本發(fā)明涉及隔紅外濾波器
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器及其制備方法。
背景技術(shù)：
：ccd(電荷耦合元件)是最常用的圖像傳感器，其光敏感波長約為400nm到1100nm。顧名思義，隔紅外濾波器就是要截止掉紅外光，因?yàn)閏cd能對(duì)波長400～700nm的可見光和波長700～1100nm的紅外光同時(shí)成像，但可見光圖像一般為彩色，紅外光圖像為黑白，兩幅圖像人眼看起來是不一樣的，若不把紅外光隔離掉，兩幅圖像疊加后會(huì)使可見光圖像變模糊了；況且，紅外光是一種熱光，會(huì)導(dǎo)致ccd升溫，產(chǎn)生的熱噪聲會(huì)使圖像的分辨率和對(duì)比度退化，以上兩點(diǎn)說明拍攝系統(tǒng)中隔紅外光濾波器是絕對(duì)不可缺失的。其次，ccd雖不會(huì)對(duì)波長小于400nm的紫外光感受出圖像，但由于紫外光的光子能量高，長期照射會(huì)降低ccd的使用壽命，故隔紅外光濾波器必須具有隔紫外光的功能。目前隔紅外光和隔紫外光都是靠光學(xué)薄膜實(shí)現(xiàn)的，但光學(xué)薄膜從干涉原理上講勢(shì)必存在角度效應(yīng)，這會(huì)造成相同顏色的物體由于進(jìn)入相機(jī)的入射光角度不同而產(chǎn)生明顯的色差，并造成亮度不勻，為此，隔紅外光濾波器迄今還必須用一塊吸收型的藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料作為基底來穩(wěn)定透射-截止過渡波長，消除角度效應(yīng)引起的波長漂移，從而消除圖像色差和亮度不勻。但是，現(xiàn)有技術(shù)常用的藍(lán)玻璃(如日本hoya生產(chǎn)的qb51)或藍(lán)塑料(日本jsr生產(chǎn)的flxl100aa)或多或少地都存在著一些缺陷。對(duì)藍(lán)玻璃基底而言：(1)透射-截止過渡區(qū)陡度差，犧牲了一部分光能；(2)為適當(dāng)增加過渡區(qū)陡度，需增加藍(lán)玻璃厚度，這會(huì)產(chǎn)生較大的像差；(3)這種藍(lán)玻璃早期只有日本獨(dú)家供應(yīng)，價(jià)格很貴；(4)藍(lán)玻璃的膨脹系數(shù)大、機(jī)械應(yīng)力大、脆性，鍍膜后切割成小片時(shí)極易破碎；(5)藍(lán)玻璃是通過對(duì)玻璃進(jìn)行離子著色而成，離子的化學(xué)不穩(wěn)定性易造成藍(lán)玻璃發(fā)霧生霉；(6)重量重、體積大，在智能手機(jī)等應(yīng)用中受到限制；(7)藍(lán)玻璃在整個(gè)紅外區(qū)截止，不能用于日夜兼用的雙通道濾波器中。而對(duì)藍(lán)塑料基底而言，(1)典型藍(lán)塑料基底的厚度約為0.1mm，在緩解像差的同時(shí)，帶來了濾光片應(yīng)力造成的基底變形難題；(2)藍(lán)塑料是一種有機(jī)材料，而光學(xué)薄膜是無機(jī)材料，兩者附著極易失敗，或者說，濾光片很難鍍到藍(lán)塑料基底上去；(3)藍(lán)塑料基底的剛性差，在隔紅外濾波器面積較大時(shí)應(yīng)用受到限制。以上可以看出，藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料兩種基底具有互補(bǔ)性，藍(lán)塑料基本上克服了藍(lán)玻璃的缺點(diǎn)，但藍(lán)玻璃的重要優(yōu)點(diǎn)卻在藍(lán)塑料中變成了缺點(diǎn)。一直以來，人們期待能找到一種性能優(yōu)良、價(jià)格便宜的其他玻璃、塑料或其他新材料、新技術(shù)來替換現(xiàn)用濾波器的藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料，但迄今仍無法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出用浸涂藍(lán)墨水染料的玻璃作為基底來替換現(xiàn)用濾波器的藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料，由于釆用酸性墨水藍(lán)配制而成的三苯甲烷系材料價(jià)格便宜，加上浸漬法涂制成本低廉，這種在光學(xué)玻璃上浸涂塑料薄膜的基底同時(shí)兼有藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料的特點(diǎn)，受到市場(chǎng)的青睞。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供了一種用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器及其制備方法，以用于手機(jī)拍攝系統(tǒng)和安防電視系統(tǒng)等。由于這種浸涂藍(lán)墨水染料的玻璃基底能夠使濾波器透射-截止過渡區(qū)的波長漂移減小到接近于零，而且機(jī)械、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因而可以替代現(xiàn)有隔紅外濾波器中的藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料基底。