本发明专利技术涉及一种光学滤波器及其制造方法，以及涉及一种用于检查从物体发出的电磁辐射的光谱分布和位置分布的装置。本发明专利技术要解决的技术问题是，提出可以成本低廉地制造的上述种类的光学滤波器，用该滤波器可以探测多个波长，其中不需要通过DBR镜的移动来调谐。此外，提出了一种用于制造这样的滤波器的方法。按照本发明专利技术的第一方面，通过用于制造具有两个DBR镜和在它们之间存在的空腔的光学滤波器阵列的方法来解决上述技术问题，该空腔包含具有多个不同高度的、分别形成Fabry-Perot滤波器元件的空腔段，其特征在于如下步骤：将第一DBR镜涂覆到衬底上，在DBR镜上形成由空腔材料构成的层，其中，该层通过应用纳米刻印方法被设置为具有多个形成滤波器元件的空腔段，以及利用通过空腔段的不同高度预定的结构化将第二DBR镜涂覆到空腔材料上。
【技术实现步骤摘要】
光学滤波器及其生产方法以及用于检查电磁辐射的装置 本案是申请日为2007年8月9日、申请号为200780036943. 8、题为光学滤波器 及其生产方法以及用于检查电磁辐射的装置的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种光学滤波器及其生产方法，以及用于检查从物体发出的电磁辐射 的光谱分布和空间分布的装置。
技术介绍
对于测量技术、分析学、数据存储、图像存储和图像处理以及一般地对于光学 的电信和数据通信来说，需要多种多样的光电子组件、特别是被构造为光学滤波器的组 件，其可以被调谐为与多个相邻的波长中的一个一致。这种类型的滤波器例如由所谓的 Fabry-Perot滤波器构成，该Fabry-Perot滤波器具有至少两个由一个空腔分开的DBR镜 (DBR=DistributedBraggReflector,分布布拉格反射镜）。这样的滤波器，在通过其结 构预选的、被称为阻带的波长范围中反射，而在位于该阻带内部的、窄的通带（ =Dip)中透 射。为此目的，DBR镜包含至少一个层周期（Schichtenperiode),该层周期由两个或多个具 有不同厚度和/或折射率的层组成。层周期的数量大多数情况下是整数，但是也可以是半 整数（halbzahlig)，例如当不是所涉及的周期的所有的层都位于由层周期形成的堆的末端 时。通过层周期的数量和折射率对比，可以选择或者确定阻带的宽度和在阻带中的反射特 征，并且通过空腔的光学长度可以选择或者确定透射带的位置或者其中心波长或主波长的 位置。最后，在Fabry-Perot滤波器中，在通过阻带规定的连续调谐范围内部的透射带的主 波长可以如下地来改变：通过两个DBR镜相对彼此的移动改变空腔的几何长度以及由此的 光学长度。按照这种方式可以将组件调谐到多个波长λ1、λ2......λη中的一个。 所描述种类的光学组件是一般公知的（例如DE10318767A1)。公知的还有，在其应 用中产生如下缺陷，在整个阻带中滤波器的连续调谐在大多数情况下由于结构的原因是不 可能的或者与高的技术花费相关联的。为了避免该缺陷，尽管可以设置具有不同连续调谐 范围的多个滤波器，但是这同样是花费大的。除此之外，通常不期望通过DBR镜的相对移动 来连续调谐滤波器，特别是当其用于如下目的时：在由辐射源发出的辐射（例如光线）中来 确定在定义的波长情况下的强度，利用多个可能的波长中的该波长瞬时地由辐射源发射该 辐射。
技术实现思路
