一种插损线性变化的带通滤光片制造技术

本发明专利技术提供一种插损线性变化的带通滤光片，包括基层和堆叠在基层上的膜系，膜系的膜系结构包括若干个法布里‑帕罗腔及连接层，每个法布里‑帕罗腔通过连接层级联下一个法布里‑帕罗腔，连接层为非四分之一波长的光学厚度的低折射率层。本发明专利技术的通带插损或透过率具有线性变化，在通带内实现了在特定的波长范围内插损随波长是线性变化的，在特定的波长范围内实现波长识别的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种插损线性变化的带通滤光片
本专利技术涉及光学
，具体涉及一种插损线性变化的带通滤光片。
技术介绍
带通滤光片(BandpassFilters)只可以使某个特定波长或窄波段的光透过，通带之外的光不能够透过。带通滤光片光学指标主要是：中心波长(CWL)、半带宽(FWHM)。根据带宽大小分为：带宽＜30nm为窄带滤光片；带宽＞60nm以上的为宽带滤光片。带通滤光片通常应用于干涉仪，成像仪器，检测仪器，数据中心，光通讯、工业激光及波长识别等领域。目前用于波长识别的器件有光栅器件以及带通滤光片组合器件等。而带通滤光片通常应用于分光等使用方向，通常要求带通滤光片的通带插损或透过率要尽可能的平坦，纹波要小，由于带通滤波片的特点导致带通滤波片很难实现插损随波长线性变化，现有技术中还没有带通滤光片在通带内可实现插损随波长是线性变化的。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种插损线性变化的带通滤光片。本专利技术的技术方案概述如下：本专利技术提供一种插损线性变化的带通滤光片，包括基层和堆叠在基层上的膜系，所述膜系的膜系结构包括若干个法布里-帕罗腔及连接层，每个所述法布里-帕罗腔通过连接层级联下一个所述法布里-帕罗腔，所述连接层为非四分之一波长的光学厚度的低折射率层；所述法布里-帕罗腔的结构为：aHLHL4HLHLH、bHLHLHLHL4HLHL3HLHLH、cHLHLHL4HLHLHLH、dHLHL4HLHLA，其中，dHLHL4HLHLA为最后一层法布里-帕罗腔；H为四分之一中心波长光学厚度的高折射率层，L为四分之一中心波长光学厚度的低折射率层；4H为四个四分之一中心波长光学厚度，A为非四分之一光学厚度的高折射率层；a、b、c、d为每个所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度的系数。进一步地，所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度的系数通过上一个所述法布里-帕罗腔的最后一层的光学厚度优化得出。进一步地，所述a、b、c、d为0.974-1.015，所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度为0.974-1.015个四分之一波长的光学厚度，以使此层结束时的透过率达到极值，在镀膜监控中采用极值法监控，以便接下来的每一层四分之一波长的光学厚度的膜层都可以采用极值法监控。进一步地，所述连接层的光学厚度为0.675-2.451中的非整数个四分之一波长的光学厚度。进一步地，所述滤光片在入射角度为0-13.5度下，波长的插损随波长线性地递增或递减。进一步地，所述滤光片在1304.5-1317nm波段范围内的插损以斜率0.3846dB/nm从-5dB递增至-0.2dB。进一步地，所述法布里-帕罗腔的数量为9个。进一步地，所述高折射率层的材料为Ta2O5、Nb2O5、TiO2中的至少之一，所述高折射率层的折射率在1304.5-1317nm的范围为1.85至2.5。进一步地，所述低折射率层的材料为SiO2、Al2O3、MgF2中的至少之一，所述低折射率层的折射率在1304.5-1317nm的范围为1.38至1.6。进一步地，所述基层为二氧化硅材料或硅材料基片，基层的折射率在1304.5-1317nm的范围为1.45至3.5。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种插损线性变化的带通滤光片，该通带滤光片的通带插损或透过率具有线性变化，在通带内实现了在特定的波长范围内插损随波长是线性变化的，在特定的波长范围内实现波长识别的功能，相对于光栅以及带通滤光片组合器件的技术方案，在成本上具有明显的优势。使得该方案还可以应用于干涉仪，成像仪器，检测仪器，数据中心，光通讯、工业激光及波长识别等领域。