具有空间变化微复制层的光学滤光器制造技术

在一个示例中，示例制品可包括被光学耦合到波长选择性滤光器的空间变化微复制层。所述波长选择性滤光器可具有取决于光入射角的光学频带。所述空间变化微复制层可被配置为使光以第一预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的第一光学区域并且使光以第二预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的第二光学区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有空间变化微复制层的光学滤光器
本公开涉及光学滤光器和包括光学滤光器的传感器。本公开也涉及具有空间变化微复制层的光学滤光器。
技术介绍
在各种各样的应用中采用光学滤光器，诸如光学通信系统、光学传感器、成像、科学和工业光学设备以及显示系统。光学滤光器可包括管理入射电磁辐射(包括光)的透射的光学层。光学滤光器可反射或吸收入射光的一部分，并透射入射光的另一部分。光学滤光器内的光学层可在波长选择性、光学透射率、光学透明度、光学雾度和折射率方面有所不同。UV、可见和近红外感测和通信架构可包括能够检测光谱信息的传感器(或传感器阵列)，光谱信息能够用于确定许多所关注的参数。另外，传感器可用于可见光通信(VLC或激光雷达)，诸如LiFi、手势感测和许多其他应用。继续寻求滤光器和传感器的光谱选择性和敏感性的改进。
技术实现思路
本公开描述了包括被光学耦合到波长选择性滤光器的空间变化微复制层的示例制品。波长选择性滤光器可具有取决于光入射角的光学频带。空间变化微复制层可被配置为使光以第一预定入射角透射到波长选择性滤光器的第一光学区域并且使光以第二预定入射角透射到波长选择性滤光器的第二光学区域。本公开描述了包括在第一光入射角具有第一频带边缘的波长选择性滤光器的示例制品。该示例制品可包括被光学耦合到波长选择性滤光器的微复制层。微复制层可包括多个微复制特征结构。多个微复制特征结构中的至少一个微复制特征结构可被配置为使光以第一光入射角透射到波长选择性滤光器的第一区域。本公开描述了包括利用光源对样品进行照射以获得特征光的示例技术。光源可发射宽频带、窄频带或多频带光谱。光源可发射非极化光或极化(线性的、圆形的或椭圆的)光。该示例技术可包括使特征光穿过被光学耦合到波长选择性滤光器的空间变化微复制层，以便使滤波的特征光以多个入射角中的相应入射角透射到波长选择性滤光器的多个区域中的每个区域。每个相应入射角可与多个窄频带中的已知窄频带相关联。该示例技术可包括在多个传感器元件中的相应传感器元件处感测由波长选择性滤光器的每个相应区域透射的滤波的特征光的相应强度。该示例技术可包括通过将每个感测的相应强度和与物质相关联的已知参考光谱进行曲线拟合，将由多个传感器元件感测的滤波的特征光谱对照已知参考光谱进行比较。曲线拟合可包括使每个感测的相应强度对照与相应窄频带相关联的相应预期强度匹配，相应窄频带与透射滤波的特征光的相应强度的相应区域相关联。该示例技术可包括基于该比较确定样品中该物质的存在。本公开描述了利用宽频带光源对样品进行照射以获得特征光的示例技术。该示例技术可包括使特征光穿过光学滤光器，以便使滤波的特征光以多个预定角中的每个相应预定角透射到宽频带传感器。该示例技术可包括通过感测以每个相应预定角透射的滤波的特征光的相应强度确定滤波的特征光的角空间中的累积光谱功率分布。该示例技术可包括基于光学滤光器的频带边缘的角色散将角空间中的累积光谱功率分布转换为波长空间中的累积光谱功率分布。该示例技术可包括通过确定波长空间中的累积光谱功率分布的数学导数确定滤波的特征光的光谱功率分布。该示例技术可包括将光谱功率分布与物质的已知参考光谱功率分布进行比较。该示例技术可包括基于该比较确定样品中该物质的存在。本公开描述了包括被光学耦合到波长选择性滤光器的空间变化折射结构层的示例制品。波长选择性滤光器可具有取决于光入射角的光学频带。空间变化折射结构层可被配置为使光以第一预定入射角透射到波长选择性滤光器的第一光学区域并且使光以第二预定入射角透射到波长选择性滤光器的第二光学区域。本专利技术的一个或多个方面的细节在以下附图和具体实施方式中示出。从说明书和附图以及从权利要求中可显而易见本专利技术的其它特征、目的和优点。附图说明当结合附图阅读时，在以下详细描述中本专利技术的上述和其他方面将更显而易见。