一種可調(diào)近紅外濾波片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)濾波技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種可調(diào)近紅外濾波片。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外濾光片(又稱近紅外截止濾光片或吸熱濾光片)是一種用于過(guò)濾近紅外波段的光學(xué)元件。可以用在白熾光燈的設(shè)備上(如:幻燈片、投影機(jī))可以阻擋不必要的熱度灼傷鏡頭，也可以裝在固態(tài)電子器件(CCD或CMOS)的攝影機(jī)上，阻止紅外線穿過(guò)攝像機(jī)的鏡頭造成圖片失真等；此外，也可以用于安防監(jiān)控領(lǐng)域。
[0003]然而，對(duì)于某些近紅外探測(cè)器，并不是時(shí)刻都需要近紅外濾波片阻光，因此需要添加一個(gè)機(jī)械部件組成可調(diào)近紅外濾波系統(tǒng)，在需要濾波時(shí)啟動(dòng)該部件使濾波片濾去不需要的波段，不需要濾波時(shí)移除濾光片。雖然在光譜成像中，常常使用可調(diào)近紅外濾光系統(tǒng)以進(jìn)行濾光，但其大大地增加了光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高光學(xué)系統(tǒng)的成本，而且結(jié)構(gòu)龐大、笨重，無(wú)法用于微型紅外探測(cè)系統(tǒng)。
[0004]由于液晶材料能夠制得顯示器件，因此考慮利用特殊的液晶材料制得能夠?qū)t外光波選擇性吸收的可調(diào)近紅外濾波片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有可調(diào)紅外濾波系統(tǒng)成本高的缺點(diǎn)，提供一種可調(diào)近紅外濾波片，該裝置成本低廉。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種可調(diào)近紅外濾波片，包括相對(duì)設(shè)置的第一玻璃基片和第二玻璃基片，第一玻璃基片和第二玻璃基片相向的兩側(cè)分別設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層，透明導(dǎo)電薄膜層之間設(shè)有可調(diào)材料層，所述可調(diào)材料層為近晶型液晶層或有預(yù)定向的液晶層，有預(yù)定向的液晶層包括兩層取向?qū)右约拔挥趦蓪尤∠驅(qū)又g的賓主型液晶層，賓主型液晶層包括均勻分布的液晶及具有二向色性的近紅外吸收染料，近紅外吸收染料分子能夠依附在液晶分子的旁邊，近紅外吸收染料分子按照液晶分子的排列方式排列，近晶型液晶層或賓主型液晶層外圍設(shè)有封接膠層，封接膠層的上下兩端分別與第一玻璃基片的透明導(dǎo)電薄膜層和第二玻璃基片的透明導(dǎo)電薄膜層密封連接，兩層透明導(dǎo)電薄膜層之間均勻設(shè)有間隔子。
[0007]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述第一玻璃基片和第二玻璃基片為鈉鈣玻璃。
[0008]具體的，所述透明導(dǎo)電薄膜層的材質(zhì)為ITO或AZ0。
[0009]優(yōu)選的，所述近晶型液晶層或賓主型液晶層的厚度范圍為5?20 μ m。
[0010]進(jìn)一步的，所述賓主型液晶層中的液晶為負(fù)性液晶，近紅外吸收染料為正性近紅外吸收染料，沿面取向。
[0011]進(jìn)一步的，所述賓主型液晶層中的液晶為正性液晶，垂直取向。
[0012]具體的，所述取向?qū)拥牟馁|(zhì)為聚酰亞胺。
[0013]進(jìn)一步的，兩層透明導(dǎo)電薄膜層之間均勻設(shè)有間隔子。
[0014]優(yōu)選的，所述間隔子為玻璃棒粉或玻璃球粉。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:采用特殊液晶的特有光學(xué)性質(zhì)制備成的濾波片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且能夠根據(jù)需求對(duì)近紅外光束進(jìn)行選擇性吸收，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本低廉。本發(fā)明適用于現(xiàn)有的近紅外濾波系統(tǒng)中。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2處于開(kāi)態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2處于關(guān)態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的入射光譜圖；
