CN103513313A - 一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片及其制备方法，所述紫外荧光滤光片包括基片、由复数高折射率膜层和复数低折射率膜层构成的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系以及截止滤光片膜系，所述带通滤光片膜系和截止滤光片膜系分别镀制于基片的两面，所述紫外荧光滤光片于330nm～400nm高透，于290nm～310nm和410nm～780nm两个波段均截止。本发明制备的紫外荧光滤光片，能够用于紫外荧光成像中紫外光源特定光谱的捕捉，利于皮肤损伤检测工作。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片及其制备方法。
【背景技术】
近年来，成像技术发展迅速，它从传统的可见光成像诞生红外成像和紫外成像，其中紫外成像包括紫外荧光成像和紫外反射成像两部分。不同的光谱成像应用于不同的领域。在刑事侦察领域，皮肤伤痕即表皮至真皮层的照相可捕获到重要的证据，如凶器形状、凶手的相关信息等；在皮肤医学领域，皮肤伤痕即表皮至真皮层的成像可监测到皮肤的健康状况，利于皮肤的医学治疗。该检测系统中最关键的是紫外带通滤光片，滤光片性能的好坏严重影响成像的效果。
目前市场上已有的紫外成像系统为紫外反射成像系统，其被广泛应用于刑侦中指纹的提取和现场勘查；红外成像系统被应用于皮肤（真皮层）损伤探测，但红外成像在皮肤伤痕鉴定中有许多弊端，如成本高，设备复杂，曝光时间太长等。因此操作简单、易携带的紫外荧光成像系统的研制成为一种需求和必然趋势，而其中紫外滤光片的研制将成为重中之重。
近年来，国内紫外滤光片的应用分为以下几类：指纹鉴定、现场勘察和医学美容，而关于皮肤损伤检测用滤光片的论文和产品比较少见。对于指纹鉴定方面，滤光片的应用很广泛，为中心波254nm的窄带滤光片,对于现场勘察滤光片，其通带为450nm～520nm，对于医学美容方面，其通带为200nm～550nm，而对于皮肤损伤检测用滤光片国内的理论研究很少，国外方面，此类滤光片有所应用，但是价格昂贵。
因此，如果可以研制出一种用于皮肤损伤检测用的紫外滤光片，将很好地解决上述所有的问题和缺点，开拓科研领域，服务刑事侦察和日常生活，其市场前景也将会很可观。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片，能够用于紫外荧光成像中紫外光源特定光谱的捕捉，利于皮肤损伤检测工作。
本发明是这样实现上述技术问题之一的：
一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片，所述紫外荧光滤光片包括一基片、由复数高折射率膜层和复数低折射率膜层构成的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系以及截止滤光片膜系，所述带通滤光片膜系和截止滤光片膜系分别镀制于基片的两面，所述紫外荧光滤光片为于330nm～400nm高透，于290nm～310nm和410nm～780nm两个波段均截止。
进一步地，所述基片为K9玻璃，所述高折射率膜层所用材料为HfO2，所述低折射率膜层所用材料为SiO2。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，能够有效地减少制备工艺偏差影响，利于批量生产。
本发明是这样实现上述技术问题之二的：
一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤10、结合皮肤的光学性质得到皮肤荧光峰值对应的紫外光谱，并以此作为紫外荧光滤光片的指标；
步骤20、根据紫外荧光滤光片的指标选择基片材料、高折射率膜层以及低折射率膜层材料；
步骤30、根据紫外荧光滤光片的指标设计膜系结构和紫外荧光滤光片结构，并进行相应的仿真和优化，得到符合紫外荧光滤光片的指标的膜系；
步骤40、对所得的膜系进行容差分析；
步骤50、根据容差分析结果，选择相应的薄膜制备方法进行制备紫外荧光滤光片。
进一步地，所述紫外荧光滤光片的指标为330nm～400nm，截止波段为290nm～310nm和410nm～780nm。
进一步地，所述步骤20中，基片的材料为K9玻璃，所述高折射率膜层所用材料为HfO2，所述低折射率膜层所用材料为SiO2。
进一步地，所述步骤30设计的膜系结构为由复数高折射率膜层和复数低折射率膜层构成的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系以及截止滤光片膜系，且所述带通滤光片膜系的带通波段为330nm～400nm，截止滤光片膜系的截止波段为290nm～310nm和410nm～780nm。
