摘要 #[&9~za'"m 投影机中所使用的隔红外紫外
滤光片的主要作用是滤除灯源
光谱中的紫外光和红外光。420 nm以下的紫外光会对
光学芯片造成损伤,而700 nm以上的红外光会导致芯片温度升高,进而影响其寿命。此外,红外波段对图像亮度的贡献可以忽略,因此通常需要滤除
波长小于420 nm和大于 700 nm的光谱成分。
`.g'bZ<v/ 在本案例中,通过先分别构建长波通和短波通滤光片,用于阻断紫外与红外波段,再通过膜系叠加与光谱
优化,形成可见光透过、紫外与红外有效抑制的带通特性滤光片。
I{$TMkh[ 应用场景 4nXemU= 在本案例中,我们采用将长波通与短波通滤光片分别设计并镀于
镜片两侧的方式,并在此基础上进行整体膜系优化,最终实现了一个带通滤光片,在420–700 nm波段内具有高透过率,在250–400 nm与730–1050 nm波段具备高截止能力。
o?d`o$ 设计结果 mT>RQ. 设计结果如图所示,在 0° 入射条件下,该膜系在 420–700 nm 波段内具有高透过率,在 250–400 nm 和 730–1050 nm 波段内表现出良好的截止性能,实现了仅透过可见光、有效阻挡紫外和红外光的设计目标。
Xb~i?T;f OYfRtfE 设计流程 K}DrJ/s 首先进行长波通滤光片的设计,初始
结构如左图所示。使用常用的对称膜堆结构(0.5H L 0.5H)^15作为初始结构。设计目标是在250~400nm为截止区,截止深度为OD2。420-700nm为通带,平均反射率越大越好。
e**5_L 使用公式工具构建上述初始膜系,并查看其透射光谱。通过在图表中动态调整参考波长,确定了最符合指标的截止带范围。但此时截止带宽度仍不足,后续需要进一步拓宽截止带宽度。
;*{Ls# 关于公式工具的更多信息:
Tutorial: Formula Tool 7ju^B/7 软件可将两个参考波长不同的膜系绘制于同一光谱图中(见左图),并通过项目合并功能预览合并后膜系的光谱响应(见右图)。
QBCEDv&j 关于多项目光谱对比和项目合并的更多信息:
Tutorial: 多项目光谱对比和项目合并 H~?7:K 膜系叠加后截止带宽已经得到有效拓宽,且截止度已经达标。但此时通带还有较多波纹,接下来将通过优化进一步改善。
h05BZrE 使用Nelder-mead算法优化各层厚度,目标是250~400nm波段透射率趋近于0%,420~700nm波段透射率趋近于100% 。
g^{a;= 关于优化的更多信息:
Tutorial: Optimization Workflow Ri3*au/Q 优化后通带波纹已经显著减小, 截止带和通带都已满足设计指标。
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_.v 使用公式工具构建上述初始膜系,并查看其透射光谱。通过在图表中动态调整参考波长,确定了最符合指标的截止带范围。但此时截止带宽度仍不足,后续需要进一步拓宽截止带宽度。
q#F+^)DD [ 关于公式工具的更多信息:
Tutorial: Formula Tool v=daafO 软件可将两个参考波长不同的膜系绘制于同一光谱图中(见左图),并通过项目合并功能预览合并后膜系的光谱响应(见下图)。
@ %o' 关于多项目光谱对比和项目合并的更多信息:
Tutorial: 多项目光谱对比和项目合并 xJin%:O
t^=S\1"R\ 膜系叠加后截止带宽已经得到有效拓宽,且截止度已经达标。但此时通带还有较多波纹,接下来将通过优化进一步改善。
R1Fcd@DWD 使用Nelder-mead算法优化各层厚度,目标是400~700nm波段透射率趋近于100%,740~1050nm波段透射率趋近于0%。
P\h1%a/D 关于优化的更多信息:
Tutorial: Optimization Workflow Q$5%9 通带平均透射率已显著提升,整体性能得到大幅提升。尽管通带内仍存在细微波纹,但这在短波通滤光片中较为常见,对整体性能影响有限。后续在与长波通膜系叠加后,会进一步优化以实现更优表现。
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隔红外紫外滤光片是一种宽带滤光片,可通过在基板一侧镀制长波通滤光片、另一侧镀制短波通滤光片实现。在本设计中,将先前优化完成的长波通与短波通膜系分别镀于基板两侧,构建出滤光片的基本结构。右图展示了当前的透射光谱,可以看出透射带尚未达到设计要求。
z%nplG'~| 目标:250~400 nm, 0°入射时的透射率趋近于0% 420~700 nm,0°入射时的透射率趋近于100%
L lD=c 740~1050 nm,0°入射时的透射率趋近于0%
K."W/A! 使用trf算法优化基板前后所有膜层的厚度,目标是在截止带透射率接近0%,通带透射率接近100%。
Z?qc4Cg 关于优化的更多信息:
Tutorial: Optimization Workflow