一种窄带滤光片及其制备方法技术

本发明专利技术适用于滤光片领域，公开了窄带滤光片及其制备方法，窄带滤光片包括第一反射板组件、与第一反射板组件平行设置的第二反射板组件和支撑结构，第二反射板组件通过支撑结构支撑在第一反射板组件上，第一反射板组件、第二反射板组件和支撑结构之间围合形成反射腔，反射腔内填充有液晶材料，液晶材料的折射率随着施加给反射腔的电压的变化而变化，即通过施加不同的电压给反射腔，可以改变液晶材料的折射率，液晶材料在不同折射率时，窄带滤光片适用于不同波长，并且具有良好的透过率，从而使得窄带滤光片适用的波段可调谐，从而能够形成不同的光谱通道，还解决了线阵型和面阵型通光面积小的问题，且该窄带滤光片结构小巧且简单，利于微型化。利于微型化。利于微型化。

【技术实现步骤摘要】
一种窄带滤光片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及滤光片领域，尤其涉及一种基于F
‑
P结构的大口径变波长窄带滤光片及其制备方法。

技术介绍

[0002]分光元器件的主要作用是将连续的光谱分成若干个小的光谱带，窄带滤光片就属于分光元器件的一种，其可以对连续光谱选择性透过，目标光谱之外的光截止，主要应用在多光谱成像、遥感等领域。多光谱成像一般是指将很多个光谱通道集中在一个光学通道上的技术，其具有图谱合一的特征，可以覆盖从可见光到红外一系列波段，是一种重要的光谱信息获取手段。常见的技术方案是通过给光学系统前方添加滤光片机构来实现，传统方式主要有转轮旋转式结构、多相机并行结构、焦平面阵列式结构等，但因其结构庞大、光谱通道数少和重量劣势等因素难以满足机载和星载等特殊应用场所。随着多光谱成像系统向着微型化、轻型化和更高的集成化发展，尤其在机载和星载的特殊情况下，要求载荷具备多重功能且对重量限制苛刻。另外一种技术方案是通过组合掩模、离子束刻蚀或者多次光刻的方式制作的微型线性或阵列的窄带滤光片，虽然它们拥有结构小和重量轻的优势，但因为自身结构原因单个几何通道透光面积小而在大口径成像光路中使用被制约。因此大口径的变波长窄带滤光片在自身结构、光谱通道数、光谱分辨率和可集成化上体现出了自身的巨大优势。
[0003]F
‑
P结构是由两块高反射率的平板对向平行放置构成，光线入射后在间隔腔层内反射产生多光束干涉，满足透射条件的光才能被透过，这种对光谱的选择特性被广泛的应用在窄带滤光片
F<br/>‑
P结构窄带滤光片(F
‑
P NBF)有以下优点：
[0004]1、吸收小、光谱透射率高、截止度深；
[0005]2、窄带矩形度好、光谱分辨率高；
[0006]3、重量轻、通光口径大。
[0007]基于F
‑
P腔结构窄带滤光片的优势，现大多数线性渐变窄带滤光片、阵列变化窄带滤光片都采用该结构，其通过改变相邻的线元或阵元通道腔层材料的物理厚度，来实现多个光谱通道。但线性渐变窄带滤光片和阵列变化窄带滤光片在设计制作完成后，同样面临着光谱波段固定不可调谐、单个阵元通光面积小且工艺一致性差的制约。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一个目的在于提供一种窄带滤光片，其旨在解决现有的窄带滤光片光谱波段固定不可调谐、单个阵元通光面积小且结构繁重的技术问题。
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：
[0010]一种窄带滤光片，包括第一反射板组件、第二反射板组件和支撑结构，所述第二反射板组件通过所述支撑结构支撑在所述第一反射板组件上，所述第二反射板组件与所述第一反射板组件平行设置，所述第一反射板组件、所述第二反射板组件和所述支撑结构之间
围合形成反射腔，所述反射腔内填充有液晶材料，所述液晶材料的折射率随着施加给反射腔的电压的变化而变化，从而使所述窄带滤光片适用的波段可调谐。
[0011]优选地，所述第一反射板组件包括第一基板、第一ITO导电层、第一反射膜堆、第一配向层和第一电极，所述第一ITO导电层、所述第一反射膜堆和所述第一配向层自下而上依次叠设在所述第一基板上，所述第一电极与所述第一ITO导电层电性连接，所述支撑结构设置在所述第一配向层上。
[0012]优选地，所述第一反射膜堆为四分之一参考波长的低折射率膜和四分之一参考波长的高折射率膜的叠层。
[0013]优选地，所述第一反射膜堆的膜系结构表示为(L1H1)5，5表示周期，L1的材料为二氧化硅，L1的厚度为145.12nm，H1的材料为二氧化钛，H1的厚度为92.86nm。
[0014]优选地，所述第一配向层形成有沟槽，所述第一配向层的材料为一氧化硅，厚度为137nm。
[0015]优选地，所述第二反射板组件包括第二基板、第二ITO导电层、第二反射膜堆、第二配向层和第二电极，所述第二ITO导电层、所述第二反射膜堆和所述第二配向层自下而上依次叠设在所述第二基板上，所述第二电极与所述第二ITO导电层电性连接，所述第二反射板组件通过所述第二配向层倒装在所述支撑结构上，所述第二基板的结构与所述第一基板的结构一样，所述第二ITO导电层与所述第一ITO导电层的结构一样，所述第二反射膜堆的结构与所述第一反射膜堆的结构一样，所述第二配向层的结构和所述第一配向层的结构一样。
