造成濾光片中心波�(zhǎng)漂移的主要原�
造成濾光�中心波長(zhǎng)漂移的主要原因包括:
1、膜層的聚集密度�
2、膜層的折射率和兒何厚度隨使用環(huán)境的變化而發(fā)生的變化。就膜層聚集密度而言,常�(guī)工藝下制備的薄膜聚集密度通常都小�1。因�,隨吸潮情況不同,膜層的光學(xué)厚度變化可達(dá)l%~ 5%l,這意味著�(duì)于中心波�(zhǎng)�777. 4 nm的閃電探�(cè)儀用超窄帶濾光�,吸潮后的中心波�(zhǎng)將向�(zhǎng)波方向漂�7 7 - 37. 5 nm。這種漂移不僅隨環(huán)境濕度變化而變�,而且�(dāng)濾光片由高聚集密度的致密膜和低聚集密度的疏松膜組成時(shí),由于致密膜的阻擋作�,波�(zhǎng)漂移的時(shí)間可持續(xù)兒天甚至兒�(gè)�,所以給濾光片的�(shí)際應(yīng)用帶�(lái)困難。在早期,膜層內(nèi)部的低聚集密度造成的疏松結(jié)�(gòu)是引起光譜漂移的主要原因。現(xiàn)�,采用離子束輔助(IBAD)、反�(yīng)離子�(RIP)以及離子束濺�(IBS)等沉積技�(shù)已可使膜層的聚集密度�(dá)到等于甚至大于一。在這種情況�,膜層中被認(rèn)為已不存在吸潮空�,由吸潮引起的光�(xué)厚度變化或波�(zhǎng)漂移可忽略不�(jì),于是膜層材料的熱膨脹和折射率等隨溫度變化引起的中心波長(zhǎng)漂移便成為主要因�。由于它是由溫度變化引起�,因此一般稱(chēng)為溫度穩(wěn)定性�
日本科學(xué)家高�?qū)V光片的溫度穩(wěn)定性作了極為深入的研究。他指出,濾光片的溫度穩(wěn)定性不僅與膜層有關(guān),而且與基底材料相�(guān),即溫度�(wěn)定性是由基底和薄膜兩者相互作用的綜合�(jié)果決定的。隨著濾光片溫度的變�,不可避免地�(huì)�(chǎn)生膜層兒何厚度(由熱膨脹系數(shù)決定)和膜層折射率(由膜層折射率溫度系數(shù)決定1的變�。但是這種變化可以通過(guò)選擇基底的熱膨脹系數(shù),即�(diào)節(jié)基底熱應(yīng)力對(duì)膜層造成的彈性形變來(lái)�(jìn)行補(bǔ)�。他�(duì)熱膨脹系�(shù)�0�142×l0.7/��8種基底材料�(jìn)行了試驗(yàn),得到的�(jié)果是,濾光片中心波長(zhǎng)漂移�0 018 nm門(mén)C變化�0 005 nm門(mén)C。因�,對(duì)于特定的膜系,從理論上總可找到零漂移�(shí)基底所�(duì)�(yīng)的熱膨脹系數(shù)�
高橋模型的基本出�(fā)�(diǎn)�,當(dāng)濾光片的�(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),一方面,膜層本身因熱膨脹使得體積增�,造成膜層的平均聚集密度降�,導(dǎo)致膜層厚度和折射率變�;另方�,基底和膜系的熱�(yīng)力造成膜層的彈性形�,也�(huì)�(chǎn)生膜層的體積變化,引起膜層厚度和折射率變�。�2�(gè)�(guò)程若能有效地�(bǔ)�,則可以�(shí)�(xiàn)濾光片中心波�(zhǎng)零漂��