阅读说明：本技术 一种3D结构光940nm窄带滤光片及其制备方法 (3D structured light 940nm narrow-band filter and preparation method thereof ) 是由 杨志民 孟庆宣 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种3D结构光940nm窄带滤光片及其制备方法,包括基底,所述基底一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层,所述基底另一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层,每一面所述氧化硅层和氢化硅层的总层数均设置为20-40层,每一面所述氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm,每一面所述氢化硅层的厚度设置为400-800nm。本发明,得到滤光片可以使氢化硅的折射率达到控3.8-4.5,二氧化硅的折射率达到1.4-1.6,可以满足大角度小偏移的要求；采用的膜系方案,波长定位准确,陡度好；空间层采用高折射率的氢化硅材料,耦合层则用低折射率的二氧化硅材料,这样角度效应引起的偏移量比用低折射率材料要小。(The invention discloses a 940nm narrow-band filter of 3D structured light and a preparation method thereof, wherein the filter comprises a substrate, one surface of the substrate is alternately evaporated with a silicon oxide layer and a hydrogenated silicon layer, the other surface of the substrate is alternately evaporated with a silicon oxide layer and a hydrogenated silicon layer, the total number of the silicon oxide layer and the hydrogenated silicon layer on each surface is 20-40, the thickness of the silicon oxide layer on each surface is 1300-800 nm, and the thickness of the hydrogenated silicon layer on each surface is 400-800 nm. According to the invention, the obtained optical filter can control the refractive index of hydrogenated silicon to 3.8-4.5, and the refractive index of silicon dioxide to 1.4-1.6, so that the requirements of large angle and small deviation can be met; the adopted film system scheme has accurate wavelength positioning and good gradient; the space layer is made of hydrogenated silicon material with high refractive index, and the coupling layer is made of silicon dioxide material with low refractive index, so that the offset caused by the angle effect is smaller than that caused by the material with low refractive index.)

一种3D结构光940nm窄带滤光片及其制备方法

技术领域

本发明涉及滤光片技术领域，具体是一种3D结构光940nm窄带滤光片及其制备方法。

背景技术

目前在可见及近红外波段的窄带滤光片，是由常用的镀膜材料二氧化钛和二氧化硅交替组成的多层膜，两种材料的折射率分别为2.4和1.46，其折射率比值在1.64，测试其光谱透射率会发现，在0度和30度的条件下，波长的偏移量在30nm左右(在波长900nm附近)，随着3D摄像技术的发展，要求对应的滤光片在大角度使用时中心波长(940nm)的偏移量越小越好，同时对其余波段的光予以截止，以免杂散光引起干扰。这样，常规的二氧化钛/二氧化硅组合就无法满足要求；为此我们提出一种3D结构光940nm窄带滤光片及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D结构光940nm窄带滤光片及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D结构光940nm窄带滤光片，包括基底，所述基底一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层，所述基底另一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层，每一面所述氧化硅层和氢化硅层的总层数均设置为20-40层。

优选的，所述氧化硅层设置为二氧化硅层，所述氢化硅层设置为四氢化硅层。

优选的，每一面所述氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm，每一面所述氢化硅层的厚度设置为400-800nm。

优选的，所述基底设置为AF32玻璃或D263T玻璃。

优选的，一种3D结构光940nm窄带滤光片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择基底材料：基底材料选择AF32玻璃或D263T玻璃；

步骤二：在基底材料的一面不同条件交替蒸镀氧化硅层和氢化硅层，膜层在20-40层之间，氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm，氢化硅层的厚度设置为400-800nm；

步骤三：在基底材料的另一面不同条件交替蒸镀氧化硅层和氢化硅层，膜层在20-40层之间，氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm，氢化硅层的厚度设置为400-800nm。