图1A是包括示例光学滤光器的示例制品的概念性和示意性侧向剖视图。图1B是包括示例光学滤光器的示例制品的概念性和示意性侧向剖视图。图1C是包括示例光学滤光器的示例制品的概念性和示意性侧向剖视图。图1D是包括示例光学滤光器的示例制品的概念性和示意性顶视图。图1E是包括示例光学滤光器的示例制品的概念性和示意性顶视图。图2A是示出没有微复制层的示例光学滤光器的侧视图的概念图和示意图。图2B是示出图2A的示例光学滤光器的透视图的概念图和示意图。图2C是呈现反射率的图表，反射率作为用于图2A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图2D是呈现透射率的图表，透射率作为用于图2A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图3A是示出包括准直结构的示例光学滤光器的分解侧视图的概念图和示意图。图3B是示出图3A的示例光学滤光器的透视图的概念图和示意图。图3C是呈现反射率的图表，反射率作为用于图3A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图3D是呈现透射率的图表，透射率作为用于图3A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图4A是示出包括去准直结构的示例光学滤光器的分解侧视图的概念图和示意图。图4B是示出图4A的示例光学滤光器的透视图的概念图和示意图。图4C是呈现反射率的图表，反射率作为用于图4A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图4D是呈现透射率的图表，透射率作为用于图4A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图5A是通过包括微复制特征结构的示例光学滤光器的光色射的概念图和示意图，该微复制特征结构包括0°棱镜。图5B是呈现反射率的图表，反射率作为用于图5A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图5C是比较图5A的光学滤光器的光谱与样品的参考光谱的图表。图5D是呈现通过图5A的示例光学滤光器滤波的信号的光谱的图表。图6A是通过包括微复制特征结构的示例光学滤光器的光色射的概念图和示意图，该微复制特征结构包括20°棱镜。图6B是呈现反射率的图表，反射率作为用于图6A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图6C是比较图6A的光学滤光器的光谱与样品的参考光谱的图表。图6D是呈现通过图6A的示例光学滤光器滤波的信号的光谱的图表。图7A是通过包括微复制特征结构的示例光学滤光器的光色射的概念图和示意图，该微复制特征结构包括40°棱镜。图7B是呈现反射率的图表，反射率作为用于图7A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图7C是比较图7A的光学滤光器的光谱与样品的参考光谱的图表。图7D是呈现通过图7A的示例光学滤光器滤波的信号的光谱的图表。图8A是通过包括微复制特征结构的示例光学滤光器的光色射的概念图和示意图，该微复制特征结构包括60°棱镜。图8B是呈现反射率的图表，反射率作为用于图8A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图8C是比较图8A的光学滤光器的光谱与样品的参考光谱的图表。图8D是呈现通过图8A的示例光学滤光器滤波的信号的光谱的图表。图9A是通过包括微复制特征结构的示例光学滤光器的光色射的概念图和示意图，该微复制特征结构包括70°棱镜。图9B是呈现反射率的图表，反射率作为用于图9A的示例光学滤光器的极角和波长的函数。图9C是比较图9A的光学滤光器的光谱与样品的参考光谱的图表。图9D是呈现通过图9A的示例光学滤光器滤波的信号的光谱的图表。图10A是通过包括微复制特征结构的示例光学滤光器的光色射的概念图和示意图，该微复制特征结构包括80°棱镜。