480580nm透过可见光滤光片及制备方法.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911368774.9 (22)申请日 2019.12.26 (71)申请人 兰州空间技术物理研究所 地址 730000 甘肃省兰州市城关区渭源路 97号 (72)发明人 徐嶺茂周晖何延春李坤 熊玉卿代树武 (74)专利代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 代丽郭德忠 (51)Int.Cl. G02B 5/28(2006.01) C23C 14/30(2006.01) C23C 14/08(2006.01) C23C 14/10(2006.01) (54)发明。
2、名称 一种480580nm透过可见光滤光片及制备 方法 (57)摘要 本发明公开了一种480580nm透过可见光 滤光片及制备方法, 属于光学薄膜领域。 所述滤 光片包括K9玻璃基底、 长波通膜系和短波通膜 系; 所述长波通膜系和短波通膜系分别设置在K9 玻璃基底相背对的两面。 所述方法步骤如下: (1) 将基底装入真空室中, 抽真空; (2)将基底加热; (3)用离子束对基底轰击清洗; (4)分别在基底的 两面沉积长波通膜系和短波通膜系; (5)冷却至 室温, 即得到所述的滤光片。 所述滤光片在480 580nm谱段具有高透过率, 同时在340450nm和 6101050nm谱段宽截止, 可。
3、大大改进该谱段滤 光片的通带以及截止带的特性, 满足近日观测探 测系统的使用要求。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 111061001 A 2020.04.24 CN 111061001 A 1.一种480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述滤光片由K9玻璃基底、 长波通 膜系和短波通膜系构成; 所述长波通膜系和短波通膜系分别设置在K9玻璃基底相背对的两 面。 2.根据权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述长波通膜系 由交替叠加的氧化钛膜层和氧化硅膜层构成, 长波通膜系的结构为: (0.5HL0.5H)8; 中心 波长为400nm; 其中。
4、, H为氧化钛膜层, 0.5为氧化钛膜层厚度对应基本厚度的系数, 0.5H表示氧化钛膜 层厚度为0.5个基本厚度; L为氧化硅膜层, 1为氧化硅膜层厚度对应基本厚度的系数, 1L表 示氧化硅膜层厚度为1个基本厚度, 当系数为1时, 省略数字 “1” , 将 “1L” 简写为 “L” ; 所述基 本厚度为光学厚度中心波长的四分之一, 8为基本膜堆(0.5HL0.5H)的周期数。 3.根据权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述短波通膜系 由交替叠加的氧化硅膜层和氧化钛膜层构成, 短波通膜系结构为: (0.7L1.4H0.7L)8 (0.5LH0.5L)8, 中心波长。
5、为680nm; 其中, L为氧化硅膜层, 0.7和0.5为氧化硅膜层厚度对应基本厚度的系数, 0.7L表示氧 化硅膜层厚度为0.7个基本厚度, 0.5L表示氧化硅膜层厚度为0.5个基本厚度; H为氧化钛膜 层, 1.4和1为氧化钛膜层厚度对应基本厚度的系数, 1.4H表示氧化钛膜层厚度为1.4个基本 厚度, 1H表示氧化钛膜层厚度为1个基本厚度, 当系数为1时, 省略数字 “1” , 将 “1H” 简写为 “H” ; 所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一, (0.5LH0.5L)8中的数字 “8” 为基本膜 堆(0.5HL0.5H)的周期数, (0.7L1.4H0.7L)8中的数字 “8”。
6、 为基本膜堆(0.7L1.4H0.7L)的周 期数。 4.根据权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述K9玻璃基底 长11.8mm, 宽1mm, 厚1mm。 5.根据权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述K9玻璃基底 的平行度30 。 6.根据权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述长波通膜系 的结构如表1所示; 其中, 层数为1的膜层为长波通膜系的最外层, 层数为17的膜层沉积在K9 玻璃基底上, 为长波通膜系的最内层。 表1长波通膜系 权利要求书 1/3 页 2 CN 111061001 A 2 7。
