多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件的制作方法
【專利摘要】一種多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，其構(gòu)成包括平面反射鏡、短波通截止濾光片和長波通截止濾光片，所述的反射鏡垂直放置，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片平行且與所述的反射鏡的法線成θ角，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片由多層介質(zhì)膜截止濾光片構(gòu)成。本發(fā)明的角譜選擇性達到了亞毫弧度。
【專利說明】多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濾光片，特別是一種用于斜入射條件下的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件。
【背景技術(shù)】
[0002]激光具有單色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特點，成為自然科學(xué)中的一顆璀璨明珠。高功率激光在光譜技術(shù)及光學(xué)測量中得到了廣泛應(yīng)用，已成為醫(yī)療衛(wèi)生研究與臨床診斷的重要手段；在軍事科技、工業(yè)生產(chǎn)及日常生活等領(lǐng)域更有著重大的應(yīng)用潛力。激光裝置的發(fā)展離不開光學(xué)器件，隨著高功率激光系統(tǒng)的不斷發(fā)展對光學(xué)器件的光譜性能和角譜選擇性提出了更高的要求。
[0003]在高功率系統(tǒng)中，多層介質(zhì)膜窄帶分離濾光片作為重要的光學(xué)元器件之一，其性能對整個高功率激光系統(tǒng)有著至關(guān)重要的影響，它具有優(yōu)良的光譜性能和角譜選擇性，這對提高激光系統(tǒng)的輸出功率非常有利。多層介質(zhì)膜截止濾光片的基本結(jié)構(gòu)為高折射率膜層、低折射率膜層相間，每層的光學(xué)厚度都是四分之一參考波長的整數(shù)倍。多層介質(zhì)膜截止濾光片在傾斜入射時不可避免地會產(chǎn)生s偏振分量和P偏振分量的分離，因此可以對其偏振態(tài)作任意選擇，在空間濾波器的光路中插入兩塊多層介質(zhì)膜截止濾光片就可以起到角度選擇的特性。據(jù)我們所知，迄今為止還沒有人針對空間濾波器的光路設(shè)計多層介質(zhì)膜截止濾光片來達到角譜選擇特性的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，該組合器件可對其偏振態(tài)作任意選擇。
[0005]為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0006]一種多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，特點在于其構(gòu)成包括平面反射鏡、短波通截止濾光片和長波通截止濾光片，所述的反射鏡垂直放置，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片平行且與所述的反射鏡的法線成Θ角，所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片由多層介質(zhì)膜截止濾光片構(gòu)成。
[0007]所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片是在玻璃基底上由高折射率膜層和低折射率膜層交替制備形成的，所述的高折射率層的材料為Nb205、HfO2, Ta2O5或TiO2,所述的低折射率層的材料為SiO2，每一膜層的光學(xué)厚度為100?400nm ;所述的高折射率膜層和低折射率膜層層數(shù)合計為100?200層。
[0008]所述的短波通截止濾光片和長波通截止濾光片鍍制在所述的玻璃基底的一側(cè)或兩側(cè)。
[0009]所述Θ角的取值范圍為10。?85。。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0011]本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，在光波傾斜入射時不可避免地會產(chǎn)生s偏振分量和P偏振分量的分尚，由于這一特性可以對其偏振態(tài)作選擇，在空間濾波器的光路中插入兩塊多層介質(zhì)膜截止濾光片就可以起到角度選擇的特性。實驗表明，所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件的角譜選擇性達到了亞毫弧度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件實施例1的截面示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片在傾斜45度入射時，短波通截止濾光片的透射率。
[0014]圖3為本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片在傾斜45度入射時，長波通截止濾光片的透射率。
[0015]圖4為本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件實施例1的光譜圖
[0016]圖5為本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件的角譜圖
[0017]圖中:
[0018]I 一激光反射鏡2—短波通截止濾光片3-長波通截止濾光片片4-大于45度的光波5-等于45度的光波6-小于45度的光波。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合中心波長為1053nm的多層介質(zhì)膜截止濾光片的具體實例來說明本發(fā)明的具體實施過程。但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0020]先請參閱圖1，圖1為本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件實施例1的截面示意圖，由圖可見，本發(fā)明多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，包括反射鏡1、短波通截止濾光片2和長波通截止濾光片3，所述的反射鏡I垂直放置，所述的短波通截止濾光片2和長波通截止濾光片3平行放置且與所述的反射鏡I的法線成角Θ =45°。
[0021]傾斜45度放置的短波通截止濾光片2和長波通截止濾光片3，大于45度的光波4透過長波通截止濾光片3后被短波通截止濾光片2濾掉，小于45度的光波被長波通截止濾光片3濾掉，最后就剩下45度的光垂直入射到反射鏡。最后就達到了角譜選擇的特性。實驗表明，所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件的角譜選擇性達到了亞毫弧度。
[0022]上述的短波通截止濾光片2基本膜系結(jié)構(gòu)為參考波長1337.1nm,設(shè)計的基本膜系=Glass/(0.5HL0.5H) ~50/Air ;長波通截止濾光片3基本膜系結(jié)構(gòu)為:參考波長1337nm，設(shè)計的基本膜系:Glass/ (0.3655H0.73L0.3655H) ~60/Air。
[0023]上述各膜層的制備可采取現(xiàn)有技術(shù)中的離子束濺射法實施。
[0024]除上述實施方式外，濾光片也可以這樣實施，即在兩塊不同的玻璃基片的一側(cè)均設(shè)置有上述方法中的短波通截止濾光片與長波通截止濾光片。
[0025]綜合以上的實施方法，本發(fā)明提出的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件空間濾波器的設(shè)計方法是切實有效可行的，表明這種結(jié)構(gòu)的濾光片在傾斜入射條件下確實可以起到亞毫弧度角譜選擇的特性，并具有重要的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，特征在于其構(gòu)成包括平面反射鏡(I)、短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)，所述的反射鏡(I)垂直放置，所述的短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)平行且與所述的反射鏡(I)的法線成Θ角，所述的短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)由多層介質(zhì)膜截止濾光片構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，其特征在于所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片是在玻璃基底上由高折射率膜層和低折射率膜層交替制備形成的，所述的高折射率層的材料為Nb205、HfO2, Ta2O5或TiO2，所述的低折射率層的材料為SiO2,所述的高折射率膜層和低折射率膜層層數(shù)合計為100?200層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，其特征在于所述的短波通截止濾光片(2)和長波通截止濾光片(3)鍍制在所述的玻璃基底的一側(cè)或兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層介質(zhì)膜截止濾光片組合器件，其特征在于所述的Θ角的取值范圍為10°?85°。
【文檔編號】G02B1/10GK103698829SQ201310596720
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】章瑛, 齊紅基, 易葵, 邵建達 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所