[发明专利]全息窄带带阻滤光片及其制作工艺

说明书

本发明涉及一种滤光片。

现有技术中，窄带带阻滤光片在光谱学研究，特别是喇曼光谱的研究中有重要的应用。它的主要特征是在一定的光谱波段中滤去某一波长以及附近小范围内的谱线，而使其他波长的光以尽可能高的透过率透过。它的主要光学性能指标以中心波长的光学密度和波长与透过率关系的半宽度表示。在窄带带阻滤光片的许多应用中，特别是在喇曼光谱的研究中，光学密度越高，半宽度越窄，则它的性能越优良。通常情况下，该滤光片的性能要求是光学密度大于4D，半宽度小于25纳米。带阻滤光片的制作方法有许多种，主要有染料吸收、多层介质镀膜(干涉滤光片)和反射全息滤光片，其中染料吸收型的很难达到窄带带阻滤光片要求，而干涉滤光片很难达到高光学密度，通常在窄带宽下(20nm)的光学密度为2D，另一方面干涉滤光片制作成本相对比较高昂。

在反射全息滤光片中，利用反射衍射光即是带通滤光片，利用透射光即是带阻滤光片。反射全息滤光片的应用也体现在带通和带阻两方面。已有的窄带带通滤光片的衍射效率在50％至90％之间，其透射光不能满足高光学密度的要求，并且衍射效率随波长的变化曲线常有波瓣出现，影响滤波性能；宽带带通滤光片的透射光显然不适合窄带带阻滤光片的要求，并且其制作技术与窄带带阻滤光片的情况有很大的不同；全息激光防护镜是与窄带带阻滤光片较接近的一种，但激光防护镜一般有防护角要求，特性曲线的半宽度常在35nm以上；其他的一些反射全息元件(如全息平视显示装置、夜视仪中的全息光耦合器等)中人们所关心的是光学成象性能，特殊的光谱特性往往不在制作工艺中加以考虑。

一定的反射特性曲线与全息记录介质的折射率调制的分布有关，而折射率调制的分布又与反射全息的制作工艺有关。最早的体全息理论——均匀介质耦合波理论与实验结果有较大差异，而且按此理论不可能得到窄带带阻滤光片。目前已在理论和工艺上开展有效工作的有：T.Kubota(参见T.Kubota，Controlof the reconstruction wavelength of Lippmann holograms recorded indichromated gelatin，Appl.Opt.1989，28(10)：1845～1894)对均匀介质耦合波理论与实验结果不符进行了较成功的解释，他认为在介质内部折射率调制度和条纹密度的分布是不均匀的，他利用非均匀介质的耦合波方程推导出了有关衍射效率的Recatti方程，在假定非均匀模型的基础上，对方程进行数值解得到了与实验结果基本相符的衍射效率理论结果。P.G.Boj(参见P.G.Boj，J.Crespo，and J.A.Quintana，Broadband reflection holograms in dichromatedgelatin，Appl.Opt.，1992，31(17)：3302～3305)利用Kubota的方法建立了他们自己的模型，分析了他们的宽带反射全息的实验结果，利用电子显微镜拍摄的照片证实了记录介质内部的非均匀性，这是一种宽带反射全息元件，不适合本发明要求的窄带带阻滤光片。Dahe Liu等(参见Daho Liu，Jing Zhou，Nonlinear analysis for reflection hologram，Optics Communication，1994，107：471～479)也建立了一种特殊非均匀模型，并且分析了他们的工艺制作的实验结果，这是一种窄带反射带通滤光片，其缺陷是光学密度较低。由于重铬酸明胶处理工艺的复杂性，不同实验室得出的实验结果各有不同，非均匀模型也各不相同。

本发明的目的在于提供一种光学密度大于4D、带宽小于20纳米的全息窄带带阻滤光片及其制作工艺。