溫度與濕度對(duì)窄帶濾光片性能的影響
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展生產(chǎn)力的提高,窄帶濾光片在諸多行里得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也對(duì)窄帶濾光片的性能提出了更高的要求,特別是溫度和吸濕度要求上有著更高的性能要求。
在我們的日常使用中全介質(zhì)窄帶濾光片暴露在空氣之后,很快的會(huì)出現(xiàn)宏觀上的吸水現(xiàn)象,這樣不僅會(huì)影響峰值波長(zhǎng)移向長(zhǎng)波,而且峰值的透射率也會(huì)增加。窄帶濾光片也會(huì)隨著溫度的變化發(fā)生偏移現(xiàn)象說明濾光片上的薄膜材料的折射率對(duì)溫度和濕度較為敏感。
所以要提高窄帶濾光片的穩(wěn)定性,我們需要在工藝上設(shè)防的提高薄膜的聚集密度,提高沉積粒子的能力從而增加薄膜聚焦密度和光學(xué)穩(wěn)定性。
溫度與濕度對(duì)窄帶濾光片性能的影響主要體現(xiàn)在其光學(xué)性能的穩(wěn)定性上。以下是關(guān)于這兩個(gè)因素影響的詳細(xì)分析:
一、溫度對(duì)窄帶濾光片性能的影響
光學(xué)穩(wěn)定性與溫度變化的關(guān)系:
窄帶濾光片的光學(xué)特性對(duì)溫度變化比較敏感。當(dāng)溫度變化時(shí),薄膜材料的折射率及其熱膨脹系數(shù)會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致濾光片的光學(xué)性能發(fā)生漂移。
對(duì)于具有正溫度系數(shù)的材料,當(dāng)溫度變化很小時(shí),隨著溫度的上升,最主要的影響是波峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。而當(dāng)溫度變化較大時(shí),濾光片的濕氣可能會(huì)釋放出來,導(dǎo)致波峰向短波方向移動(dòng)。
溫度引起的中心波長(zhǎng)漂移量受物理厚度變化、溫度折射率變化以及熱膨脹不匹配等多種因素的影響。
改善方法:
適當(dāng)提高基底溫度和真空度,以增加薄膜的聚集密度和光學(xué)穩(wěn)定性。
采用熱膨脹系數(shù)大的基底,以減小溫度引起的中心波長(zhǎng)漂移。
二、濕度對(duì)窄帶濾光片性能的影響
吸水現(xiàn)象:
全介質(zhì)窄帶濾光片暴露于空氣后,會(huì)很快出現(xiàn)宏觀上的吸水現(xiàn)象。先是膜層表面上出現(xiàn)許多吸水斑點(diǎn),之后逐漸擴(kuò)大并連成一片,最后形成均勻的吸水層。
吸水后,膜層中的孔隙被水填充,導(dǎo)致膜層的平均折射率增加,進(jìn)而使濾光片的峰值波長(zhǎng)移向長(zhǎng)波,并且峰值波長(zhǎng)的透射率也會(huì)增加。
聚集密度與吸濕的關(guān)系:
聚集密度描述了薄膜的疏松程度,與吸濕程度密切相關(guān)。在完全吸濕的情況下,中心波長(zhǎng)的漂移量會(huì)隨聚集密度的減小而增加。
不同膜層吸濕對(duì)中心波長(zhǎng)的影響程度不同,其中中間層及其鄰接層吸濕對(duì)中心波長(zhǎng)的影響最大,而靠近基底的膜層吸濕對(duì)中心波長(zhǎng)的影響較小。
改善方法:
提高薄膜的聚集密度和光學(xué)穩(wěn)定性,以減少吸濕對(duì)濾光片性能的影響。這可以通過提高沉積粒子的能量,如采用離子束輔助沉積等方法來實(shí)現(xiàn)。
把濾光片與一些蓋片相結(jié)合,也可以固定中心波長(zhǎng)的漂移。
綜上所述,溫度與濕度是影響窄帶濾光片性能的重要因素。為了獲得更好的光學(xué)穩(wěn)定性,需要在制造過程中采取相應(yīng)的措施,以減小這兩個(gè)因素對(duì)濾光片性能的影響。