带通滤光片结构设计参数对光谱特性的影响解析

详细分析带通滤光片结构设计参数如何影响光谱特性

带通滤光片仅允许通过特定波长的光谱,同时阻塞通带两侧的光谱。结构设计参数对带通滤光片的光谱特性有着直接影响,这里将就此展开深入讨论分析。

带通滤光片设计原理
带通滤光片通常采用经典的法布里-珀罗干涉结构,通过高低折射率材料的交替蒸镀,在基片表面形成具有典型带状透过特性的光谱。
1.单腔层结构设计:高反射膜堆|单腔层|高反射膜堆,借鉴法布里-珀罗经典谐振腔设计思想,可以获得简单的带通滤光片。
2.多腔层结构设计:高反射膜堆1|腔层1|高反射膜堆1|高反射膜堆2|腔层2|高反射膜堆2,属于双腔层结构设计。
结构设计参数对带通滤光片光谱特性的影响分析:
1. 高反射膜堆的层数:中心腔层两侧的高反射膜堆充当了谐振腔结构的反射板,高反射膜堆层数的堆叠可以改变带通滤光片的光谱带宽。
2.多腔层结构的叠加:多个腔层结构叠加可以改变带通滤光片的通带形状,使得通带顶部和底部光谱带宽趋向一致,变得更加“矩形化”；尤其在荧光带通滤光片设计时,多腔结构设计提高了通带和截止带过渡区的陡峭程度,有效隔离了激发和发射光谱之间的相互干扰。

3.减反射匹配膜层:通过在基板和镀膜材料以及空气和镀膜材料的界面处增加减反射层,明显改善带通滤光片的透射光谱特性。
4.混合腔层结构设计:有时候为了精准设计带通滤光片的光谱带宽,可以使用混合腔层结构设计。
5.腔层镀膜材料的选择:带通滤光片F-P腔层可以使用高折射率材料,也可以使用低折射率材料。对于角度比较敏感的带通滤光片通常使用高折射率做腔层材料。
北京微光远航科技有限公司提供可见Vis/短波红外SWIR各种带通滤光片。所有可见和近红外带通滤光片产品均采用离子辅助沉积(IAD)或离子束溅射(IBS)涂层技术(紫外和中远红外波段除外)。膜层结构坚固致密,工作波长稳定,可以满足室内、户外等复杂环境使用。同时可以根据带通滤光片的工作波段、光谱带宽、入射角度、背景抑制和应用场景等综合因素选择合适的镀膜材料、镀膜工艺、膜系设计和膜厚监控方式为客户提供定制化解决方案。公司拥有一支具备丰富经验的光学加工和光学镀膜工艺团队,可以完成样品研发到批量生产整个流程。提供免费的技术咨询和产品性能、量产可行性评估。应用:生物医疗、光谱分析、安防监控、激光雷达、遥感、光纤通信等场景。滤光片尺寸有方形,圆形(黑色金属圈保护),可任意选择。

紫外带通滤光片和红外带通滤光片
紫外带通滤光片多用于生物医疗、环境水质监测、半导体及光化学工业领域。因紫外区镀膜材料吸收性强,可选材料有限,传统设计多采用铝 / 银金属与介质膜组成复合结构,依托诱导透射原理构建紫外带通滤光片,在可见光区具备优异阻隔效果,提高了性价比。但也存在明显短板:透过率偏低(约 20%),通带光谱边缘陡峭程度逊色于可见区带通滤光片。
红外带通滤光片主要适配红外成像、夜视设备、特征气体分析等应用。红外区可选镀膜材料同样稀缺,且多数材料质地偏软,无法采用高能离子辅助工艺,膜层结构的致密度与波长漂移稳定性,均弱于可见光区滤光片。