CN203164461U - 一种红外窄带带通滤光片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外窄带带通滤光片，涉及滤光片技术领域。本实用新型包括透明玻璃基板及透明玻璃基板上的53层膜，该53层膜由高折射率的二氧化钛TiO2膜层和低折射率的二氧化硅SiO2膜层多次交替堆叠组成。本实用新型在800－900nm的红外光波段，其红外光透过率达到98%，而在400-760nm的可见光波段以及950-1100nm的红外光波段，其整体透过率小于0.5%，能有效截除次峰，并且，本实用新型无须用到镉、铅等物质，环保而符合ROHS要求；本实用新型能广泛应用于生物医药、红外成像，红外探测，红外传感，红外测温，以及3D游戏红外成像等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滤光片，特别涉及一种红外窄带带通滤光片。
背景技术
目前，生物医药、红外成像，红外探测，红外传感，红外测温等领域需要使用到800-900nm红外光导通的红外窄带带通滤光片。在现有技术中，此种红外窄带带通滤光片主要存在两个缺陷，其一、在400-760nm的可见光波段以及950-1100nm的红外光波段容易出现次峰通带，从而产生光干扰问题；其二、现有红外窄带带通滤光片经常使用有色玻璃材料制成，在其显色过程中，须用到镉、铅等物质，而这些物质在ROHS标准中是明确限制用量的物质，因而不符合环保的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种环保，能有效截除次峰，且在800-900nm具有较高红外光透过率的红外窄带带通滤光片。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种红外窄带带通滤光片，包括透明玻璃基板及透明玻璃基板上的53层膜，该53层膜由高折射率的二氧化钛TiO2膜层和低折射率的二氧化硅SiO2膜层多次交替堆叠组成，该53层膜从内至外依次为：第1层，TiO2膜层，厚度为100.5-101nm；第2层，SiO2膜层，厚度为264.5-265nm；第3层，TiO2膜层，厚度为91-91.4nm；第4层，SiO2膜层，厚度为218-218.4nm；第5层，TiO2膜层，厚度为107-107.4nm；第6层，SiO2膜层，厚度为168.5-169nm；第7层，TiO2膜层，厚度为109-109.4nm；第8层，SiO2膜层，厚度为252-252.4nm；第9层，TiO2膜层，厚度为99-99.49nm；第10层，SiO2膜层，厚度为174-174.45nm；第11层，TiO2膜层，厚度为89.6-90nm；第12层，SiO2膜层，厚度为134-134.4nm；第13层，TiO2膜层，厚度为163.5-163.8nm；第14层，SiO2膜层，厚度为183.5-184nm；第15层，TiO2膜层，厚度为134-134.3nm；第16层，SiO2膜层，厚度为165-165.49nm；第17层，TiO2膜层，厚度为97.5-98nm；第18层，SiO2膜层，厚度为116-116.49nm；第19层，TiO2膜层，厚度为72-72.3nm；第20层，SiO2膜层，厚度为92-92.4nm；第21层，TiO2膜层，厚度为69.5-70nm；第22层，SiO2膜层，厚度为118-118.49nm；第23层，TiO2膜层，厚度为82-82.49nm；第24层，SiO2膜层，厚度为132-132.49nm；第25层，TiO2膜层，厚度为79.5-80nm；第26层，SiO2膜层，厚度为115.5-116nm；第27层，TiO2膜层，厚度为78-78.3nm；第28层，SiO2膜层，厚度为104.5-105nm；第29层，TiO2膜层，厚度为63.5-64nm；第30层，SiO2膜层，厚度为107.5-108nm；第31层，TiO2膜层，厚度为68-68.4nm；第32层，SiO2膜层，厚度为95.6-96nm；第33层，TiO2膜层，厚度为44.6-45nm；第34层，SiO2膜层，厚度为74.5-75nm；第35层，TiO2膜层，