非极化依赖之光学极窄带带通滤镜

摘要

一种非极化依赖的光学极窄带带通滤镜(Polarization-independent ultra-narrow bandpass filters)，对于入射光的偏极态不敏感，且可以较少的膜层数得到较佳之窄带带通讯号；该非极化依赖的光学极窄带带通滤镜，为双共振腔对称堆叠结构，每一该共振腔系为具高折射率之膜层与具低折射率之膜层交错堆叠之结构，每一该共振腔之结构包括二反射镜以及夹于该两反射镜中间的一共振光栅层。该反射镜之各膜层以及该共振光栅层皆为λ/4光学厚度，而该共振光栅层之光栅周期长度为0.9λ~3λ，最佳光栅周期长度为1λ~2λ，其中λ为穿透光之波长。该反射镜之高折射率层为矽(Si)层(折射率 nH，3.6)，低折射率层为二氧化矽(SiO2)层(折射率nL=1.43)，而该共振光栅层，可为具高折射率之膜层(等效折射率3.4~3.5)或具低折射率之膜层(等效折射率1.45~1.5)。

主权项

1.一种非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,用以滤出波长为之穿透光,其特征在于:该非极化依赖之光学极窄带带通滤镜由至少一组双共振腔对称结构所组成,该双共振腔对称结构系由二个具单一共振腔之法布里-珀罗(Fabry-Perot)带通滤镜堆叠而成,每一该共振腔系由两反射镜中间夹一共振光栅层所组成,其中该反射镜由高折射率层与低折射率层,交错堆叠而成,该高折射率层、低折射率层以及该共振光栅层皆为/4光学厚度,而该共振光栅层之光栅周期长度为0.9~3。2.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,该共振光栅层之最佳光栅周期长度为1~2。3.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其结构为:{(HL)x2H(LH)x}m,其中H代表具高折射率(或等效折射率)之膜层,L代表具低折射率(或等效折射率)之膜层,3≦x≦5,m≧1。4.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其结构为:{(LH)x2L(HL)x}m,其中H代表具高折射率(或等效折射率)之膜层,L代表具低折射率(或等效折射率)之膜层,3≦x≦5,m≧1。5.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其结构为:{L(HL)x2H(LH)xL}m,其中H代表具高折射率(或等效折射率)之膜层,L代表具低折射率(或等效折射率)之膜层,3≦x≦5,m≧1。6.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其结构为:{H(LH)x2L(HL)xH}m,其中H代表具高折射率(或等效折射率)之膜层,L代表具低折射率(或等效折射率)之膜层,3≦x≦5,m≧1。7.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中该高折射率层由矽(Si)(折射率=3.6)所组成,该低折射率层由二氧化矽(SiO2)(折射率=1.43)所组成。8.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中与该共振光栅层相邻的该反射镜之膜层为高折射率层,而该共振光栅层为具低等效折射率之膜层。9.如申请专利范围第8项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中该共振光栅层为由低折射率材料二氧化矽(SiO2)(折射率=1.43)与SiOx(折射率ngH,1.6≧gH>1.43)所组成之周期性结构。10.如申请专利范围第9项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中该共振光栅层之该低折射率材料的比例宽度f=0.1~0.9,该共振光栅层之等效折射率ng的范围为,1.5≧ng≧1.45。11.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中与该共振光栅层相邻的该反射镜之膜层为低折射率层,而该共振光栅层为具高等效折射率之膜层。12.如申请专利范围第11项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中该共振光栅层为由高折射率材料矽(Si)(折射率3.6)与SiOx(折射率ngL,3.6>ngL≧3.1)所组成之周期性结构。13.如申请专利范围第12项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中该共振光栅层之该高折射率材料的比例宽度f=0.1~0.9,该共振光栅层之等效折射率ng的范围为,3.5≧ng≧3.4。14.如申请专利范围第7.9.12项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中各膜层以反应性溅镀或蒸镀或电浆辅助化学气象沉积法来镀制。15.如申请专利范围第9.12项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,其中该共振光栅层之光栅的生成系以电子束或雷射蚀刻或是离子植入或雷射曝光的方式来达成。16.如申请专利范围第1项所述之非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,系以玻璃作为基板。图式简单说明:第1图,为一种习知的法布里-珀罗(Fabry-Perot)带通滤镜的结构剖面示意图。第2A图,为根据本发明的一种非极化依赖之光学极窄带带通滤镜之第一个实施例的结构剖面图,该滤镜由二个具单一空腔之对称性法布里-珀罗(Fabry-Perot)带通滤镜串接堆叠形成,该空腔之空间层为共振光栅层,与该共振光栅层相邻接的膜层为低折射率层。第2B图,为根据本发明的一种非极化依赖之光学极窄带带通滤镜之第二个实施例结构剖面图,该滤镜由二个具单一空腔之对称性法布里-珀罗(Fabry-Perot)带通滤镜串接堆叠形成,该空腔之空间层为共振光栅层,与该共振光栅层相邻接的膜层为高折射率层。第3图,为根据本发明的一种十八层非极化依赖之光学极窄带带通滤镜与一般之单一空腔(9层)和双空腔(19层)薄膜法布里-珀罗(Fabry-Perot)带通滤镜在入射角度为0之穿透率光谱比较图。第4图,绘示根据本发明的第一个实施例之十八层非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,对于不同偏极化(P和S)之偏极光在0、10和20时之穿透率影响效应,该滤镜的每一膜层厚度皆为/4,其中=1550nm,光栅周期长度为1550nm。第5图,绘示根据本发明的第一个实施例之十八层非极化依赖之光学极窄带带通滤镜,对于不同偏极化(P和S)之偏极光在0、10和20时之穿透率影响效应,该滤镜的每一膜层厚度皆为/4,其中=1550nm,光栅周期长度为3100nm。