滤光片以及制造滤光片的方法技术

本申请的实施例公开了一种滤光片以及制造滤光片的方法。该滤光片的一具体实施方式包括：基底，基底包括相对的第一面和第二面；基底的第一面外侧设置有第一膜堆，基底的第二面外侧设置有第二膜堆；其中，第一膜堆包括交叠设置的第一膜层和第二膜层，第一膜层的折射率大于第二膜层的折射率，第一膜层的物理厚度为h1，第二膜层的物理厚度为h2，一对相邻的第一膜层和第二膜层具有物理厚度比a，a＝h1/h2；第一膜堆包括至少三对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足0.7≤a

Filters and methods of manufacturing them

【技术实现步骤摘要】
滤光片以及制造滤光片的方法
本申请的实施例涉及光学元件领域，更具体的，涉及滤光片以及制造滤光片的方法。
技术介绍
近红外窄带滤光片可以应用于人脸识别系统、手势识别系统、激光雷达及智能家电等，近红外窄带滤光片的光学特性会直接影响这些系统或设备的工作性能。而近红外窄带滤光片的翘曲会使得其实际光学特性与设计期望不符，翘曲会导致通带偏移、带宽变化或者谱线矩形化差等，其实际光学特性较差。业内期望一种低翘曲的滤光片。
技术实现思路
为解决或部分解决现有技术中的上述缺陷，本申请的实施例提出了滤光片以及制造滤光片的方法。第一方面，本申请的实施例提供了一种滤光片，该滤光片包括：基底，所述基底包括相对的第一面和第二面；所述基底的第一面外侧设置有第一膜堆，所述基底的第二面外侧设置有第二膜堆；其中，所述第一膜堆包括交叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层的折射率大于所述第二膜层的折射率，所述第一膜层的物理厚度为h1，所述第二膜层的物理厚度为h2，一对相邻的所述第一膜层和所述第二膜层具有物理厚度比a，a＝h1/h2；所述第一膜堆包括至少三对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足0.7≤a<2.2，且所述第一膜堆包括至少两对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足5.5<a；所述第一膜堆的厚度不大于6μm。在一些实施例中，该滤光片的最大翘曲面的直径可大于180mm，优选地，可大于800mm。在一些实施例中，全部第一膜层的厚度之和可不大于3.6μm。在一些实施例中，第一膜层的材料为氢化硅，第一膜层对应800nm至1200nm波长范围的折射率不小于3且不大于5，并且第一膜层的消光系数小于0.002。在一些实施例中，第一膜层对应850nm处的折射率大于3.6，并且对应940nm波长处的折射率大于3.55。在一些实施例中，基底的材料为玻璃。在一些实施例中，第一膜层的材料为氢化锗，第一膜层对应800nm至1200nm波长范围的折射率大于3.5。在一些实施例中，该滤光片对应800nm～1200nm波长范围的平均透过率不小于90％，该滤光片对应350nm～790nm波长范围的平均透过率小于0.1％。在一些实施例中，该滤光片的通带的平均透过率不小于93％。在一些实施例中，第二膜堆的厚度不大于6μm，第二膜堆包括交叠设置的第三膜层和第四膜层，第三膜层的折射率大于第四膜层的折射率。在一些实施例中，滤光片的总厚度小于12μm。在一些实施例中，第一膜层的材料、所述第二膜层的材料、所述第三膜层的材料和所述第四膜层的材料分别包括掺硼氢化硅、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、Six1Ge1-x1、Six2Ge1-x2：H、SiO2、Si3N4、SiOyNz、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、Al2O3、SiCN和SiC中的一种或多种的混合物。在一些实施例中，第一膜堆为窄带通膜堆，第二膜堆为长波通膜堆或宽带通膜堆。在一些实施例中，第二膜堆为长波通膜堆，长波通膜堆对应350nm至1200nm波长范围内有一个通带和一个截止区，长波通膜堆的通带的透过率大于90％，长波通膜堆的截止区的透过率小于0.1％；并且长波通膜堆对应800nm至1200nm波长范围内有一个过渡区，过渡区的透过率大于0％且小于100％。在一些实施例中，第二膜堆为长波通膜堆，第三膜层和第四膜层交叠设置的方式为：[L4L3]mL4，其中L3为第三膜层，L4为第四膜层，m为括号内的交叠方式的重复次数，m为大于或等于1的整数。在一些实施例中，第二膜堆为宽带通膜堆；第一膜堆的半峰全宽满足20nm≤FWHM1≤100nm，宽带通膜堆的半峰全宽满足55nm≤FWHM2≤150nm，其中：FWHM1＜FWHM2。第二方面，本申请的实施例提供了一种光学系统，该光学系统包括红外图像传感器和前述的滤光片，滤光片设置于红外图像传感器的感光侧。第三方面，本申请的实施例提供了一种制造滤光片的方法，该方法包括如下步骤：将容纳有基底和靶材的溅射反应设备的腔室的真空度保持在5×10-5Torr以下；通入氩气并致使氩气辉光放电，以及利用氩气辉光放电后产生的带电离子轰击靶材，以将靶材的材料溅射至基底上；其中，在基底的第一面外侧交替镀制第一膜层及第二膜层，并且在镀制第一膜层时，溅射反应设备中通入的氩气的流量小于40sccm。本申请的实施例提供的制造滤光片的方法，通过在制造过程中控制氩气的流量小于40sccm，使每一个第一折射率层的内应力下降，减小了滤光片在制造过程中的翘曲；通过设计第一膜层的厚度与相邻的第二膜层厚度的比值a大于5.5，使至少具有两个重量占比较大的第一膜层，且包括使a不小于0.7且小于2.2的第一膜层，使得该第一膜层受到相邻的第二膜层的较好的修正，进一步降低了滤光片在制造过程中的翘曲，第一膜堆中设置至少三个满足此要求的第一膜层，可以在必要的设计厚度内分摊应力，降低第一膜堆的应力，最终得到应力较低的滤光片，从而实现了滤光片的翘曲变形较小，并且批量制造的滤光片良品率上升。使用本申请实施例的滤光片的光学系统，其成像质量好信噪比高，该成像便于处理和使用。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是本申请实施例提供的滤光片的结构示意图；图2是本申请的制造滤光片的方法中氩气流量vs膜层应力的关系图；图3是本申请的表1对应的窄带通膜堆的透过率波长曲线图；图4是本申请的表2对应的长波通膜堆的透过率波长曲线图；图5是本申请的表3对应的窄带通膜堆的透过率波长曲线图；图6是本申请的表4对应的宽带通膜堆的透过率波长曲线图；图7是本申请的实施例2的通带的透过率波长曲线图；图8是本申请的实施例3的通带的透过率波长曲线图；图9是本申请实施例提供的光学系统的结构示意图。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，下文讨论的第一膜堆也可被称作第二膜堆，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，基底的厚度与第一膜堆的厚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。还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤光片，其特征在于，包括：基底，所述基底包括相对的第一面和第二面；所述基底的第一面外侧设置有第一膜堆，所述基底的第二面外侧设置有第二膜堆；其中，所述第一膜堆包括交叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层的折射率大于所述第二膜层的折射率，所述第一膜层的物理厚度为h1，所述第二膜层的物理厚度为h2，一对相邻的所述第一膜层和所述第二膜层具有物理厚度比a，a＝h1/h2；所述第一膜堆包括至少三对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足0.7≤a<2.2，且所述第一膜堆包括至少两对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足5.5<a；所述第一膜堆的厚度不大于6μm。