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，包括：波长选择性滤光器，所述波长选择性滤光器具有取决于光入射角的光学频带；以及空间变化微复制层，所述空间变化微复制层被光学耦合到所述波长选择性滤光器，其中所述空间变化微复制层被配置为使光以第一预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的第一光学区域，并且使光以第二预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的第二光学区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.03 US 62/345,4981.一种制品，包括：波长选择性滤光器，所述波长选择性滤光器具有取决于光入射角的光学频带；以及空间变化微复制层，所述空间变化微复制层被光学耦合到所述波长选择性滤光器，其中所述空间变化微复制层被配置为使光以第一预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的第一光学区域，并且使光以第二预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的第二光学区域。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述空间变化微复制层被配置为使光以多个预定入射角中的相应预定入射角透射到所述波长选择性滤光器的多个光学区域中的各个光学区域，所述多个光学区域包括所述第一光学区域和所述第二光学区域，并且所述多个预定入射角包括所述第一预定入射角和所述第二预定入射角。3.根据权利要求1所述的制品，其中所述多个预定入射角中的每个预定入射角被配置为将所述波长选择性滤光器的所述取决于光入射角的光学频带偏移到多个预定偏移频带中的相应预定偏移频带。4.根据权利要求2或3所述的制品，其中所述空间变化微复制层包括多个微复制特征结构，所述多个微复制特征结构中的每个微复制特征结构使光以所述相应预定入射角透射到相应光学区域。5.根据权利要求4所述的制品，其中所述多个微复制特征结构包括微复制特征结构的多个子集，微复制特征结构的每个子集使光以所述相应预定入射角透射到所述相应光学区域。6.根据权利要求1至5中任一项所述的制品，其中所述多个微复制特征结构中的每个相应微复制特征结构限定光弯曲角，所述光弯曲角确定由所述相应微复制特征结构透射到所述波长选择性滤光器的所述相应光学区域的光的所述光入射角。7.根据权利要求1至6中任一项所述的制品，其中所述多个微复制特征结构中的每个微复制特征结构包括棱镜、角限制元件或准直元件中的一个或多个。8.根据权利要求1至7中任一项所述的制品，其中所述波长选择性滤光器的至少未偏移区域被配置为接收未透射穿过所述空间变化微复制层的光。9.根据权利要求1至8中任一项所述的制品，其中所述微复制层包括平坦化区域，所述平坦化区域被配置为将光透射到所述波长选择性膜而基本上不改变入射角。10.根据权利要求1至9中任一项所述的制品，其中所述波长选择性滤光器包括多层光学膜。11.根据权利要求10所述的制品，其中所述多层光学膜包括干涉膜。12.根据权利要求1至11中任一项所述的制品，其中所述多个光学区域包括至少一个反射区域。13.根据权利要求1至12中任一项所述的制品，其中所述多个光学区域包括至少一个透射区域。14.根据权利要求1至13中任一项所述的制品，还包括光传感器，所述光传感器被光学耦合到所述波长选择性滤光器，其中所述光传感器包括多个感测元件，所述多个感测元件中的每个感测元件被配置为感测来自所述波长选择性膜的所述多个光学区域中的至少一个光学区域的光。15.根据权利要求14所述的制品，其中所述多个感测元件中的至少一个感测元件被配置为感测从所述至少一个光学区域反射的光。16.根据权利要求14所述的制品，其中所述多个感测元件中的至少一个感测元件被配置为感测由所述至少一个光学区域透射的光。17.根据权利要求1至16中任一项所述的制品，其中所述光学频带包括反射频带、透射频带、窄频带、宽频带、可见频带、近红外频带、通频带或抑制频带中的一个或多个。18.一种制品，包括：波...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·A·惠特利，吉勒·J·伯努瓦，堵光磊，罗尔夫·W·比尔纳特，萨拉·苏桑·梅里特，詹姆士·希利斯，欧文·M·安德森，蒂莫西·J·内维特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US