溫度與濕度對(duì)窄帶濾光片性能的影響

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展生產(chǎn)力的提高，窄帶濾光片在諸多行里得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也對(duì)窄帶濾光片的性能提出了更高的要求，特別是溫度和吸濕度要求上有著更高的性能要求。

在我們的日常使用中全介質(zhì)窄帶濾光片暴露在空氣之后，很快的會(huì)出現(xiàn)宏觀上的吸水現(xiàn)象，這樣不僅會(huì)影響峰值波長(zhǎng)移向長(zhǎng)波，而且峰值的透射率也會(huì)增加。窄帶濾光片也會(huì)隨著溫度的變化發(fā)生偏移現(xiàn)象說(shuō)明濾光片上的薄膜材料的折射率對(duì)溫度和濕度較為敏感。

所以要提高窄帶濾光片的穩(wěn)定性，我們需要在工藝上設(shè)防的提高薄膜的聚集密度，提高沉積粒子的能力從而增加薄膜聚焦密度和光學(xué)穩(wěn)定性。

溫度與濕度對(duì)窄帶濾光片性能的影響主要體現(xiàn)在其光學(xué)性能的穩(wěn)定性上。以下是關(guān)于這兩個(gè)因素影響的詳細(xì)分析：

一、溫度對(duì)窄帶濾光片性能的影響

光學(xué)穩(wěn)定性與溫度變化的關(guān)系：

窄帶濾光片的光學(xué)特性對(duì)溫度變化比較敏感。當(dāng)溫度變化時(shí)，薄膜材料的折射率及其熱膨脹系數(shù)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致濾光片的光學(xué)性能發(fā)生漂移。

對(duì)于具有正溫度系數(shù)的材料，當(dāng)溫度變化很小時(shí)，隨著溫度的上升，最主要的影響是波峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。而當(dāng)溫度變化較大時(shí)，濾光片的濕氣可能會(huì)釋放出來(lái)，導(dǎo)致波峰向短波方向移動(dòng)。

溫度引起的中心波長(zhǎng)漂移量受物理厚度變化、溫度折射率變化以及熱膨脹不匹配等多種因素的影響。

改善方法：

適當(dāng)提高基底溫度和真空度，以增加薄膜的聚集密度和光學(xué)穩(wěn)定性。

采用熱膨脹系數(shù)大的基底，以減小溫度引起的中心波長(zhǎng)漂移。

二、濕度對(duì)窄帶濾光片性能的影響

吸水現(xiàn)象：

全介質(zhì)窄帶濾光片暴露于空氣后，會(huì)很快出現(xiàn)宏觀上的吸水現(xiàn)象。先是膜層表面上出現(xiàn)許多吸水斑點(diǎn)，之后逐漸擴(kuò)大并連成一片，最后形成均勻的吸水層。

吸水后，膜層中的孔隙被水填充，導(dǎo)致膜層的平均折射率增加，進(jìn)而使濾光片的峰值波長(zhǎng)移向長(zhǎng)波，并且峰值波長(zhǎng)的透射率也會(huì)增加。

聚集密度與吸濕的關(guān)系：

聚集密度描述了薄膜的疏松程度，與吸濕程度密切相關(guān)。在完全吸濕的情況下，中心波長(zhǎng)的漂移量會(huì)隨聚集密度的減小而增加。

不同膜層吸濕對(duì)中心波長(zhǎng)的影響程度不同，其中中間層及其鄰接層吸濕對(duì)中心波長(zhǎng)的影響最大，而靠近基底的膜層吸濕對(duì)中心波長(zhǎng)的影響較小。

改善方法：

提高薄膜的聚集密度和光學(xué)穩(wěn)定性，以減少吸濕對(duì)濾光片性能的影響。這可以通過(guò)提高沉積粒子的能量，如采用離子束輔助沉積等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

把濾光片與一些蓋片相結(jié)合，也可以固定中心波長(zhǎng)的漂移。

綜上所述，溫度與濕度是影響窄帶濾光片性能的重要因素。為了獲得更好的光學(xué)穩(wěn)定性，需要在制造過(guò)程中采取相應(yīng)的措施，以減小這兩個(gè)因素對(duì)濾光片性能的影響。