7、.根据权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片, 其特征在于, 所述短波通膜系 的结构如表2所示; 其中, 层数为1的膜层为短波通膜系的最外层, 层数为33的膜层沉积在K9 玻璃基底上, 为短波通膜系的最内层。 表2短波通膜系 权利要求书 2/3 页 3 CN 111061001 A 3 8.一种如权利要求1所述的480580nm透过可见光滤光片的制备方法, 其特征在于, 所 述方法步骤如下: (1)将干净的基底装入清洁的真空室中, 抽真空至510-4Pa; (2)将基底加热到250, 并保持30min; (3)用离子束对基底轰击清洗15min, 离子源工作气体为氩气, 气体流量为18。
8、sccm; (4)采用离子束辅助的电子枪蒸发法, 分别在基底的一面逐层交替沉积长波通膜系中 的氧化钛膜层和氧化硅膜层, 在基底的另一面逐层交替沉积短波通膜系中的氧化硅膜层和 氧化钛膜层, 直至完成所述膜系的沉积; (5)将基底自然冷却至室温, 即得到所述的480580nm透过可见光滤光片; 所述基底为 K9玻璃基底。 9.根据权利要求8所述的480580nm透过可见光滤光片的制备方法, 其特征在于, 步骤 (4)中所述氧化硅膜层的沉积速率为1nm/s, 氧化钛膜层的沉积速率为0.3nm/s, 离子源工作 气体为氧气, 气体流量为30.6sccm。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111061。
9、001 A 4 一种480580nm透过可见光滤光片及制备方法 技术领域 0001 本发明属于光学薄膜领域, 涉及一种480580nm透过可见光滤光片及制备方法, 具体地说, 涉及一种在480580nm谱段具有高透过率, 同时在340450nm和6101050nm谱 段宽截止的可见光滤光片。 背景技术 0002 目前近日观测用成像系统中, 需要对太阳表面耀斑活动进行观测, 需要具备在480 580nm谱段具有高透过率, 同时在340450nm和6101050nm谱段宽截止的中波红外滤光 片, 目前未有这种类似滤光片的相关报道。 因此, 亟需一种满足以下要求的关键滤光片: (1) 480580n。
10、m谱段具有高透过率; (2)在340450nm和6101050nm段具有抑制光信号的作 用, 以减少信号噪声的影响; (3)可在常温下使用; (4)基底尺寸小, 基底所有面之间的夹角 为直角, 不存在倒角。 发明内容 0003 本发明的目的是一种480580nm透过可见光滤光片及制备方法, 采用本发明所述 方法制备得到的滤光片在480580nm谱段具有高透过率, 同时在340450nm和610 1050nm谱段宽截止, 可大大改进该谱段滤光片的通带以及截止带的特性, 满足近日观测探 测系统的使用要求。 0004 本发明的目的由以下技术方案实现: 0005 一种480580nm透过可见光滤光片,。
11、 所述滤光片由K9玻璃基底、 长波通膜系和短 波通膜系构成; 所述长波通膜系和短波通膜系分别设置在K9玻璃基底相背对的两面。 0006 所述长波通膜系由交替叠加的氧化钛(TiO2)膜层和氧化硅(SiO2)膜层构成, 长波 通膜系的结构为: (0.5HL0.5H)8; 中心波长为400nm; 0007 其中, H为氧化钛膜层, 0.5为氧化钛膜层厚度对应基本厚度的系数, 0.5H表示氧化 钛膜层厚度为0.5个基本厚度; L为氧化硅膜层, 1为氧化硅膜层厚度对应基本厚度的系数, 1L表示氧化硅膜层厚度为1个基本厚度, 当系数为1时, 省略数字 “1” , 将 “1L” 简写为 “L” ; 所 述基。
12、本厚度为光学厚度中心波长的四分之一, 8为基本膜堆(0.5HL0.5H)的周期数。 0008 短波通膜系由交替叠加的氧化硅膜层和氧化钛膜层构成, 短波通膜系结构为: (0.7L1.4H0.7L)8(0.5LH0.5L)8, 中心波长为680nm; 0009 其中, L为氧化硅膜层, 0.7和0.5为氧化硅膜层厚度对应基本厚度的系数, 0.7L表 示氧化硅膜层厚度为0.7个基本厚度, 0.5L表示氧化硅膜层厚度为0.5个基本厚度; H为氧化 钛膜层, 1.4和1为氧化钛膜层厚度对应基本厚度的系数, 1.4H表示氧化钛膜层厚度为1.4个 基本厚度, 1H表示氧化钛膜层厚度为1个基本厚度, 当系数为。