厚度为64-64.4nm；第36层，SiO2膜层，厚度为106-106.3nm；第37层，TiO2膜层，厚度为56.6-57nm；第38层，SiO2膜层，厚度为82.5-83nm；第39层，TiO2膜层，厚度为53-53.5nm；第40层，SiO2膜层，厚度为89-89.4nm；第41层，TiO2膜层，厚度为40-40.4nm；第42层，SiO2膜层，厚度为52.6-53nm；第43层，TiO2膜层，厚度为52-52.49nm；第44层，SiO2膜层，厚度为83.5-84nm；第45层，TiO2膜层，厚度为43-43.4nm；第46层，SiO2膜层，厚度为74.5-75nm；第47层，TiO2膜层，厚度为50-50.3nm；第48层，SiO2膜层，厚度为80-80.49nm；第49层，TiO2膜层，厚度为49.5-50nm；第50层，SiO2膜层，厚度为92-92.4nm；第51层，TiO2膜层，厚度为109-109.4nm；第52层，SiO2膜层，厚度为90.6-91nm；第53层，TiO2膜层，厚度为29.6-30nm。
本实用新型红外窄带带通滤光片的制造工艺包括：将透明玻璃基板置于精密真空镀膜机中，然后设定好膜层厚度参数，最后通过真空镀膜(例如蒸镀)方式形成所述的53层膜。镀膜之后的红外窄带带通滤光片在800－900nm的红外光波段，其红外光透过率达到98%，而在400-760nm的可见光波段以及950-1100nm的红外光波段，其整体透过率小于0.5%。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的膜层为53层，在800－900nm的红外光波段，其红外光透过率达到98%，而在400-760nm的可见光波段以及950-1100nm的红外光波段，其整体透过率小于0.5%，能有效截除次峰，并且，本实用新型无须用到镉、铅等物质，环保而符合ROHS要求；本实用新型能广泛应用于生物医药、红外成像，红外探测，红外传感，红外测温，以及3D游戏红外成像等领域。
附图说明
图1为本实用新型红外窄带带通滤光片的整体结构示意图。
图2为本实用新型红外窄带带通滤光片的另一整体结构示意图。
图3为本实用新型红外窄带带通滤光片进行光线透射测试透射率特性图。
图中：100.红外窄带带通滤光片；1.透明玻璃基板；2.53层膜；21.TiO2膜层；22.SiO2膜层；3.磨损层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，在该具体实施方式中，该红外窄带带通滤光片，包括透明玻璃基板及透明玻璃基板上的53层膜，该53层膜由高折射率的二氧化钛TiO2膜层和低折射率的二氧化硅SiO2膜层多次交替堆叠组成，该53层膜从内至外依次为：第1层，TiO2膜层，厚度为100.5-101nm；第2层，SiO2膜层，厚度为264.5-265nm；第3层，TiO2膜层，厚度为91-91.4nm；第4层，SiO2膜层，厚度为218-218.4nm；第5层，TiO2膜层，厚度为107-107.4nm；第6层，SiO2膜层，厚度为168.5-169nm；第7层，TiO2膜层，厚度为109-109.4nm；第8层，SiO2膜层，厚度为252-252.4nm；第9层，TiO2膜层，厚度为99-99.49nm；第10层，SiO2膜层，厚度为174-174.45nm；第11层，TiO2膜层，厚度为89.6-90nm；第12层，SiO2膜层，厚度为134-134.4nm；第13层，TiO2膜层，厚度为163.5-163.8nm；第14层，SiO2膜层，厚度为183.5-184nm；第15层，TiO2膜层，厚度为134-134.3nm；第16层，SiO2膜层，厚度为165-165.49nm；第17层，TiO2膜层，厚度为97.5-98nm；第18层，SiO2膜层，厚度为116-116.49nm；第19层，TiO2膜层，厚度为72-72.3nm；第20层，SiO2膜层，厚度为92-92.4nm；第21层，TiO2膜层，厚度为69.5-70nm；第22层，SiO2膜层，厚度为118-118.49nm；第23层，TiO2膜层，厚度为82-82.49nm；第24层，SiO2膜层，厚度为132-132.49nm；第25层，TiO2膜层，厚度为79.5-80nm；第26层，SiO2膜层，厚度为115.5-116nm；第27层，TiO2膜层，厚度为78-78.3nm；第28层，SiO2膜层，厚度为104.5-105nm；第29层，TiO2膜层，厚度为63.5-64nm；第30层，SiO2膜层，厚度为107.5-108nm；第31层，TiO2膜层，厚度为68-68.4nm；第32层，SiO2膜层，厚度为95.6-96nm；第33层，TiO2膜层，厚度为44.6-45nm；第34层，SiO2膜层，厚度为74.5-75nm；第35层，TiO2膜层，厚度为64-64.4nm；第36层，SiO2膜层，厚度为106-106.3nm；第37层，TiO2膜层，厚度为56.6-57nm；第38层，SiO2膜层，厚度为82.5-83nm；第39层，TiO2膜层，厚度为53-53.5nm；第40层，SiO2膜层，厚度为89-89.4nm；第41层，TiO2膜层，厚度为40-40.4nm；第42层，SiO2膜层，厚度为52.6-53nm；第43层，TiO2膜层，厚度为52-52.49nm；第44层，SiO2膜层，厚度为83.5-84nm；第45层，TiO2膜层，厚度为43-43.4nm；第46层，SiO2膜层，厚度为74.5-75nm；第47层，TiO2膜层，厚度为50-50.3nm；第48层，SiO2膜层，厚度为80-80.49nm；第49层，TiO2膜层，厚度为49.5-50nm；第50层，SiO2膜层，厚度为92-92.4nm；第51层，TiO2膜层，厚度为109-109.4nm；第52层，SiO2膜层，厚度为90.6-91nm；第53层，TiO2膜层，厚度为29.6-30nm。
在上述技术方案中，二氧化钛膜层21和二氧化硅膜层22通过真空镀膜（如真空蒸镀）方式形成于透明玻璃基板之上，氧化钛膜层21和二氧化硅膜层22的层数和厚度是根据二氧化钛及二氧化硅的折射率，经大量计算而得出的，二氧化钛具有较高折射率，其在部分光线波段中的折射率参见表一；二氧化硅具有较低折射率，其在部分光线波段中的折射率参见表二。
表一、二氧化钛在部分光线波段中的折射率：
| 光线波段(nm) | 折射率 | 光线波段(nm) | 折射率 |
| 350 | 2.572 | 956.1223 | 2.171 |
| 484.6938 | 2.350 | 989.7958 | 2.167 |
| 686.7346 | 2.229 | 1057.143 | 2.160 |
| 754.0815 | 2.209 | 1124.49 | 2.154 |
| 821.4285 | 2.193 | 1191.837 | 2.149 |
| 888.7754 | 2.181 | 2000 | 2.123 |
表二、二氧化硅在部分光线波段中的折射率
| 光线波段(nm) | 折射率 | 光线波段(nm) | 折射率 |
| 300 | 1.478 | 650 | 1.45 |
| 350 | 1.472 | 700 | 1.446 |
| 450 | 1.463 | 900 | 1.44 |
| 500 | 1.459 | 1000 | 1.437 |
| 550 | 1.455 | 1500 | 1.434 |
| 600 | 1.452 | 2000 | 1.43 |
作为对红外窄带带通滤光片100的优选方式，所述53层膜的厚度依次为：第1层，100.518nm；第2层，264.651nm；第3层，91.21nm；第4层，218.215nm；第5层，107.045nm；第6层，168.523nm；第7层，109.184nm；第8层，252.313nm；第9层，99.395nm；第10层，174.349nm；第11层，89.926nm；第12层，134.082nm；第13层，163.536nm；第14层，183.688nm；第15层，134.006nm；第16层，165.439nm；第17层，97.897nm；第18层，116.347nm；第19层，72.165nm；第20层，92.186nm；第21层，69.758