由此出发，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种上面所描述的种类的可以低成 本制造的光学滤波器，利用该滤波器可以探测多个波长，但是在该滤波器中不需要通过DBR 镜的移动来连续调谐。此外，还提出一种用于制造这样的滤波器的方法。 根据本专利技术，上述技术问题通过权利要求1和6的特征部分解决。 通过本专利技术以优选方式实现了一种光学滤波器，该滤波器包含至少两个分别具有 特有的透射带的滤波器元件。此外，滤波器以特别的优势具有对应的光电子探测器装置并 且与其连接成一个一体的或两件式的光电子组件。由此，不仅滤波器的不同滤波器元件、而 且对于识别或区别透射带或者对于所接收的辐射的光谱分析来说是必要的光敏元件，被集 成在同一个组件中。在此，特有的透射带和/或所接收的辐射的光谱分布，可以通过简单地 测试光敏元件、也就是说无需机械地调谐所述滤波器就可以被识别。由此，以特别的优势提 出具有不只是两个、而是大量带有相应的许多不同的透射带的滤波器元件的组件。在应用 按照本专利技术的方法情况下，可以利用相对简单的方法制造这样的组件，特别是如果滤波器 元件仅仅通过其空腔层的厚度互相区别并且滤波器直接被安装在例如具有以CMOS技术制 造的探测器装置的衬底上。 本专利技术的其它具有优势的特征由从属权利要求中给出。 如开头部分所提到的，本专利技术此外还涉及在权利要求25的前序部分所给出的种 类的装置及其应用。 在医学中越来越多地将所谓的反射光谱仪用于非介入诊断和治疗控制。因为由组 织、皮肤等发出的反射辐射的强度在此通常既取决于位置也取决于光谱的分布，所以需要 既具有位置的也具有光谱的分辨率的传感器以及探测器装置。迄今为止可用的探测器装置 对于该目的来说还不是最佳的。 在电视技术中，例如公知的的是，由大量图像传感器或者说传感器元件和在其上 设置的彩色滤波器组成的CCD传感器阵列。彩色滤波器例如由聚合体薄膜和在其中安装的 对于色彩红、蓝和绿敏感的滤波器元件制造。由于只有三个可采集的光谱范围，这样的组件 不适合于反射光谱仪或者只是受限地适合于反射光谱仪。 此外，特别是在远程和数据通信中使用具有以Fabry-Perot滤波器形式的彩色滤 波器的光电子组件，分别为其配备一个光敏元件等（例如DE10318767A1)。这样的滤波器 具有至少两个、通过一个空腔分开的DBR镜（DBR=分布布拉格反射镜）并且在通过其结 构预选的被称为阻带的波长范围中反射，而在至少一个位于该阻带中的窄的透射带（= Dip)中透射。这种滤波器具有如下优点：例如通过两个DBR镜相对彼此的移动而改变空 腔的几何长度的以及由此还改变光学长度，可以改变在通过阻带规定的连续调谐范围内部 的透射带。按照这种方式，组件在应用唯一的传感器元件的条件下被调谐到多个波长入1、 入2......λη中的一个。然而，产生如下缺陷：不具有位置分辨率，并且由于结构的原因在 整个阻带中滤波器的连续调谐大多数情况下是不可能的或者与高的技术花费相关联的。这 样的组件同样对于反射光谱仪来说也是不太合适的。 因此，对于在医学中反射光谱仪来说，直到现在主要使用本文开头部分提到的种 类的装置，其作为接收辐射的元件包含细的光导纤维，该光导纤维一个末端被置于待检查 的组织上或者例如被置于人的皮肤上，并且另一个末端被引导至光谱仪，为了检查反射的 光线的光谱强度分布，该光谱仪被设置为例如具有棱镜、光栅等以及在其后连接的CCD照 相机（例如AppliedOptics,I.Junil998,Vol. 37，Νο· 16,第 3586 至 3593 页，或者Applied Optics,I.Januar2002,Vol. 41，No. 1，第182至192页）。在此，除光谱分辨率之外的位置 分辨率要求大量这样的光导纤维和对应的光谱仪，或者一个被设置为用于先后扫描大量光 导纤维的光谱仪。二者都与多的花费相关联并且由此是不期望的。相应地费事的是，设置 唯一的光导纤维并且使其在待扫描的范围上运动。 从该现有技术出发本专利技术要解决的技术问题是，如下构造本文开头提到种类的装 置：使得其同时具有位置分辨率和光谱分辨率，而为此无需运动的组件、大量光谱仪或可调 谐的滤波器。 权利要求25的特征部分用于解决该技术问题。 通过本专利技术实现了如下的装置：其在共同的传感器中联合了光电传感器元件和至 少四个、但是优选远多于四个具有不同光谱透射特性的滤波器元件。由此，不再需要特殊的 光谱仪等和/或可运动的部件。