一种电压控制等离子可调光学滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种电压控制等离子可调光学滤波器，其特征在于包括短波通等离子滤波器以规定呈现选定的截止波长λs，长波通等离子滤波器以规定呈现选定的截止波长λ

【技术实现步骤摘要】
一种电压控制等离子可调光学滤波器
[0001]本申请是申请日为2017年04月07日，申请号为201710224043.1，专利技术名称为“一种电压控制等离子可调光学滤波器”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种关于仪器应用中的光学滤波器，特别是中心波长和波长带宽可变的电压调制光学滤波器。

技术介绍

[0003]荧光显微术常用三个分立光学滤波器：一个激发光滤波器用于从系统的照明光源选出合适波长光，一个发射滤波器限制探测器接收的从被照射样品发出的荧光波长光谱，一个二向色性滤波器位于激发光滤波器和样品之间，同时也位于样品与发射滤波器之间。二向色性滤波器用于从发射光波段中分离出激发光波段。拉曼光谱术用类似滤波器组合。流式细胞术用大量分立发散滤波器来提取通过仪器的细胞“流”的特定波长相关信息。
[0004]上述这些成像系统中的滤波器元件需具有极好的性能来获取准确的测量结果。特别是当今的高光谱荧光显微术提供了多光谱段信号采集产生连续光谱输出。不同于传统光谱术，高光谱显微术需要使用各种不同滤波器。已有技术集合了光栅、棱镜和机械可调滤波器，提供所需带宽内的特征。但存在信号丢失问题，流式细胞术使用大量分立滤波器也有相同顾虑。
[0005]当前为这些用途而创造可调光学滤波器的尝试依赖于机械结构，如马达或微机电器件。这些方案的局限性包括移动部件，元件间角度错位和较低响应时间，限制了这些机械结构的有效应用。基于声光结构的可调滤波器也被开发，但已知也存在响应较慢和体积大，而且可调波长范围也有限制。于是，各种不同应用的专业领域需要可调光学滤波器具有较快响应时间，宽调制范围。
[0006]已有技术中的需要由本专利技术实现，包括仪器应用中的光学滤波器，特别是电压调制光学滤波器，中心波长和带宽独立可变，能够为各种仪器应用提供实时，高速变化滤波响应。

