光学干涉滤光器制造技术

一种光学设备包括发射器，其可操作为发射第一光波。该光学设备还包括探测器，其可操作为探测基于第一光波的第二光波。第二光波容易与基于第一光波的不期望光波耦合。光学设备还包括干涉滤光器，其设置在探测器上。该干涉滤光器包括第一滤光器部分和第二滤光器部分，第二滤光器部分具有由第一材料形成的第一组层和由第二不同材料形成的第二组层。干涉滤光器可操作为基于第二滤光器部分中的第一和第二组层而使不期望光波在多个不同环境中衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学干涉滤光器
本说明书涉及用于光学感测设备的滤光器。
技术介绍
集成电路(Integratedcircuit，IC)可包含用于在诸如光学感测设备的感测装置中使用的各种组件。这种IC的示例使用具有光发射器和光电探测器的封装以便产生并探测光。更具体地，在某些情况下，光可以由发射器产生并从对象反射回光电探测器。光电探测器产生所探测的光的表示(例如，电信号)。可以根据需要处理和使用该电信号或表示以获得关于对象的信息。感测装置(诸如用于接近感测、存在探测、运动探测及颜色探测的设备)频繁地使用这种光学感测方法来获得关于对象的信息。所获得的信息可以包括对象的颜色、对象的相对运动或对象相对于感测装置的大致距离。携载关于对象的信息的反射光容易受到不期望光波的干涉。光学干涉滤光器利用滤光器透射技术来使不期望光波衰减或阻止不期望光波到达光电探测器，同时准许反射光由光电探测器探测。可以按照各种应用特定的需要来裁适(tailor)干涉滤光器的透射特性。某些干涉滤光器是由引起滤光器展现损害滤光器的可靠性和稳健性的某些结构缺陷的某些层材料构成。
技术实现思路
本文件描述一种光学感测设备，其包括内部腔和设置在内部腔中的发射器。发射器可操作为发射第一光波。光学设备也包括设置在内部腔中的探测器。探测器可操作为探测基于由发射器发射第一光波的第二光波。第二光波容易与也基于由发射器发射第一光波的不期望光波耦合。光学设备还包括定位或设置在探测器上的干涉滤光器。干涉滤光器具有多层配置，多层配置可操作为使不期望光波衰减，同时也抵抗当干涉滤光器暴露于某些环境条件时可能发生的脱层或其他结构损坏。多层配置由环境稳健的材料构成。所描述的干涉滤光器可操作为对光的特定入射角具有敏感度。在某些示例中，干涉滤光器被设计为包括具有高折射率的层材料，诸如非晶硅或氢化非晶硅。这种材料可以提供在近红外光(nearinfrared，NIR)光谱中操作的低角度移位(lowangleshift，LAS)滤光器。所描述的方法包括使用高和低折射材料的交替堆栈来改善由氢化非晶硅(a-Si:H)构成的光学干涉滤光器的物理稳定性和可靠性。本说明书中描述的主题的一个方面可以体现在一种光学设备中。光学设备包括：发射器，其可操作为发射第一光波；探测器，其可操作为探测基于第一光波的第二光波，其中第二光波容易与基于第一光波的不期望光波耦合；以及干涉滤光器，其设置在探测器上。干涉滤光器包括：第一多个交替层，其使用第一组材料形成；和第二多个交替层，其使用第二组材料形成，其中第二多个交替层对应于干涉滤光器的至少一个滤光器性质，且至少一个滤光器性质可操作为引起干涉滤光器使不期望光波衰减，同时抵抗否则将造成干涉滤光器的物理变形的环境条件。这些以及其他实施方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个。例如，在某些实施方式中，第二多个交替层表示干涉滤光器的额外层堆栈，额外层堆栈包括布置在堆栈配置中的多个介电层。在某些实施方式中，额外层堆栈对应于滤光器性质，滤光器性质可操作为引起干涉滤光器对否则将造成被包括在第一多个交替层中的一个或多个层的物理变形的一个或多个环境条件具有抗扰性。在某些实施方式中，第二多个交替层包含多个致密介电层，该多个致密介电层布置在堆栈配置中；且该多个致密介电层中的每一个致密介电层设置在探测器表面上。在某些实施方式中，设置在探测器表面上的致密介电层可操作为减少潜在路径的数量，其中水或水蒸汽经由该潜在路径行进到干涉滤光器的一个或多个部分。在某些实施方式中，滤光器性质可操作为引起干涉滤光器基于不期望光波的反射角而使不期望光波衰减，该不期望光波的反射角是相对于探测器表面的。在某些实施方式中，滤光器性质可操作为引起干涉滤光器：使不期望光波衰减；抵抗否则将造成第一多个交替层的物理变形的第一环境条件；以及抵抗否则将造成第一多个交替层的物理变形的第二不同环境条件。在某些实施方式中，第一环境条件基于水或水蒸汽；且第二不同环境条件基于特定类型的流体或气体。