如前所述，濾波器的隔紅外和隔紫外功能都必須依靠光學(xué)薄膜來實(shí)現(xiàn)，但是與吸收型截止不同，干涉型的光學(xué)薄膜具有固有的角度效應(yīng)，即在拍攝視場(chǎng)中央?yún)^(qū)域的光線入射角很小，所以隔紅外濾波器透射-截止過渡區(qū)向短波長的移動(dòng)量也很小，但在拍攝視場(chǎng)的邊緣區(qū)域，由于光線入射角逐漸增加到最大，過渡區(qū)向短波長的移動(dòng)量也逐漸增大到最大，這意味著拍攝圖像會(huì)從中央向邊緣區(qū)域產(chǎn)生色差和亮度的漸變。藍(lán)玻璃基底或藍(lán)塑料基底的共同功效是：提供一個(gè)不隨光線入射角變化的穩(wěn)定的透射-截止過渡區(qū)，該過渡區(qū)中透射率為50％的波長約為650nm。因?yàn)檫@個(gè)透射-截止過渡區(qū)是由藍(lán)玻璃基底或藍(lán)塑料基底的特征吸收形成的，所以這個(gè)透射率為50％處的波長650nm不會(huì)因目標(biāo)圖像的光線入射角變化而產(chǎn)生漂移，因而能使以不同入射角進(jìn)入拍攝鏡頭的圖像獲得均勻的彩色和相同的亮度。為了確保藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料穩(wěn)定透射-截止過渡區(qū)的功效，而避免它們各自存在的缺陷，發(fā)明人提出了以下構(gòu)思：1)為使藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料能夠各自取長補(bǔ)短，提出將藍(lán)墨水染料鍍于光學(xué)玻璃上來取代藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料的設(shè)想。這個(gè)設(shè)想源于：藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料之所以產(chǎn)生幾乎相同的藍(lán)色，是因?yàn)樗鼈兌荚?50nm附近產(chǎn)生了吸收過渡區(qū)，由此推想，藍(lán)墨水的顏色與藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料都很接近，藍(lán)墨水是否也具有650nm附近的過渡特性呢？本發(fā)明測(cè)量結(jié)果證明：回答是肯定的。2)藍(lán)墨水染料能否制成薄膜呢？藍(lán)墨水是一種有機(jī)染料，是用酸性墨水藍(lán)配制而成的三苯甲烷系材料。若要成膜，首先，藍(lán)墨水溶液必須具有一定的粘度，其次，一般而言，只要染料具有一定的分子量，就能用溶膠凝膠法進(jìn)行溶液成膜，若分子量太小，則就不會(huì)成膜。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)證明藍(lán)墨水染料是能夠成膜的。3)如何在玻璃上制備牢固穩(wěn)定的藍(lán)墨水染料膜呢？藍(lán)墨水是黃血鹽和三價(jià)鐵離子或赤血鹽和二價(jià)鐵離子反應(yīng)所得的滕士藍(lán)或叫普魯士藍(lán)。為增強(qiáng)藍(lán)墨水染料薄膜與玻璃的附著力和牢固度，本發(fā)明提出緊隨光學(xué)玻璃超聲清洗產(chǎn)生的新鮮玻璃表面立即進(jìn)行浸漬法藍(lán)墨水染料涂制工序，并在涂制工序中避免使用草酸，因?yàn)椴菟釙?huì)使有機(jī)羧酸鐵轉(zhuǎn)化成可溶的草酸鐵而使藍(lán)墨水染料褪色，同時(shí)也必須避免使用高錳酸鉀、漂白粉之類的強(qiáng)氧化劑或還原劑以及強(qiáng)紫外光輻照，并將涂有藍(lán)墨水染料膜的基底存放在暗室中，以確保藍(lán)墨水染料穩(wěn)定性，這些措施必須等到藍(lán)墨水染料鍍上具有保護(hù)功能的隔紅外濾光片或隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片后才可適當(dāng)解除。4)為確保整個(gè)光學(xué)玻璃的二個(gè)表面全部涂上藍(lán)墨水染料薄膜，本發(fā)明提出了一種特殊的聚四氟乙烯“v”型槽工件夾具架，可以防止浸漬涂膜時(shí)出現(xiàn)“死角”，且玻璃片裝卸方便，破損率低，易于量產(chǎn)。5)為了增加有機(jī)染料與無機(jī)薄膜之間的附著力，在藍(lán)墨水染料層上鍍制al0.6si0.7o2.3粘附層時(shí)，釆用低能離子輔助，不致破壞染料分子結(jié)構(gòu)。在緊接著的隔紅外濾光片或隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片鍍制時(shí)，才可采用高能離子輔助。