而是将传感器置于待检查的物体、例如人的皮肤或组织上， 并且利用电气装置测试现有的光电传感器元件就足够了。滤波器的连续调谐为此不是必须 的。在此，通过每个滤波器元件既可以获得光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造具有两个DBR镜(3，4)和在它们之间存在的空腔的光学滤波器阵列的方法，该空腔包含具有多个不同高度的、分别形成Fabry‑Perot滤波器元件(2a至2g)的空腔段(5a至5g)，其特征在于如下步骤：将第一DBR镜(3)涂覆到衬底(1)上，在所述DBR镜(3)上形成由空腔材料构成的层(5)，其中该层(5)通过应用纳米刻印方法被设置为具有多个形成滤波器元件(2a至2g)的空腔段(5a至5g)，以及利用通过所述空腔段(5a至5g)的不同高度预定的结构化将第二DBR镜(4)涂覆到所述空腔材料上，其中，所述层(5)以预选的厚度被涂覆并且其厚度借助于剥蚀方法被局部地降低，并且其中，互相分开地制造所述衬底(1)、DBR镜(3，4)和由空腔材料构成的层(5)并且然后正好地彼此重叠。
【技术特征摘要】
2006.08.09 DE 102006039073.3;2006.08.09 DE 10200601. 一种制造具有两个DBR镜（3,4)和在它们之间存在的空腔的光学滤波器阵列的方 法，该空腔包含具有多个不同高度的、分别形成Fabry-Perot滤波器元件（2a至2g)的空腔 段（5a至5g)，其特征在于如下步骤：将第一 DBR镜（3)涂覆到衬底（1)上，在所述DBR镜 (3)上形成由空腔材料构成的层（5)，其中该层（5)通过应用纳米刻印方法被设置为具有多 个形成滤波器元件（2a至2g)的空腔段（5a至5g)，以及利用通过所述空腔段（5a至5g)的 不同高度预定的结构化将第二DBR镜（4)涂覆到所述空腔材料上，其中，所述层（5)以预选 的厚度被涂覆并且其厚度借助于剥蚀方法被局部地降低，并且其中，互相分开地制造所述 衬底（1)、DBR镜（3,4)和由空腔材料构成的层（5)并且然后正好地彼此重叠。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用具有光电探测装置的衬底作为衬底 ⑴。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助植入的方法局部地改变所述层 (5)的折射率。4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用电线或无接触的能量供应和同样 的数据传输组合相应的平的光谱敏感的传感器，使得该组合例如适合于植入人的身体。5. -种具有用于透过待探测的电磁辐射的衬底（1)的光学滤波器阵列，在该衬底上设 置了第一 DBR镜（3)、第二DBR镜（4)和多个在该两个DBR镜（3,4)之间空间分开设置的分 别由空腔材料形成的空腔段（5a至5g)，这些空腔段具有不同的光学长度（LI, L2)并且与 该两个DBR镜（3,4)分别形成一个滤波器元件（2a至2g)，其中所述滤波器（2)在通过DBR 镜（3,4)确定的阻带中反射，并且其中每个滤波器元件（2a至2g)至少具有一个通过其空 腔段（5a至5g)的所述光学长度确定的位于阻带内部的窄的透射带，其特征在于，所述空腔 段（5a至5g)的不同的厚度是通过应用纳米刻印方法来制造的，所述空腔段（5a至5g)...
【专利技术属性】
技术研发人员：哈特马特希尔默，沃尔夫冈科克，于尔根克里格，卡尔桑德哈根，哈迪霍海塞尔，温弗里德威尔默，
申请(专利权)人：光学解决方案纳米光子学有限责任公司，光学解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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