nm；第22层，118.489nm；第23层，82.49nm；第24层，132.368nm；第25层，79.762nm；第26层，115.833nm；第27层，78.05nm；第28层，104.609nm；第29层，63.713nm；第30层，107.694nm；第31层，68.207nm；第32层，95.956nm；第33层，44.99nm；第34层，74.794nm；第35层，64.302nm；第36层，106.066nm；第37层，56.973nm；第38层，82.762nm；第39层，53.495nm；第40层，89.188nm；第41层，40.122nm；第42层，52.862nm；第43层，52.426nm；第44层，83.962nm；第45层，43.224nm；第46层，74.709nm；第47层，50.072nm；第48层，80.449nm；第49层，49.804nm；第50层，92.186nm；第51层，109.291nm；第52层，90.987nm；第53层，29.904nm。
进一步，所述透明玻璃基板1为光学玻璃基板D263T，该光学玻璃基板D263T的厚度优选为0.145mm或0.21mm或0.3mm或0.4mm或0.55mm。
如图2所示，该红外窄带带通滤光片100还包括一层磨损层3，该磨损层叠加于所述的53层膜2之外，即通过真空溅镀方式形成于第53层膜之上，该磨损层3为SiO2膜层，厚度为3-5nm。设置磨损层3的目的在于：当将真空溅镀完成后的红外窄带带通滤光片100进行超声波清洗时，超声波会误洗掉3-5nm滤光片表面，而设计磨损层3之后，磨损层3刚好能抵消掉超声波洗除的部分，因此，磨损层3能有效保护第53层膜免受超声波影响。
如图3所示，为该红外窄带带通滤光片进行光线透射测试的透射率特性图，从图中可以看出，在800－900nm的红外光波段，其红外光透过率达到98%，而在400-760nm的可见光波段以及950-1100nm的红外光波段，其整体透过率小于0.5%，能有效截除次峰；该红外窄带带通滤光片无须用到镉、铅等物质，环保而符合ROHS要求；该红外窄带带通滤光片能广泛应用于生物医药、红外成像，红外探测，红外传感，红外测温，以及3D游戏红外成像等领域。
以上所述，仅是本实用新型较佳实施方式，凡是依据本实用新型的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种红外窄带带通滤光片，其特征在于：包括透明玻璃基板及透明玻璃基板上的53层膜，该53层膜由高折射率的二氧化钛TiO2膜层和低折射率的二氧化硅SiO2膜层多次交替堆叠组成，该53层膜从内至外依次为：第1层，TiO2膜层，厚度为100.5-101nm；第2层，SiO2膜层，厚度为264.5-265nm；第3层，TiO2膜层，厚度为91-91.4nm；第4层，SiO2膜层，厚度为218-218.4nm；第5层，TiO2膜层，厚度为107-107.4nm；第6层，SiO2膜层，厚度为168.5-169nm；第7层，TiO2膜层，厚度为109-109.4nm；第8层，SiO2膜层，厚度为252-252.4nm；第9层，TiO2膜层，厚度为99-99.49nm；第10层，SiO2膜层，厚度为174-174.45nm；第11层，TiO2膜层，厚度为89.6-90nm；第12层，SiO2膜层，厚度为134-134.4nm；第13层，TiO2膜层，厚度为163.5-163.8nm；第14层，SiO2膜层，厚度为183.5-184nm；第15层，TiO2膜层，厚度为134-134.3nm；第16层，SiO2膜层，厚度为165-165.49nm；第17层，TiO2膜层，厚度为97.5-98nm；第18层，SiO2膜层，厚度为116-116.49nm；第19层，TiO2膜层，厚度为72-72.3nm；第20层，SiO2膜层，厚度为92-92.4nm；第21层，TiO2膜层，厚度为69.5-70nm；第22层，SiO2膜层，厚度为118-118.49nm；第23层，TiO2膜层，厚度为82-82.49nm；第24层，SiO2膜层，厚度为132-132.49nm；第25层，TiO2膜层