窄带滤光片专项-0.2nm​窄带

　　在近红外波段,1.064 μm是常用的激光波长,其对应的激光器和探测器相对成熟,在激光雷达、自由空间光通信和空间光学遥感等方面有着广泛应用。在这些应用中,需要使用亚纳米带宽的光谱滤波器来抑制背景光的干扰。基于干涉原理的滤光片具有结构简单、稳定性好、便于集成等优点,特别适合于空间应用。

　　激光的单色性很好,其光谱带宽远小于1 nm,因此所用薄膜滤光片的光谱带宽通常要达到亚纳米级别。滤光片的带宽越窄,透过率越高,带外截止越深,系统的信噪比就越好。目前,5G光通信使用的波分复用滤光片的标准带宽为0.4 nm,工作在波长1550 nm附近,需要使用最先进的专用镀膜设备进行镀制。受薄膜生长和监控技术的制约,在近红外波段研制高性能亚纳米带宽滤光片成为研究人员的一项挑战性工作,而且目前针对亚纳米带宽滤光片在空间应用方面的研究还未有报道。针对空间应用的需要,本文采用双离子束溅射(DIBS)方法制备了亚纳米带宽滤光片,其中心波长为(1064±0.05) nm,半峰全宽为0.19 nm,峰值透过率可达到70.2%。

　　为了考察以及减小一些应用中温度大幅变化对滤光片性能的影响,本课题组对所研制的滤光片进行了不同温度(100,200,300 ℃)的退火处理,研究了薄膜的表面形貌和滤光片光谱特性的变化。目前,已经有一些学者对光学薄膜热退火处理进行了较为深入的研究,

　　有研究表明退火对Ta2O5/SiO2多层介质反射镜结构和激光损伤阈值的影响,结果发现随着退火温度升高,中心波长向长波方向漂移;

　　有研究表明退火对电子束蒸发制备的HfO2/ SiO2多层膜残余应力的影响,结果发现,当退火温度为200 ℃时,多层膜中的应力由压应力转变为张应力,且应力随着退火温度的升高而增大。

　　但是,这些研究都没有涉及退火温度对亚纳米带宽滤光片光谱特性的影响。在部分空间应用中,由于受到重量和结构的限制,温控保护不够充分,温度波动有时会达到100 ℃,所以研究温度对滤光片光谱特性的影响是必要的。