SLL多层介质膜干涉滤光片的镀制

MV_RR_CNG_0196 干涉滤光片检定规程1. 干涉滤光片检定规程说明　编号JJG812-1993名称（中文）干涉滤光片检定规程（英文）Verification Regulation of Interference Filter归口单位上海市技术监督局起草单位上海市测试技术研究所主要起草人何玉莉 （上海市测试技术研究所）批准日期１９９３年２月１３日实施日期１９９３年６月１日替代规程号适用范围本规程适用于新制造和使用中的、波长范围在３３０～７５０　ｎｍ的干涉滤光片的检定。

主要技术要求１　外观要求　２　最大透射比不小于表１允差。

　３ 中心波长　（或峰值波长）　偏差不超过表１允差。

　４ 半宽度不大于表１允差。

　５ 截止区域背景光透射比不大于表１允差。

　中心波长≥４００　ｎｍ时，短波限：３５０　ｎｍ；长波限：８００　ｎｍ。

　中心波长＜４００　ｎｍ时，短波限：２８０　ｎｍ；长波限：８００　ｎｍ。

　６ 波形系数不大于表１允差。

　７ 波长均匀性不超过表１允差。

是否分级 否　检定周期（年） 1附录数目 3出版单位中国计量出版社检定用标准物质相关技术文件备注2. 干涉滤光片检定规程摘要　一概述干涉滤光片是利用多光束干涉原理，在光学基底上镀制多层金属和　（或）　介质膜层而制得的。

当白光通过干涉滤光片后，即变成具有一定带宽的单色光，可用它来检定波长和获得近似单色光。

　二技术要求１ 外观要求　１．１　干涉滤光片表面没有明显的麻点、擦痕、斑点、裂纹等。

　１．２　胶合面没有明显的气泡、灰尘、霉斑、脱胶、龟裂等。

　１．３　干涉滤光片应有相应的编号。

　２ 最大透射比不小于表１允差。

　３ 中心波长　（或峰值波长）　偏差不超过表１允差。

　４ 半宽度不大于表１允差。

　５ 截止区域背景光透射比不大于表１允差。

　中心波长≥４００　ｎｍ时，短波限：３５０　ｎｍ；长波限：８００　ｎｍ。

　中心波长＜４００　ｎｍ时，短波限：２８０　ｎｍ；长波限：８００　ｎｍ。

光学多道与氢氘光谱摘要本实验应用真空镀膜机和双光束紫外和可见光分光光度计的实验装置，采用热蒸发的方法在玻璃基片上制作多层介质的干涉滤光片，以及采用极值法进行膜厚监控，镀制了一块多层介质膜法布里—珀罗型干涉滤光片；测量了其参数如滤光片的峰值波长峰值透过率和半高宽以及滤光片的透射特性曲线。

实验镀制的滤光片的峰值波长为690.22nm，峰值透过率为87.8%，相对半宽度为6.3%，滤光片的透射特性曲线如附页所示。

关键词干涉滤光片透射率有效导纳真空镀膜机分光光度计一、引言自然界中有许许多多美丽的观赏效果都是与透明膜层的反射光波的折射有关。

从发现薄膜的干涉色彩现象起，特别是1930年真空蒸发设备出现以后，人们对薄膜科学技术进行了大量的研究，现在可用各种各样的方式将具有不同折射率的多次介质薄膜沉积在玻璃基片或金属基片上，以达到控制光的目的，如减光膜、反射镜和光学滤光片等。