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的一种插损线性变化的带通滤光片的示意图；图2为本专利技术中的目标斜率的示意图；图3为本专利技术提供的一种插损线性变化的带通滤光片的实施例在0-30dB范围下8度入射的波长与插损，以及目标斜率的关系图；图4为本专利技术提供的一种插损线性变化的带通滤光片的实施例在0-6dB范围下8度入射的波长与插损，以及目标斜率的关系图；图5为本专利技术提供的一种插损线性变化的带通滤光片在0-30dB范围下0度入射的波长与插损，以及目标斜率的关系图；图6为本专利技术提供的一种插损线性变化的带通滤光片在0-30dB范围下13.5度入射的波长与插损，以及目标斜率的关系图。附图标记：1、基层；2、高折射率层；3、低折射率层；4、连接层；5、法布里-帕罗腔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，本专利技术的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。接下来，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。带通滤光片(BandpassFilters)只可以使某个特定波长或窄波段的光透过，通带之外的光不能够透过。带通滤光片光学指标主要是：中心波长(CWL)、半带宽(FWHM)。根据带宽大小分为：带宽＜30nm为窄带滤光片；带宽＞60nm以上的为宽带滤光片。滤光片是用来选取所需辐射波段的光学器件。滤光片是由基片以及基片上的若干膜层堆叠而成，膜层的厚度可以分为物理厚度，光学厚度两种描述方式。物理厚度指的是物理尺度上的厚度，如100nm等；光学厚度指的是光经过的路程，这涉及到材料的折射率以及光的波长QW＝(n*d)/λ,其中，n为光经过的材料的折射率，d为物理厚度，λ为光的波长。目前用于波长识别的器件有光栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种插损线性变化的带通滤光片，其特征在于，包括基层和堆叠在基层上的膜系，所述膜系的膜系结构包括若干个法布里-帕罗腔及连接层，每个所述法布里-帕罗腔通过连接层级联下一个所述法布里-帕罗腔，所述连接层为非四分之一波长的光学厚度的低折射率层；/n所述法布里-帕罗腔的结构为：aHLHL4HLHLH、bHLHLHLHL4HLHL3HLHLH、cHLHLHL4HLHLHLH、dHLHL4HLHLA，其中，dHLHL4HLHLA为最后一层法布里-帕罗腔；/nH为四分之一中心波长光学厚度的高折射率层，L为四分之一中心波长光学厚度的低折射率层；4H为四个四分之一中心波长光学厚度，A为非四分之一光学厚度的高折射率层；a、b、c、d为每个所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度的系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种插损线性变化的带通滤光片，其特征在于，包括基层和堆叠在基层上的膜系，所述膜系的膜系结构包括若干个法布里-帕罗腔及连接层，每个所述法布里-帕罗腔通过连接层级联下一个所述法布里-帕罗腔，所述连接层为非四分之一波长的光学厚度的低折射率层；
所述法布里-帕罗腔的结构为：aHLHL4HLHLH、bHLHLHLHL4HLHL3HLHLH、cHLHLHL4HLHLHLH、dHLHL4HLHLA，其中，dHLHL4HLHLA为最后一层法布里-帕罗腔；
H为四分之一中心波长光学厚度的高折射率层，L为四分之一中心波长光学厚度的低折射率层；4H为四个四分之一中心波长光学厚度，A为非四分之一光学厚度的高折射率层；a、b、c、d为每个所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度的系数。


2.如权利要求1的插损线性变化的带通滤光片，其特征在于，所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度的系数通过上一个所述法布里-帕罗腔的最后一层的光学厚度优化得出。


3.如权利要求1的插损线性变化的带通滤光片，其特征在于，所述a、b、c、d为0.974-1.015，所述法布里-帕罗腔的第一个高折射率层的四分之一中心波长光学厚度为0.974-1.015个四分之一波长的光学厚度，以使此层结束时的透过率达到极值，在镀膜监控中采用极值法监控，以便接下来的每一层四分之一波长的光学厚度的膜层都可以采...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏炎，李昱，陈居凯，
申请(专利权)人：苏州众为光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32