gds 发表于 2024-1-14 18:56:21

Wide Infrared Bandpass Filter

This coating is for light at normal incidence on a germanium substrate (index 4). The requirements are:

A. Transmittance < 0.1% for wavelengths 2000-3000 nm
B. Transmittance > 99% for wavelengths 3300-5000 nm
C. Transmittance < 0.1% for wavelengths 5500-7000 nm

The two coating materials are Ge and ZnS (indices 4.2 and 2.2). Although this coating could be designed by "brute force" (just input the optimization targets and let needle/tunneling find a design), a faster approach for wide bandpass filters is to (1) design short and long wave pass filters, (2) append the two filters, and (3) reoptimize. The procedure is illustrated here.First, starting with a single thin layer, the needle/tunneling method was used to create a 31-layer long-wave pass filter using requirements A and B. The transmission in requirement A was reduced to 0.01% so that the final design can meet the 0.1% requirement. The performance is shown below.
https://www.sspectra.com/designs/longpass1.gifSecond, starting with a single thin layer, the needle/tunneling method was used to create a 17-layer short-wave pass filter using requirements B and C. The performance is shown below.
https://www.sspectra.com/designs/shortpass1.gifThird, experience shows that it is best to place the short-wave pass filter closest to the substrate and then to append the long-wave pass filter. (The needle/tunneling method "discovers" this fact when the brute-force approach is used.) Before optimizing, the performance is:
https://www.sspectra.com/designs/bandpass1.gifAfter optimizing this design, the final performance is:
https://www.sspectra.com/designs/bandpass2.gifHere are the designs, with the first layer closest to the substrate and thickness given in nm. With a little more work, it may be possible to eliminated some thin layers.          Short      Long       Bandpass    ZnS   83.39                     97.33    Ge    48.25                     48.60    ZnS756.31                  761.47    Ge   403.51                  412.85    ZnS710.33                  720.06    Ge   377.93                  382.28    ZnS696.05                  705.03    Ge   370.17                  370.42    ZnS696.91                  709.26    Ge   365.05                  358.23    ZnS705.00                  718.52    Ge   361.44                  353.08    ZnS719.03                  724.86    Ge   360.53                  360.01    ZnS751.56                  710.47    Ge   328.61                  398.52    ZnS369.01      158.71      564.95    Ge               124.38         40.79    ZnS            260.14      224.72    Ge                78.55      125.31    ZnS            149.33      133.58    Ge               102.25         98.28    ZnS            235.97      268.21    Ge               145.53      138.25    ZnS            279.07      238.01    Ge               128.80      125.48    ZnS            196.52      232.65    Ge                67.11         68.54    ZnS            159.26      168.55    Ge               132.16      150.14    ZnS            271.50      254.28    Ge               144.32      125.25    ZnS            281.93      307.19    Ge               149.33      165.16    ZnS            278.65      256.22    Ge               140.79      133.04    ZnS            271.93      289.60    Ge               147.16      147.63    ZnS            276.89      266.04    Ge               138.39      134.34    ZnS            271.52      265.60    Ge               152.12      156.86    ZnS            291.92      294.15    Ge               135.69      123.17    ZnS            249.93      250.12    Ge               166.98      178.96    ZnS            553.73      528.64
页: [1]
查看完整版本: Wide Infrared Bandpass Filter