随着人类航天活动的日益增多,闪电给航天飞行器的发射和运行所带来的危害也日益显现出来,因此,对闪电的探测非常必要。由于闪电的信号具有非常窄的光谱范围,所以闪电信号往往被淹没在强大的背景辐射之中。要实现对闪电的有效探测,必须在光学系统中使用超窄带滤光片,在获取闪电特征峰位信号的同时滤去周围大量的背景辐射,从而提高闪电探测的信噪比。超窄带滤光片的应用以及原理闪电的特征光谱如图1所示。主要由多个离散的尖峰组成,其中峰值***强的一个特征峰中心波长为777.4nm,因此,将闪电探测用超窄带滤光片的中心波长设计为此波长,滤光片的带宽则需要综合考虑减少背景辐射对探测结果的影响以及获得足够的闪电信号强度,滤光片的带宽要求为1nm常规的超窄带滤光片结构设计一般采用类似于Fabry-Perot干涉仪的结构,即在两个高反射膜系中间夹一个间隔层(腔),反射膜系由四分之一中心波长的膜层组成,间隔层厚度为二分之一中心波长的整数倍。这种***简单的单腔结构滤光片性能较差,通带形状为三角形。为满足闪电探测使用要求,超窄带滤光片设计采用两腔或三腔结构,即利用耦合层将多个单腔结构组合起来,以得到接近矩形的通带。对于多腔结构,滤光片的带宽主要决定于膜层材料折射率、膜系结构和周期数、间隔层材料和结构以及耦合层的材料和结构。在初步设计结果确定后,通过调节间隔层和耦合层参数,可以对滤光片的带宽进行微调以得到满足设计要求的结果。。介质滤光片一个主要缺点是,随着入射角的变化,中心波长将向短波方向发生漂移。图5所示为一个双腔Fabry-Perot型滤光片的中心波长漂移与入射角的关系。可以看出,采用高折射率材料作为间隔层,可以得到较小的中心波长漂移,因此,在设计时,应尽量采用高折射率材料作为间隔层,以得到尽可能小的中心波长漂移。在斜入射的情况下,超窄带滤光片的光谱特性发生的另一个变化是s偏振光和p偏振光产生分离。产生分离的原因主要有两个方面:一方面,由于s偏振光的透射率低于p偏振光,因此s偏振光的通带宽度小于p偏振光;另一方面,膜系在s偏振和p偏振情况下的等效折射率不同,使两个偏振分量的峰值波长不再重合。滤光片的带宽越窄,这种分离也越明显。研究表明,在倾斜入射时,以高折射率材料作为间隔层的滤光片,s偏振分量的中心波长比p偏振分量向短波方向的漂移量更大,而以低折射率材料作为间隔层的滤光片,则刚好相反。因此,可以预计,如果间隔层同时由高、低折射率两种材料构成,则可能使两种偏振分量的中心波长分离程度减小。研究结果证明了这个假设。超窄带滤光片http:///lvguangpian/Alluxa/2018/0622/ml)