近红外带通滤光片及其制备方法以及光学传感系统技术方案

本申请提供了一种近红外带通滤光片及其制备方法以及光学传感系统。近红外带通滤光片包括：基底、主膜系和辅膜系，所述主膜系位于所述基底的第一侧上，所述辅膜系位于所述基底的第二侧上，所述第二侧与所述第一侧相对；所述主膜系包括按第一预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层；所述辅膜系包括按第二预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层，所述主膜系和所述辅膜系与所述基底的附着力大于等于15Mpa，并且在ISO2409‑1992标准下满足ISO等级小于或等于1级。

Near Infrared Bandpass Filter, Its Preparation Method and Optical Sensing System

【技术实现步骤摘要】
近红外带通滤光片及其制备方法以及光学传感系统
本申请涉及光学元件领域，更具体的，涉及一种近红外带通滤光片及其制备方法以及光学传感系统。
技术介绍
红外传感系统通过接收目标反射的红外线形成图像，进而通过处理图像来得到目标的信息，通常应用在人脸识别、手势识别、智能家居等领域。红外传感系统包括镜头、滤光片及图像传感器等部件。在该领域中，需要具有优良性能的滤光片以实现高的成像质量。例如，在车载激光雷达等产品中涉及的近红外带通滤光片需要在较广的工作温度下和较高的湿度下正常稳定地工作。因此，这样的滤光片对膜层牢固度等要求较高。
技术实现思路
本申请提供了一种近红外带通滤光片及光学传感系统。第一方面，本申请的实施例提供了一种近红外带通滤光片，包括：基底、主膜系和辅膜系，所述主膜系位于所述基底的第一侧上，所述辅膜系位于所述基底的第二侧上，所述第二侧与所述第一侧相对；所述主膜系包括按第一预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层；所述辅膜系包括按第二预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层，所述主膜系和所述辅膜系与所述基底的附着力大于等于15Mpa，并且在ISO2409-1992标准下满足ISO等级小于或等于1级。在一个实施方式中，高折射率硅锗基膜层包括氢化硅、氢化锗、掺硼氢化硅、掺硼氢化锗、掺氮氢化硅、掺氮氢化锗、掺磷氢化硅、掺磷氢化锗、SiXGe1-X和SiXGe1-X：H中的一种或它们的混合物。在一个实施方式中，在780nm-1200nm的波长范围内，高折射率硅锗基膜层的消光系数小于0.01。在一个实施方式中，低折射率膜层包括SiO2、Si3N4、SiOXNY、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、Al2O3、SiCN和SiC中的一种或它们的混合物。在一个实施方式中，基底由热膨胀系数为3×10-6～17×10-6/K的玻璃制成。在一个实施方式中，玻璃包括D263T、AF32、EagleXG、H-ZPK5和H-ZPK7中的一种或多种。在一个实施方式中，在-30℃～85℃的温度范围内，近红外带通滤光片的通带的中心波长的温漂小于0.09nm/℃。在一个实施方式中，主膜系为窄带通膜系，辅膜系为宽带通膜系或长波通膜系。在一个实施方式中，在780nm-1200nm的波长范围内，辅膜系具有至少一个截止带和至少一个通带。在一个实施方式中，辅膜系为宽带通膜系，宽带通膜系的通带覆盖窄带通膜系的通带。第二方面，本申请的实施例提供了一种近红外带通滤光片，包括：基底、主膜系和辅膜系，主膜系位于基底的第一侧上，辅膜系位于基底的第二侧上，第二侧与第一侧相对。近红外带通滤光片在沸水上方蒸煮6-10小时后主膜系和辅膜系不与基底脱离。在一个实施方式中，近红外带通滤光片在其两面上平均长度小于或等于40微米的外观点子缺陷小于10个。在一个实施方式中，近红外带通滤光片在350nm-1100nm波段内截止带的截止度大于5。第三方面，本申请的实施例还提供了一种光学传感系统，包括图像传感器和前述近红外带通滤光片，近红外带通滤光片设置于图像传感器的感光侧。第四方面，本申请的实施例还提供了一种近红外带通滤光片制备方法，所述方法包括：对装填有基底、主膜系靶材和辅膜系靶材的镀膜腔室抽真空；利用氩气作为溅射气体通过溅射法在所述基底的第一侧上溅镀主膜系；以及通过蒸镀法或所述溅射法在所述基底的与所述第一侧相对的第二侧上镀辅膜系，其中，所述氩气的流量在45sccm以上并且所述溅射法中的溅射功率在10000kW以下。在一个实施方式中，溅镀主膜系包括：以20sccm-50sccm的流量充入所述氩气并且以2000kW-10000kW的溅射功率轰击SiN靶材以形成SiNC膜；以及以40sccm以上的流量充入所述氩气，以60sccm以下的流量充入氢气并且以4000kW-10000kW的溅射功率进行溅射以形成Si：H膜。在一个实施方式中，溅镀主膜系包括：以20sccm-50sccm的流量充入所述氩气，以80sccm以下的流量充入氧气并且以2000kW-10000kW的溅射功率轰击Si靶材以形成SiO2膜；以及以40sccm以上的流量充入所述氩气并且以4000kW-10000kW的溅射功率轰击Si靶材和Ge靶材以形成SiXGe1-X膜。在一个实施方式中，溅镀主膜系包括：以20sccm-50sccm的流量充入所述氩气，以80sccm以下的流量充入氧气并且以2000kW-10000kW的溅射功率轰击Si靶材以形成SiO2膜；以及以40sccm以上的流量充入所述氩气，以60sccm以下的流量充入氢气并且以4000kW-10000kW的溅射功率轰击Ge靶材以形成Ge：H膜。在一个实施方式中，镀辅膜系包括：以20sccm-50sccm的流量充入所述氩气并且以2000kW-10000kW的溅射功率轰击SiN靶材以形成SiNC膜；以及以40sccm以上的流量充入所述氩气，以60sccm以下的流量充入氢气并且以4000kW-10000kW的溅射功率进行溅射以形成Si：H膜。在一个实施方式中，镀辅膜系包括：以20sccm-50sccm的流量充入所述氩气，以80sccm以下的流量充入氧气并且以2000kW-10000kW的溅射功率轰击Si靶材以形成SiO2膜；以及以40sccm以上的流量充入所述氩气并且以4000kW-10000kW的溅射功率轰击Si靶材和Ge靶材以形成SiXGe1-X膜。在一个实施方式中，镀辅膜系包括：在小于1×10-4Pa的真空度下，以130sccm以下的流量充入氧气，以30sccm以下的流量充入氩气，并利用离子束辅助沉积蒸发膜料硅环和氧化钛。本申请提供的近红外带通滤光片具有优良的滤色性能和结构稳定性。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了根据本申请实施例的近红外带通滤光片的结构示意图；图2示出了根据本申请实施例1的近红外带通滤光片的透光率曲线；图3示出了根据本申请实施例2的近红外带通滤光片的透光率曲线；图4示出了根据本申请实施例3的近红外带通滤光片的透光率曲线；以及图5示出了根据本申请实施例的光学传感系统的使用状态示意图。具体实施方式为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一预设堆叠结构也可被称作第二预设堆叠结构。反之亦然。在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，第一膜系的厚度与长度之间的比例并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。在本文中，膜层的厚度指是指背离基底的方向的厚度。还应理解的是，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外带通滤光片，其特征在于，包括：基底、主膜系和辅膜系，所述主膜系位于所述基底的第一侧上，所述辅膜系位于所述基底的第二侧上，所述第二侧与所述第一侧相对；所述主膜系包括按第一预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层；所述辅膜系包括按第二预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层，所述主膜系和所述辅膜系与所述基底的附着力大于等于15Mpa，并且在ISO2409‑1992标准下满足ISO等级小于或等于1级。

