光学滤波器制造技术

本公开涉及光学滤波器。带通滤波器可以包括一组层。该一组层可以包括第一子集层。第一子集层可以包括具有第一折射率的氢化锗(Ge:H)。该一组层可以包括第二子集层。第二子集层可以包括具有第二折射率的材料。第二折射率可以小于第一折射率。

【技术实现步骤摘要】
光学滤波器背景可以利用光学传感器设备来捕获信息。例如，光学传感器设备可以捕获与一组电磁频率有关的信息。光学传感器设备可以包括捕获信息的一组传感器元件(例如，光学传感器、光谱传感器和/或图像传感器)。例如，传感器元件阵列可用于捕获与多个频率有关的信息。在一个示例中，传感器元件阵列可用于捕获关于特定光谱范围(例如从大约1100纳米(nm)到大约2000nm的光谱范围、具有大约1550nm的中心波长的另一光谱范围等)的信息。传感器元件阵列中的传感器元件可以与滤波器相关联。滤波器可以包括与传递到传感器元件的第一光谱范围的光相关联的通带。滤波器可以与阻挡第二光谱范围的光被传递到传感器元件相关联。概述(1)一种带通滤波器，可以包括一组层。该一组层可以包括第一子集层。第一子集层可以包括具有第一折射率的氢化锗(Ge:H)。该一组层可以包括第二子集层。第二子集层可以包括具有第二折射率的材料。第二折射率可以小于第一折射率。(2)如(1)所述的带通滤波器，其中，所述材料包括以下中的至少一种:二氧化硅(SiO2)材料，氧化铝(Al2O3)材料，二氧化钛(TiO2)材料，五氧化二铌(Nb2O5)材料，五氧化二钽(Ta2O5)材料，或氟化镁(MgF2)材料。(3)如(1)所述的带通滤波器，其中，所述第一子集层是高折射率层(H)，并且所述第二子集层是低折射率层(L)；以及其中，所述一组层以下列项中的至少一项进行布置：(H-L)m阶，(H-L)m-H阶，(L-H)m阶，或L-(H-L)m阶，其中，m是交替的H层和L层的数量。(4)如(1)所述的带通滤波器，其中，所述一组层被配置为使与在大约1100纳米(nm)至2000nm之间的光谱范围相关联的阈值部分的光通过。(5)如(1)所述的带通滤波器，其中，所述一组层被配置为使与在大约1400纳米(nm)至2000nm之间的光谱范围相关联的阈值部分的光通过。(6)如(1)所述的带通滤波器，其中，所述一组层被配置为使与具有大约1550纳米的中心波长的光谱范围相关联的阈值部分的光通过。(7)如(1)所述的带通滤波器，其中，在大约1550纳米的波长下，所述第一折射率大于大约3.8。(8)如(1)所述的带通滤波器，其中，在大约1550纳米的波长下，所述第一折射率大约为4.2。(9)如(1)所述的带通滤波器，其中，所述第一子集层与在特定光谱范围处小于大约0.01的消光系数相关联。(10)如(1)所述的带通滤波器，其中，在大约1100纳米(nm)至大约2000nm的光谱范围处，所述第二折射率小于3。(11)如(1)所述的带通滤波器，其中，对于从0度到40度的入射角，光谱范围的中心波长的变化小于40纳米。(12)如(1)所述的带通滤波器，其中，对于从0度到40度的入射角，光谱范围的中心波长的变化小于30纳米。(13)如(1)所述的带通滤波器，其中，对于从0度到30度的入射角，光谱范围的中心波长的变化小于20纳米。(14)如(1)所述的带通滤波器，其中，对于从0度到20度的入射角，光谱范围的中心波长的变化小于10纳米。(15)一种光学滤波器，可以包括基底。光学滤波器可以包括设置在基底上的一组交替的高折射率层和低折射率层，以对入射光进行滤波。光学滤波器可以被配置成使入射光中的在具有大约1550纳米(nm)的中心波长的光谱范围内的第一部分通过，并且反射入射光的不在该光谱范围内的第二部分。高折射率层可以是氢化锗(Ge:H)。低折射率层可以是二氧化硅(SiO2)。(16)如(15)所述的光学滤波器，其中，使用溅射过程沉积所述高折射率层。(17)如(15)所述的光学滤波器，其中，所述高折射率层被退火。(18)一种光学系统，可以包括光学滤波器，该光学滤波器被配置为对输入光信号进行滤波并提供滤波后的输入光信号。输入光信号可以包括来自第一光源的光和来自第二光源的光。光学滤波器可以包括一组介电薄膜层。该一组介电薄膜层可包括具有第一折射率的氢化锗的第一子集层。该一组介电薄膜层可以包括具有小于第一折射率的第二折射率的材料的第二子集层。滤波后的输入光信号可包括来自第二光源的相对于输入光信号强度减小的光。光学系统可以包括光学传感器，该光学传感器被配置为接收滤波后的输入光学信号并提供输出电信号。(19)如(18)所述的光学系统，其中，所述光学滤波器设置在所述光学传感器的传感器元件阵列上。(20)如(18)所述的光学系统，其中，所述光学滤波器与所述光学传感器分离了自由空间。附图说明图1A-1C是本文描述的示例实施方式的概览图；图2是本文描述的基于氢化锗的光学滤波器的图；图3是用于制造本文描述的基于氢化锗的光学滤波器的系统的图；图4A-4D是与本文描述的基于氢化锗的光学滤波器相关的特性的图；以及图5A-5C是与本文描述的基于氢化锗的光学滤波器相关的特性的图。详细描述以下示例实施方式的详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。光学传感器设备可以包括传感器元件组成的传感器元件阵列，以接收从诸如光发射器、灯泡、环境光源等光源发起的光。光学传感器设备可利用一种或更多种传感器技术，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)技术、电荷耦合器件(CCD)技术等。光学传感器设备的传感器元件(例如，光学传感器)可以获得关于一组电磁频率的信息(例如，光谱数据)。传感器元件可以是基于砷化铟镓(InGaAs)的传感器元件、基于锗化硅(SiGe)的传感器元件等。传感器元件可以与滤波器相关联，该滤波器对到传感器元件的光进行滤波，以使传感器元件能够获得关于特定光谱范围的电磁频率的信息。例如，传感器元件可以与具有在以下光谱范围中的通带的滤波器对准以使得导向传感器元件的一部分光被滤波：大约1100纳米(nm)至大约2000nm的光谱范围、大约1500nm至大约1600nm的光谱范围、具有大约1550nm的中心波长的光谱范围等。滤波器可以包括多组介电层，以滤波该部分光。例如，滤波器可以包括交替的高折射率层和低折射率层的介电滤波器叠层，例如作为高折射率材料的氢化硅(Si:H或SiH)或锗(Ge)和作为低折射率材料的二氧化硅(SiO2)的交替层。然而，使用氢化硅作为与具有约1550nm的中心波长的光谱范围相关联的滤波器的高折射率材料可能导致过度的角度偏移(例如，大于阈值的角度偏移)。此外，使用锗作为高折射率材料可导致小于以大约1550nm为中心的通带的阈值透射率，例如小于在大约1550nm的波长下大约20％的透射率。本文描述的一些实施方式提供了以氢化锗(Ge:H或GeH)作为高折射率材料的光学滤波器，从而导致小于阈值的角度偏移。例如，光学滤波器可以包括一层或更多层氢化锗或退火的氢化锗和一层或更多层二氧化硅，以对于以大约1550nm的波长为中心的通带，在45度的入射角时提供小于大约100nm的角度偏移，在30度的入射角时提供小于大约30nm的角度偏移，在15度的入射角时提供小于大约10nm的角度偏移，等等。此外，使用氢化锗和/或退火的氢化锗的光学滤波器可以为以大约1550nm为中心的通带提供大于阈值水平的透射率，例如大于大约40％、大于大约80％、大于大约85％等的透射率。以这种方式，本文描述的一些实施方式以小于阈值的角度偏移且大于阈值水平的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带通滤波器，包括:一组层，包括:第一子集层，所述第一子集层包括具有第一折射率的氢化锗(Ge:H)；以及第二子集层，所述第二子集层包括具有第二折射率的材料，所述第二折射率小于所述第一折射率。