光学薄膜在日常生活、供应和科学技术等许多领域用着重要的应用。

在光学薄膜技术中，多层多周期的光学薄膜最为突出，而再带干涉滤光片则是这一技术中最主要的应用之一，它是将宽带光谱变为窄带光谱的光学元件。

一种典型的干涉滤光片是在玻璃基片上镀制“银—介质—银”三层膜，前后两次银膜构成两个相互平行的高反射率板。

银层反射率的主要作用是决定了法布里—珀罗型干涉腔的精细常数。

因银层具有很强的吸收，用银作反射层的“金属—介质”干涉滤光片的透射率很难高于40%。

而用多层透明介质膜构成的高反射率膜板代替银层构成的干涉滤光片能弥补这一缺点，可使峰值透过率高达80%以上，这就是全介质型干涉滤光片。

光学滤光片在与光学应用技术有关的各个学科技术领域中起着重要的作用。

随着真空镀膜技术的发展，法布里—珀罗型的干涉滤光片得到了真正的巨大发展，使得我们可能在任何一个光谱区内获得窄带的、具有良好透射比的优异光学质量的滤光片。

它在光学、光谱线、光通信、激光以及天文物理学等许多领域得到了广泛的应用。

镀制双层增透膜的原理镀制双层增透膜是一种通过在光线传播路径上加强光的透射，减弱反射的技术。

它可以应用于太阳能电池板、LED显示屏、眼镜镜片等多个领域，以提高光学设备的效能。

下面我们将详细介绍镀制双层增透膜的原理。

镀制双层增透膜的原理基于光的干涉现象和薄膜的光学性质。

在介质的表面上镀有一层薄膜，在光的传播路径上形成了一个光学多层膜结构。

这个结构可以通过反射和透射来控制光的传播，以达到增透的效果。

首先，我们需要了解一下光的干涉现象。

当光传播到不同介质之间的界面时，一部分光被反射，另一部分光被透射。

反射光和透射光在相遇时会发生干涉现象。

干涉可以是构成增强或减弱的结果，这取决于光的波长和介质的性质。

一般来说，当波长为λ的光在介质之间传播时，如果两束光的光程差为整数倍的λ，即满足相长干涉条件，那么两束光就会相长干涉，增强透射光的强度。

而当光程差为半整数倍的λ，即满足相消干涉条件，两束光就会相消干涉，减弱透射光的强度。

在镀制双层增透膜过程中，通过精确控制薄膜的厚度和折射率，使得透射光和反射光之间的干涉达到相长干涉条件，从而增强透射光的强度。

镀制双层增透膜通常由两层薄膜构成。

第一层薄膜是高折射率材料，第二层薄膜是低折射率材料。

在光的传播路径上，当光从空气或其他介质中入射到第一层薄膜表面时，一部分光被反射，另一部分光被透射。

透射光进入第一层薄膜，一部分光被反射，另一部分光被透射。

透射光再次进入第一层薄膜，如此往复。

通过精确控制第一层薄膜的厚度和折射率，使得其中一部分透射光和反射光之间的干涉满足相长干涉条件，增强透射光的强度。

然后，由于第一层薄膜是高折射率材料，透射光达到第一层薄膜与第二层薄膜的界面时，一部分光被反射，另一部分光被透射。

透射光进入第二层薄膜，一部分光被反射，另一部分光被透射。

透射光再次进入第二层薄膜，如此往复。

通过精确控制第二层薄膜的厚度和折射率，使得其中一部分透射光和反射光之间的干涉满足相长干涉条件，增强透射光的强度。

一种塑料薄膜，该膜上面施涂有一个多层干涉体系，该体系包括可分别经由将一种涂覆组合物加以固体化和/或热处理而得到的至少两个层，该涂覆组合物含有具有可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团的纳米级无机固体粒子，从而形成经由该可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团而交联的层。

该膜可用作光学层压膜。

权利要求书1.一种上面施涂有一个多层干涉体系的塑料薄膜，该体系包括可以分别经由将一种涂覆组合物加以固体化和/或热处理而得到的至少两个层，该涂覆组合物含有具有可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团的纳米级无机固体粒子，从而形成经由该可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团而交联的层。

2.权利要求1的塑料薄膜，其特征为，所述至少两个层具有不同的折射率。

3.权利要求1或2的塑料薄膜，其特征为，所述涂覆组合物是一种溶胶。

4.权利要求1至3中一项或多项的塑料薄膜，其特征为，所述纳米级固体粒子含有或由下列物质组成：SiO2、TiO2、ZrO2和/或Ta2O5。

5.权利要求1至4中一项或多项的塑料薄膜，其特征为，所述可加成聚合和/或可缩聚表面基团选自具有酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基或环氧基的有机基团。