13、1时, 省略数字 “1” , 将 “1H” 简写 为 “H” ; 所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一, (0.5LH0.5L)8中的数字 “8” 为基本 膜堆(0.5HL0.5H)的周期数, (0.7L1.4H0.7L)8中的数字 “8” 为基本膜堆(0.7L1.4H0.7L)的 周期数。 说明书 1/7 页 5 CN 111061001 A 5 0010 优选的, 所述K9玻璃基底长11.8mm, 宽1mm, 厚1mm。 0011 优选的, 所述K9玻璃基底的平行度30 。 0012 优选的, 采用Macleod软件对所述长波通膜系的结构进行优化, 得到长波通膜系的 结构, 如表1所示。
14、; 其中, 层数为1的膜层为长波通膜系的最外层, 层数为17的膜层沉积在K9 玻璃基底上, 为长波通膜系的最内层。 0013 表1长波通膜系 0014 0015 优选的, 采用Macleod软件对所述短波通膜系的结构进行优化, 得到短波通膜系的 结构, 如表2所示; 其中, 层数为1的膜层为短波通膜系的最外层, 层数为33的膜层沉积在K9 玻璃基底上, 为短波通膜系的最内层。 0016 表2短波通膜系 说明书 2/7 页 6 CN 111061001 A 6 0017 0018 0019 一种480580nm透过可见光滤光片的制备方法, 所述方法步骤如下: 0020 (1)将干净的基底装入清洁。
15、的真空室中, 抽真空至510-4Pa; 0021 (2)将基底加热到250, 并保持30min; 0022 (3)用离子束对基底轰击清洗15min, 离子源工作气体为氩气, 气体流量为18sccm; 0023 (4)采用离子束辅助的电子枪蒸发法, 分别在基底的一面逐层交替沉积长波通膜 系中的氧化钛膜层和氧化硅膜层, 在基底的另一面逐层交替沉积短波通膜系中的氧化硅膜 层和氧化钛膜层, 直至完成所述膜系的沉积; 0024 (5)将基底自然冷却至室温, 即得到所述的480580nm透过可见光滤光片; 说明书 3/7 页 7 CN 111061001 A 7 0025 所述基底为K9玻璃基底。 002。
16、6 优选的, 步骤(4)中所述氧化硅膜层的沉积速率为1nm/s, 氧化钛膜层的沉积速率 为0.3nm/s, 离子源工作气体为氧气, 气体流量为30.6sccm。 0027 有益效果 0028 (1)本发明提供了一种480580nm透过可见光滤光片, 所述滤光片达到优良技术 指标: 在480580nm谱段具有91的高透过率, 同时在340450nm和6101050nm谱段宽 截止, 截止区域内平均透过率1.2, 可大大改进该谱段滤光片的通带以及截止带的特性, 满足近日观测探测系统的使用要求。 0029 (2)本发明提供了一种480580nm透过可见光滤光片, 所述滤光片采用高折射率 的氧化钛膜层。
17、和低折射率的氧化硅膜层交替叠加组成, 膜层数较少, 膜层厚度能够满足在 微型基底(长11.8mm宽1mm厚1mm)两个表面上的镀制要求, 所述滤光片满足近日观测探 测系统的使用要求。 0030 (3)本发明提供了一种480580nm透过可见光滤光片的制备方法, 所述方法通过 选择适当的制备材料和条件可制得本发明所述的滤光片。 附图说明 0031 图1为实施例1中长波通膜系的理论透射光谱图; 0032 图2为实施例1中短波通膜系的理论透射光谱图; 0033 图3为实施例1制得的滤光片的透射光谱图。 具体实施方式 0034 下面结合附图并举实施例, 对本发明进行详细描述。 0035 下述实施例中所。
18、述实验方法, 如无特殊说明, 均为常规方法; 所述试剂、 材料和设 备, 如无特殊说明, 均可从商业途径获得。 0036 实施例1 0037 一种480580nm透过可见光滤光片, 所述滤光片包括K9玻璃基底、 长波通膜系和 短波通膜系; 所述长波通膜系和短波通膜系分别设置在K9玻璃基底相背对的两面。 0038 其中, 所述基底长11.8mm, 宽1mm, 厚1mm, 基底的平行度30 。 0039 所述长波通膜系由交替叠加的氧化钛(TiO2)膜层和氧化硅(SiO2)膜层构成, 长波 通膜系的结构为: (0.5HL0.5H)8; 中心波长为400nm; 0040 其中, H为氧化钛膜层, 0.。
19、5为氧化钛膜层厚度对应基本厚度的系数, 0.5H表示氧化 钛膜层厚度为0.5个基本厚度; L为氧化硅膜层, 1为氧化硅膜层厚度对应基本厚度的系数, 1L表示氧化硅膜层厚度为1个基本厚度, 当系数为1时, 省略数字 “1” , 将 “1L” 简写为 “L” ; 所 述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一, 8为基本膜堆(0.5HL0.5H)的周期数。 0041 采用Macleod软件对所述长波通膜系的结构进行优化, 得到长波通膜系的结构, 如 表1所示; 其中, 层数为1的膜层为长波通膜系的最外层, 层数为17的膜层沉积在K9玻璃基底 上, 为长波通膜系的最内层。 0042 表1长波通膜系 说明。
