滤光器制造技术

本公开内容的第一方面公开了一种滤光器，其包括：承载件(102)，具有形成于其内的贯通其厚度方向的贯通腔(104)；以及滤光膜(106)，叠置在所述承载件(102)上并且覆盖所述贯通腔(104)的一个开口，在所述滤光膜上以周期性图案排布有通孔，所述滤光膜(106)以金属玻璃制成。

Optical filter

【技术实现步骤摘要】
滤光器
本公开内容涉及一种滤光器。
技术介绍
金属丝网滤光器是由金属丝网和电介质的叠层来制成的滤光器。作为光路的一部分，它们被用来过滤入射光以允许感兴趣的频率通过，同时反射其他频率的光。金属丝网滤光器具有许多用于电磁频谱的远红外(FIR)和亚毫米波段的应用。像这样的滤光器已用于FIR和亚毫米级天文仪器超过40年，其中它们有两个主要用途：当作为带通或低通滤光器时，被冷却并将多余的热辐射阻挡在观察频带之外，从而降低低温测辐射热计(探测器)的噪声等效功率；当作为带通滤光器时，可用于定义探测器的观察频带。金属丝网滤光器也可以设计成以45°角使用，从而将输入的光信号分到若干个路径上以便观察，或者用作偏振半波片。金属丝网滤波器的滤膜常常被构造成多层结构。构建金属丝网滤光器的多层滤膜通常有两种方法。第一种是将分离的层以层间小间隙的方式悬挂在支撑环中，小间隙填充有空气或处在真空下。然而，这样的滤光器是机械脆弱的。为了补偿滤膜的多层结构的不够高的强度，开发了一种金属丝网滤光器，其中将耐用的SiC或SiN薄膜以金涂覆。然而，这样的金属丝网滤光器仍然存在SiC和SiN不易加工的问题。构建金属丝网滤光器的多层滤膜的另一种方法是将电介质薄膜堆叠在金属丝网层之间，并将整个叠层热压在一起以使之成为一个整体。热压的滤光器是机械坚固的，但是当其阻抗与真空匹配时，由于法布里-珀罗干涉而在下层介电材料中显示出通带条纹(pass-bandfringe)。这样的金属丝网滤光器存在以下问题：光学材料消耗较多、冷却耐性变差、滤膜厚度增加。因此，亟需一种具有高弹性限度并且耐冲击的滤光器。
技术实现思路
本公开内容的一个目的是提供一种滤光器的新技术方案。根据本公开内容的第一方面，提供了一种滤光器，其包括：承载件，具有形成于其内的贯通其厚度方向的贯通腔；以及滤光膜，叠置在所述承载件上并且覆盖所述贯通腔的一个开口，所述滤光膜以金属玻璃制成并且在所述滤光膜上以周期性图案排布有通孔。可选地，所述滤光膜是通过极快速冷却，物理气相沉积(PVD)、电镀、脉冲激光沉积(PLD)、固态反应、离子辐射和机械合金化的方式来形成的。可选地，所述承载件是由聚合物材料、金属、硅或二氧化硅制成的。可选地，所述滤光膜的厚度为5nm至5μm。可选地，所述滤光膜的厚度为20nm至1000μm。可选地，所述通孔的内径均为1nm至100μm。可选地，所述通孔的内径均为100nm至10μm。根据本公开内容的一个实施例，通过使用金属玻璃而不是金属丝网作为滤光膜，在不降低滤光器性能的前提下提供了一种能够耐受震动和低温的光学滤光器。该滤光器能够获得与金属丝网滤光器相同的带通函数，保证了滤光性能。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1概略地示出了本专利技术的滤光器的一个实施方式的结构。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本公开内容提供了一种滤光器，包括承载件以及设置在承载件上的滤光膜。图1示出了本公开内容的滤光器的一个实施方式的结构示意图。参见图1，承载件102具有形成在其内的、在承载件102的厚度方向上贯通的贯通腔104，并且在承载件102上连接有滤光膜106。滤光膜106以金属玻璃制成，具体地是通过极快速冷却，物理气相沉积(PVD)、电镀、脉冲激光沉积(PLD)、固态反应、离子辐射和机械合金化等工艺来形成的。在滤光膜106上以周期性图案排布有通孔110。通孔110的形状可以选自圆形、椭圆形、正方形、十字形等。在一个实施方案中，通孔110也可以是均匀排布的。滤光膜106的厚度可以为5nm至5μm，优选地为20nm至1000μm。由于滤光膜106是以金属玻璃制成的，因而借助于入射光在滤膜的表面与表面等离子体发生的共鸣实现了对特定波长的光的选择。贯通腔104具有两个相对的开口。滤光膜106叠置在承载件102上，将贯通腔104的两个开口之一覆盖，使得入射光108能够从贯通腔104的一个开口透过滤光膜106进入贯通腔104，并且从另一个开口出离(未示出)。承载件102可以由聚合物材料、金属、硅或二氧化硅制成。贯通腔104可以通过本领域技术人员所熟知的工艺来形成，例如通过刻蚀等，在此不再关于工艺做具体说明。由于金属玻璃是无定形材料，其是各向同性和均匀的。另外，基本上不存在由诸如晶粒边界和偏析的多晶结构引起的缺陷，并且尺寸效应小。因此，在设计滤光器时，不必考虑由于各向异性和尺寸引起的物理性质的变化，这有利于滤光器的结构设计。另外，由于金属玻璃是由多种元素组成的合金，因此滤光器设计中材料选择的范围变宽，并且可以设计和制造更高性能的滤光器。例如，金属玻璃可包含多种过渡金属元素，还可任选地包含一种或多种非金属元素。含有过渡金属元素的金属玻璃可以具有Sc、Y、La、Al、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd和Hg中的至少一种。可以适当地使用任何合适的过渡金属元素或它们的组合。另外，也可以适当地使用任何合适的非金属元素或它们的组合。例如，非金属元素可以是F、Cl、Br、I、At、O、S、Se、Te、Po、N、P、As、Sb、Bi、C、Si、Ge、Sn、Pb和B中的任何一种。由于金属玻璃具有不规则的原子排列并且没有特定的滑移面，因此它具有比结晶金属更高的强度并且具有优异的疲劳性能、弹性变形能力。金属玻璃的弹性模量大约是结晶金属的三分之一，但拉伸强度是其三倍。例如，Mg合金的强度为300MPa，Mg基金属玻璃的强度为800MPa，FeCoBSiNb金属玻璃的强度为4400MPa，而SUS304不锈钢的强度为1400MPa。因此，采用金属玻璃作为滤光膜，无须下层介电材料层就能够提供足够的弹性限度，同时保证膜层强度。由于取消了下层介电材料层，因此不会出现干涉条纹。本公开内容的滤光器采用金属玻璃作为滤光膜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤光器，其包括：/n承载件，具有形成于其内的贯通其厚度方向的贯通腔；以及/n滤光膜，叠置在所述承载件上并且覆盖所述贯通腔的一个开口；/n其中所述滤光膜以金属玻璃制成，且在所述滤光膜上以周期性图案排布有通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种滤光器，其包括：
承载件，具有形成于其内的贯通其厚度方向的贯通腔；以及
滤光膜，叠置在所述承载件上并且覆盖所述贯通腔的一个开口；
其中所述滤光膜以金属玻璃制成，且在所述滤光膜上以周期性图案排布有通孔。


2.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述滤光膜是通过极快速冷却，物理气相沉积、电镀、脉冲激光沉积、固态反应、离子辐射和机械合金化的方式来形成的。

【专利技术属性】
技术研发人员：林育菁，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37