，厚度为79.5-80nm；第26层，SiO2膜层，厚度为115.5-116nm；第27层，TiO2膜层，厚度为78-78.3nm；第28层，SiO2膜层，厚度为104.5-105nm；第29层，TiO2膜层，厚度为63.5-64nm；第30层，SiO2膜层，厚度为107.5-108nm；第31层，TiO2膜层，厚度为68-68.4nm；第32层，SiO2膜层，厚度为95.6-96nm；第33层，TiO2膜层，厚度为44.6-45nm；第34层，SiO2膜层，厚度为74.5-75nm；第35层，TiO2膜层，厚度为64-64.4nm；第36层，SiO2膜层，厚度为106-106.3nm；第37层，TiO2膜层，厚度为56.6-57nm；第38层，SiO2膜层，厚度为82.5-83nm；第39层，TiO2膜层，厚度为53-53.5nm；第40层，SiO2膜层，厚度为89-89.4nm；第41层，TiO2膜层，厚度为40-40.4nm；第42层，SiO2膜层，厚度为52.6-53nm；第43层，TiO2膜层，厚度为52-52.49nm；第44层，SiO2膜层，厚度为83.5-84nm；第45层，TiO2膜层，厚度为43-43.4nm；第46层，SiO2膜层，厚度为74.5-75nm；第47层，TiO2膜层，厚度为50-50.3nm；第48层，SiO2膜层，厚度为80-80.49nm；第49层，TiO2膜层，厚度为49.5-50nm；第50层，SiO2膜层，厚度为92-92.4nm；第51层，TiO2膜层，厚度为109-109.4nm；第52层，SiO2膜层，厚度为90.6-91nm；第53层，TiO2膜层，厚度为29.6-30nm。
2.根据权利要求1所述的红外窄带带通滤光片，其特征在于：所述53层膜的厚度依次为：第1层，100.518nm；第2层，264.651nm；第3层，91.21nm；第4层，218.215nm；第5层，107.045nm；第6层，168.523nm；第7层，109.184nm；第8层，252.313nm；第9层，99.395nm；第10层，174.349nm；第11层，89.926nm；第12层，134.082nm；第13层，163.536nm；第14层，183.688nm；第15层，134.006nm；第16层，165.439nm；第17层，97.897nm；第18层，116.347nm；第19层，72.165nm；第20层，92.186nm；第21层，69.758nm；第22层，118.489nm；第23层，82.49nm；第24层，132.368nm；第25层，79.762nm；第26层，115.833nm；第27层，78.05nm；第28层，104.609nm；第29层，63.713nm；第30层，107.694nm；第31层，68.207nm；第32层，95.956nm；第33层，44.99nm；第34层，74.794nm；第35层，64.302nm；第36层，106.066nm；第37层，56.973nm；第38层，82.762nm；第39层，53.495nm；第40层，89.188nm；第41层，40.122nm；第42层，52.862nm；第43层，52.426nm；第44层，83.962nm；第45层，43.224nm；第46层，74.709nm；第47层，50.072nm；第48层，80.449nm；第49层，49.804nm；第50层，92.186nm；第51层，109.291nm；第52层，90.987nm；第53层，29.904nm。
3.根据权利要求1或2所述的红外窄带带通滤光片，其特征在于：所述透明玻璃基板为光学玻璃基板D263T。
4.根据权利要求3所述的红外窄带带通滤光片，其特征在于：所述光学玻璃基板D263T的厚度为0.145mm或0.21mm或0.3mm或0.4mm或0.55mm。
5.根据权利要求1或2所述的红外窄带带通滤光片，其特征在于：还包括一层磨损层，该磨损层叠加于所述的53层膜之外，该磨损层为SiO2膜层，厚度为3-5nm。
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