进一步地，所述步骤40中的容差分析，是在TFC软件中进行的。
进一步地，所述步骤50中相应的薄膜制备方法为射频磁控溅射、电子束蒸发、离子束辅助镀膜、原子层外延或MOCVD。
进一步地，所述步骤50中相应的薄膜检测方法为采用紫外分光光度计检测其透射谱。
本发明具有如下优点：
本发明制备的紫外荧光滤光片可用于紫外荧光成像中紫外光源特定光谱的捕捉，为刑事侦察、在皮肤医学等领域提供很大的支持。另外在理论上对制备进行容差分析，为镀膜提供理论指导，有效地减少了制备工艺偏差影响，利于批量生产。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明紫外荧光滤光片的结构示意图。其中H为高折射率膜层，L为低折射率膜层。
图2为本发明的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系的波长与透过率曲线图。
图3为本发明的截止滤光片膜系的波长与透过率曲线图。
图4为本发明的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系的容差分析曲线图。
图5为本发明的截止滤光片膜系的容差分析曲线图。
图6为本发明实施例的紫外荧光滤光片带通膜系在紫外分光光度计下的透射谱数据表。
图7为本发明实施例的紫外荧光滤光片在紫外分光光度计下的透射谱数据表。
图8本发明实施例的紫外荧光滤光片在紫外分光光度计下的透射谱图。
【具体实施方式】
请参阅图1～8所示，对本发明的实施例进行详细的说明。
如图1所示，本发明涉及一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片，所述紫外荧光滤光片包括一基片、由复数高折射率膜层和复数低折射率膜层构成的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系以及截止滤光片膜系，所述带通滤光片膜系和截止滤光片膜系分别镀制于基片的两面，所述紫外荧光滤光片的带通波段为330nm～400nm，截止波段为290nm～310nm和410nm～780nm。
所述基片为K9玻璃，所述高折射率膜层所用材料为HfO2，所述低折射率膜层所用材料为SiO2。图1中，H为高折射率膜层，L为低折射率膜层。
本发明还涉及上述一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤10、结合皮肤的光学性质得到皮肤荧光峰值对应的紫外光谱，并以此作为紫外荧光滤光片的指标，及其带通波段和截止波段；
步骤20、根据紫外荧光滤光片的指标选择基片材料、高折射率膜层以及低折射率膜层材料；
步骤30、根据紫外荧光滤光片的指标设计膜系结构和紫外荧光滤光片结构，并进行相应的仿真和优化，得到符合紫外荧光滤光片的指标的膜系；步骤40、对所得的膜系进行容差分析；
步骤50、根据容差分析结果，选择相应的薄膜制备方法进行制备紫外荧光滤光片并进行相应的检测。
较优的，所述步骤40中的容差分析，是在TFC软件中进行的。
较优的，所述步骤50中相应的薄膜制备方法为射频磁控溅射、电子束蒸发、离子束辅助镀膜、原子层外延或MOCVD。
较优的，所述步骤50中相应的薄膜检测为采用紫外分光光度计检测透射光谱。
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例
1、正常皮肤在紫外光源照射下会发出荧光，当紫外光为360nm时达到荧光峰值；而不被肉眼所看到的皮肤伤痕会吸收紫外光源从而形成暗区，由此得到紫外滤光片的指标为330nm～400nm波段高透，其透射率大于80%，290nm～310nm和410nm～780nm波段截止，其反射率大于90%，陡度不超过3%。
2、根据紫外滤光片的指标，选择基片为K9玻璃，高折射率膜层材料为HfO2，低折射率膜层材料为SiO2。
3、依据紫外滤光片的指标、以及选择的基片、高折射率膜层、低折射率膜层材料，设计基片两面分别镀制含多个谐振腔的带通滤光片膜系和截止滤光片膜系，并对其优化，如图2与3所示，图2为本发明的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系的波长与透过率曲线图；图3为本发明的截止滤光片膜系的波长与透过率曲线图。
4、对所得的膜系容差进行分析，即制备中折射率和膜厚发生偏差时对膜系的影响，其中膜厚偏差设置为2%，折射率偏差设置为1%，得到偏差分析曲线，如图4和5所示，图4为本发明的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系的容差分析曲线图；图5为本发明的截止滤光片膜系的容差分析曲线图；由图知，在膜厚和折射率均发生变化时，膜系仍然符合设计指标要求：330nm～400nm透射率大于80%，290nm～310nm和410nm～780nm波段截止，其反射率大于90%，陡度不超过3%。
