薄膜光学技术-2-4..ppt

2.4 截止滤光片 截止滤光片 某一波长范围的光束高透射，而偏离这一波长的光束骤然变化为高反射（抑制）的波段选择截止滤光片。 分类 吸收型 薄膜干涉型 吸收与干涉组合型 长波通滤光片 短波通滤光片 截止滤光片的特性参数 1. 截止波长； 2. 高透射带的光谱宽度，平均透射率，最小允许透射率； 3. 反射带光谱宽度，平均反射率，最大允许透射率； 4. 过渡区曲线陡度/过渡区的波长宽度。 改进结构:在(LH)S的两侧各加一个 膜层。 ——干涉截止滤光片的基本膜系结构： 　　——通带光学性能 与(LH)S具有相同的高反射带和高透射带分布 ，而且，高反射带的宽度也与(LH)S的相同。 1. 对称多层膜系的性能-等效特性： （1）. 等效定理：一个任意多层膜可等效于双层膜；具有对称结构的多层膜可等效于一个单层膜。 注：a“等效界面” ——与任意多层膜组合导纳相对应。 b“等效膜层” ——不含基底的多层膜与有确定折射 率和厚度的介质膜相对应。 c“等效”是数学的，也是光学效果的。 （2）. 单层介质膜的数学特性 A. 有确定的 B. 特征矩阵 ，而且是实数； 是纯虚数； —单位模矩阵。 (3). 对称介质膜系的数学特征 以最简结构(p q p)为例： 可以得出： M11=M22,而且是实数； M12，M21是纯虚数； ， M11M22-M12M21=1 因此，膜系(p q p)在数学上与一个单层介质膜等同。 (4). 等效折射率和等效位相厚度 设：(p q p)的等效层的折射率为E，位相厚度为 由 可得： 解得： 结论性说明： A. 对称周期性膜系(pqp)m的等效折射率和等效位相厚度与基本周期(pqp)的等效折射率和等效位相厚度的关系为： B. 可以证明： 只在满足 的波段是实数； 在满足 和 的波段是虚数，不定值，或无穷。 真正的等效层只在满足 的波段存在。 2. 对称介质膜的光谱品质 1.满足 　的波段， 均为实数，为高透射区——通带； 2.满足 　的波段， 均为虚数，为高反射区——阻带； 3.满足 　的波长 是通带与阻带的过渡波长——截止波长。 注：在 和 的波段，不能用 表征和计算原膜系的光谱性能。 3. 通带和截止带的特性 以 或 为例： 1. 阻带： a. 由 可推知： 阻带出现在 g=1，3，5，……为中心的波段； b. 由 可得出： 阻带宽度 c. 阻带内： d. 过渡区的曲线陡度随 的增大，或周期数 m 的增加, 而变陡。 2. 通带： a. 由 可推知：通带出现在 g=2, 4, 6, ……为中心的波段； b. 通带内：由于 ，其等效单层膜有： 显然， 随波长的变化情况，将决定膜系通带内反射率随波长的变化特性。 2.4.2. 通带波纹的压缩 “波纹”—通带内的反射率极大值群。 1.波纹产因： 由于 和 都是波长的函数， 　　　a. 满足 的波长点将出现反射次峰； 　　　b. 反射次峰的高低为 很明显，次峰的高低取决于 值趋近于 的程度。 当 时 ：