一种光子晶体滤波镜片及其制备方法
【专利摘要】一种光子晶体滤波镜片，所述光子晶体滤波镜片包括平板玻璃基板和镀在平板玻璃基板一侧的光子晶体膜，所述光子晶体膜由底层、中间层和外层构成，底层由碲化镉层、二氧化硅层交替铺设，中间层为五氧化二钽层，五氧化二钽层与底层的二氧化硅层相连接，外层与底层对称设置。本发明根据治疗肝癌、胃癌等癌症的特定波长的光源需要，基于光子晶体理论研究出最佳的光子晶体周期结构和光子晶体膜层厚度，该种光子晶体滤波镜片可以仅让980nm的近红外光通过，大大提高照射光的色纯度，并且光的透射率也达到99%以上；将该光子晶体滤波镜片镶嵌在光动力治疗仪的光源的输出端口，缩短了光动力治疗仪的治疗时间，提高对肝癌、胃癌等癌症的治疗效果。
【专利说明】一种光子晶体滤波镜片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光子晶体领域，具体的说是一种光子晶体滤波镜片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]市场上的艾拉光动力治疗仪可以用于治疗膀胱癌、口腔癌等疾病，具有创伤小、安全高效、恢复快等特点，为患者带来了一种全新的理想治疗方案。但是目前市场上出现的光动力治疗仪所使用的照射光源大多采用半导体激光发射器，射出的光往往含有多种波段的光，而且光在传播时也有许多损耗。采用这种方式得到的照射光虽然也能达到治疗的目的，但是由于得到的照射光的色纯度不高，光的利用率不高，光的透射率也不高，从而在治疗癌症时需要进行较长的时间，严重影响癌症治疗的效率。
[0003]目前，温州医学院附属眼视光医院已经使用690nm的红光在高度近视眼的脉络膜新生血管的治疗上取得了较好的效果。哈尔滨工业大学凝聚态科学与技术研究中心发现630nm左右的红光可以用于治疗鼻咽癌、头颈部肿瘤、脑肿瘤等，而且已经应用到临床中，并取得了很好的效果。由相关研究发现，如果照射光的波长为630nm，穿透组织的深度〈0.5cm ;如果波长是700nm,深度就接近0.8cm ;而800nm波长的的光可达Icm,将光动力治疗仪主要用来治疗一些肝、胃等内脏器官的癌变，则采用的照射光为980nm的近红外光效果最佳。因此找到一种能让980nm的近红外光大量透射的镜片材料成为解决问题的重中之重。
[0004]光子晶体是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学微结构材料。从晶体结构来说，晶体内部的原子是周期性有序排列的，正是这种周期势场的存在，使得运动的电子受到周期势场的布拉格散射，从而形成能带结构，带与带之间可能存在带隙，即光子带隙。光子晶体最显著的特点是抑制某些频率电磁波，产生光子禁带，实现对光的优良滤波性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种光子晶体滤波镜片及其制备方法，该光子晶体滤波镜片能特定的让980nm的近红外光大量透射。
[0006]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种光子晶体滤波镜片，包括平板玻璃基板和镀在平板玻璃基板一侧的光子晶体膜，所述光子晶体膜由底层、中间层和外层构成，所述的底层和外层均由交替设置的碲化镉层和二氧化硅层构成，且底层和外层的结构对称，所述底层中最靠近中间层的一层为二氧化硅层，最靠近平板玻璃基板的一层为碲化镉层，所述的中间层为五氧化二钽层，外层中与中间层相接的一层为二氧化硅层。
[0007]光子晶体滤波镜片的制备方法，包括以下步骤:
步骤一:加工一个厚度为36mm的平板玻璃作为基板，对基板双面和立边进行抛光处理，在基板四周加工工艺倒角；
步骤二:采用酸性清洗液和去离子水分别对基板表面进行清洁化处理，然后将基板放置于热板上进行烘干，热板温度设置为65°C，烘干时间为10分钟； 步骤三:将基板放入真空镀膜机中，在基板的上表面镀一层碲化镉膜，镀膜厚度为91.lnm，镀膜后干燥冷却30分钟；然后在碲化镉膜上方镀一层二氧化硅膜，镀膜厚度为167.8nm，镀膜后干燥冷却30分钟；
步骤四:按照步骤三的方法重复操作4次；
步骤五:在步骤四完成后的基板二氧化硅膜上方镀一层五氧化二钽膜，镀膜厚度为233.3nm,镀膜后干燥冷却30分钟；
步骤六:在五氧化二钽膜上镀一层二氧化硅膜，镀膜厚度为167.8nm，镀膜后干燥冷却30分钟；然后在二氧化硅膜上方再镀一层碲化镉膜，镀膜厚度为91.lnm，镀膜后干燥冷却
