Wide Infrared Bandpass Filter

[size=+3]Wide Infrared Bandpass Filter
9 q7 u9 p0 v0 ]) k  |[ Contents ] [ Index ] [ Home ]
This coating is for light at normal incidence on a germanium substrate (index 4). The requirements are:
A. Transmittance  99% for wavelengths 3300-5000 nm
& }7 p/ k, w0 B, w! ^$ R7 f, h% N$ A% wC. Transmittance Second, 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.
/ t; G( R* x! Z0 S( H% V
Third, 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:

After optimizing this design, the final performance is:
0 V) P4 x# p' F4 b
Here 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
& H2 {6 G) \( n# h. D' T    Ge    48.25                     48.60
) h% q& a3 u- ~5 M) M: \    ZnS  756.31                    761.47
    Ge   403.51                    412.85
8 r+ w& N! w" H2 M4 o9 O5 w0 O    ZnS  710.33                    720.06
    Ge   377.93                    382.28
- i3 i; y; j* ~( P# c; E3 u3 ~    ZnS  696.05                    705.03
* Y0 ~& V$ k% Q3 a$ T    Ge   370.17                    370.42
    ZnS  696.91                    709.26
# S, y$ d$ C' @2 s' @: Q& D# U    Ge   365.05                    358.23
    ZnS  705.00                    718.52
6 z& `4 P: a$ v    Ge   361.44                    353.08
    ZnS  719.03                    724.86
    Ge   360.53                    360.01
# k0 Y) m6 l9 n2 [) G% J! Y0 H" r    ZnS  751.56                    710.47
# U0 x) M- g7 ?) W# J4 H    Ge   328.61                    398.52
    ZnS  369.01      158.71        564.95
+ \, Q, ?6 C" l' l5 @; o/ k" N    Ge               124.38         40.79
    ZnS              260.14        224.72
! _" X; |, `2 G, E; _    Ge                78.55        125.31
' N6 v6 R6 R& b: L% O    ZnS              149.33        133.58
    Ge               102.25         98.28
2 U" ]4 v0 T' I+ o% ^    ZnS              235.97        268.21
: x% ~" j  V% j    Ge               145.53        138.25
    ZnS              279.07        238.01
4 [6 R- J$ f$ p/ w) v  ]7 u7 o    Ge               128.80        125.48
    ZnS              196.52        232.65
- x0 g6 ~) w) y    Ge                67.11         68.54
    ZnS              159.26        168.55
! `- [9 c; l- @6 ?9 _    Ge               132.16        150.14
    ZnS              271.50        254.28
5 B( K4 m9 y# @) T5 q: ?    Ge               144.32        125.25
, X+ M0 H  J* o4 h" O    ZnS              281.93        307.19
- j& l! Y8 S: J+ }7 `    Ge               149.33        165.16
8 N! P" o! l5 d; q    ZnS              278.65        256.22
    Ge               140.79        133.04
. M. _, Y5 \6 X. R    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
- d+ r" n1 `% l* h: v& o1 \. D    Ge               152.12        156.86
" g+ A8 F# h* A+ j  z    ZnS              291.92        294.15
    Ge               135.69        123.17
    ZnS              249.93        250.12
+ M1 b$ A  B. ]6 d! M    Ge               166.98        178.96
! {6 o3 G2 d5 `3 ?" _    ZnS              553.73        528.64