中红外宽带衰减片，光谱平衡滤光片和激光滤光片的应用和镀膜案例分析_英国Vortex

英国Vortex Optical Coatings是一家专业从事高性能光学镀膜技术研发的企业，致力于为激光、医疗及工业领域提供定制化的镀膜解决方案。公司的核心产品线包括线性渐变滤光片、Vortex衰减片及其他各类滤光片，并支持根据客户特定需求提供定制服务。

衰减器Attenuator是一种用于降低光学系统透射光强的滤光镀膜，可在指定范围内工作，同时保持光的波长和偏振特性。Vortex Optical Coatings制造了300nm至6000nm范围内的定制衰减片，其滤光镀膜可达到任何指定的透射或反射水平。Vortex衰减片通过严格镀膜测试，确保滤光镀膜高耐久性。Vortex衰减片，线性渐变滤光片的镀膜都是使用溅射沉积技术沉积的，该技术通常具有比热蒸发高1000倍的过程能量。这意味着镀膜在严苛环境下具有高度耐久性，并且对温度变化非常稳定。使得衰减片，线性渐变滤光片可以保护探测器等敏感设备免受过载和烧毁，从而延长仪器的使用寿命和可靠性。

Vortex Optical Coatings衰减片的应用：

- 衰减片能保护探测器等敏感设备免受过载烧毁，进而延长仪器的使用寿命并提升其可靠性。

- 激光系统中，衰减片是测量激光功率的实用工具：它可将固定比例的激光功率传输至探测器，结合衰减片的额定参数，便能确定整个光束的功率。

- 滤光轮系统中，由于通常仅配备一个探测器，衰减片可用于调节部分轮位上的过强信号，以此平衡系统运行状态，同时保护敏感探测器。

以下衰减片镀膜案例研究展示了Vortex Optical Coatings衰减片在不同应用场景中的定制化设计、制造工艺与解决方案，涉及产品包括：光谱平衡滤光片，低透射率激光滤光片以及中红外滤光片。

案例研究一：激光滤光片Laser Attenuator Filters：

客户问题：客户需要一款用于1064nm波长的密度高、透射率低的激光衰减片。规格要求透射率为0.1%+/-0.026%。这是一个非常低且难以测量的透射率。该规格也可以用光学密度（OD）表示，即OD需在2.9到3.13的范围内。

解决方案：激光衰减片通常是通过将红外低透射率玻璃抛光至计算出的厚度来制造，基于熔融数据以实现所需的透射率，但这通常是一个“试错”过程，且良率较低。此外，许多候选玻璃易染色，这可能导致性能随时间恶化。镀膜产品能减少“试错”过程，而英国Vortex的尖端溅射工艺能确保产品具有持久且稳定的性能，适用于多年使用。

结果：对此，英国Vortex为该产品设计并制造了一种全介质解决方案。测量低透射率很棘手，因此也使用已知的1064nmOD标准来检查性能，见图4。

图1：激光滤光片图

激光滤光片的规格：

1064nm衰减片在950-1150nm波长范围内的透射率变化曲线：

图2：1064nm衰减片透射率变化曲线图

案例研究二：光谱平衡滤光片Spectral Balance Filters：

客户问题：由于波长响应的灵敏度不均，通常需要使用校正滤光片来“平衡系统”，客户向Vortex提出制作此类滤光片的请求。客户清楚地了解自己系统的运作原理，并按照图2红线呈现了所需的轮廓。

解决方案：英国Vortex利用自己的软件，设计出与要求非常接近（见图2蓝线）且重要的是可制造的镀膜。此外，客户要求在有限的预算内解决响应不均的问题。

结果：对于此次衰减片镀膜案例研究，Vortex很快就能为客户制作一些样品供其试用，客户非常满意。在预算挑战方面，为了能够提供最佳价格，Vortex建议在产品销量增加的情况下，分两年分批交付。两年份的滤光片在一次性工作中完成制造，客户可以随时分批提取，在有现货的情况下就可以实现次日交付。这种灵活的分批提取安排是保持生产线运转的关键，它们可以应对季节性/不均衡的需求，让客户无需担忧。

图3：光谱平衡滤光片图

光谱平衡滤光片的规格：

光谱平衡滤光片的透射率曲线图：

图4：光谱平衡滤光片的透射率曲线图

案例研究三：中红外宽带衰减片MID IR Broadband Attenuator：

客户问题：客户需要一款能在2.5至5µm中红外波段工作的宽带衰减片。该系统中有多个激光器在此波段内工作，所有激光器在照射到系统探测器前都需要衰减处理。对于红外应用，中红外滤光片的表面质量要求特别高。

解决方案：为确保响应在如此宽的波段内保持水平，这代表了一个相当大的挑战。Vortex能够设计出这种镀膜，并在另一表面制作宽带AR镀膜。工厂的灵活性使Vortex能在“侧溅射”配置机器中一次性完成这项工作，这种机器能提供优异的表面质量。客户还期望该滤光片能通过一系列激光的LIDT阈值，这被纳入原始设计中，并在场外知名行业测试机构对样品进行了测试，以确保符合要求。

结果：在此次衰减片镀膜案例研究后，这个特定部件已成为英国Vortex的常规生产滤光片，并以每月调拨的方式提供给最终用户。传输性能如图6。

图5：中红外宽带衰减片图

中红外衰减片产品规格：

中红外宽带衰减片透过率性能图：

图6：透过率性能曲线图