具體地說，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：一種用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器，包括：基底；設(shè)置在所述基底兩側(cè)的粘附層；設(shè)置在所述基底一側(cè)的粘附層上的隔紅外濾光片；以及，設(shè)置在所述基底另一側(cè)的粘附層上的隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片；所述的基底包括光學(xué)玻璃以及設(shè)置在所述光學(xué)玻璃兩個(gè)表面上的藍(lán)墨水染料層；所述的粘附層由氧化鋁和氧化硅的混合單層膜組成，并分別鍍于所述光學(xué)玻璃兩個(gè)表面的藍(lán)墨水染料層上；所述的隔紅外濾光片和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片均由高折射率膜和低折射率膜兩種材料交替組成；所述的高折射率膜層為ti3o5，所述的低折射率膜層為sio2。以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案：本發(fā)明中，基底包括光學(xué)玻璃和光學(xué)玻璃兩個(gè)表面上的藍(lán)墨水染料層，其中光學(xué)玻璃包括k系列冕玻璃、b270玻璃、borofloat玻璃、d263t玻璃、gorilla玻璃和eaglexg玻璃，藍(lán)墨水染料層是用酸性墨水藍(lán)配制而成的三苯甲烷系材料，并釆用浸漬法涂制。所述的粘附層為由氧化鋁和氧化硅摩爾混合比為3：7構(gòu)成的al0.6si0.7o2.3混合單層膜，藍(lán)墨水染料層和濾光片之間的粘附層是氧化鋁和氧化硅摩爾混合比為3：7的al0.6si0.7o2.3混合膜，其折射率為1.50，其厚度為80nm。高折射率膜層氧化鈦ti3o5在波長500nm的折射率為2.45，低折射率膜層氧化硅sio2在波長500nm的折射率為1.46。所述的隔紅外濾光片設(shè)置在所述基底的一側(cè)，所述的隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片設(shè)置在所述基底的另一側(cè)。所述的隔紅外濾光片由ti3o5高折射率膜和sio2低折射率膜的交替構(gòu)成，總層數(shù)共為20～28層，ti3o5高折射率膜層的各層厚度為75nm～95nm，sio2低折射率膜層的各層厚度為140nm～155nm。最優(yōu)選的，所述的隔紅外濾光片中ti3o5高折射率膜和sio2低折射率膜的總層數(shù)共為24層，靠近粘附層的第一層為ti3o5高折射率膜層，第二層為sio2低折射率膜層，依次交替，厚度依次為94.4，154.0，81.6，145.0，78.7，142.3，77.7，141.3，77.3，140.9，77.1，140.6，77.1，140.7，77.4，140.8，77.7，141.4，78.7，143.1，81.2，148.2，83.4，153.6，單位為nm。所述的隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片中的ti3o5高折射率膜和sio2低折射率膜的總層數(shù)為16～24層，所述ti3o5高折射率膜的各層厚度除第1層較薄外，其余為85nm～115nm，所述sio2低折射率膜的各層厚度為45nm～190nm。最優(yōu)選的，所述的隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片中的ti3o5高折射率膜和sio2低折射率膜的總層數(shù)為20層，靠近粘附層的第一層為ti3o5高折射率膜層，第二層為sio2低折射率膜層，依次交替，厚度依次為11.8，45.7，111.9，180.3，110.5，185.5，111.1，186.0，111.1，185.6，110.0，181.7，100.1，153.9，93.7，174.2，105.3，165.1，85.7，73.3，厚度單位為nm。一種工件夾具，包括：支架；設(shè)置在所述支架上的滑槽；以及安裝所述滑槽內(nèi)的多根夾持棒，多根夾持棒相互平行，以相鄰的三根夾持棒為側(cè)棱構(gòu)成一個(gè)三棱柱，該相鄰的三根夾持棒形成一個(gè)夾持單元。本發(fā)明通過相鄰的三個(gè)平行夾持棒，其橫截面為三角形，形成一個(gè)夾持單元，每個(gè)夾持單元可以放多塊光學(xué)玻璃，可將夾持有光學(xué)玻璃的夾具整體放入到藍(lán)墨水中浸漬，完成浸漬法涂制。所述的夾持棒包括：支撐桿以及套設(shè)在所述支撐桿上的多個(gè)聚四氟乙烯夾持環(huán)，所述的聚四氟乙烯夾持環(huán)上設(shè)有用于與光學(xué)玻璃接觸固定的v型槽。所述的三棱柱的橫截面為等腰三角形，可以將光學(xué)玻璃穩(wěn)固的放置在夾持單元內(nèi)。所述的支撐桿為不銹鋼圓桿。所述的支撐桿的端部設(shè)有螺紋，通過支撐桿的端部與螺母螺紋配合安裝在所述支架上的滑槽上。本發(fā)明的夾具，被浸漬光學(xué)玻璃只有棱邊與v型槽之間存在三個(gè)接觸處，共六個(gè)接觸點(diǎn)，從而能夠有效地涂復(fù)整個(gè)浸涂玻璃的兩個(gè)表面，不存在“死角”，且具有優(yōu)良的防破損功能，裝卸簡單方便。