[发明专利]一种生产矩形线性渐变滤光片的方法及其生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产矩形线性渐变滤光片的方法及其生产装置。

背景技术

目前，光学薄膜滤光片已经应用于光谱测量、遥感技术、荧光分析、激光对抗等多个领域。随着光学工业的发展，对滤光片的要求也越来越高，出现了一些特殊的滤光片，而线性渐变滤光片就是其中一个新的发展方向。

线性渐变滤光片是一种特殊的滤光片，该滤光片上不同位置的中心波长或光强是不一样的。它的作用是使光的透过率满足特定函数关系，用来改善成像质量、矫正像差、提供照度补偿等。作为一种光谱特性随滤光片表面位置变化的光学薄膜器件，该渐变滤光片具有体积小、重量轻、稳定性好等优点，因此，其在便携式快速分光、光谱仪线性度校正、光栅二级次光分离/截止等方面有着广泛的应用，并已经成功应用于微型分光计和成像光谱仪。其中，矩形线性渐变滤光片的特点是沿着矩形基片长度的方向其透过率呈线性变化。

传统的线性渐变滤光片的制作过程中镀制多种膜料，采用的是同一块修正片对膜厚进行一次修正，而所述修正片需要通过操作人依据经验对其尺寸多次进行人工调整。因此，不同膜料的蒸发角度差异、多次人工操作误差、一次修正步骤均导致了生产成本高、生产效率低、所产线性渐变滤光片精度不高、线性色散率难以保证且质量不稳定的问题。另外，现有线性渐变滤光片采用的多是金属膜如银、铬、镍等来制备，而金属膜存在着自身的吸收以及附着力差、易氧化、使用寿命短、镀制过程厚度难以控制等缺点，给批量生产带来很大的困恼。

因此，本发明提供了一种流程简洁、生产成本低且效率高、可大大提高矩形线性渐变滤光片的精度和质量稳定性的生产矩形线性渐变滤光片的方法及其生产装置己成为当务之亟。

发明内容

为了克服现有矩形线性渐变滤光片制备过程中由于采用经多次人工经验调整的一块修正片而导致的生产工序繁杂、所制矩形线性渐变滤光片精度不佳、质量不稳定的缺点，本发明提供一种生产矩形线性渐变滤光片的方法及其生产装置，其具有能够大大简化膜厚修正工序、节约试镀时间、提高矩形线性渐变滤光片的精度和质量稳定性的优点。

本发明的技术方案如下：

一种生产矩形线性渐变滤光片的方法，它是将用来制作滤光片的玻璃基材固定在圆形平板状且能绕自身中心轴旋转的工件盘的下表面上，使玻璃基材的镀膜面朝下，在工件盘下方设置蒸发源底板和位于蒸发源底板上表面的蒸发源，工件盘带动玻璃基材旋转过程中，通过蒸发源蒸发的膜料来对玻璃基材的镀膜面进行镀膜；

①所述的玻璃基材为矩形玻璃基材；

②在镀膜之前先进行膜系设计：根据所需滤光片的中心波长、透过率以及沿着玻璃基材长边方向的透过率色散系数使用镀膜软件进行膜系设计，确定镀膜层数、每层所需镀膜材料、每层所镀膜层沿玻璃基材长度方向的膜厚分布情况；

③在镀膜过程中，使玻璃基材镀膜面的长边沿工件盘的直径方向放置；根据所镀膜层选择一组对应的修正片a和修正片b，将所述修正片a和修正片b对称放置于工件盘的中心轴径向两侧并位于玻璃基材和蒸发源之间；工件盘带动玻璃基材旋转时，当玻璃基材经过修正片a位置时，通过修正片a对蒸发源蒸发膜料的部分遮挡来调整该层镀膜面上的膜料分布，实现第一次膜层厚度修正，使镀膜面镀上一层厚度一致的膜层，接着当玻璃基材经过修正片b位置时，通过修正片b对蒸发源蒸发膜料的部分遮挡来调整该层镀膜面上的膜料分布，实现第二次膜层厚度修正，对所镀膜层沿玻璃基材长度方向的厚度分布情况进行修正,如此循环反复至完成相应层膜层的镀制；之后根据下一层所镀膜层选择新的一组对应的修正片a和修正片b重复上述镀膜过程，直至获得所需的矩形线性渐变滤光片；

修正片a上对应玻璃基材镀膜面的最内端、正中和最外端位置所在工件盘下表面圆周位置的圆弧弧长分别用a_M、a_o、a_m代表，修正片b上对应玻璃基材镀膜面的最内端、正中和最外端位置所在工件盘下表面圆周位置的圆弧弧长分别用b_M、b_o、b_m代表；

所述修正片a和修正片b是按照以下方法制备而成的：

Ⅰ、先计算理论修正片a的尺寸参数并制作出理论修正片a：

设定a_m理论值，该a_m值为工件盘半径大小的5-10％，通过以下公式计算出理论修正片a的a_M和a_o的理论值，并根据上述理论修正片a的尺寸制作出该理论修正片a：