國產(chǎn)濾光片的中心波長(cháng)“漂移”現象剖析

　　除吸潮引起濾光片的中心波長(cháng)漂移以外,溫度升高引起的膜層折射率的變化,以及膜系熱膨脹引起的厚度變化也會(huì )引起膜層光學(xué)厚度的變化,從而導致中心波長(cháng)發(fā)生漂移.不僅如此,由于基板的熱膨脹系數與膜系的熱膨脹系數不同,在受熱的情況下,膜系會(huì )受到基板應力的作用發(fā)生彈性形變,從而聚集密度發(fā)生變化,也會(huì )導致中心波長(cháng)發(fā)生漂移。

　　這其中主要的因素就是材料的折射率溫度系數、基板的線(xiàn)性熱膨脹系數、材料的泊松比、膜系的線(xiàn)性熱膨脹系數、膜層的聚集密度等。目前關(guān)于各種材料的折射率隨溫度變化的數據非常缺乏,尤其是薄膜形態(tài)材料的數據。

　　根據理論分析和參量設定,計算得到在70℃以下,綠色濾光片的中心波長(cháng)的溫度漂移為-0.00088nm/℃,在100℃以上,中心波長(cháng)的溫度漂移為-0.001459nm/℃,對于不同顏色的濾光片,數值略有不同,但量級都在-1×10-3 nm/℃,10℃的溫度變化也只會(huì )引起-10-2nm量級的漂移,而實(shí)驗觀(guān)測到的漂移無(wú)論對單片還是膠合樣品都在1nm的量級,所以該計算的結果并不是主要因素。

　　對于雙片膠合的樣品而言,聚集密度不等于1時(shí),其中的空隙多由水汽所填充,膠合以后,這些水分子仍然存在,不能蒸發(fā)脫離出薄膜。根據資料顯示,水的折射率溫度變化相對薄膜材料是比較大的,它的量級在10-4/℃,比SiO2高一個(gè)量級,并且隨著(zhù)溫度的上升,折射率下降速度加快。對于聚集密度而言,水分子折射率溫度系數的作用跟膜層材料的作用已經(jīng)可比擬,甚至更大。

　　對于未膠合單片的國產(chǎn)濾光片,室溫下薄膜柱狀結構中的空隙幾乎*被水分子所填充,在溫度上升到70℃時(shí),柱狀結構中80%-90%左右的水分子被蒸發(fā)脫離出薄膜,而在70℃-120℃的時(shí)候,剩余的10%-20%左右的水分子也被蒸發(fā)脫離出薄膜，因此導致了在70℃-120℃的中心波長(cháng)漂移。實(shí)驗數據中這種漂移的數值在1-2.5nm之間,確實(shí)是室溫到70℃漂移值的1/5左右。實(shí)驗還反映,100℃-120℃的漂移小于70℃-100℃范圍的漂移,這也符合實(shí)際分析。