为实现阵列化、多波长光探测器件的微型化与集成化，设计了一种基于亚波长金属光栅导模共振原理的透射滤光片。利用波导理论分析了二维金属光栅波导对称和非对称两种结构的共振特性，数值仿真分析了光栅各参数如占空比、光栅厚度、侧壁角度等对透射谱线的影响，并给出了结构优化参数范围。研究表明，透射滤光片的峰值波长与半峰全宽(带宽)取决于光栅周期和缓冲层厚度，带宽的调节范围为2~45 nm，最大透射率为81.7%，所设计的滤光片具有偏振无关性，较好地满足了当前微流控芯片、生物传感阵列等微量样品集成化探测的需求。

对“日盲”紫外诱导透射滤光片进行了理论设计与分析, 并分别优化了离子束溅射法沉积ZrO2、SiO2和Al薄膜的工艺。利用反射与透射光谱反演获得了ZrO2和SiO2薄膜的光学常数, 并由JGS1/SiO2/Al/SiO2/air(SAS)样品的变角度椭偏光谱反演精确获得了Al薄膜的光学常数。在此基础上, 采用离子束溅射沉积方法并利用上述3种薄膜材料优化制备了“日盲”紫外诱导透射滤光片, 测量了滤光片的光谱性能。光谱性能分析表明, 滤光片的峰值波长位于264 nm, 峰值透过率大于60.0%, 透过峰带宽(FWHM)约为13 nm, 在300~350 nm波段的截止度达到了2.6 OD。研究认为制约离子束溅射制备“日盲”紫外诱导透射滤光片性能的主要因素是Al金属膜的溅射沉积速率以及沉积Al膜时腔体中残余的O2含量。

多腔诱导透射滤光片制备后出现的缺陷,严重地影响了薄膜样品的品质以及环境稳定性。实验用热蒸发的方法在室温浮法玻璃基底上制备了四腔诱导透射滤光片。用光学显微镜观测了缺陷的形貌,将缺陷分为不同类型的点状缺陷和线状缺陷,并结合光学轮廓仪和电子能量散射谱仪分析了缺陷的深度以及元素成份。分析结果显示,基片污染、喷溅以及应力、亚表面缺陷等综合因素是诱发缺陷产生的主要原因。为减少缺陷数量以及其尺寸和深度,实验验证了基底酸洗工艺对缺陷的抑制效果,证明了酸洗工艺具有可行性。最后结合缺陷产生的可能原因提出了制备工艺改进措施,已经取得了较好的成果。

Plasma ion-assisted deposition (PIAD) process for ultraviolet (UV)-induced transmission and full dielectric thin-film filters in the 200–400 nm spectral region is described. The design and manufacturing method of the UV filters are introduced. The UV filters exhibit deep blocking (> optical density (OD)5–OD6), high transmittance, and stable environment durability. These UV filters pass 10 cycles in an aggravated temperature-humidity test, according to ISO9022-2 and MIL-STD-810F standards.

诱导透射滤光片设计中,金属层厚度的选择是很重要的环节.应用导纳轨迹图解方法,可以确定能诱导出滤光片最大透射率的金属层厚度.与用势透射率概念设计方法相比,采用该方法确定的金属层厚度,可使所设计制作的诱导透射滤光片的峰值透射率更高.实际设计中,可以以此厚度为基础进行调整,使膜系满足设计要求.