一種用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器的制備方法，包括：1)采用用于光學(xué)玻璃浸涂藍(lán)墨水染料層的工件夾具，將光學(xué)玻璃放入相鄰三根夾持棒形成的夾持單元中，這相鄰三根夾持棒上均有帶v型槽的聚四氟乙烯夾持環(huán)，三個(gè)v型槽把光學(xué)玻璃固定；2)將固定有光學(xué)玻璃的夾具先進(jìn)行超聲清洗，然后浸漬到藍(lán)墨水中，再自然晾干(干燥后的基底需存放在暗室中備用)，完成光學(xué)玻璃表面上的藍(lán)墨水染料層制備；3)在藍(lán)墨水染料層上采用低能離子輔助淀積制備粘附層；4)在粘附層上采用高能離子輔助淀積隔紅外濾光片和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片，完成用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器的制備。步驟2)中，浸漬到藍(lán)墨水中的時(shí)間為3～8秒鐘，自然晾干的時(shí)間為10～15分鐘。步驟3)中，所述的低能離子輔助淀的條件為：束壓400v～450v，束流350ma～450ma。所述的粘附層為al0.6si0.7o2.3，所述的低能離子輔助淀的條件為：束壓400v，束流400ma。步驟4)中，所述的高能離子輔助淀積的條件為：束壓700v～900v，束流750ma～850ma。進(jìn)一步，ti3o5高折射率膜層和sio2低折射率膜層的制備均采用高能離子輔助淀積，離子輔助的條件為束壓800v，束流800ma，且在1×10-2pa～3×10-2pa氧氣氛中以0.4nm/s的速率蒸發(fā)ti3o5和2nm/s的速率蒸發(fā)sio2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1.現(xiàn)有技術(shù)所用的藍(lán)玻璃基底或藍(lán)塑料基底都能為隔紅外濾波器提供一個(gè)不隨光線入射角而變化的透射-截止過渡區(qū)，但是，如前所述，藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料都存在著各自的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)具有互補(bǔ)性，即藍(lán)玻璃的缺點(diǎn)恰恰是藍(lán)塑料的優(yōu)點(diǎn)，反之，藍(lán)塑料的缺點(diǎn)恰恰是藍(lán)玻璃的優(yōu)點(diǎn)。這些缺點(diǎn)歸結(jié)起來主要產(chǎn)生四個(gè)問題：一是價(jià)格貴，特別是藍(lán)玻璃的價(jià)格可以說是非常昂貴；二是由于機(jī)械、化學(xué)性質(zhì)不佳，如機(jī)械脆性和化學(xué)易腐性，導(dǎo)致隔紅外濾波器制造成品率大大降低，生產(chǎn)成本大大提高；三是由于隔紅外濾波器藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料基底的限制，使拍攝系統(tǒng)的性能降低，比如犧牲光能、引入像差等；四是隔紅外濾波器基底的某些特性使其應(yīng)用具有局限性，如藍(lán)玻璃基底的濾波器不能用于日夜兼用的雙通道濾波器和超薄智能手機(jī)，藍(lán)塑料基底的濾波器由于剛性差，不能用于面積較大的圖像傳感器等。本發(fā)明提出的用浸涂藍(lán)墨水染料的玻璃作為基底來替代現(xiàn)用濾波器的藍(lán)玻璃或藍(lán)塑料，除了藍(lán)塑料基底的有機(jī)-無機(jī)材料的附著性差在浸涂藍(lán)墨水染料的玻璃基底上依然存在外，其余的上述問題基本上都得到了解決或緩解：一、前面所述的普通光學(xué)玻璃非常廉價(jià)，酸性墨水藍(lán)配制的三苯甲烷系材料價(jià)格便宜，浸漬法涂制成本低廉，易于批量生產(chǎn)；二、光學(xué)玻璃和染料的機(jī)械、化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，使隔紅外濾波器制造成品率提高，生產(chǎn)成本大大降低；三、浸涂藍(lán)墨水染料的玻璃基底厚度為0.1mm～0.2mm，引入的像差基本上可以忽略，其光譜曲線及過渡區(qū)與藍(lán)塑料基底相似，犧牲的光能比藍(lán)玻璃基底大大減少；四、浸涂藍(lán)墨水染料的玻璃基底可用于日夜兼用的雙通道濾波器，而且玻璃剛性好，不受使用面積大小的限制，體積小，同樣可用于薄型智能手機(jī)。正因?yàn)榻克{(lán)墨水染料的玻璃基底同時(shí)兼有藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料的優(yōu)點(diǎn)，所以特別受到市場(chǎng)的青睞。2.雖然現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于浸漬法涂膜的工件夾具種類很多，但是都不能滿足本發(fā)明以下的基本要求：1).玻璃的兩個(gè)表面上必須實(shí)現(xiàn)浸漬薄膜的均勻全復(fù)蓋，不能出現(xiàn)“死角”；2).玻璃片厚度雖只0.1mm～0.2mm，但破損率要很低；3).玻璃片裝卸方便；4).