6.一种复合材料，其包括基材，特别是玻璃或塑料基材，薄膜或涂层，以及层压在其上面的权利要求1至5中一项或多项的塑料薄膜。

7.一种制备权利要求1至5中至少一项的具有多层干涉体系的塑料薄膜的方法，其包括下列步骤：a)在该塑料薄膜上施涂一种涂覆溶胶，该涂覆溶胶含有具有可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团的纳米级无机固体粒子，b)将a)中所施涂的涂覆溶胶固体化，非必要地将固体粒子的可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团加以交联而形成一个至少部分有机交联的层，c)在b)中经固体化的层上施涂另一种涂覆溶胶，该涂覆溶胶含有具有可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团的纳米级无机固体粒子，d)将c)中所施涂的涂覆溶胶固体化，非必要地将固体粒子的可加成聚合和/或可缩聚的有机表面基团加以交联而形成另一个固体化层，e)非必要地，重复步骤c)和d)一次或多次而形成另外的固体化层，并且f)热处理和/或辐照所得层复合体，其中对于最上层可以将此步骤与步骤d)一起实施。

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多层介质膜滤光片的镀制【摘要】本实验通过机械泵和油扩散泵的先后使用，将真空镀膜机抽成真空。

再在高真空条件下，采用λ/4极值法控制光学厚度的方法，基底为玻璃、高反射率材料为硫化锌（ZnS)、低反射率材料为冰晶石（Na3AlF6），利用蒸发法镀制膜系为（HL)32H(LH)3的干涉滤光片。

最后利用TU-1221双光束紫外和可见光分光光度计绘制T-λ曲线，得到干涉滤光片的波长为648nm，与理论值632.8nm的相对误差为2.4%，半宽高为42nm【关键字】高真空镀膜干涉滤光片λ/4极值法光学薄膜检测一、引言自然界中许多美丽的景物，如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛以及肥皂泡沫等，他们的观赏效果都与透明膜层内反射光波的干涉有关。

从发现薄膜的干涉色彩现象起，特别是1930年真空蒸发设备出现以后，人们对薄膜科学技术进行了大量研究。

在光学薄膜技术中，多层多周期的光学薄膜最为突出，而窄带干涉滤光片则是这一技术的最主要应用之一。

一种典型的干涉滤光片是在玻璃基片上镀制“银-介质-银”三层膜，前后两银膜构成两个相互平行的高反射率板。

若n为间隔层介质折射率，d为该层几何厚度，则间隔层的光学厚度nd决定了滤光透射峰值0 。

银层的反射率的主要作用是决定了法布里-珀罗干涉强的惊喜常数，从而对滤光片的峰值透过率TM和半宽度Δλ产生影响。

因银层具有很强的吸收，用银座反射层的“金属-介质”干涉滤光片的透射率很难高于40%，而用多层透明介质膜构成的高反射膜板代替银层构成的干涉滤光片能弥补这一缺点，可使峰值透过率高达80%以上二、原理1、真空技术“真空”是指气压低于一个大气压的气体状态。