[0016]优选地，所述第一基板背离所述第一ITO导电层的一侧和所述第二基板背离所述第二ITO导电层的一侧均设置有增透膜。
[0017]本专利技术的第二个目的在于提供一种窄带滤光片的制备方法，包括以下步骤：
[0018]提供第一基板和第二基板，第一基板和第二基板结构一样；
[0019]在所述第一基板的第一面形成第一ITO导电层，同时，在所述第二基板的第一面形成第二ITO导电层；
[0020]在所述第一ITO导电层上形成第一反射膜堆，同时，在所述第二ITO导电层上形成第二反射膜堆；
[0021]在所述第一反射膜堆上形成第一配向层，在所述第二反射膜堆上形成第二配向层；
[0022]采用掩膜沉积法在所述第一配向层上形成支撑结构，所述支撑结构上形成有反射腔；
[0023]在所述反射腔内注入液晶材料，并在真空环境下将所述第二基板倒装在支撑结构上，旋转调整所述第二基板的角度完成配向；
[0024]在所述第一ITO导电层侧边形成与所述第一ITO导电层连通的第一电极，在所述第二ITO导电层侧边形成与所述第二ITO导电层连通的第二电极；
[0025]优选地，所述第一配向层的制备方法包括：
[0026]在所述第一反射膜堆的45度方向采用电子束热蒸发技术沉积一氧化硅，以形成膜层内部柱状微观结构沿第一反射膜堆45度方向生长的一氧化硅薄膜；
[0027]使用摩擦工具沿纵向方向摩擦一氧化硅薄膜以在一氧化硅薄膜上形成沟槽；
[0028]所述第二配向层的制备方法包括：
[0029]在所述第二反射膜堆的45度方向采用电子束热蒸发技术沉积一氧化硅，以形成膜层内部柱状微观结构沿第一反射膜堆45度方向横向生长的一氧化硅薄膜；
[0030]使用摩擦工具沿纵向方向摩擦一氧化硅薄膜以在一氧化硅薄膜上形成沟槽。
[0031]优选地，还包括在所述第一基板的第二面形成增透膜，在所述第二基板的第二面形成增透膜。
[0032]本专利技术提供的窄带滤光片通过在反射腔内填充液晶材料，并通过改变施加给反射腔的电压来调整液晶材料的折射率，液晶材料在不同折射率时，窄带滤光片适用于不同波长，并且具有良好的透过率，从而使得窄带滤光片适用的波段可调谐，从而能够形成不同的光谱通道，另外，本专利技术的窄带滤光片的口径尺寸相比于阵列、线列式窄带滤光片有着不可比拟的优势，解决了线阵型和面阵型通光面积小，光能利用率低的问题，且该窄带滤光片结构小巧且简单，利于微型化。
[0033]本专利技术提供的窄带滤光片的制备方法采用两块相同的基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄带滤光片，其特征在于，包括第一反射板组件、第二反射板组件和支撑结构，所述第二反射板组件通过所述支撑结构支撑在所述第一反射板组件上，所述第二反射板组件与所述第一反射板组件平行设置，所述第一反射板组件、所述第二反射板组件和所述支撑结构之间围合形成反射腔，所述反射腔内填充有液晶材料，所述液晶材料的折射率随着施加给反射腔的电压的变化而变化，从而使所述窄带滤光片适用的波段可调谐。2.如权利要求1所述的窄带滤光片，其特征在于，所述第一反射板组件包括第一基板、第一ITO导电层、第一反射膜堆、第一配向层和第一电极，所述第一ITO导电层、所述第一反射膜堆和所述第一配向层自下而上依次叠设在所述第一基板上，所述第一电极与所述第一ITO导电层电性连接，所述支撑结构设置在所述第一配向层上。3.如权利要求2所述的窄带滤光片，其特征在于，所述第一反射膜堆为四分之一参考波长厚的低折射率膜和四分之一参考波长厚的高折射率膜的叠层。4.如权利要求3所述的窄带滤光片，其特征在于，所述第一反射膜堆的膜系结构表示为(L1H1)5，5表示周期，L1的材料为二氧化硅，L1的厚度为145.12nm，H1的材料为二氧化钛，H1的厚度为92.86nm。5.如权利要求2所述的窄带滤光片，其特征在于，所述第一配向层形成有沟槽，所述第一配向层的材料为一氧化硅，厚度为137nm。6.如权利要求2所述的窄带滤光片，其特征在于，所述第二反射板组件包括第二基板、第二ITO导电层、第二反射膜堆、第二配向层和第二电极，所述第二ITO导电层、所述第二反射膜堆和所述第二配向层自下而上依次叠设在所述第二基板上，所述第二电极与所述第二ITO导电层电性连接，所述第二反射板组件通过所述第二配向层倒装在所述支撑结构上，所述第二基板的结构与所述第一基板的结构一样，所述第二ITO导电层与所述第一ITO导电层的结构一样，所述第二反射膜堆的结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：段营部，夏高飞，吕匡迪，见帅敏，蔡媛媛，王华，
申请(专利权)人：西安中科微星光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：