在某些实施方式中，第一环境条件基于环境的超过阈值温度的温度；且第二不同环境条件基于用于将探测器围封在设备封装中的过程。在某些实施方式中，其中干涉滤光器的滤光器性质基于使用第二多个交替层形成保护层堆栈的、层的组合物。在某些实施方式中，干涉滤光器包括使用第二多个交替层形成的保护层堆栈；且光学设备是接近传感器，其可操作为探测目标对象相对于光学设备的接近度。本说明书中所描述的主题的另一方面可以体现在一种包括如上文所述的光学设备的主机设备中。该主机设备包括：一个或多个处理设备；以及一个或多个非暂时性机器可读存储设备，其存储指令，这些指令可以由一个或多个处理设备执行以引起执行包括以下各项的操作：从探测器接收一个或多个信号；以及响应于从探测器接收到该一个或多个信号而调整主机设备的特征。本说明书中所描述的主题的另一方面可以体现在一种使用光学设备执行的方法中。该方法包含：由设置在光学设备中的发射器发射第一光波，第一光波在光学设备中导致不期望光波；由设置在光学设备中的探测器探测基于第一光波的第二光波，其中第二光波容易与不期望光波耦合；以及使用设置在探测器上的干涉滤光器来对由第一光波造成的不期望光波进行滤光。对不期望光波进行滤光包括基于干涉滤光器的至少一个滤光器性质使不期望光波衰减。该至少一个滤光器性质可操作为引起干涉滤光器：使不期望光波衰减；以及对否则将造成干涉滤光器的物理变形的一个或多个环境条件具有抵抗性。这些以及其他实施方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个。例如，在某些实施方式中，基于干涉滤光器的滤光器性质使不期望光波衰减包括：使用表示干涉滤光器的额外层堆栈的多个交替层来使不期望光波衰减。在某些实施方式中，额外层堆栈包括布置在堆栈配置中多个介电层，且该多个介电层可操作为引起干涉滤光器对否则将造成干涉滤光器的物理变形的一个或多个环境条件具有抵抗性。本说明书中所描述的主题的另一方面可以体现在一种光学设备中。该光学设备包括：发射器，其可操作为发射第一光波；探测器，其可操作为探测基于第一光波的第二光波；以及干涉滤光器，其设置在探测器上，该干涉滤光器包括：第一多个交替层，其使用第一组材料形成；以及第二多个交替层，其使用第二组材料形成，第二多个交替层表示干涉滤光器的保护层堆栈。本说明书中所描述的主题的另一方面可以体现在一种设置在光学设备的探测器上的干涉滤光器中。该干涉滤光器包括：第一多个交替层，其使用第一组材料形成，第一组材料中的至少一种材料包括非晶硅或氢化非晶硅；以及第二多个交替层，其使用第二组材料形成，第二组材料中的至少一种材料具有低于非晶硅或氢化非晶硅的相应折射率的折射率。第二多个交替层对应于干涉滤光器的至少一个滤光器性质，且该至少一个滤光器性质可操作为引起干涉滤光器使不期望光波衰减，同时抵抗否则将造成干涉滤光器的物理变形的环境条件。本专利技术的其他实施方式以及其他方面包括被配置为执行方法的动作以及编码在计算机存储设备上的对应系统、装置和计算机程序。一个或多个计算机或硬件电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学设备，其包括：/n发射器，其可操作为发射第一光波；/n探测器，其可操作为探测基于所述第一光波的第二光波，其中所述第二光波容易与基于所述第一光波的不期望光波耦合；以及/n干涉滤光器，其设置在所述探测器上，所述干涉滤光器包括：/n第一多个交替层，其使用第一组材料形成；和/n第二多个交替层，其使用第二组材料形成，其中所述第二多个交替层对应于所述干涉滤光器的至少一个滤光器性质，并且所述至少一个滤光器性质可操作为引起所述干涉滤光器使所述不期望光波衰减，同时抵抗否则将造成所述干涉滤光器的物理变形的环境条件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181218 US 62/781,104;20190710 US 62/872,6291.一种光学设备，其包括：
发射器，其可操作为发射第一光波；
探测器，其可操作为探测基于所述第一光波的第二光波，其中所述第二光波容易与基于所述第一光波的不期望光波耦合；以及
干涉滤光器，其设置在所述探测器上，所述干涉滤光器包括：
第一多个交替层，其使用第一组材料形成；和
第二多个交替层，其使用第二组材料形成，其中所述第二多个交替层对应于所述干涉滤光器的至少一个滤光器性质，并且所述至少一个滤光器性质可操作为引起所述干涉滤光器使所述不期望光波衰减，同时抵抗否则将造成所述干涉滤光器的物理变形的环境条件。