在真空状态下，单位体积中的气体分子数大大减少，分子平均自由程增大，气体分子之间、气体分子与其他粒子之间的相互碰撞也随之减少。

这些特点被广泛应用于科学研究和生产的许多领域中，例如：电子器件、大规模集成电路、加速器、表面物理、热核反应、空间环境模拟、真空冶炼和真空包装等。

多层介质滤光片的制备及激光损伤特性杭良毅;徐均琪;宋岩峰;苏俊宏;基玛·格拉索夫【摘要】为了获得具有较高激光损伤阈值的短波通截止滤光片,使用TFCalc膜系软件设计了多层膜的光谱曲线和电场强度曲线,采用电子束热蒸发技术在K9基底上制备了LaTiO3/SiO2组合膜堆的滤光片,通过激光辐照预处理工艺尝试提高多层膜的激光损伤阈值(LIDT),测试并讨论了激光预处理对滤光片LIDT的影响.研究结果表明:通过分析滤光片的电场强度,得到优化后的膜系是G|(HL)10 H0.5L|A,制备后滤光片的LIDT为11.7 J·cm-2(1064 nm,10 ns);当辐照激光能量为滤光片LIDT的80%时,辐照后滤光片的LIDT为14.3 J·cm-2(1064 nm,10 ns),较原值提高22.2%;当辐照能量为80%,采用不同辐照次数实验时,发现辐照3次后滤光片的LIDT为16.1 J·cm-2(1064 nm,10 ns),较原值提高了37.6%.激光预处理后滤光片的表面粗糙度都有下降的趋势.%For coating a short-wavelength pass filter with higher laser-induced damage threshold (LIDT),the transmittance and electric field intensity (EFI)plot of filter are designed by a TFCalc software.The filter which made of LaTiO3/SiO2 is prepared on K9 substrate by electron beam ser pre-treatment methods to improve filter's LIDT are studied.The results show:Based on the filter's EFI,the filter's film stack isG|(HL)10H0.5L|A.The LIDT is 11.7 J·cm-2(1064 nm, 10 ns).When the filter is irradiated by 80% of original filter's LIDT,the new filter's LIDT is 14.3 J· cm-2 (1064 nm,10 ns),22.2% higher than that of an original one.When the filter is irradiated 3 times, the new filter's LIDT is 16.1 J·cm-2(1064 nm,10 ns),37.6% higher than that of an original one.And the filter's surface roughness is decreased after the laser pre-treatment.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2016(036)012【总页数】7页(P947-953)【关键词】短波通滤光片;LaTiO3/SiO2;激光损伤阈值;激光预处理【作者】杭良毅;徐均琪;宋岩峰;苏俊宏;基玛·格拉索夫【作者单位】西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;西安现代控制技术研究所,西安 710065;西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;白俄罗斯国立信息与无线电电子大学,明斯克 220013【正文语种】中文【中图分类】TN205;O484短波通滤光片可以实现一部分光透过，一部分光截止的光学特性，被广泛应用于各式各样的光学系统中.存在于激光系统中的多层介质滤光片，由于其较差的抗激光损伤能力，已成为限制高能激光发展的瓶颈[1-2].随着高功率激光器地不断研发，对光学薄膜激光损伤阈值(Laser-Induced Damage Threshold,LIDT)的研究亦成为近年来材料、物理及光学领域的研究热点之一[3].