造成濾光片中心波長漂移的主要原因

造成濾光片中心波長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，常規(guī)工藝下制備的薄膜聚集密度通常都小于1。因此，隨吸潮情況不同，膜層的光學(xué)厚度變化可達(dá)l%~ 5%l，這意味著對于中心波長為777. 4 nm的閃電探測儀用超窄帶濾光片，吸潮后的中心波長將向長波方向漂移7 7 - 37. 5 nm。這種漂移不僅隨環(huán)境濕度變化而變化，而且當(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，由于致密膜的阻擋作用，波長漂移的時間可持續(xù)兒天甚至兒個月，所以給濾光片的實際應(yīng)用帶來困難。在早期，膜層內(nèi)部的低聚集密度造成的疏松結(jié)構(gòu)是引起光譜漂移的主要原因?，F(xiàn)在，采用離子束輔助(IBAD)、反應(yīng)離子鍍(RIP)以及離子束濺射(IBS)等沉積技術(shù)已可使膜層的聚集密度達(dá)到等于甚至大于一。在這種情況下，膜層中被認(rèn)為已不存在吸潮空隙，由吸潮引起的光學(xué)厚度變化或波長漂移可忽略不計，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漂移便成為主要因素。由于它是由溫度變化引起的，因此一般稱為溫度穩(wěn)定性。 

       日本科學(xué)家高橋?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)，而且與基底材料相關(guān)，即溫度穩(wěn)定性是由基底和薄膜兩者相互作用的綜合結(jié)果決定的。隨著濾光片溫度的變化，不可避免地會產(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的變化。但是這種變化可以通過選擇基底的熱膨脹系數(shù)，即調(diào)節(jié)基底熱應(yīng)力對膜層造成的彈性形變來進(jìn)行補(bǔ)償。他對熱膨脹系數(shù)從0到142×l0.7/℃的8種基底材料進(jìn)行了試驗，得到的結(jié)果是，濾光片中心波長漂移從0 018 nm門C變化到0 005 nm門C。因此，對于特定的膜系，從理論上總可找到零漂移時基底所對應(yīng)的熱膨脹系數(shù)。 

       高橋模型的基本出發(fā)點是，當(dāng)濾光片的環(huán)境溫度發(fā)生變化時，一方面，膜層本身因熱膨脹使得體積增大，造成膜層的平均聚集密度降低，導(dǎo)致膜層厚度和折射率變化；另方而，基底和膜系的熱應(yīng)力造成膜層的彈性形變，也會產(chǎn)生膜層的體積變化，引起膜層厚度和折射率變化。這2個過程若能有效地補(bǔ)償，則可以實現(xiàn)濾光片中心波長零漂移。