30分钟；
步骤七:按照步骤七的方法重复操作4次，镀膜完成。
[0008]本发明的有益效果是:本发明根据治疗肝癌、胃癌等癌症的特定波长的光源需要，基于光子晶体理论甄选合适的介质材料碲化镉和二氧化硅作为光子晶体周期结构介质，并掺杂五氧化二钽层，研究出最佳的光子晶体周期结构和光子晶体膜层厚度，该种光子晶体滤波镜片可以仅让980nm的近红外光通过，大大提高照射光的色纯度，并且光的透射率也达到99%以上；将该光子晶体滤波镜片镶嵌在光动力治疗仪的光源的输出端口，缩短了光动力治疗仪的治疗时间，提闻对肝癌、胃癌等癌症的治疗效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是光子晶体膜的结构示意图。
[0010]图2是应用光子晶体滤波镜片的光动力治疗仪的照射光的光谱分析图。
[0011]图中标记:1、碲化镉层，2、二氧化硅层，3、五氧化二钽层。
【具体实施方式】
[0012]一种光子晶体滤波镜片，所述光子晶体滤波镜片包括平板玻璃基板和镀在平板玻璃基板一侧的光子晶体膜，所述光子晶体膜为三层结构，底层由碲化镉层1、二氧化硅层2交替铺设，中间层为五氧化二钽层3，五氧化二钽层3与底层的二氧化硅层2相连接，外层与底层对称设置。
[0013]光子晶体滤波镜片的制备方法包括以下步骤:
步骤一:加工一个厚度为36mm的平板玻璃作为基板，对基板双面和立边进行抛光处理，在基板四周加工工艺倒角；
步骤二:采用酸性清洗液和去离子水分别对基板表面进行清洁化处理，然后将基板放置于热板上进行烘干，热板温度设置为65°C，烘干时间为10分钟；
步骤三:将基板放入真空镀膜机中，在基板的上表面镀一层碲化镉膜，镀膜厚度为91.lnm，镀膜后干燥冷却30分钟；然后在碲化镉膜上方镀一层二氧化硅膜，镀膜厚度为167.8nm，镀膜后干燥冷却30分钟；
步骤四:按照步骤三的方法重复操作4次；
步骤五:在步骤四完成后的基板二氧化硅膜上方镀一层五氧化二钽膜，镀膜厚度为233.3nm,镀膜后干燥冷却30分钟；
步骤六:在五氧化二钽膜上镀一层二氧化硅膜，镀膜厚度为167.8nm，镀膜后干燥冷却30分钟；然后在二氧化硅膜上方再镀一层碲化镉膜，镀膜厚度为91.lnm，镀膜后干燥冷却30分钟；
步骤七:按照步骤七的方法重复操作4次，镀膜完成。
[0014]对使用本发明的光动力治疗仪进行了仿真实验，其光谱分析结果如图2所示。从图中可以看出，波长范围在800-1250nm内的光中980nm的近红外光的透射率最高，为
0.9914，大大提高照射光的色纯度和透射率。
【权利要求】
1.一种光子晶体滤波镜片，其特征在于:光子晶体滤波镜片包括平板玻璃基板和镀在平板玻璃基板一侧的光子晶体膜，所述光子晶体膜由底层、中间层和外层构成，所述的底层和外层均由交替设置的碲化镉层(I)和二氧化硅层(2)构成，且底层和外层的结构对称，所述底层中最靠近中间层的一层为二氧化硅层(2)，最靠近平板玻璃基板的一层为碲化镉层(1)，所述的中间层为五氧化二钽层(3)，外层中与中间层相接的一层为二氧化硅层(2)。
2.如权利要求1所述的一种光子晶体滤波镜片的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:加工一个厚度为36mm的平板玻璃作为基板，对基板双面和立边进行抛光处理，在基板四周加工工艺倒角； 步骤二:采用酸性清洗液和去离子水分别对基板表面进行清洁化处理，然后将基板放置于热板上进行烘干，热板温度设置为65°C，烘干时间为10分钟； 步骤三:将基板放入真空镀膜机中，在基板的上表面镀一层碲化镉膜，镀膜厚度为.91.lnm，镀膜后干燥冷却30分钟；然后在碲化镉膜上方镀一层二氧化硅膜，镀膜厚度为.167.8nm，镀膜后干燥冷却30分钟； 步骤四:按照步骤三的方法重复操作4次； 步骤五:在步骤四完成后的基板二氧化硅膜上方镀一层五氧化二钽膜，镀膜厚度为.233.3nm,镀膜后干燥冷却30分钟； 步骤六:在五氧化二钽膜上镀一层二氧化硅膜，镀膜厚度为167.8nm，镀膜后干燥冷却30分钟；然后在二氧化硅膜上方再镀一层碲化镉膜，镀膜厚度为91.lnm，镀膜后干燥冷却30分钟； 步骤七:按照步骤七的方法重复操作4次，镀膜完成。
【文档编号】G02B5/20GK104007496SQ201410210549
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】李萍, 邵国帅, 张兰兰, 雷茂生, 宋霄薇, 樊婷 申请人:河南科技大学