文献[4]以TiO2/SiO2材料作为高低折射率膜料制备多层膜，得到了光学特性较高的短波通滤光片，但是并未分析这种多层膜的激光损伤特性；文献[5]研究了高折射率镀膜材料钛酸镧(LaTiO3)，发现其单层膜的光学特性良好，激光损伤阈值较高，可以替代TiO2膜料制备激光薄膜，但并未研究由钛酸镧材料组成的多层膜的激光损伤阈值；文献[6]研究了不同场强分布的减反射膜在1 064 nm激光下的损伤特性，发现当薄膜-空气界面处的电场强度较小时，薄膜具有较高的激光损伤阈值.文献[7]用单台阶能量光栅扫描及R-on-1测试两种方式对532 nm的HfO2/SiO2高反膜进行激光预处理，用ND：YAG二倍频激光辐照高反膜，其损伤阈值分别提高38%和30%.文献[8]通过在HfO2/SiO2组合膜堆的增透膜两侧加镀适当厚度的二氧化硅膜层，可有效提高多层膜的激光损伤阈值.从薄膜损伤机理来看，多层介质薄膜的损伤机理主要有本征吸收，杂质缺陷吸收，雪崩击穿，多光子电离等[9].为了提高多层介质薄膜的激光损伤阈值，除了在制备时减小薄膜的表面缺陷,选用激光损伤阈值较高的膜料以外，还要关注激光在薄膜内部形成的驻波场大小，在设计时尽量使薄膜内部的电场强度值较小或将电场强度较高的部分落在激光损伤阈值高的材料层[10].另外，对制备好的样品进行适当的激光预处理，也可有效提高多层介质膜的激光损伤阈值.目前，选用LaTiO3材料作为高折射率材料制备多层膜，研究其激光损伤阈值的报道还很少.本文为获得激光损伤阈值较高的滤光片，在结合薄膜场效应理论的基础上，选用抗激光损伤性能较好的高折射率材料LaTiO3，首先研究每种材料单层膜的激光损伤阈值，得到单层膜制备工艺，然后在此工艺下结合设计软件得到激光损伤阈值较高的滤光片，最后对滤光片进行一定的后续处理进一步提高激光损伤阈值.在设计短波通滤光片时，除了光谱特性要达到要求之外，还要设计出LIDT尽可能高的滤光片，这就需要在设计之前选用较高阈值的材料，在设计时考虑膜系的电场强度(Electric Field Intensity，EFI)分布，在制备后选用合适的激光预处理方法. 1.1 滤光片的膜系设计1.1.1 单层膜材料的确定根据前期研究发现，钛酸镧(LaTiO3)薄膜的物理化学性能稳定，制备中材料不易分解，易蒸镀，且不同工艺对单层膜的光学特性影响不大，折射率和消光系数比较稳定.前期实验获得了钛酸镧和氧化硅的工艺参数[10-11]，在此参数下制备的单层LaTiO3的LIDT为16.9 J·cm-2(1 064 nm，10 ns)，SiO2的LIDT为24.1 J·cm-2(1 064 nm，10 ns).因此选择LaTiO3作为高折射率材料，低折射率材料选用SiO2.两种材料的工艺参数见表1.1.1.2 初始膜系设计短波通滤光片经典膜系为G|(0.5LH0.5L)S|A，使用TFCalc膜系设计软件，尝试增加膜系周期数S，从而实现光谱特性指标.设计时要结合制备工艺来合理设计短波通滤光片，制备滤光片采用电子束热蒸发技术，膜厚监控采用光控极值法(透射式)，膜厚监控在极值点附近最为准确，膜层数越多薄膜膜厚累积误差越大.为减小多层膜累计误差，在设计多层膜初始膜系时，滤光片膜系应尽量为规整膜系，膜层数要尽可能少.滤光片的中心波长(λ0)为1 064 nm，当周期数S=8时，即G|0.5L(HL)7H0.5L|A，得到满足光谱特性的膜系，在不影响膜层透过率情况下，去掉第一层0.5 L，即G|(HL)7H0.5L|A时，532 nm处的透过率T532 nm=99.02%，1 064 nm处的透过率T1 064 nm=3.96%，为获得较高激光损伤阈值的滤光片，需对初始膜系的电场强度进行优化设计.1.1.3 多层膜的电场强度设计制备多层膜时不可避免会出现误差，在层数较多时采用光控法还会产生膜厚累计误差.为减小制备时误差带来的影响，并分析其电场强度值，尝试适当的增加周期数，观察多层膜电场强度的分布情况，以获得优化后的膜系.根据薄膜场效应理论[6]——薄膜与空气界面处电场强度越小，其抗激光损伤能力越高.使用膜系设计软件，分别设计周期数S=9，10，11和12，薄膜的透过率和电场强度值见表2，充分考虑样片的透过率、电场强度值及实验室制备条件，认为当S=11时，制备的多层膜效果较好.表2中E表示多层膜最外层和空气界面处电场强度值，Emax表示多层膜内各界面处的电场强度最大值.此时，多层膜膜系为G|(HL)10H0.5L|A，透过率和电场强度分布如图1所示，图1(a)表示入射光波(波长λ=1 064 nm)在薄膜最外层两侧形成的驻波场曲线，横坐标0左边为空气处形成的驻波场，右边从0开始表示从薄膜最外层一直到基底这一区间形成的驻波场；图1(b)表示膜系的理论光谱曲线.