易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。為此，本發(fā)明提出了一種聚四氟乙烯的“v”型槽結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵之一是選用聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕，是固體材料中摩擦系數(shù)最低和表面張力最小的疏水性材料，并具有良好的機(jī)械韌性、柔軟性，富有彈性，適宜于夾持玻璃等易碎材料；關(guān)鍵之二是“v”型槽結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)將在下面的實(shí)施例中具體說明，它可使其與浸漬玻璃表面之間為點(diǎn)接觸，而并非現(xiàn)有技術(shù)的線接觸或面接觸，即被浸漬玻璃只有棱邊與“v”型槽之間存在三個(gè)接觸處，共六個(gè)接觸點(diǎn)，從而能夠有效地涂復(fù)整個(gè)浸涂玻璃的兩個(gè)表面，不存在“死角”。且具有優(yōu)良的防破損功能，裝卸簡單方便。防破損功能主要來自于：1).被浸漬玻璃與“v”型槽之間形成的“軟接觸”以及“v”型槽可在軸向和周向作微量的運(yùn)動(dòng)；2).“v”型槽用304不銹鋼桿串起來構(gòu)成夾持棒，相鄰兩根上層夾持棒在同一水平面上，當(dāng)另一根下層夾持棒設(shè)于該相鄰兩根上層夾持棒之間正中下方時(shí)，與浸涂玻璃接觸的三個(gè)“v”型槽的槽底形成一個(gè)等腰三角形，從而使浸涂玻璃的重心能自動(dòng)平衡，既裝夾穩(wěn)固，又不受應(yīng)力，有效地防止玻璃破損，并使裝卸十分方便。上述三根夾持棒構(gòu)成一個(gè)夾持單元，若干個(gè)夾持單元構(gòu)成一個(gè)夾具籃，一般說來，一個(gè)夾具籃可以裝載40mm×40mm的玻璃50～100片。浸漬工序緊隨著超聲清洗工序直接進(jìn)行，將裝夾著清洗干凈玻璃片的夾具藍(lán)浸入藍(lán)墨水槽，時(shí)間約5秒鐘，然后將其提起滴干，再自然涼干10～15分鐘，可見浸漬涂膜的效率很高，適宜于批量生產(chǎn)。3.相比現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)玻璃隔紅外濾波器或藍(lán)塑料隔紅外濾波器的光譜特性，本發(fā)明的特性已不亞于甚至略優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的隔紅外濾波器。在紅外波段700～1100nm和紫外波段350～400nm截止度相當(dāng)?shù)那闆r下，可見光通帶波長425～635nm內(nèi)的平均透射率為：藍(lán)玻璃隔紅外濾波器為90.6％，藍(lán)塑料隔紅外濾波器為89.2％，而本發(fā)明的隔紅外濾波器為90.8％。附圖說明圖1是藍(lán)玻璃基底(qb51)的透射光譜曲線圖；圖2是藍(lán)塑料基底(flxl100aa)的透射光譜曲線圖；圖3是本發(fā)明浸涂藍(lán)墨水的玻璃基底的透射光譜曲線圖；圖4是本發(fā)明用于浸涂藍(lán)墨水染料層的工件夾具示意圖；其中，圖4中(a)為帶v型槽的聚四氟乙烯夾持環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中(b)為夾持棒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中(c)為工件夾具的整體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明工件夾具夾持光學(xué)玻璃的示意圖；其中，圖5(a)為夾持方形玻璃的示意圖；圖5(b)為夾持圓形玻璃的示意圖；圖6是本發(fā)明的隔紅外濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明隔紅外濾光片的透射光譜曲線圖；圖8是本發(fā)明隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片的透射光譜曲線圖；圖9是本發(fā)明隔紅外濾波器的透射光譜曲線圖。具體實(shí)施方式圖1是現(xiàn)有隔紅外濾波器的藍(lán)玻璃基底(型號(hào)為qb51，日本hoya生產(chǎn))的透射光譜曲線圖。藍(lán)玻璃基底不僅透射-截止過渡區(qū)陡度差，而且紅外區(qū)截止也很差，故需把厚度至少增加到0.5mm以上，這樣，藍(lán)玻璃在光學(xué)系統(tǒng)中就會(huì)引入像差。即便如此，如圖1所示，厚度0.5mm的藍(lán)玻璃陡度只能勉強(qiáng)滿足使用要求，用此藍(lán)玻璃制成的隔紅外濾波器在波長550nm～650nm的透射率被削掉了一部分，影響拍攝的光亮度和彩色還原。圖2是現(xiàn)有隔紅外濾波器的藍(lán)塑料基底(型號(hào)為flxl100aa，日本jsr生產(chǎn))的透射光譜曲線圖。圖2所示的藍(lán)塑料基底雖然厚度只有0.1mm，但其透射-截止過渡區(qū)的陡度相對(duì)于圖1所示的藍(lán)玻璃基底有了明顯的改進(jìn)。