[发明专利]一维光子晶体日盲紫外带通滤波器

说明书

本发明属于光学领域，提出了一种一维光子晶体日盲紫外带通滤波器，其量子阱结构(PC₁)^T(PC₂)^N(PC₃)^N(PC₄)^N(PC₅)^M是由晶格常数依次增加的五种光子晶体PC₁、PC₂、PC₃、PC₄、PC₅依次堆叠而成，所述光子晶体均由高折射率材料层和低折射率材料层周期性排列而成；每种光子晶体中，高折射率材料层的厚度相等，低折射率材料层的厚度相同；所述光子晶体PC₁的周期T为6，光子晶体PC₂、PC₃、PC₄的周期N为3~6，光子晶体PC₅的周期M为6~10；所述晶格常数为高折射率材料层的厚度与低折射率材料层的厚度之和。本发明结构简单，能够实现在240~280nm日盲紫外波段高效滤波，同时在300~700nm部分紫外和可见波段深截止，可以广泛应用于紫外滤波领域。

技术领域

本发明属于光学领域，具体涉及一种光子晶体滤波器，特别是涉及一维光子晶体日盲紫外带通滤波器。

背景技术

在深紫外C波段中，由于240~280nm紫外光在穿过大气层时，几乎被臭氧层吸收殆尽以致在地表无法检测到故被称为“日盲区”。然而日盲紫外信号在民用及军事领域有着广泛的应用，除了电晕检测外，枪支开火、炸弹爆炸、火灾、通信等都会产生日盲信号，因此提高日盲紫外探测系统的性能尤为重要。

深紫外滤波片作为紫外成像探测系统中的核心元器件，不断提高其滤波性能成为人们研究的热点问题。2014年Wang等人（Wang, Tian-Jiao, Wei-Zong, et al. Solar-blind ultraviolet band-pass filter based on metal-dielectric multilayerstructures[J]. Chinese Physics B, 2014, 23(7):404-408.）采用金属介质多层结构实现了以260nm为中心的通带，280nm至近红外波段为禁带的滤波性能。2017年Del Hoyo J等人（Del Hoyo J, Quijada M. Enhanced Aluminum Reflecting and Solar-Blind FilterCoatings for the Far-Ultraviolet[J], 2017.）引入AlF3材料增强了Al的反射，实现在Lyman-Alpha 波段（100-130nm）的带通滤波性能。2017年Fu等人（Fu Xiuhua, Guo Kai,Xiong Shifu, et al. Development of wide band low noise filtering devices fordaily blind detection [J]. Chinese laser, 2017 (6): 165-171.）选用Al、AlF3两种材料组成法布里-珀罗结构，这种介质和金属组合的膜系实现了200~270nm的带通滤波，300~1200nm的深截止。加入金属介质后虽然在300nm至近红外波段实现了较好的深截止，但紫外光在日盲波段内的透过率大多都不是很高，故对日盲紫外滤波器件的滤波性能改善不大。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种简单可行的一维光子晶体日盲紫外带通滤波器，能够实现在240-280nm日盲紫外波段的高效带通滤波，在300~700nm部分紫外和可见波段的深截止，以改善改善紫外探测系统对日盲信号的采集效率。