为了进一步优化膜系的电场强度曲线，使膜层各界面处的电场强度分布较小，尝试了两种最常见的优化多层膜电场强度的方法：① 在最外层加入2L保护层；② 将第21层的H层用中间折射率材料Al2O3替换.实验结果发现，优化前的膜系G|(HL)10H0.5L|A是电场强度分布较好的膜系.1.2 滤光片的制备为避免玻璃基底粗糙度对激光损伤阈值的影响，实验基底全部选用厚度3 mm，∅30 mm的同一批次K9玻璃.采用电子束热蒸发技术在南光ZZS500-2/G型箱式真空镀膜机上进行镀制，镀膜前用3∶1的乙醇乙醚混合液清洁基片，烘干后装入真空室.滤光片的膜系为G|(HL)10H0.5L|A，H层为高折射率材料LaTiO3，L层为低折射率材料SiO2，监控波长都选择530 nm，每一层监控两个极值，膜系的中心波长设计为1 064 nm.本底真空度为3.0×10-3Pa，制备参数见表1.1.3 制备结果采用日立U-3501型分光光度计测量多层膜光谱曲线，得到结果如图2所示.图2中虚线表示实际测试的光谱曲线，实线表示TFCalc软件设计的理论曲线.所得到曲线实际透过率T532 nm=94.76%，T1 064 nm=0.81%；对应的理论透过率是T532 nm=95.47%，T1 064 nm=0.72%；由图2可以发现，镀制的薄膜透过率满足了设计要求且特性较好(出射介质为空气时，由于基片另一面会产生大约4.2%的反射率，因此，实测透射波长T532 nm≥91%即可).采用西安工业大学研制的激光损伤测试仪对多层膜进行激光损伤测试，测试仪激光波长是1 064 nm，脉宽10 ns，光斑直径为0.8 mm，采用1-on-1的辐照方式测试，测试系统会对滤光片的实测损伤点数与对应损伤能量密度用最小二乘法拟合，得到曲线与横坐标的交点即为样片的激光损伤阈值.测试得到滤光片的激光损伤阈值是11.7 J·cm-2，如图3所示，图3中横坐标表示薄膜的激光损伤阈值，纵坐标表示不同损伤阈值下对应的损伤斑数目.为了验证这一结果，采用不同能量密度的激光(1 064 nm,10 ns)辐照样片，损伤斑如图4所示.辐照的激光能量分别为60 mJ、70 mJ、80 mJ、90 mJ、100 mJ和110 mJ，从图4中可以发现，损伤斑的形貌均表现为部分脱落.滤光片在60 mJ处薄膜开始损伤，此时损伤斑较小，随着能量增大，损伤斑面积越来越大，60 mJ 对应的激光能量密度是11.9 J·cm-2，符合实验测试的结果.研究发现，对多层膜进行合适的激光预处理可以有效提高多层膜的激光损伤阈值.其原理是：以低于薄膜激光损伤阈值的激光能量辐照介质薄膜时，薄膜材料内处于潜能级的束缚电子易被激发到导带，由于辐照能量不会损伤薄膜，被激发的电子又会衰减到更稳定的能级或与空穴结合，当使用高于激光损伤阈值的激光能量辐照时，可被激发的电子已经大大减少，从而提高薄膜的激光损伤阈值.激光器的主要可变参数有辐照脉冲次数和辐照脉冲能量等，本文对滤光片进行激光辐照预处理时，主要考虑了不同辐照次数和不同辐照能量对滤光片激光损伤阈值的影响.2.1 辐照能量对多层膜的影响首先研究了不同辐照能量对LaTiO3/SiO2多层膜激光损伤阈值的影响，滤光片初始的激光损伤阈值是11.7 J·cm-2，样片表面激光光斑直径是0.8 mm，即对应的辐照能量为58.8 mJ.使用ND∶YAG基频单脉冲激光(1 064 nm，10 ns)辐照样品，辐照能量分别选取其激光损伤阈值的20%(2.4 J·cm-2)，50%(5.9 J·cm-2)和80%(9.4 J·cm-2).辐照后多层膜的实测光谱曲线如图5所示.从图5中发现，随着辐照激光的能量增大，短波通滤光片的光谱曲线并没有发生太大变化，重点观察532 nm和1 064 nm的光谱偏移，发现处理后滤光片在1064 nm处透过率分别是1.42%,1.00%和1.04%，未辐照的是0.81%；在532 nm处，滤光片的透过率是92.37%，92.84%和93.42%，未处理的是94.76%，这说明采用这种激光辐照方式对滤光片的光谱曲线影响不大，接下来进行激光损伤阈值的测试，三组样片的LIDT值如图6所示.从图6可以看出，滤光片的激光损伤阈值和辐照能量成正比，当激光预处理的能量分别为损伤阈值的20%、50%和80%时，滤光片的激光损伤阈值分别为12.5 J·cm-2，13.6 J·cm-2和14.3 J·cm-2，较未进行预处理的滤光片，其LIDT分别提高了6.8%，16.2%和22.2%.