[0021]圖6是本發(fā)明實(shí)施例2處于開(kāi)態(tài)時(shí)的出射光譜圖；
[0022]圖7是本發(fā)明實(shí)施例2處于關(guān)態(tài)時(shí)的出射光譜圖；
[0023]其中，I為第一玻璃基片，2為第二玻璃基片，3為透明導(dǎo)電薄膜層，4為液晶分子，5為近紅外吸收染料分子，6為封接膠層，7為間隔子，8為偏振片，9為電源，41為近晶型液晶層O
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1所示，一種可調(diào)近紅外濾波片，包括相對(duì)設(shè)置的第一玻璃基片I和第二玻璃基片2，第一玻璃基片I和第二玻璃基片2相向的兩側(cè)分別設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層3，即形成兩層透明導(dǎo)電薄膜層3，透明導(dǎo)電薄膜層3之間設(shè)有近晶型液晶層41，近晶型液晶層41外圍設(shè)有封接膠層6，封接膠層6的上下兩端分別與第一玻璃基片I的透明導(dǎo)電薄膜層3和第二玻璃基片2的透明導(dǎo)電薄膜層3密封連接，封接膠層6中的封接膠保證近晶型液晶層41中的近晶型液晶與外界環(huán)境相隔絕。
[0027]近晶型液晶層41是由近晶型液晶填充形成的，這種液晶具有分子空間一維有序性，粘度比較大。近晶型液晶又稱為近晶相液晶，是分子在排列的有序程度上和晶體相近的液晶。其結(jié)構(gòu)是由液晶棒狀分子聚集一起，形成層狀結(jié)構(gòu)。其每一層的分子的長(zhǎng)軸方向相互平行，且此長(zhǎng)軸的方向?qū)τ诿恳粚悠矫媸谴怪被蛴幸粌A斜角。分子可以在層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不能來(lái)往于各層間。如果對(duì)濾波片透過(guò)率不是很高，而且允許濾光片體積較大，則可以直接使用近晶型液晶作為紅外濾波材料制得近紅外濾波片。
[0028]基于成本考慮，第一玻璃基片I和第二玻璃基片2 —般采用低成本的鈉鈣玻璃。
[0029]所述透明導(dǎo)電薄膜層的材質(zhì)為ITO(錫摻雜三氧化銦)或AZO(鋁摻雜氧化鋅)等，它們的禁帶寬度大，只吸收紫外光，不吸收可見(jiàn)光，因此稱之為“透明”。基于效果考慮，常選用在玻璃基片上均勻沉積ITO膜。
[0030]為了盡可能減少通過(guò)近晶型液晶層的光能損失且保證實(shí)現(xiàn)濾波效果，所述近晶型液晶層的厚度范圍為5?20 μ m。
[0031]上下兩層透明導(dǎo)電薄膜層之間均勻設(shè)有用于保持近晶型液晶層41厚度的間隔子7，從而保證液晶盒具有一定且均勻的厚度，間隔子7的化學(xué)成分是惰性的，不會(huì)與近晶型液晶層41中的液晶進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或者被液晶溶脹，間隔子的材料通常為玻璃棒粉或玻璃球粉，直徑為幾微米。
[0032]本實(shí)施例的工作原理如下:可見(jiàn)光在透過(guò)近晶型液晶層41時(shí)的吸收可忽略不計(jì)。而在近紫外和近紅外一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)，近晶型液晶對(duì)光的吸收特性與近晶型液晶分子的指向有明顯依賴關(guān)系。當(dāng)光矢量的方向與分子指向矢一致時(shí)，近晶型液晶對(duì)光波強(qiáng)烈吸收；當(dāng)光失量與分子軸垂直時(shí)，近晶型液晶分子對(duì)光吸收較少，光波很容易通過(guò)。因此在具體使用過(guò)程中，不加電壓時(shí)，近晶型液晶分子排列無(wú)規(guī)則排列，對(duì)通過(guò)的光波沒(méi)有選擇吸收特性；在兩層透明導(dǎo)電薄膜層3的分別接電壓的兩端，加電壓之后，近晶型液晶分子的長(zhǎng)軸與電場(chǎng)矢量方向一致，此時(shí)，近晶型液晶分子對(duì)近紅外光波有強(qiáng)烈吸收特性，可見(jiàn)光仍可通過(guò)，這樣就達(dá)到濾除紅外光的目的。
[0033]實(shí)施例2
[0034]如圖2所示，可調(diào)近紅外濾波片，包括相對(duì)設(shè)置的第一玻璃基片I和第二玻璃基片2，第一玻璃基片I和第二玻璃基片2相向的兩側(cè)分別設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層3，即形成兩層透明導(dǎo)電薄膜層3，透明導(dǎo)電薄膜層3之間設(shè)有有預(yù)定向的液晶層，有預(yù)定向的液晶層包括兩層取向?qū)右约拔挥趦蓪尤∠驅(qū)又g的賓主型液晶層，賓主型液晶層中包括均勻分布的液晶及具有二向色性的近紅外吸收染料，近紅外吸收染料分子能夠依附在液晶分子的旁邊，