光学滤波器、电子设备以及车辆制造技术

本公开的实施例涉及光学滤波器、电子设备以及车辆。一种光学滤波器，包括：载体层，包括第一材料；柱的周期性光栅，以由特征尺寸配置的周期性图案设置在载体层上，柱的周期性光栅包括第二材料；以及层，包括第三材料，层包围柱的周期性光栅并且覆盖载体层，第三材料具有的折射率不同于第二材料的折射率；其中，柱的周期性光栅的特征尺寸小于干涉波长，并且柱的周期性光栅的特征尺寸被配置为使得柱的周期性光栅选择性地反射在干涉波长处的光。利用本公开的实施例，有利地使得光学滤波器对具有波长在包括干涉波长的波长范围内的、除了在干涉波长处的光透明。长处的光透明。长处的光透明。

【技术实现步骤摘要】
光学滤波器、电子设备以及车辆


[0001]本技术涉及光学器件的领域，并且更具体地涉及位于例如面向集成光学组件的光学滤波器领域。

技术介绍

[0002]对外部光敏感的集成光学组件在其使用寿命期间可能受到来自第三方电子设备的大量干涉光线，例如高能激光辐射。
[0003]因此，根据集成光学组件的材料和接收到的能量，由组件接收到的光将转化为电子和/或将局部地将组件的温度从数十度升高到数百度。因此，这种加热会导致光学部件出现故障和损坏。
[0004]此外，监管标准可以提高集成光学组件以特定干涉波长接收光线的概率。例如，这是LIDAR(光检测和测距)类型应用标准的情况，其中所使用的激光的波长是标准化的，通常为红外线。
[0005]常规地，可以通过覆盖包括干涉波长的频率范围的带阻滤波器保护光学元件免受干涉波长的影响。
[0006]然而，常规带阻滤波器不可以被用于要求使用接近或在滤波频带内的波长的应用中，例如，在使用TOF(飞行时间)测量类型的红外信号、红外面部识别或夜视摄像机的应用中。
[0007]因此，应该选择性地保护光学元件免受特定干涉波长的影响。

