[发明专利]一种基于铌酸锂薄膜的可调谐FP滤光片

说明书

本发明属于薄膜窄带滤光片技术领域，具体涉及一种基于铌酸锂薄膜的可调谐FP滤光片，包括：衬底、第一金属层、电光可调谐铌酸锂薄膜通光层、第二金属层，通过控制所述第一金属层和第二金属层之间的电压，可以调节所述可调谐滤波器的本发明的可调谐FP滤光片的中心波长。本发明采用的铌酸锂薄膜作为光学干涉薄膜中半波共振腔的腔体材料，其具有较宽的透光窗口、较高的电光系数以及较好的温度稳定性，可以大幅降低窄带可调谐滤波器的光学损耗，同时实现中心波长的可调谐。本发明可以有效改善现有MEMS热光调谐滤波器存在的光损耗大，调谐速度慢、温度敏感等问题，在光传感领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于薄膜窄带滤光片技术领域，具体涉及一种基于铌酸锂薄膜的可调谐FP滤光片。

背景技术

滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种燃料或在其表面蒸镀光学膜制成的，用以衰减光波中的某些光波段或以精确选择小范围波段光波通过，而反射掉其他不希望通过的波段。通过改变滤光片的结构和膜层的光学参数，可以获得各种光谱特性，使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射、偏振或相位状态，在光谱相机中应用广泛。

传统多波段成像装置为实现多种光谱的检测，需要使用不同的滤光片，然后通过转轮控制实现对多波段的滤光，从而导致体积较大且使用不便；另一方面为实现多波段的聚焦，减轻像差，多波段成像还需要连续减轻像差的大且复杂的光学部件，传统多波段成像装置体积较大，成像系统复杂，不方便使用。可调谐光滤波片通常是指光带通滤波器的中心波长可调的光学滤波片，由于其波长调节的灵活性，可用于多波段成像系统，有效简化多波段成像装置，在多光谱成像领域有着广泛的应用。目前可调光滤波片主要基于MEMS结构、液晶型、热光型等，但是这些可调光滤波器虽然可以满足一些应用要求，但是不同程度存在一些问题，如响应时间长、环境适应性差等问题，限制了可调光滤波片的应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的以上缺陷或改进需求，如何提供一种可调谐滤光片结构，要求其可以有效改善现有MEMS型、热光调谐滤波器存在的光损耗大，调谐速度慢、温度敏感、稳定性差等问题，在光谱成像领域具有良好的应用前景。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于铌酸锂薄膜的可调谐FP滤光片，所述可调谐FP滤光片包括：衬底1、第一金属层2、电光可调谐铌酸锂薄膜通光层3、第二金属层4；

所述第一金属层2作为下反射层和电极层置于衬底1之上；

所述电光可调谐铌酸锂薄膜通光层3作为半波共振腔通光层置于第一金属层2之上；

第二金属层4作为上反射层置于电光可调谐铌酸锂薄膜通光层3之上；

通过控制所述第一金属层2和第二金属层4之间的电压，调节所述可调谐FP滤光片的中心波长。

其中，所述衬底1为高透光率的石英玻璃或K9玻璃。

其中，所述第一金属层2材料包括Al、Ag，厚度10nm-30nm。

其中，所述电光可调谐铌酸锂薄膜通光层3厚度为λ/2n，λ为设计中心波长，在400-1000nm范围内，n为未加电状态下铌酸锂薄膜折射率。

其中，所述第二金属层4材料包括Al、Ag，厚度10nm-30nm。

其中，所述第二金属层4和电光可调谐铌酸锂薄膜通光层3设置为平面型、线列型或瓦片型周期性结构。

其中，所述第二金属层4结构为平面型结构时，其下方的电光可调谐铌酸锂薄膜通光层3为一维平面结构。