反射式多通道濾光片的應用以及原理
深圳市賡旭光電專業濾光片生產廠家，歡迎定制采購！
反射式多通道濾光片在光學通訊 、 光學成像 、 遙感高光譜等方面有著重要的應用 。 利用含缺陷一維光子晶 體獨特的帶隙特性 ， 依據其相應的能帶理論 ， 設計了一種由金屬和介質組成的反射式多通道濾光片 。 這種濾光片 通道的工作范圍由光子帶隙理論計算得到 ， 通道個數由 “ 光子晶體 ” 缺陷的周期數決定 ， 通道的位置利用等效相位 厚度的方法確立 。
近年來光學薄膜已成為現代光學中不可缺少的 一個部分 ， 幾乎涉及到現代光學系統的各個方面 。 而其中 ， 多通道濾光薄膜由于其體積小 、 集成度高 、 承載信息量大等優點 ， 在當今信息通訊 、 衛星成像 、 遙感高光譜等方面擁有很大的應用價值 。 常見的光學薄膜濾光片多數是透射型濾光片 ， 但 隨著儀器小型化 、 集成化的需要和技術的不斷發展 ， 同時鑒于反射式濾光片設計形式靈活 、 結構緊湊等諸 多優點 ， 眾 多 學 者 對 反 射 式 濾 光 片 進 行 了 相 關 研究 。 其中 ， 有關單通道的反射濾光片很早就有學 者研究 ，Ｔ ｈｅｌｅｎ ［４］ 早在 １９７１ 年就已利用全介質材料 設計了負濾光片即單峰反射濾光片 。
但由于全介質 濾光片自身的局限 ， 金屬與介質膜組合而成的高反射 濾光片受到更廣泛的研究 ， 如 Ｔａｎ 等 ［５］ 提出的 Ｓｕｂ｜ Ａｇ ｚ Ｌ（ ＨＬ） ｎ （Ｌ Ｈ） ｎ ＬＣｒ ｘ ｜Ａｉｒ 結構 ，ｚ 與 ｘ 分別表示 金屬 Ａｇ 和金屬 Ｃｒ 的膜層厚度 ， 該膜系會使中心波 長處形成一個單通道的反射高峰 ， 而其余波段截止 性良好 ；Ｓ ｈｅｎ 等 ［６］ 利用 Ｓｕｂ｜Ｈ（ ＬＨ） Ｎ１ ２Ｌ（ ＨＬ） Ｎ２ Ｍ ｜Ａｉｒ 結構 ， 通過金屬膜和介質膜組合設計了一種在 某一個特定波長處既有反射高峰也有透射高峰的濾 光片 。
然而隨著人們對信息集成化程度需求的不斷 提高 ， 多峰反射濾光片的研究就顯得更加必要 ， 如近 期 學 者 提 出 的 Ｓｕｂ｜ Ｈ （ ＬＨ ） １５ （２ Ｌ２Ｈ ） ３ ２Ｌ （Ｈ Ｌ） ２ Ｃｒ ３ｎｍ ｜Ａｉｒ 結 構 ［７］ ， 反 射 峰 型 和 截 止 特 性 良 好 ， 但是峰值的個數和位置無法在設計前就計算出 來 ， 而是通過實驗規律總結得到 ， 也不能從物理本質 上給出合理解釋 ； 另外有學者利用兩種金屬設計的 雙峰 反 射 濾 光 片 ， 如 Ｓｕｂ｜Ｈ（ ＬＨ） ４ ２Ｌ（ ＨＬ） ２ ＦｅＨ （Ｌ Ｈ） ４ ２Ｌ（ ＨＬ） ２ Ｃｒ｜Ａｉｒ 結構 ［８］ ， 該膜系形成了中心 波長的高透射峰和靠近中心波長兩邊的反射雙峰 ， 但除中心波長處的透射峰可以確定位置外 ， 兩邊的 反射峰的位置同樣不能預先確定 。
目前 ， 關于單通道和雙通道全介質型的濾光片的 個數和位置 ， 利用史密斯方法和相位條件可以在任一 波長得到高透射率 ［９］ 。 然而對于諸多結構構成的多 通道的反射式濾光片的個數和位置 ， 設計者通常依據 實驗所得的一定規律來確定 ， 不能從物理本質上給出 合理的解釋或計算 。 而 “ 光子晶體 ” 的特性為這種反 射式多通道濾光片的物理解釋提供了可能性 ［１０－１１］ 。 光子晶體憑借其對光子傳播的調控 ， 廣泛地應用于光 學傳播與通信中 ［１２－１５］ 。 由于光子晶體的周期性結 構 ， 就會出現光子帶隙 ， 類似于固體物理中的電子帶 隙 。 頻率處于電子帶隙里的電磁波是不能通過的 ， 同 樣 ， 處于光子帶隙內波長的光也是無法通過的 。