5、依据理论设计的膜系在基片的一面镀制带通滤光片膜系，镀制结束后在紫外荧光光度计下进行检测，得到含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系的波长与透过率曲线图即如图2所示，检测数据见图6，由图6可得于290nm～310nm处反射率大于90%，且其上行陡度为2.76%，小于3%，即所镀制的带通滤光片薄膜符合要求。
6.依据理论设计的截止滤光片膜系，在已镀有带通滤光片膜系的基片另一面镀制截止滤光片膜系，镀膜结束后对其进行检测，最终得到符合要求的膜系。镀膜方式包括射频磁控溅射，电子束蒸发，离子束辅助镀膜，原子层外延，或MOCVD。
镀制结束后，利用紫外分光光度计进行检测，得到检测数据见图7，图8为该实施例的紫外荧光滤光片在紫外分光光度计下的透射谱图。
由图7和图8可知该滤光片330nm～400nm透射率大于80%，290nm～310nm和410nm～780nm波段截止，其反射率大于90%，上行陡度和下行陡度为：2.76%和2.34%，均小于3%，因此符合本发明紫外荧光滤光片的设计要求。
本发明制备的紫外荧光滤光片可用于紫外荧光成像中紫外光源特定光谱的捕捉，为刑事侦察、在皮肤医学等领域提供很大的支持。另外在理论上对制备进行容差分析，为镀膜提供理论指导，有效地减少了制备工艺偏差影响，利于批量生产。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片，其特征在于：所述紫外荧光滤光片包括一基片、由复数高折射率膜层和复数低折射率膜层构成的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系以及截止滤光片膜系，所述带通滤光片膜系和截止滤光片膜系分别镀制于基片的两面，所述紫外荧光滤光片的带通波段为330nm～400nm，截止波段为290nm～310nm和410nm～780nm。
2.根据权利要求1所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片，其特征在于：所述基片为K9玻璃，所述高折射率膜层所用材料为HfO2，所述低折射率膜层所用材料为SiO2。
3.一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤10、结合皮肤的光学性质得到皮肤荧光峰值对应的紫外光谱，并以此作为紫外荧光滤光片的指标；
步骤20、根据紫外荧光滤光片的指标选择基片材料、高折射率膜层以及低折射率膜层材料；
步骤30、根据紫外荧光滤光片的指标设计膜系结构和紫外荧光滤光片结构，并进行相应的仿真和优化，得到符合紫外荧光滤光片的指标的膜系；步骤40、对所得的膜系进行容差分析；
步骤50、根据容差分析结果，选择相应的薄膜制备方法进行制备紫外荧光滤光片并进行相应的检测。
4.根据权利要求3所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述紫外荧光滤光片的指标为于330nm～400nm高透，于290nm～310nm和410nm～780nm两个波段均截止。
5.根据权利要求3所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述步骤20中，基片的材料为K9玻璃，所述高折射率膜层所用材料为HfO2，所述低折射率膜层所用材料为SiO2。
6.根据权利要求3所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述步骤30设计的膜系结构为由复数高折射率膜层和复数低折射率膜层构成的含有复数个谐振腔的带通滤光片膜系以及截止滤光片膜系，且所述带通滤光片膜系于330nm～400nm高透，于290nm～310nm和410nm～780nm两个波段均截止。
7.根据权利要求3所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述步骤40中的容差分析，是在TFC软件中进行的。
8.根据权利要求3所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述步骤50中相应的薄膜制备方法为射频磁控溅射、电子束蒸发、离子束辅助镀膜、原子层外延或MOCVD。
9.根据权利3所述的一种皮肤损伤检测用的紫外荧光滤光片的制备方法，其特征在于：所述步骤50中相应的薄膜检测方法为采用紫外分光光度计检测其透射谱。
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