超窄带滤光片：将高分辨率成像从紫外扩展到长波红外

图 1. 使用窗口 SJI 图像的界面区域成像光谱仪 (IRIS) 浏览器可视化。 （图片来源：Alluxa）

光学传感器和成像技术的进步越来越快地融入到人类如何互动、了解自己和探索周围世界的方式中。光学设备的研究范围很广泛，它们支持诸如植入式透皮生物MEMS设备等技术，或者作为近空和深空仪器部署的太空飞行测量仪。超窄带通 (UNBP) 薄膜滤光片是现代光学设备功能的核心，能够区分宽光谱内的亚纳米波段。这些滤光片最初是用于电信行业的 NIR DWDM 滤光片，现在对于从在深紫外和中红外波段之间运行的成像和传感设备中提取有意义的信号至关重要。

Alluxa 开发的 SIRRUS™ 等新型沉积技术已将 UNBP 过滤器的制造从低产量、高成本的企业转变为高度确定性的制造工艺。近年来，形状因数、空间均匀性和光谱分辨率等关键滤波器属性已经超过了功能/性能阈值。以下示例重点介绍了 UNBP 的一些最新应用。

太阳物理学作为一门学科，作为一种社会好奇心和研究广泛的日地相互作用的场所，已经走到了最前沿。对磁场/等离子体现象（例如日冕物质抛射（CME））的研究是人们非常感兴趣的课题。 2 过去二十年的研究范围从高空飞行到众多太空飞行任务中的仪器仪表。这些太阳测量员使用多波长 UNBP 滤光片对日光层的低、中、高部分进行高空间和时间分辨率扫描。随着下一代仪器的开发，对等离子体速度更高分辨率成像（即日光层的温度剖面）的需求已经增加。为了满足这一需求，Alluxa 正在紫外线中构建高精度多腔 UNBP。

图 2. 紫外线超窄太阳能滤光片。 （图片来源：Alluxa）

已为成像光谱仪和其他传感应用生产了超过 500 层的滤光片。使用一系列内部开发的仪器，Alluxa 滤光片表现出 FWHM <0.5 nm 和峰值透射率为 0.10-0.50 (10-50%)，同时在 OD6-12 处阻挡 200-1200 nm，如图 2 所示。这种令人印象深刻的光谱分布归因于沉积系统配置和工艺方法，可最大限度地减少高界面数滤光片中的损耗（散射 + 吸收），这是高性能 UV 的关键功能过滤器。

图 3. VIS 超窄带通滤光片，CWL @ 532 nm。 （图片来源：Alluxa）

大气观测和建模是每个乘坐这个蓝色气泡的人的主要关注点。它可以显着改变个人生活和地缘经济结构，例如温室气体排放全球商业体系。具体来说，532 nm 和 1064 nm 的滤光片对于提升我们测量对流层中日云和气溶胶剖面的反向散射和体积去偏振的能力具有重要意义。图 3 和图 4 分别展示了 532-0.127 和 1064-0.25 OD6 超窄带通滤波器的性能，与预期的理论模拟非常匹配。这些滤波器将在飞行任务中实施，以实际用于大气激光雷达遥感。 3、4

图 4. NIR 超窄带通滤光片，CWL @ 1064 nm。 （图片来源：Alluxa）

另一个实验和发展领域是气体监测和分析，特别是在长波红外波长范围内。该波长范围的激光应用范围从实验性纹身去除程序到制造医疗设备。控制激光器的带宽和衰减带外光是这些应用的关键，因此，超窄激光器正迅速成为关键组件。图 5 展示了 Alluxa 设计和可靠制造长波红外区域 FWHM <0.1 微米的 10.6 微米的能力。

图 5.10.6 微米长波红外超窄带通。 （图片来源：Alluxa）

不断发展的应用广泛需要超窄带通滤波器，这就产生了对不断创新和改进的需求。从最大限度地减少紫外光中的损耗或散射，到可见光和近红外光中更高的重复性和理论匹配，再到长波红外光中增加带内传输和更窄的带宽，Alluxa 不断满足创新的需求。 SIRRUS™ 沉积平台以及 Alluxa 的设计和工程专业知识在相对较短的时间内从根本上促进了能力和进步，正如这些突破边界的 UNBP 所证明的那样。

本文由 Alluxa（加利福尼亚州圣罗莎）工程团队撰写。如需了解更多信息，请访问此处。

参考文献

1. SVS。 “NASA 科学可视化工作室 | 一片光：IRIS 如何观测太阳。” SVS，2015 年 6 月 26 日。
2. “EUVST – NASA 科学。”美国宇航局，美国宇航局，科学。
3. “云气溶胶传输系统 (CATS)。”猫。
4. “NASA AOS – 用于 AOS 倾斜轨道的 ALICAT 激光雷达：仪器概述和预计性能。” aos.gsfc.nasa.gov、aos.gsfc.nasa.gov/meetings-documents-more.htm?id=175。