为进一步分析滤光片激光损伤阈值和表面粗糙度的关系，使用白光干涉仪分别测试了几组滤光片的表面粗糙度，如表3所示，其中Sa表示平均粗糙度，Sq表示均方根粗糙度，一般情况下，重点考察多层膜的均方根粗糙度.可以发现，经过激光预处理的滤光片，表面粗糙度都得到了一定的改善，随着辐照能量的增加，三组样片均方根粗糙度较样片分别下降了37.44%，40.69%和39.72%.当激光能量为样片LIDT的50%左右时，激光预处理后的滤光片的表面粗糙度能获得较好的改善.2.2 辐照次数对多层膜的影响当激光预处理的能量为样片LIDT的80%时，滤光片激光损伤阈值有较好的提高，因此选用这一能量进行不同辐照次数的实验，分别辐照滤光片1次、3次和5次.滤光片的光谱曲线如图7所示.从图7中发现，随着辐照激光的次数增多，短波通滤光片的光谱曲线会向左发生偏移，重点观察532 nm和1 064 nm的光谱偏移，发现处理后滤光片在1 064 nm处透过率分别是1.21%，1.32%和1.34%，未辐照的是0.81%；在532 nm 处，滤光片的透过率是93.42%,93.36%和93.31%，未处理的是94.76%，这说明采用这种激光辐照方式对滤光片的半波长和中心波长处的透过率值影响不大，接下来进行激光损伤阈值的测试，三组样片的LIDT值如图8所示.从图8可以看出，当激光预处理的辐照次数为3次时，滤光片有极大的激光损伤阈值，随着次数增加到5次，滤光片的激光损伤阈值开始下降，因此，可以认为当预处理的能量为样片LIDT的80%、辐照次数为3次时，滤光片具有较大的激光损伤阈值，较原值提高了37.6%.三组样片的表面粗糙度见表4.三组的表面粗糙度与辐照次数成反比，当辐照次数为3次时，滤光片的表面粗糙度较小，此时滤光片的表面平均粗糙度和均方根粗糙度较原始样片分别降低了49.47%和43.37%.造成这一结果的原因是，选用低于滤光片LIDT的能量辐照薄膜，可以在不损伤滤光片的情况下改变其内部的应力场分布，使分布更加均匀；并且辐照后滤光片表面的温升可以去除一些杂质，使薄膜表面更加平整，结构致密，粗糙度减小，从而提高滤光片的损伤阈值.本文采用电子束热蒸发技术，在K9基底上制备得到了LaTiO3/SiO2组合膜堆的短波通滤光片，通过不同的激光预处理手段获得了LIDT较高的多层膜.得到的结论如下.1) 在设计膜系时考虑多层膜的电场强度分布，制备的多层膜激光损伤阈值较高，达到了11.7 J·cm-2(1 064 nm，10 ns)；2) 对多层膜进行激光预处理，当辐照的激光能量为激光损伤阈值的80%,辐照次数为3次时，得到的激光损伤阈值为16.1 J·cm-2(1 064 nm，10 ns)，较原值提高了37.6%.3) 激光预处理也可改善多层膜的表面粗糙度，减少薄膜表面的缺陷，从而提高激光损伤阈值.综上，在设计滤光片时除了选用激光损伤阈值较高的材料以外，还需要根据场效应理论分析滤光片内部的电场强度曲线，采用适当的工艺对滤光片进行激光预处理，可获得激光损伤阈值较高的多层介质滤光片.(in Chinese)[7] 刘杰,张伟丽,朱美萍.532 nmHfO2/SiO2高反膜的激光预处理效应[J].强激光与粒子束,2015,27(3):032.LIU Jie,ZHANG Weili,ZHU ser Conditioning Effect of HfO2/SiO2 High Reflectors at 532nm[J].HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS,2015,27(3):032.(in Chinese)[8] 张蕾,刘洪祥,陈光,等.缓冲层和保护层提高激光增透膜损伤阈值[J].光电工程,2016,43(7):89.ZHANG Lei,LIU Hongxiang,CHEN Guang,et al.Buffer Layer and Protective Layer Improve Laser Induced Damage Threshold of Antireflection Coatings[J].Opto-Electronic Engineering,2016,43(7):89. 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各种滤光⽚的类型和关键指标,滤光⽚的主要参数⽬前，以滤光⽚的滤光原理来看，吸收滤光⽚和⼲涉滤光⽚是⽬前应⽤范围最⼴，产品最成熟的，此外还有应⽤较⼩的双折射滤光⽚、⾊散滤光⽚。

