外光谱区，主要用于探测地表物体的反射，可以获得土壤类型、水体特性、植被分布及军事装备、军队部署等信息。由于水蒸气在1.38μm和1.87μm附近有较强的吸收，因此该波段通常分为1.4μm～1.9μm和2.0μm～2.5μm两个窗口，其中1.45μm～1.75μm透过率较高，白天夜间都可以应用。

随着科学技术的进步，先进的光谱接受器件、红外探测器件不断的集成应用到同一个光学系统中。这样的光学系统必然需要对多个波段进行分离、选择，实现不同光谱波段的有效使用。

光学玻璃透明区0.35μm～2.2μm，包含可见、微光、近红外激光、短波红外激光等几个常用区域。利用光学玻璃设计功能新颖、性能优良、多光谱区域共享的光学镜头已经是一种发展趋势。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种超宽通带短波通滤光膜及其制备方法，本发明滤光膜在光学玻璃透明区0.35μm～2.2μm的波长范围内，透过0.4μm～1.2μm波，反射1.49μm～1.69μm波，可使光学系统对多个波段进行分离、选择，实现不同光谱波段有效使用的效果，促进先进的光谱接受器件、红外探测器件不断的集成应用到同一个光学系统。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种超宽通带短波通滤光膜，滤光膜有57层薄膜，其中奇数层为SiO₂层，偶数层为Ta₂O₅层。

在一种可能的设计中，薄膜每层物理厚度如下表：

本发明还提供了一种超宽通带短波通滤光膜的制备方法，包括以下步骤：

选定光学玻璃基板材料和光学薄膜材料；

选定膜系初始结构；

在膜系初始结构基础上进行优化合并薄膜层数，选定膜系厚度；

采用选定的光学玻璃基板材料和光学薄膜材料根据优化后的薄膜结构镀制膜系，得到滤光膜。

在一种可能的设计中，光学薄膜材料的高折射率膜层为五氧化二钽，低折射率膜层为二氧化硅。

在一种可能的设计中，膜系初始结构为拥有等效折射率的对称结构：

Sub/(0.018H0.469L0.153H0.151L1.005H0.151L0.153H0.469L0.018H)^S/Air；