Сверхузкополосные оптические фильтры:расширение возможностей получения изображений высокого разрешения от УФ до LWIR

Рисунок 1. Визуализация спектрографа визуализации области интерфейса (IRIS) с оконными изображениями SJI. (Изображение:Аллюкса)

Достижения в области оптических датчиков и технологий визуализации все быстрее внедряются в то, как люди взаимодействуют, понимают себя и исследуют мир вокруг себя. Сфера исследований оптических устройств широка, и они позволяют использовать такие технологии внутри страны, как имплантированные трансдермальные биоМЭМС-устройства и за их пределами, или в качестве инструментов для космических полетов, используемых в качестве инструментов для ближнего и дальнего космоса. Тонкопленочные оптические фильтры со сверхузкой полосой пропускания (UNBP), занимающие центральное место в функциональности современных оптических устройств, позволяют различать субнанометровые полосы внутри широких спектров. Эти фильтры, впервые появившиеся в качестве фильтров NIR DWDM для телекоммуникационной отрасли, теперь необходимы для извлечения значимого сигнала от устройств формирования изображений и датчиков, работающих в любом диапазоне между глубоким ультрафиолетом и средним инфракрасным диапазоном.

Новые технологии осаждения, такие как SIRRUS™, разработанные в Alluxa, превратили производство фильтров UNBP из низкопроизводительного и дорогостоящего предприятия в высокодетерминированный производственный процесс. Критические атрибуты фильтра, такие как форм-фактор, пространственная однородность и спектральное разрешение, в последние годы превысили пороговые значения возможностей/производительности. Следующие примеры демонстрируют некоторые из последних применений UNBP.

Гелиофизика, как предмет, вышла на передний план как социальная диковинка и как место для изучения широкого спектра взаимодействий Солнца и Земли. Исследования явлений магнитного поля и плазмы, таких как корональные выбросы массы (КВМ), представляют большой интерес. 2 Исследования последних двух десятилетий варьируются от полетов в высоких слоях атмосферы до приборов на борту многочисленных космических полетов. Эти исследователи Солнца использовали многоволновые фильтры UNBP для сканирования низкого, среднего и высокого сегментов гелиосферы с высоким пространственным и временным разрешением. По мере разработки приборов следующего поколения возросли требования к получению изображений скорости плазмы с более высоким разрешением (т. Е. Профилированию температуры гелиосферы). Чтобы удовлетворить эту потребность, Alluxa создает высококачественные многорезонаторные UNBP для УФ-излучения.

Рисунок 2. Ультраузкий ультрафиолетовый солнечный фильтр. (Изображение:Аллюкса)

Фильтры с более чем 500 слоями были созданы для спектрографов формирования изображений и других сенсорных приложений. Показано, что с использованием набора приборов, разработанных внутри компании, фильтры Alluxa демонстрируют FWHM <0,5 нм и пиковое пропускание 0,10–0,50 (10–50 процентов), блокируя при этом 200–1200 нм при OD6–12, как показано на рисунке 2. Этот впечатляющий спектральный профиль объясняется конфигурацией системы осаждения и методологиями обработки для минимизации потерь (рассеяние + поглощение) в фильтрах с большим количеством интерфейсов, что является критически важным для высокой производительности. УФ-фильтры.

Рисунок 3. Сверхузкополосный фильтр VIS, CWL @ 532 нм. (Изображение:Аллюкса)

Атмосферные наблюдения и моделирование являются основной задачей для всех, кто хочет прокатиться на этом голубом пузыре. Это может существенно изменить жизнь людей и геоэкономические конструкции, такие как глобальная коммерческая система выбросов парниковых газов. В частности, фильтры на длине волны 532 нм и 1064 нм будут иметь важное значение для улучшения наших возможностей измерения обратного рассеяния и объемной деполяризации для суточных профилей облаков и аэрозолей в тропосфере. На рисунках 3 и 4 показаны характеристики сверхузкополосного фильтра OD6 532-0,127 и 1064-0,25 соответственно, что близко соответствует предполагаемому теоретическому моделированию. Фильтры будут внедрены в летную миссию для практического использования в дистанционном зондировании атмосферы лидаром. 3, 4

Рисунок 4. Сверхузкополосный фильтр NIR, CWL @ 1064 нм. (Изображение:Аллюкса)

Еще одна область экспериментов и роста — это мониторинг и анализ газов, особенно на длинах волн в LWIR. Применение лазера в этом режиме длины волны варьируется от экспериментальных процедур удаления татуировок до производства медицинского оборудования. Управление полосой пропускания лазера и ослабление внеполосного света является ключевым моментом в этих приложениях, и, следовательно, сверхузкие линзы быстро становятся критически важным компонентом. На рисунке 5 показаны возможности Alluxa по разработке и надежному производству датчиков толщиной 10,6 микрон и шириной на полувысоте <0,1 микрон в регионе LWIR.

Рисунок 5. Сверхузкая полоса пропускания LWIR 10,6 микрон. (Изображение:Аллюкса)

Широкий спектр постоянно развивающихся приложений, нуждающихся в сверхузких полосовых фильтрах, создает потребность в постоянных инновациях и улучшениях. От минимизации потерь или рассеяния в УФ-диапазоне до большей повторяемости и теоретического соответствия в видимом и ближнем ИК-диапазоне, до увеличения внутриполосной передачи в сочетании с более узкой полосой пропускания в LWIR — Alluxa продолжает удовлетворять потребности в инновациях. Платформа осаждения SIRRUS™, а также опыт проектирования и инженерных разработок Alluxa внесли фундаментальный вклад в расширение возможностей и развитие за относительно короткий период времени, о чем свидетельствуют эти раздвигающие границы UNBP.

Эта статья была написана командой разработчиков Alluxa (Санта-Роза, Калифорния). Для получения дополнительной информации посетите здесь  .

Ссылки

1. СВС. «Студия научной визуализации НАСА | Кусочек света:как IRIS наблюдает за Солнцем». СВС, 26 июня 2015 г.
2. «EUVST – Наука НАСА». НАСА, НАСА, наука.
3. «Облако-аэрозольная транспортная система (CATS)». Кошки.
4. «NASA AOS — лидар ALICAT для наклонной орбиты AOS:обзор инструментов и прогнозируемые характеристики». Aos.gsfc.nasa.gov, aos.gsfc.nasa.gov/meetings-documents-more.htm?id=175.


Портативная мультиспектральная 3D-камера светового поля со струйной печатью открывает возможности для перед… Инструмент планирования роботов на основе искусственного интеллекта снижает человеческую невнимательность…