然而不足的是，相比于藍(lán)玻璃基底，藍(lán)塑料基底僅提供了透射-截止過渡區(qū)，隔紅外和隔紫外的功能必須依賴隔紅外濾光片和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片來實(shí)現(xiàn)，且由于藍(lán)塑料基底在紅外光區(qū)的透射率高，隔紅外膜和隔紅外擴(kuò)展膜所需的膜層數(shù)會(huì)比藍(lán)玻璃基底更多。由此可見，藍(lán)玻璃基底或藍(lán)塑料基底的共同功效是提供一個(gè)不隨光線入射角變化的穩(wěn)定的透射-截止過渡區(qū)。因?yàn)檫@個(gè)透射-截止過渡區(qū)是藍(lán)玻璃基底或藍(lán)塑料基底的特征吸收形成的，所以這個(gè)透射率為50％處的波長約650nm基本上不會(huì)因目標(biāo)圖像的光線入射角變化而產(chǎn)生漂移，因而能使以不同入射角進(jìn)入拍攝鏡頭的圖像獲得均勻的彩色和亮度。圖3是本發(fā)明浸涂藍(lán)墨水的玻璃基底的透射光譜測(cè)試曲線圖，圖3中的實(shí)線表示測(cè)試光的入射角為0°，虛線表示測(cè)試光的入射角為30°，可以看出，兩條曲線在過渡區(qū)基本上是重疊的，這說明本發(fā)明浸涂藍(lán)墨水的玻璃基底具有與藍(lán)玻璃和藍(lán)塑料基本相同的過渡特性。從整個(gè)光譜曲線看，圖3所示的曲線基本上與圖2所示的藍(lán)塑料基底曲線相似，這是因?yàn)樗鼈兌紝儆谟袡C(jī)塑料，特征吸收產(chǎn)生的機(jī)理基本相同，所以吸收帶的形狀很相似。而相比藍(lán)玻璃曲線，兩者存在著本質(zhì)的差異，因?yàn)樗{(lán)玻璃是通過對(duì)玻璃進(jìn)行離子著色而產(chǎn)生吸收的，吸收的機(jī)理不同，自然吸收帶的形狀也不一樣。圖4是本發(fā)明用于浸涂藍(lán)墨水染料層的工件夾具示意圖，其中，圖4中(a)為帶v型槽的聚四氟乙烯夾持環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中(b)為夾持棒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中(c)為工件夾具的整體的結(jié)構(gòu)示意圖。一種用于浸涂藍(lán)墨水染料層的工件夾具，包括：支架；設(shè)置在支架上的滑槽61、滑槽62、滑槽63；以及安裝滑槽61、62和63內(nèi)的多根夾持棒4，多根夾持棒4相互平行，以相鄰的三根夾持棒4為側(cè)棱構(gòu)成一個(gè)三棱柱，該相鄰的三根夾持棒4形成一個(gè)夾持單元。三棱柱的橫截面為等腰三角形。夾持棒4包括：支撐桿3以及套設(shè)在支撐桿3上的多個(gè)聚四氟乙烯夾持環(huán)1，聚四氟乙烯夾持環(huán)1上設(shè)有用于與光學(xué)玻璃接觸固定的v型槽。支撐桿3為不銹鋼圓桿。支撐桿3的端部設(shè)有螺紋，通過支撐桿3的端部與螺母7螺紋配合安裝在支架上的滑槽61、62和63上。圖4(a)所示，聚四氟乙烯夾持環(huán)1的v型槽繞其中心軸360°旋轉(zhuǎn)，中心軸開一個(gè)通孔2，通孔2是便于把聚四氟乙烯夾持環(huán)1一個(gè)個(gè)地首尾串在圖4(b)所示的304不銹鋼圓桿上以構(gòu)成夾持棒4。聚四氟乙烯夾持環(huán)1的長度根據(jù)浸漬光學(xué)玻璃的厚度、大小及形狀決定，v型槽的寬度、深度及角度根據(jù)的浸漬玻璃的厚度及高度決定，v型槽中心通孔2的直徑由不銹鋼圓桿的直徑?jīng)Q定，以保證v型槽通孔和不銹鋼圓桿之間形成軟接觸，且能作微小的軸向和周向運(yùn)動(dòng)。聚四氟乙烯夾持環(huán)1優(yōu)選使用聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕，可以有效地防止酸堿溶液對(duì)其產(chǎn)生腐蝕；同時(shí)聚四氟乙烯耐高溫性能好，如果需要，可以適應(yīng)浸漬涂膜后采取烘干工序；聚四氟乙烯是固體材料中摩擦系數(shù)最低和表面張力最小的疏水性材料，并具有良好的機(jī)械韌性、柔軟性和彈性，非常適宜于夾持玻璃等易碎材料；聚四氟乙烯還具有油性，藍(lán)墨水染料不易涂到v型槽上。以上這些特性說明聚四氟乙烯非常適用于作為藍(lán)墨水浸漬玻璃的夾具材料。圖4(c)為本發(fā)明的浸漬夾具籃的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4(b)所示的夾持棒4用螺母7固定到夾持板5和夾持槽6即可構(gòu)成工件夾具。換句話說，本發(fā)明在相鄰兩塊不銹鋼夾持板5(構(gòu)成支架)之間安裝有至少兩根以上相互間隔的上層夾持棒41和對(duì)應(yīng)的下層夾持棒42。夾持棒4分上、下兩層平行放置的目的是：下層夾持棒42作為浸漬玻璃的支撐棒，上層兩根夾持棒41的作用是左、右兩側(cè)卡住浸漬玻璃。圖4(c)中不銹鋼夾持板5沿高度方向開有三排滑槽61、62、63，可為放置不同大小尺寸的浸漬玻璃提供選擇。圖5為本發(fā)明工件夾具夾持光學(xué)玻璃的示意圖，其中，(a)為夾持方形玻璃；(b)為夾持圓形玻璃。由于浸漬玻璃主要是正方形、長方形和圓形三種零件，其中正方形和長方形的夾持方式類同，故圖5僅表示出方形和圓形二種夾持情況。