2.如权利要求1所述的光学设备，其中，所述第二多个交替层表示所述干涉滤光器的额外层堆栈，所述额外层堆栈包括布置在堆栈配置中的多个介电层。


3.如权利要求2所述的光学设备，其中，所述额外层堆栈对应于所述滤光器性质，所述滤光器性质可操作为引起所述干涉滤光器对否则将造成被包括在所述第一多个交替层中的一个或多个层的物理变形的一个或多个环境条件具有抗扰性。


4.如权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其中：
所述第二多个交替层包括布置在所述堆栈配置中的多个致密介电层；并且
所述多个致密介电层中的每一个致密介电层设置在所述探测器的表面上。


5.如权利要求4所述的光学设备，其中，设置在所述探测器的表面上的所述致密介电层可操作为减少潜在路径的数量，其中，水或水蒸汽经由所述潜在路径行进至所述干涉滤光器的一个或多个部分。


6.如权利要求1至5中任一项所述的光学设备，其中：
所述滤光器性质可操作为引起所述干涉滤光器基于所述不期望光波的反射角而使所述不期望光波衰减，所述不期望光波的所述反射角是相对于所述探测器的表面的。


7.如权利要求1至5中任一项所述的光学设备，其中，所述滤光器性质可操作为引起所述干涉滤光器：
使所述不期望光波衰减；
抵抗否则将造成所述第一多个交替层的物理变形的第一环境条件；以及
抵抗否则将造成所述第一多个交替层的物理变形的第二不同环境条件。


8.如权利要求7所述的光学设备，其中：
所述第一环境条件基于水或水蒸汽；以及
所述第二不同环境条件基于特定类型的流体或气体。


9.如权利要求8所述的光学设备，其中：
所述第一环境条件基于超出阈值温度的环境温度；以及
所述第二不同环境条件基于将所述探测器围封在设备封装中的过程。


10.如权利要求1至9中任一项所述的光学设备，其中，所述干涉滤光器的所述滤光器性质基于使用所述第二多个交替层形成保护层堆栈的层的组合物。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫约瑟夫普瑞姆伯格施利柏，G埃尔姆斯泰纳，汉尼斯布兰德纳，
申请(专利权)人：ams有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT