[发明专利]蓝色分光片的膜堆结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜堆结构、尤指一种应用于投影机分光系统的蓝色分光片的膜堆结构。

背景技术

目前，光学镀膜已经被广泛地运用于投影机、传统相机、数码相机、手机、天文望远镜所用的镜头组、滤光片等，用来使得这些光学元件能够实现不同的光学功能，例如：吸收紫外线、减反射、彩色滤光、红外光截止等。本发明涉及一种应用于蓝色分光片上的膜堆结构。现以用于LED投影机中的蓝色分光片为例。说明目前较常见的蓝色分光片膜堆的分光效果。

投影机中的颜色分离系统大多数通过蓝色分光片来反射蓝光透过红和绿光，通过红色分光片来反射红光透过绿光从而达到从白光中分离出红、绿、蓝三原色光线的目的，通常蓝色分光片与入射光线呈45度角。请参照图1所示，其为参考波长470nm时两个高折射率膜层夹着一个低折射率膜层的周期性结构膜堆的透射光谱图，高折射率膜层的光学厚度为0.5低折射率膜层的厚度为1，光学厚度的物理意义为膜层物理厚度与膜层折射率的乘积，一个光学厚度等于参考波长的1/4，若以H表示高折射率膜层，L代表低折射率膜层则周期性结构可表示为(0.5HL0.5H)，参照图2所示，其为参考波长630nm时，两个高折射率膜层夹着一个低折射率膜层的第一周期性膜堆和叠于其上的高、低折射率膜层交替堆叠的第二周期性膜堆的透射光谱图，第一周期膜堆中的高折射率膜层的光学厚度为0.325低折射率膜层的光学厚度为0.65，第二周期性膜堆中的高折射率膜层的光学厚度为2，低折射率膜层的光学厚度为1，以H表示高折射率膜层，L代表低折射率膜层则第一周期性膜堆可以表示为(0.325H0.65L0.325H)，第二周期性膜层可以表示为(2HL)。

图1中的实曲线1为周期性结构(0.5HL0.5H)的蓝色分光片透射光光谱线，虚曲线1a为透射的平行偏振光(P-Polarized)的光谱线、点划线1b为透射的垂直偏振光(S-Polarized)的光谱线；图2中的实曲线2为周期性结构(2HL)(0.325H0.65L0.325H)的蓝色分光片透射光光谱线，虚曲线2a为其透射的平行偏振光的光谱线，点划线2b为其透射的垂直偏振光的光谱线。垂直偏振光为线偏振光，其偏振面垂直于由滤光片表面法线和入射光线所决定的平面，平行偏振光为线偏振光，其偏振面垂直于垂直偏振光的偏振面，而透射光谱为透过蓝色滤光片的垂直偏振光和平行偏振光的平均效果。从图1和图2中可知，垂直偏振光谱与平行偏振光谱存在一定的差距，因此透射光谱在半值波长(透过率为50％时所对应的波长)附近会出现非线性的不连续部分，在不连续处一部分蓝色波段的光被透射而一部分绿色波段的光被反射从而降低了所透射光的纯度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供能提高蓝色分光片透射光纯度的一种蓝色分光片膜堆结构。

一种蓝色分光片的膜堆结构，该膜堆结构包括一个透明基底和叠于其上的第一周期性膜堆、第二周期性膜堆。第一周期性膜堆由多层高折射率膜层和低折射率膜层堆叠而成，第二周期性膜堆由多层高折射率膜层和中间折射率膜层堆叠而成。所述中间折射率膜层的折射率高于低折射率膜层的折射率且低于高折射率膜层的折射率。所述第一周期性膜堆的周期性结构为两个高折射率膜层中间夹着低折射率膜层，所述第二周期性膜堆的周期性结构为高折射率膜层和中间折射率膜层交替层叠。

相较于现有的技术，所述膜堆结构采用了中间折射率膜层代替第二周期性膜堆中的低折射率膜层，缩短了第二周期性膜堆的两膜层之间的折射率差，减少了透射垂直偏振光谱和透射平行偏振光谱的差距，达到提高蓝色分光片透射光纯度的目的。

附图说明

图1为入射角为45度，参考波长为470nm时，周期性结构为(0.5HL0.5H)的膜堆透射光谱图。

图2为入射角为45度，参考波长为630nm时，第一周期性结构为(0.325H0.65L0.325H)，第二周期性结构为(2HL)的膜堆透射光谱图。

图3为本发明所提供的蓝色分光片膜堆结构的剖面图，包括第一周期性膜堆和第二周期性膜堆。

图4为第一周期性膜堆的透射光谱图。

图5a和图5b为第二周期性膜堆与周期性结构为(2HL)的膜堆的透射光谱比较图。

图6为图4和图5中的两个周期性膜堆叠加优化后的透射光谱图。

图7a、图7b和图7c以比较的方式说明了保持第二周期性膜堆的高折射率为2.45，其透射光谱图随中间折射率改变而发生的变化情况。