技术实现思路

[0007]本专利技术中含有系列短波通滤波器(SWP)和长波通滤波器(LWP)，滤波器由电压分别独立控制。施加电压改变相应滤波器的滤波响应。独立调制短波通滤波器和长波通滤波器的能力允许他们的系列组合可以改变中心波长(CWL)和带宽(BW)。
[0008]具体实例中，专利技术的电压调制滤波器用于荧光显微系统的激发光滤波器。在本实例中，可控制加在短波通和长波通滤波器上的电压，产生窄带宽滤波器响应，在大光谱范围内调谐中心波长。这种改变激发滤波器中心波长的能力简化了用户改变评估特定染料的能力，也提供了高光谱激发的应用，而不需要已有技术那样的滤波器件的物理变化。
[0009]在另一个实例中，专利技术的电压可调光学滤波器用作荧光光谱系统中的发射滤波
器。在本实例中，调节电压控制短波通和长波通滤波器，来改变中心波长和带宽响应，从而找到仪器探测器接收到最大输出功率的波长范围。
[0010]在另一个实例中，专利技术的电压可调光学滤波器用作二向色性滤波器，具有从发射光波长中分离出激发光波长的功能，并在激发光和发射光的其中之一或全部的中心波长和带宽发生变化时，保持激发光和发射光分离。
[0011]其它实例应用电压可调光学滤波器组合实现这些系统中包括两个或多个特定滤波器。各种仪器从本专利技术滤波器的应用中受益，包括拉曼光谱仪，流式细胞仪，和相类似的仪器。
[0012]本专利技术的一个特定实例由电压控制可调光学滤波器构成，包含短波通(SWP)滤波器规定呈现选定截止波长λ
S
和长波能滤波器(LWP)规定呈现选定截止波长λ
L
，λ
L
小于λ
S
，其中短波通等离子滤波器和长波通等离子滤波器中至少有1个呈现电压控制光谱响应，短波通和长波通等离子滤波器组合生成可调光学滤波器，呈现截止波长λ
L
和λ
S
之间的波长范围，依靠选定λ
L
和λ
S
数值，实现中心波长可调，带宽独立可调。
[0013]本专利技术的其它特定实例可呈现为光学成像系统包含至少1个电压控制可调光学滤波器，系统包含短波通(SWP)滤波器，规定呈现选定截止波长λ
S
和长波能滤波器(LWP)规定呈现选定截止波长λ
L
，λ
L
小于λ
S
，其中短波通等离子滤波器和长波通等离子滤波器中至少有1个，呈现电压控制光谱响应，短波通和长波通等离子滤波器组合生成可调光学滤波器，呈现截止波长λ
L
和λ
S
之间的波长范围，依靠选定λ
L
和λ
S
数值，实现中心波长可调，带宽独立可调。
[0014]本专利技术其它具体实例包括电压控制可调滤波器，包含短波通(SWP)滤波器，规定呈现选定截止波长λ
S
和长波能滤波器(LWP)规定呈现选定截止波长λ
L
，λ
L
小于λ
S
，其中至少有短波通等离子滤波器和长波通等离子滤波器中的1个，呈现电压控制光谱响应，短波通和长波通等离子滤波器组合生成可调光学滤波器，呈现截止波长λ
L
和λ
S
之间的波长范围，依靠选定λ
L
和λ
S
数值，实现中心波长可调，带宽独立可调。
[0015]本专利技术的有益效果为能够为各种仪器应用提供实时变化的滤波响应。
附图说明
[0016]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0017]图1是已有技术中的荧光显微系统。
[0018]图2是特定染料的吸收和发射光谱分布。
[0019]图3是不同染料的吸收和发射光谱分布。
[0020]图4描绘了图3中的吸收和发射光谱，以及荧光光谱仪中传统激发光滤波器的光谱响应。
[0021]图5显示图4中相同的响应和荧光光谱仪中二向色滤波器和发射光滤波器的光谱分布。
[0022]图6是本专利技术实例的荧光光谱仪。
[0023]图7是短波通(SWP)滤波器和长波通(LWP)滤波器的光谱响应实例。
[0024]图8是本专利技术的电压控制短波通和长波通滤波器组合。
[0025]图9显示图8中1对短波通和长波通滤波器的光谱响应叠加。
[0026]图10显示短波通和长波能滤波器组合的变化响应，改变全部滤波器的带宽。
[0027]图11显示短波通和长波能滤波器组合的其它变化响应，改变全部滤波器的带宽。
[0028]图12相对窄带宽滤波器，通过改变本专利技术中的短波通和长波通滤波器的电压实现。
[0029]图13描绘本专利技术特定实例，电压控制可调光学滤波器在荧光光谱仪中用作激发光滤波器。
[0030]图14描绘本专利技术另一实例，电压控制可调光学滤波器在荧光光谱仪中用作发射光滤波器。
[0031]图15显示图14实例的变化结构，用“固定”发射光滤波器组合可调发射光滤波器，可调发射光滤波器用于精细调节发射光滤波器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压控制等离子可调光学滤波器组件，其提供带宽和中心波长的独立控制，所述电压控制等离子可调光学滤波器组件包括：可调电压控制短波通(SWP)等离子滤波器，其呈现可调截止波长λ
S
；第一可调电压源，其耦合到所述可调电压控制短波通等离子滤波器并且被配置成改变所述可调电压控制短波通等离子滤波器的带宽和相关联的截止波长λ
S
中的一个或两个；可调电压控制长波通(LWP)等离子滤波器，其与所述可调电压控制短波通等离子滤波器一起定位在光学系列中，所述可调电压控制长波通等离子滤波器呈现可调截止波长λ
L
，其中λ
L
小于λ
S
；以及第二可调电压源，其耦合到所述可调电压控制长波通等离子滤波器并且被配置成改变所述可调电压控制长波通等离子滤波器的带宽和相关联的截止波长λ
L
中的一个或两个；其中，所述第一可调电压源和所述第二可调电压源的分立操作调节所述可调电压控制短波通等离子滤波器的通带与所述可调电压控制长波通等离子滤波器的通带之间的重叠，所述重叠限定所述电压控制等离子可调光学滤波器组件的带宽，并且值(λ
L
+λ
S
)/2限定所述电压控制等离子可调光学滤波器组件的所述中心波长。2.根据权利要求1所述的电压控制等离子可调光学滤波器组件，其中，以所述电压控制等离子可调光学滤波器组件的所述中心波长的值随时间变化的方式，控制所述第一可调电压源和所述第二可调电压源，从而形成扫描滤波器效果。3.根据权利要求1所述的电压控制等离子可调光学滤波器组件，其中，每个等离子滤波器包括多个电压控制的透明导电长条，所述多个电压控制的透明导电长条被设置在透明导电材料层上并且与之绝缘，使得调节施加到所述多个电压控制的透明导电长条上的电压来调节相关联的等离子滤波器的通带光谱响应。4.根据权利要求3所述的电压控制等离子可调光学滤波器组件，其中，每个等离子滤波器的透明导电材料层包括石墨烯，并且每个等离子滤波器的所述多个电压控制的透明导电长条包括多个电压控制的石墨烯条。5.根据权利要求3所述的电压控制等离子可调光学滤波器组件，其中，每个等离子滤波器的透明导电材料层包括氧化铟锡(ITO)，并且每个等离子滤波器的所述多个电压控制的透明导电长条包括多个电压控制的氧化铟锡条。6.根据权利要求3所述的电压控制等离子可调光学滤波器组件，其中，所述电压控制等离子可调光学滤波器组件进一步包括透明基片，在所述透明基片上沉积有所述可调电压控制短波通等离子滤波器和所述可调电压控制长波通等离子滤波器。7.根据权利要求6所述的电压控制等离子可调光学滤波器组件，其中，所述透明基片由选自以下材料构成的组中的材料形成：可折叠高分子材料、硅基材料以及单...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：IIVI有限公司，
类型：发明
国别省市：