本⽂主要对各种滤光⽚进⾏了介绍和划分，并且指出了滤光⽚的主要关键指标、尺⼨参数和表⾯规格。

从原理上上，滤光⽚可以分为多个类型，下⾯分别对这些不同类型的滤光⽚进⾏介绍。

1、吸收滤光⽚(Barrier filter)是在树脂或玻璃材料中混⼊特殊染料制成，根据对不同波长光吸收的能⼒不同，就可以起到滤波的作⽤效果。

带颜⾊的玻璃滤光⽚在市场上的普及最⼴，其优点是稳定、均匀、具有良好的光束质量，⽽且制造成本低廉，但是它的存在通带⽐较⼤的缺点，通常很少有低于30nm的。

2、⼲涉滤光⽚（Bandpass interference filters）它采⽤了真空镀膜的⽅法，在玻璃的表⾯镀了⼀层具有特定厚度的光学薄膜，通常⼀块玻璃要由多层薄膜叠加⽽成，利⽤⼲涉原理从⽽让特定光谱范围的光波透过。

⼲涉滤光⽚的种类繁多，它们应⽤领域也不同，其中应⽤⽐较多的⼲涉滤光⽚有带通滤光⽚、截⽌滤光⽚、⼆向⾊滤光⽚。

(1)带通滤光⽚（Bandpass Filters）只可以使某个特定波长或窄波段的光透过，通带之外的光不能够透过。

带通滤光⽚光学指标主要是：中⼼波长（CWL）、半带宽（FWHM)。

根据带宽⼤⼩分为：带宽＜30nm为窄带滤光⽚；带宽＞60nm以上的为宽带滤光⽚。

(2)截⽌滤光⽚（Cut-off filter）可以将光谱分为两个区域，⼀个区的光不能通过称此区为截⽌区，⽽另⼀个区的光能够充分通过称为通带区，典型的截⽌滤光⽚有长波通滤光⽚和短波通滤光⽚。

长波通滤光⽚: 是指特定的波长范围内，长波⽅向是透过的，⽽短波⽅向是截⽌的，起到隔离短波的作⽤。

短波通滤光⽚: 短波通滤光⽚是指特定的波长范围内，短波⽅向是透过的，⽽长波⽅向是截⽌的，起到隔离长波的作⽤。

(3)⼆向⾊滤光⽚(Dichroic filter)可以根据需要选择想要通过光的⼀⼩范围颜⾊，并且对其他颜⾊进⾏反射。