【技术特征摘要】
1.一种近红外带通滤光片，其特征在于，包括：基底、主膜系和辅膜系，所述主膜系位于所述基底的第一侧上，所述辅膜系位于所述基底的第二侧上，所述第二侧与所述第一侧相对；所述主膜系包括按第一预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层；所述辅膜系包括按第二预设堆叠结构设置的高折射率硅锗基膜层和低折射率膜层，所述主膜系和所述辅膜系与所述基底的附着力大于等于15Mpa，并且在ISO2409-1992标准下满足ISO等级小于或等于1级。2.根据权利要求1所述的近红外带通滤光片，其特征在于，所述高折射率硅锗基膜层包括氢化硅、氢化锗、掺硼氢化硅、掺硼氢化锗、掺氮氢化硅、掺氮氢化锗、掺磷氢化硅、掺磷氢化锗、SiXGe1-X和SiXGe1-X：H中的一种或它们的混合物。3.根据权利要求1所述的近红外带通滤光片，其特征在于，在780nm-1200nm的波长范围内，所述高折射率硅锗基膜层的消光系数小于0.01。4.根据权利要求1所述的近红外带通滤光片，其特征在于，所述基底由热膨胀系数为3×10-6～17×10-6/K的玻璃制成。5.根据权利要求1所述的近红外带通滤光片，其特征在于，在-30℃～85℃的温度范围内，所述近红外带通滤光片的通带的中心波长的温漂小于0.09nm/℃。6.根据权利要求1所述的近红外带通滤光片，其特征在于，所述主膜系为窄带通膜系，所述辅膜系为宽带通膜系或长波通膜系。7.根据权利要求6所述的近红外带通滤光片，其特征在于，在780nm-1200nm的波长范围内，所述辅膜系具有至少一个截止带和至少一个通带。8.根据权利要求7所述的近红外带通滤光片，其特征在于，所述辅膜系为宽带通膜系，并且所述宽带通膜系的通带覆盖所述窄带通膜系的通带。9.一种近红外带通滤光片，其特征在于，包括：基底、主膜系和辅膜系，所述主膜系位于所述基底的第一侧上，所述辅膜系位于所述基底的第二侧上，所述第二侧与所述第一侧相对，其中，所述近红外带通滤光片在沸水上方蒸煮6-10小时后所述主膜系和所述辅膜系不与所述基底脱离。10.根据权利要求9所述的近红外带通滤光片，其特征在于，所述近红外带通滤光片在其两面上平均长度小于或等于40微米的外观点子缺陷小于10个。11.根据权利要求9所述的近红外带通滤光片，其特征在于，所述近红外带通滤光片在350nm-1100nm波段内截止带的截止度大于5。12.一种光学传感系统，其特征在于，所述光学传感系统包括图像传感器和根据权利要求1-11中的任一项所述的近红外带通滤光片，所述近红外带通滤光片设置于所述图像传感器的感光侧。13.一种近红外带通滤光片制备方法，其特征在于，所述方法包括：对装填有基底、主膜系靶材和辅膜系靶材的镀膜腔室抽真空；利用氩气作为溅射气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈策，丁维红，方叶庆，杨伟，肖念恭，
申请(专利权)人：信阳舜宇光学有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41