技术实现思路

[0008]本公开的目的是提供一种光学滤波器、电子设备以及车辆，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。
[0009]本公开的一方面提供了一种光学滤波器，包括：载体层，包括第一材料；柱的周期性光栅，以由特征尺寸配置的周期性图案设置在载体层上，柱的周期性光栅包括第二材料；以及层，包括第三材料，层包围柱的周期性光栅并且覆盖载体层，第三材料具有的折射率不同于第二材料的折射率；其中，柱的周期性光栅的特征尺寸小于干涉波长，并且柱的周期性光栅的特征尺寸被配置为使得柱的周期性光栅选择性地反射在干涉波长处的光。
[0010]根据一个或多个实施例，其中第一材料、第二材料和第三材料被选择为使得光学滤波器对具有被包括在包括干涉波长的波长范围中的波长的、除了在干涉波长处的光透明。
[0011]根据一个或多个实施例，其中柱的周期性光栅的每个柱具有圆柱形形状，圆柱形形状具有直径和高度，并且其中特征尺寸包括直径和高度。
[0012]根据一个或多个实施例，其中柱的周期性光栅以周期性布置设置在载体层上，周期性布置包括以固定周期重复的柱单元格，并且其中特征尺寸包括固定周期。
[0013]根据一个或多个实施例，光学滤波器还包括：第一面，第一面由抗反射层堆叠覆
盖，其中抗反射层堆叠被配置为相对于光学滤波器的第一面的法线校正在光学滤波器的第一面一侧上的入射光线的初始入射角，使得入射光线在周期性光栅上的入射角比初始入射角更接近法线。
[0014]根据一个或多个实施例，其中干涉波长是由用于使用光来检测和估计距离的汽车应用的标准定义的红外波长。
[0015]根据一个或多个实施例，其中第一材料、第二材料以及第三材料是介电材料或半导体材料。
[0016]根据一个或多个实施例，其中第一材料为氮化硅，第二材料为氮化硅，并且第三材料为氧化硅。
[0017]根据一个或多个实施例，其中第一材料为氮化硅，第二材料为氧化硅，并且第三材料为非晶硅或多晶硅中的一种。
[0018]本公开的另一方面提供了一种电子设备，包括：根据一个或多个实施例的光学滤波器；光敏电子芯片；以及外壳；其中，光学滤波器被集成到外壳中，并且朝向光敏电子芯片以过滤由光敏电子芯片接收的光。
[0019]本公开的又一方面提供了一种车辆，包括：根据一个或多个实施例的电子设备。
[0020]利用本公开的实施例，有利地使得光学滤波器对具有波长在包括干涉波长的波长范围内的、除了在干涉波长处的光透明。
附图说明
[0021]在检查本技术的非限制性实施例和实施例的详细描述后，并且基于附图，其优点和特征将变得显而易见，其中：
[0022]图1A至图1E示出用于制造光学滤波器的方法中的步骤；
[0023]图2示出了根据图1E所示的备选实施例的光学滤波器；
[0024]图3示出了图1C所示装置的俯视图；
[0025]图4示出了包含第一圆柱形柱的周期性光栅上光反射模拟结果的图表；
[0026]图5示出了包含第二圆柱形柱的周期性光栅上光反射模拟结果的图表；
[0027]图6示出了包含第三圆柱形柱的周期性光栅上光反射模拟结果的图表；
[0028]图7示出了配置成保护集成光学组件的元件不受一个或多个干涉波长影响的装置；以及
[0029]图8示出了安装有参考图7所述装置的车辆。
具体实施方式
[0030]图1A至图1E示出了用于制造光学滤波器FLT1的方法，该光学滤波器FLT1专用于从滤波器上入射光线的光谱中排除干涉波长。通过将干涉波长的光线在周期性光栅RP上反射，干涉波长的选择性排除可以被获得。
[0031]周期性光栅RP被配置为使得在干涉波长处的光在周期性光栅接收光线的一侧上产生相长干涉，在周期性光栅的另一侧上产生相消干涉，其余接收光线通过周期性光栅传输。
[0032]图1A示出了在其上制造光学滤波器FLT1的牺牲衬底种子S。衬底种子S例如由硅或
氧化硅制成，并且打算在制造过程结束时被去除。
[0033]在衬底种子S上形成第一抗反射层堆叠AR1，其包括三层；不用说，在抗反射堆叠中可以产生更多的层。
[0034]第一叠抗反射层AR1包括一组具有不同光学指数的特定材料薄层。
[0035]图1B特别示出了形成载体层CS和形成用于形成柱的周期性光栅RP的层的结果。
[0036]在第一抗反射层堆叠AR1上可以形成第三材料MAT3(例如氧化硅)中的第一透明和刚性层。第一透明和刚性层用于将周期性光栅RP定位在距第一抗反射层堆叠AR1的最佳距离处，并且在不改变滤波器光学特性的情况下机械固化光学滤波器。
[0037]然后在第三材料MAT3的第一透明刚性层上形成第一材料MAT1中的载体层CS。
[0038]然后用第二材料MAT2的旨在形成周期性光栅RP的层覆盖载体层CS。
[0039]在本制造阶段，光学滤波器FLT1包括堆叠，该堆叠包括第一材料MAT1中的载体层CS，该层被叠加在第二材料MAT2中用于形成柱的周期性光栅的层上。
[0040]第一材料MAT1例如是氮化硅，第二材料MAT2例如也是氮化硅。
[0041]在第一材料MAT1和第二材料MAT2相同的情况下，在载体层CS和旨在形成柱的层之间形成阻挡层CA。
[0042]阻挡层CA用于形成保护层，用于在蚀刻柱的周期性光栅时保护载体层CS的完整性。阻挡层形成在不同于第一材料MAT1和第二材料MAT2的材料中，并且阻挡层可以在蚀刻期间被标识以便标记蚀刻停止。
[0043]例如，当第一材料MAT1和第二材料MAT2由氮化硅制成时，阻挡层CA由氧化硅制成。
[0044]与载体层CS的厚度相比，阻挡层CA的厚度可忽略不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学滤波器，其特征在于，包括：载体层，包括第一材料；柱的周期性光栅，以由特征尺寸配置的周期性图案设置在所述载体层上，所述柱的周期性光栅包括第二材料；以及层，包括第三材料，所述层包围所述柱的周期性光栅并且覆盖所述载体层，所述第三材料具有的折射率不同于所述第二材料的折射率；其中，所述柱的周期性光栅的特征尺寸小于干涉波长，并且所述柱的周期性光栅的特征尺寸被配置为使得所述柱的周期性光栅选择性地反射在所述干涉波长处的光。2.根据权利要求1所述的光学滤波器，其特征在于，所述第一材料、所述第二材料和所述第三材料被选择为使得所述光学滤波器对具有被包括在包括所述干涉波长的波长范围中的波长的、除了在所述干涉波长处的光透明。3.根据权利要求1所述的光学滤波器，其特征在于，所述柱的周期性光栅的每个柱具有圆柱形形状，所述圆柱形形状具有直径和高度，并且其中所述特征尺寸包括所述直径和所述高度。4.根据权利要求1所述的光学滤波器，其特征在于，所述柱的周期性光栅以周期性布置设置在所述载体层上，所述周期性布置包括以固定周期重复的柱单元格，并且其中所述特征尺寸包括所述固定周期。5.根据权利要求1所述的光学滤波器，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：