【技术特征摘要】
1.一种滤光片，其特征在于，包括：基底，所述基底包括相对的第一面和第二面；所述基底的第一面外侧设置有第一膜堆，所述基底的第二面外侧设置有第二膜堆；其中，所述第一膜堆包括交叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层的折射率大于所述第二膜层的折射率，所述第一膜层的物理厚度为h1，所述第二膜层的物理厚度为h2，一对相邻的所述第一膜层和所述第二膜层具有物理厚度比a，a＝h1/h2；所述第一膜堆包括至少三对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足0.7≤a<2.2，且所述第一膜堆包括至少两对相邻的第一膜层和第二膜层的物理厚度比a满足5.5<a；所述第一膜堆的厚度不大于6μm。2.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片的最大翘曲面的直径大于180mm。3.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片的最大翘曲面的直径大于800mm。4.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，全部所述第一膜层的厚度之和不大于3.6μm。5.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述第一膜层的材料为氢化硅，所述第一膜层对应800nm至1200nm波长范围的折射率不小于3且不大于5，并且所述第一膜层的消光系数小于0.002。6.根据权利要求5所述的滤光片，其特征在于，所述第一膜层对应850nm处的折射率大于3.6，并且对应940nm波长处的折射率大于3.55。7.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述第一膜层的材料为氢化锗，所述第一膜层对应800nm至1200nm波长范围的折射率大于3.5。8.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片对应800nm～1200nm波长范围的平均透过率不小于90％，所述滤光片对应350nm～790nm波长范围的平均透过率小于0.1％。9.根据权利要求1或8所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片的通带的平均透过率不小于93％。10.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述第二膜堆的厚度不大于6μm，所述第二膜堆包括交叠设置的第三膜层和第四膜层，所述第三膜层的折射率大于所述第四膜层的折射率。11.根据权利要求10所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片的总厚度小于12μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈策，丁维红，肖念恭，董文瑞，易善友，方叶庆，
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