[发明专利]角度调谐滤波片阵列及其方法

摘要

本发明提供一种角度调谐滤波片阵列，用于增大光谱覆盖范围，若干个调谐范围覆盖不同波段的子滤波片以阵列的方式组合在一起，每个子滤波片具有一定角度调谐范围，该范围分为有效角度调谐范围和叠加范围两部分，通过波段叠加，每个子滤波片的波段范围并不完全用到，故只需保证每个子滤波片的有效调谐波段内的角色散率满足需求；本发明还提供利用角度调谐滤波片阵列得到规律分布的光谱的方法及滤波片阵列的加工方法，本发明采用滤波片阵列波段叠加的方式，增大了光谱覆盖范围，且避开滤波片角色散率的极小部分，同时实现了大角色散率和宽调谐光谱范围。

主权项

一种角度调谐滤波片阵列，用于增大光谱覆盖范围，其特征在于：若干个调谐范围覆盖不同波段的子滤波片以阵列的方式组合在一起，每个子滤波片具有一定角度调谐范围，该范围分为有效角度调谐范围和叠加范围两部分，有效角度调谐范围指每个子滤波片实际应用的角度调谐范围；叠加范围为每个子滤波片未被利用、且与其他子滤波片存在交叠的调谐区域，通过波段叠加，每个子滤波片的波段范围并不完全用到，故只需保证每个子滤波片的有效调谐波段内的角色散率满足需求；阵列中每个子滤波片有效角度调谐范围大小以及所需子滤波片个数，根据目标角色散率κ大小和总光谱调谐范围λmin≤λ≤λmax，按以下步骤确定：(1)假设相邻两块子滤波片垂直入射中心波长分别为其中，(2)根据第i+1块子滤波片的垂直入射中心波长和滤波片等效折射率np，获得其角色散率‑调谐角度分布，如下式所示：D=dθdλ=-npnp2-sin2θλi+10sinθcosθ]]>(3)结合目标角色散率和第i+1块子滤波片角色散率‑调谐角度分布，计算其有效角度调谐范围，所述有效角度调谐范围，能保证阵列中，子滤波片在该调谐范围内的角色散率均满足|D|≥κ，κ为目标角色散率；公式如下：‑θmax≤θ≤θmax其中，θmax=12arccos[2np2(κλi+10)2(-12+Δ)]]]>Δ=14+(κλi+10)2·(κλi+10)2+2np2-4np44np4]]>(4)根据第i+1块子滤波片有效角度调谐范围计算有效波长调谐范围，公式如下：λi+101-sin2θmaxnp2≤λ≤λi+10]]>(5)判断相邻两块子滤波片的有效波长调谐范围是否存在断点，即是否存在的情况，若存在，则减小的值，返回第(2)步；若不存在，确定第i+1块子滤波片的垂直入射的中心波长为(6)重复步骤(1)到(5)直至确定出所有子滤波片的垂直入射中心波长及其对应的有效角度调谐范围和有效波长调谐范围；(7)结合各子滤波片的波长调谐范围及所要达到的总光谱调谐范围λmin≤λ≤λmax，计算所需子滤波片的数量，计算方法如下：Σ≥Σi=1Nϵi]]>其中，N为所需子滤波片总数；Σ＝λmax‑λmin；