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來源: 發(fā)布時間:2021-10-30

能從紫外到紅外任意波長﹑λ為 1~500埃的各種干涉濾光片。金屬-介質膜濾光片的峰值透射率不如全介質膜高,但后者的次峰和旁帶問題較嚴重。薄膜干涉濾光片中還有一種圓形或長條形可變干涉濾光片,適宜于空間天文測量。此外,還有一種雙色濾光片,它與入射光束成45°角放置,能以高而均勻的反射和透射率將光束分解為方向互相垂直的兩種不同顏色的光,適合于多通道多色測光。干涉濾光片一般要求垂直入射,當入射角增大時,向短波方向移動。這個特點在一定范圍內可用來調準中心波長。由于λ和峰值透過率均隨溫度和時間而變化﹐使用窄帶濾光片時必須十分小心。由于大尺寸的均勻膜層難于獲得﹐干涉濾光片的直徑一般都小于50毫米。有人曾用拼合方法獲得大到38厘米見方的干涉濾光片﹐裝在英國口徑 1.2米施密特望遠鏡上﹐用于拍攝大面積星云的單色像。錫山區(qū)立體化濾光片歡迎咨詢

水的折射率從20℃到80℃下降了大約0.01,按照0.9的聚集密度來計算,由膜層中的水折射率下降引起膜層折射率溫度系數(shù)-2×10-5/℃,可見它完全可以抵消SiO2折射率隨溫度的上升,使整個膜系呈現(xiàn)負的折射率溫度系數(shù),此時膜系的折射率系數(shù)變?yōu)?1.5×10-5 nm/℃,室溫到70℃的溫度漂移是-0.6 nm,跟實驗結果0~-2 nm處于同一個數(shù)量級。對于70℃以上的情況,沒有水的折射率變化的數(shù)據,但考慮到100℃以后水從液態(tài)逐漸變?yōu)闅鈶B(tài),折射率的下降會更快,所以從這個角度能夠合理解釋膠合濾光片中心波長隨溫度的短移。我們認為,對于未膠合單片的濾光片,室溫下薄膜柱狀結構中的空隙幾乎完全被水分子所填充,在溫度上升到70℃時,柱狀結構中80%~90%左右的水分子被蒸發(fā)脫離出薄膜,而在70℃到120℃的時候,剩余的10~20%左右的水分子也被蒸發(fā)脫離出薄膜。因此導致了在70℃到120℃的中心波長漂移。實驗數(shù)據中這種漂移的數(shù)值在1~2.5 nm之間,確實是室溫到70℃漂移值的1/5左右。實驗還反映,100℃到120℃的漂移小于70℃到100℃范圍的漂移,這也符合我們的分析。錫山區(qū)立體化濾光片歡迎咨詢

由于薄膜是柱狀結構,柱狀結構間存在空隙,吸潮前空隙內空氣的折射率為1,吸潮后空隙被水汽填充,折射率變?yōu)?.333,因而膜層的折射率,進而光學厚度和光譜特性均引起變化,這就是吸潮引起的光學不穩(wěn)定性。將我們制備的膜系結構(HLH2LHLHL)3以及相應的折射率代入,并且根據我們的工藝條件,TiO2和SiO2的聚集密度大約在0.92左右,由此對于不同中心波長的紅、綠、藍濾光片,可以計算出相應的吸潮引起的中心波長漂移。在f=1(即完全吸潮)的情況下,針對TiO2和SiO2的不同聚集密度。吸潮情況下低折射率材料SiO2的聚集密度對中心波長的漂移起著主要作用。高折射率材料聚集密度的不同引起的中心波長漂移差別只有1 nm左右,而低折射率材料卻有大約3 nm的變化。原因在于低折射率材料吸潮后,折射率上升相對于原來折射率的比例很高,相當于光學厚度增加的比例大,導致漂移大。更重要的是,SiO2是作為膜系的間隔層,而間隔層對中心波長漂移的影響是大的。

濾光片是用來選取所需輻射波段的光學器件。濾光片的一個共性,就是沒有任何濾光片能讓天體的成像變得更明亮,因為所有的濾光片都會吸收某些波長,從而使物體變得更暗。這是各種顏色的平板玻璃或明膠片,其透射帶寬數(shù)百埃,多用在寬帶測光或裝在恒星攝譜儀中,以隔離重疊光譜級次。其主要特點是尺寸可做得相當大。一般透過的波長較長,多用做紅外濾光片。后者是在一定片基上的。濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的,紅色濾光片只能讓紅光通過,如此類推。玻璃片的透射率原本與空氣差不多,所有有色光都可以通過,所以是透明的,但是染了染料后,分子結構變化,折射率也發(fā)生變化,對某些色光的通過就有變化了。比如一束白光通過藍色濾光片,射出的是一束藍光,而綠光、紅光極少,大多數(shù)被濾光片吸收了。

但是,即使薄膜的聚集密度大于1,濾光片中心波長仍會出現(xiàn)漂移。已經認識到,影響薄膜濾光片中心波長漂移的不是聚集密度,而且還有薄膜與基板的溫度折射率系數(shù)和熱膨脹系數(shù)。所以濾光片的中心波長漂移可以簡單地表示為Δλ=薄膜空隙吸潮引起的漂移+溫度折射率變化引起的漂移+熱膨脹引起的漂移。顯然,當采用離子技術使聚集密度提高到1時,吸潮引起的中心波長漂移已可忽略不計,而其他兩種因素上升為主要因素。本文從一般工藝出發(fā),著重考察一下TiO2/SiO2組成的三腔濾光片的光學穩(wěn)定性與上述三種因素的關系。實驗結果顯示,在可見光區(qū)域,對于聚集密度約為0.92的膜系,這三種因素中,吸潮引起的中心波長大,數(shù)量級在10 nm左右。對于膠合的膜系來說,膜系空隙中水汽折射率隨溫度的上升而下降引起的中心波長短移大約在1×10-2nm/℃量級。而熱膨脹引起的漂移大約在1×10-3nm/℃量級。濱湖區(qū)專注濾光片注意事項

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