优选的，步骤二和步骤三中所述的蒸镀方法采用溅射镀膜，并加离子束辅助。

优选的，步骤二和步骤三中在蒸镀所述氧化硅层时需要充入氧气，在蒸镀所述氢化硅层时需要充入氢气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：得到滤光片可以使氢化硅的折射率达到控3.8-4.5，二氧化硅的折射率达到1.4-1.6，可以满足大角度小偏移的要求；采用的膜系方案，波长定位准确，陡度好；空间层采用高折射率的氢化硅材料，耦合层则用低折射率的二氧化硅材料，这样角度效应引起的偏移量比用低折射率材料要小。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的溅射镀膜的流程图。

图2为本发明实施例2制备的滤光片在0度和30度的条件下进行光谱透射率测试图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，一种3D结构光940nm窄带滤光片，包括基底，所述基底一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层，所述基底另一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层，每一面所述氧化硅层和氢化硅层的总层数均设置为20-40层。

优选的，所述氧化硅层设置为二氧化硅层，所述氢化硅层设置为四氢化硅层。

优选的，每一面所述氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm，每一面所述氢化硅层的厚度设置为400-800nm。

优选的，所述基底设置为AF32玻璃或D263T玻璃。

一种3D结构光940nm窄带滤光片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择基底材料：基底材料选择AF32玻璃或D263T玻璃；

步骤二：在基底材料的一面不同条件交替蒸镀氧化硅层和氢化硅层，膜层在20-40层之间，氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm，氢化硅层的厚度设置为400-800nm；

步骤三：在基底材料的另一面不同条件交替蒸镀氧化硅层和氢化硅层，膜层在20-40层之间，氧化硅层的厚度设置为1300-2000nm，氢化硅层的厚度设置为400-800nm。

优选的，步骤二和步骤三中所述的蒸镀方法采用溅射镀膜，并加离子束辅助。

优选的，步骤二和步骤三中在蒸镀所述氧化硅层时需要充入氧气，在蒸镀所述氢化硅层时需要充入氢气。

本实施例得到的膜系结构如下：

G|(HL)^n SIH4(LH)^n L[(HL)^n+1SIH4(LH)^n+1L]^p(HL)^n SIH4(LH)^n|air

G:玻璃基底；H:高折射率材料；L:低折射率材料；n、s、p均为自然数；

两种材料的折射率选取有讲究，从数值上看，折射率值都要高，而且相差也较大；这里H：4.41，L：1.48其比值为2.97；溅射参数如下：

中心监波长为942nm；

可以实现：

0度:T>90％@930-950nm T<1％@380-910nm T<％@970-1100nm

30度:T>90％@920-942nm T<1％@380-910nm T<％@970-1100nm。

实施例2

请参阅图1和图2，本发明实施例中，一种3D结构光940nm窄带滤光片，包括基底，所述基底一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层，所述基底另一面交替蒸镀有氧化硅层和氢化硅层，每一面所述氧化硅层和氢化硅层的总层数均设置为27层。

优选的，所述氧化硅层设置为二氧化硅层，所述氢化硅层设置为四氢化硅层。

优选的，每一面最外层所述氧化硅层的厚度设置为100nm，100nm为最外层为了防止氢化硅层与空气中成分反应。

优选的，所述基底设置为AF32玻璃或D263T玻璃。

一种3D结构光940nm窄带滤光片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择基底材料：基底材料选择AF32玻璃或D263T玻璃；

步骤二：在基底材料的一面不同条件交替蒸镀氧化硅层和氢化硅层，膜层在27层之间，最外层的氧化硅层的厚度设置为100nm；

步骤三：在基底材料的另一面不同条件交替蒸镀氧化硅层和氢化硅层，膜层在27层之间，最外层的氧化硅层的厚度设置为100nm。

优选的，步骤二和步骤三中所述的蒸镀方法采用溅射镀膜，并加离子束辅助。

优选的，步骤二和步骤三中在蒸镀所述氧化硅层时需要充入氧气，在蒸镀所述氢化硅层时需要充入氢气。

本发明的工作原理是：制备的滤光片在0度和30度的条件下进行光谱透射率测试，可以看出，理论设计偏移量(透过率50％处)短波方向为9.7nm，长波方向为9.9nm，均小于10nm；完全满足实际要求。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。