【技术特征摘要】
2017.07.24 US 15/657,5151.一种带通滤波器，包括:一组层，包括:第一子集层，所述第一子集层包括具有第一折射率的氢化锗(Ge:H)；以及第二子集层，所述第二子集层包括具有第二折射率的材料，所述第二折射率小于所述第一折射率。2.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，所述材料包括以下中的至少一种:二氧化硅(SiO2)材料，氧化铝(Al2O3)材料，二氧化钛(TiO2)材料，五氧化二铌(Nb2O5)材料，五氧化二钽(Ta2O5)材料，或氟化镁(MgF2)材料。3.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，所述第一子集层是高折射率层(H)，并且所述第二子集层是低折射率层(L)；以及其中，所述一组层以下列项中的至少一项进行布置:(H-L)m阶，(H-L)m-H阶，(L-H)m阶，或L-(H-L)m阶，其中，m是交替的H层和L层的数量。4.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，所述一组层被配置为使与在1100纳米(nm)至2000nm之间的光谱范围相关联的阈值部分的光通过。5.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，所述一组层被配置为使与在1400纳米(nm)至2000nm之间的光谱范围相关联的阈值部分的光通过。6.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，所述一组层被配置为使与具有大约1550纳米的中心波长的光谱范围相关联的阈值部分的光通过。7.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，在大约1550纳米的波长下，所述第一折射率大于3.8。8.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，在大约1550纳米的波长下，所述第一折射率大约为4.2。9.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，所述第一子集层与在特定光谱范围处小于0.01的消光系数相关联。10.如权利要求1所述的带通滤波器，其中，在1100纳米(nm)至2000nm的光谱范围处，所述第二折射率小...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·斯维泽三世，乔治·J·欧肯法斯，
申请(专利权)人：唯亚威通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US