由圖5(a)可以看出，當(dāng)浸漬玻璃為方形時(shí)，其中一根上層夾持棒41與方形浸漬玻璃在a、b兩點(diǎn)接觸，另一根上層夾持棒41與方形浸漬玻璃在c、d兩點(diǎn)接觸，而下層夾持棒42與方形浸漬玻璃在e、f兩點(diǎn)接觸。類似地，如圖5(b)所示，當(dāng)浸漬玻璃為圓形時(shí)，其中一根上層夾持棒41與圓形浸漬玻璃在g、h兩點(diǎn)接觸，另一根上層夾持棒41與圓形浸漬玻璃在m、l兩點(diǎn)接觸，而下層夾持棒42與圓形浸漬玻璃在i、j兩點(diǎn)接觸。以上可見，每個(gè)浸漬玻璃共有六個(gè)點(diǎn)被“v”型槽夾持，穩(wěn)固性好，且裝卸方便。一種用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器的制備方法，包括：1)將光學(xué)玻璃放入相鄰三根夾持棒4形成的夾持單元中，這相鄰三根夾持棒4上均有帶v型槽的夾持環(huán)1，三個(gè)v型槽把光學(xué)玻璃固定；2)將固定有光學(xué)玻璃的夾具先進(jìn)行超聲清洗，然后浸漬到藍(lán)墨水(地中海藍(lán)藍(lán)墨水)中，再自然晾干，完成光學(xué)玻璃表面上的藍(lán)墨水染料層制備；浸漬到藍(lán)墨水中的時(shí)間為5秒鐘，自然晾干的時(shí)間為12分鐘；3)在藍(lán)墨水染料層上采用低能離子輔助淀積制備粘附層；粘附層為al0.6si0.7o2.3，低能離子輔助淀積的條件為：束壓400v，束流400ma；4)在粘附層上采用高能離子輔助淀積隔紅外濾光片和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片，完成用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器的制備；ti3o5高折射率膜層和sio2低折射率膜層的制備均采用高能離子輔助淀積，離子輔助的條件為束壓800v，束流800ma，且在1×10-2pa～3×10-2pa氧氣氛中以0.4nm/s的速率蒸發(fā)ti3o5和2nm/s的速率蒸發(fā)sio2。圖6是本發(fā)明的隔紅外濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括基底；設(shè)置在基底兩側(cè)的粘附層12；設(shè)置在基底一側(cè)的粘附層12上的隔紅外濾光片13；以及，設(shè)置在基底另一側(cè)的粘附層12上的隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片14；基底包括光學(xué)玻璃10以及設(shè)置在光學(xué)玻璃10兩個(gè)表面上的藍(lán)墨水染料層11。光學(xué)玻璃10包括k系列冕玻璃、b270玻璃、borofloat玻璃、d263t玻璃、gorilla玻璃和eaglexg玻璃；藍(lán)墨水染料層11為酸性墨水藍(lán)配制而成的三苯甲烷系材料，并釆用浸漬法涂制。為了增強(qiáng)有機(jī)藍(lán)墨水染料層與無機(jī)濾光片薄膜之間的附著力，在有機(jī)藍(lán)墨水染料層11上用真空鍍膜法先鍍置一層氧化鋁和氧化硅的混合單層膜al0.6si0.7o2.3以構(gòu)成基底粘附層12，然后分別在兩側(cè)兩個(gè)表面上鍍制隔紅外濾光片13和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片14，隔紅外濾光片13和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片14均由高折射率膜ti3o5和低折射率膜sio2兩種材料交替組成。因?yàn)樗{(lán)墨水染料浸漬工序緊隨著超聲清洗工序直接進(jìn)行，所以不僅玻璃表面清潔，而且可免去玻璃重新裝卸。將超聲清洗干凈的玻璃片整個(gè)藍(lán)子浸入藍(lán)墨水槽，浸漬時(shí)間5秒鐘，然后將其提起滴干，再自然涼干10～15分鐘即可，非常適宜于批量生產(chǎn)。然后用真空鍍膜法蒸鍍基底粘附層al0.6si0.7o2.3，基底粘附層是與隔紅外濾光片或隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片一起鍍制完成的。由于al0.6si0.7o2.3混合膜的折射率為1.50，與玻璃和染料的折射率極其接近，所以其厚度對(duì)光學(xué)特性的影響可以忽略，為確保附著功能，本發(fā)明取al0.6si0.7o2.3膜的厚度為80nm。另外，雖然al0.6si0.7o2.3的附著能比較大，但它畢竟是鍍?cè)谟袡C(jī)藍(lán)墨水染料上，所以蒸鍍時(shí)需要離子輔助，以增強(qiáng)al0.6si0.7o2.3膜的錨泊能。又因?yàn)槿玖蠈颖容^嬌嫩，故釆用束壓400v、束流400ma進(jìn)行低能離子輔助。圖7是本發(fā)明隔紅外濾光片的透射光譜曲線圖。