[发明专利]一种深紫外滤光片及其设计方法

说明书

本发明属于光学薄膜技术领域，具体涉及一种深紫外滤光片及设计方法，该深紫外滤光片结构为:Sub/Ma(HL)^mb(HL)ⁿ x₁Hx₂Lx₃Hx₄Lx₅Hx₆Lx₇H/Air，其中Sub表示基板，H和L表示光学厚度为λ/4的高低折射率材料膜层，a、b、x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆和x₇为H和L层的系数，m和n为膜层的周期数，M为应力调节层。本发明提出的深紫外滤光片的设计方法，在基板上设计深紫外滤光片膜系，将滤光片膜堆和应力调节层通过膜层厚度优化，在220nm波长处实现高透射率和235‑285nm波长处低透射率的同时，解决了深紫外薄膜所用氟化物材料张应力过大导致膜层龟裂的问题。该设计方法提供的深紫外滤光片，可以对人体无害的220nm特定紫外线的捕捉，同时抑制对人体有害的其他紫外线，在紫外线消毒杀菌仪器中有广泛地应用前景。

技术领域

本发明属于光学薄膜滤光片技术领域，具体涉及一种深紫外滤光片及其设计方法。

背景技术

近年来，紫外线(波长200nm-400nm)一直被用于各种环境中的消菌杀毒。在医院、诊所里，用紫外线泛光灯对空气和水平表面进行消毒，或对医疗器械的托盘进行消毒；在工厂、办公室和家庭中也使用紫外线泛光对空气和表面进行杀毒。但是目前紫外线消菌杀毒的时候不能有人在场的情况下安全地进行，这限制了紫外线消菌杀毒在病毒大流行等情况下的有效性。

波长220nm的紫外线无法穿透人体皮肤角质层，对人体无害，且具有与传统紫外线灯同等的杀菌效果。研究成果表明，220nm具有强力的杀菌力，而且可直接照射于人体皮肤。今后，有望以医疗现场的手指消毒为首，向学校、护理设施、食品工厂、洗手间及厨房等人会进入的场所广泛扩大用途，对这些场所进行杀菌和病毒灭活，今后在医疗及非医疗领域的杀菌和消毒应用潜力非常大。

因此，如果可以研制出一种用于对人体无害的220nm波长紫外线消毒杀菌仪器中的深紫外滤光片，将大大提高深紫外杀毒效率，很好地解决有人在场的消菌杀毒的安全问题，开拓科研领域，服务于医务工作和日常生活，其市场前景也将会很可观。

发明内容

本发明在于提供一种深紫外滤光片及其设计方法，能够用于紫外线消毒杀菌仪器中紫外光源特定光谱的捕捉，利于解决有人在场的消菌杀毒的安全问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种深紫外滤光片，该滤光片的初始结构为:Sub/M a(HL)^m b(HL)ⁿ x₁Hx₂Lx₃Hx₄Lx₅Hx₆Lx₇H/Air，其中Sub表示基板，H和L分别表示光学厚度为λ/4的高低折射率材料膜层，a、b、x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆和x₇分别为H和L层的系数，m和n分别为周期膜层HL的周期数，M为应力调节膜层。

本发明还提出了一种深紫外滤光片的设计方法，该设计方法包括如下步骤：

确定所述滤光片的基本结构：滤光片膜组+基板，其中滤光片膜组包括一个膜层应力调节层，两个高低折射率材料组合的规整周期膜层，一个高低折射率材料组合的非规整周期膜层；

选择膜系结构所用基板材料Sub，高折射率材料H和低折射材料L，应力调节层材料M；

深紫外滤光片初始结构按照下式进行设计：