20、书 4/7 页 8 CN 111061001 A 8 0043 0044 采用MacLeod软件对表1中数据分析可得长波通膜系的理论透射光谱图, 如图1所 示, 显示长波通膜系在340450nm谱段截止, 在6101050nm谱段截止。 0045 短波通膜系由交替叠加的氧化硅膜层和氧化钛膜层构成, 短波通膜系结构为: (0.7L1.4H0.7L)8(0.5LH0.5L)8, 中心波长为680nm; 0046 其中, L为氧化硅膜层, 0.7和0.5为氧化硅膜层厚度对应基本厚度的系数, 0.7L表 示氧化硅膜层厚度为0.7个基本厚度, 0.5L表示氧化硅膜层厚度为0.5个基本厚度; H为氧化 钛。
21、膜层, 1.4和1为氧化钛膜层厚度对应基本厚度的系数, 1.4H表示氧化钛膜层厚度为1.4个 基本厚度, 1H表示氧化钛膜层厚度为1个基本厚度, 当系数为1时, 省略数字 “1” , 将 “1H” 简写 为 “H” ; 所述基本厚度为光学厚度中心波长的四分之一, (0.5LH0.5L)8中的数字 “8” 为基本 膜堆(0.5HL0.5H)的周期数, (0.7L1.4H0.7L)8中的数字 “8” 为基本膜堆(0.7L1.4H0.7L)的 周期数。 0047 采用Macleod软件对所述短波通膜系的结构进行优化, 得到短波通膜系的结构, 如 表2所示; 其中, 层数为1的膜层为短波通膜系的最外层。
22、, 层数为33的膜层沉积在K9玻璃基底 上, 为短波通膜系的最内层。 0048 表2短波通膜系 说明书 5/7 页 9 CN 111061001 A 9 0049 0050 0051 采用MacLeod软件对表2中数据分析可得短波通膜系的理论透射光谱图, 如图2所 示, 显示短波通膜系在6101050nm谱段宽截止, 在480580nm谱段具有高透过率。 0052 本实施例所述滤光片采用国产的超高精度光学薄膜沉积系统进行制备, 具体步骤 如下: 0053 (1)用吸尘器清除真空室内的杂质, 然后用脱脂纱布蘸无水乙醇擦拭干净真空室 内壁; 用无水丙酮对K9玻璃基底进行微波超声15min, 再用无。
23、水乙醇对K9玻璃基底进行微波 超声15min, 然后用脱脂棉将基底擦拭干净, 将干净的K9玻璃基底安装到夹具上并快速装入 干净的真空室, 抽真空至510-4Pa; 说明书 6/7 页 10 CN 111061001 A 10 0054 (2)将K9玻璃基底加热到250, 并保持30min; 0055 (3)用离子束轰击清洗15min, 离子源工作气体为氩气, 气体流量为18sccm, 离子源 型号为TELEMARK公司的霍尔源型的ST3000; 0056 (4)采用离子束辅助的电子枪蒸发法, 分别在K9玻璃基底的一面逐层交替沉积长 波通膜系中的氧化钛膜层和氧化硅膜层, 在K9玻璃基底的另一面逐。
24、层交替沉积短波通膜系 中的氧化硅膜层和氧化钛膜层, 直至完成所述膜系的沉积; 其中氧化硅膜层的沉积速率为 1nm/s, 氧化钛膜层的沉积速率为0.3nm/s, 离子源工作气体为氧气, 气体流量为30.6sccm, 离子源型号为霍尔源型的ST3000, 膜层厚度采用Inficon XTC-3S石英晶体膜厚控制仪监 控; 0057 (5)K9玻璃基底自然冷却至室温, 得到本发明所述的480580nm透过可见光滤光 片。 0058 对所述滤光片进行如下性能测试: 0059 采用美国PE公司的Lamda 950紫外可见近红外分光光度计, 测得所述滤光片的透 射光谱如图3所示, 用UVWINLAB软件对图3中的谱线进行计算可得, 所述滤光片在480 580nm谱段内的平均透过率为91.8, 在340450nm谱段内的平均透过率为0.1, 在610 1050nm谱段内的平均透过率为1.2。 0060 综上, 以上仅为本发明的较佳实施例而已, 并非用于限定本发明的保护范围。 凡在 本发明的精神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护 范围之内。 说明书 7/7 页 11 CN 111061001 A 11 图1 图2 说明书附图 1/2 页 12 CN 111061001 A 12 图3 说明书附图 2/2 页 13 CN 111061001 A 13 。
- 内容关键字: 480580 nm 透过 可见光 滤光 制备 方法
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