從圖7可以看出，隔紅外濾光片是在保證可見光區(qū)高透射的同時(shí)，通過反射截止隔去680～900nm波長區(qū)的紅外光，反射截止區(qū)的短波過渡波長應(yīng)適當(dāng)長于藍(lán)墨水染料的過渡波長，確保隔紅外濾光片工作時(shí)拍攝角度變化引起的波長漂移始終限制在藍(lán)墨水染料過渡波長的長波方向，或者說可見光通道的長波過渡區(qū)始終是由藍(lán)墨水染料的過渡區(qū)決定的。隔紅外濾光片的膜系結(jié)構(gòu)列于表1，總層數(shù)為24層，總厚度約為2694nm。鍍制隔紅外濾光片時(shí)，ti3o5高折射率膜和sio2低折射率膜制備均采用高能離子輔助淀積，離子輔助的束壓為800v，束流為800ma，且在1×10-2pa～3×10-2pa氧氣氛中以0.4nm/s的速率蒸發(fā)ti3o5和2nm/s的速率蒸發(fā)sio2。圖8是本發(fā)明隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片的透射光譜曲線圖。從圖8可以看出，隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片除了要保證可見光區(qū)高透射和反射截止900～1100nm波長區(qū)的紅外光外，還要截止對(duì)ccd有害的紫外光。隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片的膜系結(jié)構(gòu)列于表2，總層數(shù)為19層，總厚度約為2482nm。同樣，鍍制隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片時(shí)，ti3o5高折射率膜和sio2低折射率膜制備均采用高能離子輔助淀積，離子輔助的束壓為800v，束流為800ma，且在1×10-2pa～3×10-2pa氧氣氛中以約0.4nm/s的速率蒸發(fā)ti3o5和約2nm/s的速率蒸發(fā)sio2。表1膜層序號(hào)1234567891011材料基底ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5折射率1.52.451.462.451.462.451.462.451.462.451.462.45膜厚(nm)94.4154.081.6145.078.7142.377.7141.377.3140.977.1續(xù)表112131415161718192021222324sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2空氣1.462.451.462.451.462.451.462.451.462.451.462.451.461.0140.677.1140.777.4140.877.7141.478.7143.181.2148.283.4153.6表2膜層序號(hào)12345678910材料基底ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2折射率1.52.451.462.451.462.451.462.451.462.451.46膜厚(nm)11.845.7111.9180.3110.5185.5111.1186.0111.1185.6續(xù)表211121314151617181920ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2ti3o5sio2空氣2.451.462.451.462.451.462.451.462.451.461.0110.0181.7100.1153.993.7174.2105.3165.185.773.3圖9是本發(fā)明的一種用浸涂藍(lán)墨水的玻璃作為基底的隔紅外濾波器的最終透射光譜曲線圖，該特性曲線是由圖3的浸涂藍(lán)墨水的玻璃基底、圖7的隔紅外濾光片和圖8的隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片得到的，由于隔紅外濾光片和隔紫外-隔紅外擴(kuò)展濾光片不僅具有優(yōu)良的減反射特性，而且具有誘導(dǎo)藍(lán)墨水染料透射的功能，所以最終濾波器可見光通道的透射率明顯高于圖3藍(lán)墨水染料的透射率。結(jié)果表明：在波長460～600nm，tave＝94.7％；在紫外截止區(qū)350～400nm,tave＝0.8％；在紅外截止區(qū)700-1100nm，tave＝0.2％。此光學(xué)特性已優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)玻璃基底濾波器，特別是在波長600nm附近，由于藍(lán)玻璃基板本身的透射率急劇下降，使藍(lán)玻璃濾波器的透射率只有80％，比本發(fā)明的低了5.4％。本發(fā)明濾波器的上述結(jié)果也優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)塑料基底濾波器，特別在波長450nm附近，透射率從藍(lán)塑料基底濾波器的88％上升到本發(fā)明的93.2％。上述結(jié)果表明，本發(fā)明的隔紅外濾波器在手機(jī)拍攝系統(tǒng)、安防電視系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前第1頁12