一种用于制造薄膜分束器（２００、３００、４００、５００、６００、６１２、７１６）的方法，包括：在支承衬底（２０２、６０８、７００）中蚀刻孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）；将分束器衬底（２０８、４０６、７１０）结合至支承衬底的上表面以使分束器衬底（２０８、４０６、７１０）覆盖该孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）；以及将至少一个光学涂层（２１０、２１２、４０２、４０４、６０２、６０４、７１２、７１４）沉积在分束器衬底（２０８、４０６、７１０）上。一种薄膜分束器包括支承衬底（２０２、６０８、７００）、利用半导体制造工艺在支承衬底（２０２、６０８、７００）中产生的孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）、以及覆盖该孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）的分束涂层（２１０、４０２、６０２、７１２）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜分束器的制造背景 分束器用于各种各样的分离或组合光能的光子学应用。分束器使用部分反射面 来反射入射光的一部分，同时允许其余光透射过该分束器。然而，许多分束器配置使用 沉积于相对较厚衬底上的分束涂层。该厚衬底可导致杂散反射、重像、束偏移、不合需 要的光波干扰、以及其它问题。附图简述附图例示本文中所述原理的各个实施例，并且是说明书的一部分。所示实施例 仅仅是示例并且不限制权利要求的范围。附图说明图1是根据本文中所述原理的平行板分束器的一示例性实施例的示图。图2是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的示图。图3是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的示图。图4是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的示图。图5是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的示图。图6A和6B是根据本文中所述原理的用于在联合衬底上制造薄膜分束器的示例 性方法的示图。图7A和7B是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的示例 性方法的示图。图8是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的流程图。图9是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的流程图。图10是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方 法的流程图。在附图中，相同的附图标记指示相似但并非必然相同的元件。详细描述如上所述，分束器用于各种各样的分离或组合光能的光子学应用。分束器使用 部分反射面来反射入射光的一部分，同时允许其余光透射过该分束器。例如，分束器允 许一小部分的主光束转向以用于测量，同时允许其余的光束继续通过该光学系统。在许多应用中，分束器必须被精确构建以获取所需分束比、低损耗、温度稳定 性、以及适当的偏振属性。常用的创建分束器的方法使用介质干涉滤光片来将入射光分 束。同样，可使用各种各样其它类型的分束方法。作为示例而非限制，分束层可包括薄金属层、圆点金属结构、亚波长孔隙、以及许多其它光学涂层。虽然介质干涉滤光片或其它分束器层提供大多数所需光学特性， 但它们通常被沉积在厚衬底上。厚衬底保持分束器的机械完整性，并避免将引起光学涂 层的裂化、翘曲或弯曲的应力。然而，衬底的厚度导致若干不合需要的光学特性，包括 由于吸收所传输光束以及可导致重像、对齐和耦合问题的所传输光束偏移所引起的较高 光学损失。通过将分束涂层沉积在薄衬底上，这些不合需要的光学特性可被最小化。用诸 如拉伸有机材料或氮化物膜的极薄衬底构建的分束器被称为薄膜分束器。尽管薄膜分束 器适于各种各样的自由空间应用，但它们可能是不稳定的、难以构建的、和易碎的。 在以下描述中，为解释起见，阐明了众多具体细节以提供对本专利技术系统和方法 的全面理解。然而对于本领域技术人员显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发 明的装置、系统和方法。说明书中对“实施例”、“示例”或类似语言的引用表示结合 该实施例或示例描述的具体特征、结构或特性被包括在该至少一个实施例中，但并非必 然被包括在其它实施例中。说明书中各处短语“在一个实施例中”或类似短语的各个实 例并非必然都指同一实施例。图1是常规平行板分束器(100)的一个示例性实施例。在该示例中，平行板分 束器(100)包括相对较厚的衬底(118)。衬底(118)提供机械和光学上稳定的结构，其上 可沉积光学涂层。通常，平行板分束器将具有在衬底(118)第一侧上的分束涂层(102) 和在衬底(118)的第二侧上的抗反射涂层(104)。入射束(108)被示为沿中心线(106)传 播。入射束(108)照射到分束涂层(102)并分成反射束(110)和透射束(112)。在此实施例中，反射束(110)由分束器(110)导向垂直于入射束的方向。反射束 (110)中光的量和反射束(110)的方向由入射束(108)的特性、分束涂层(102)的成分、 入射束(108)照射到分束器表面(102)的角度以及其它因素确定。入射束(108)的一部分通过分束涂层(102)，并作为透射束(112)进入分束器衬 底(118)。透射束(112)的方向在透射束(112)通过分束器衬底(118)时改变。这是由 于光在周围介质与分束器衬底(118)之间的界面上折射引起的。透射束(112)以与入射 束(108)进入分束器相同的角度离开分束器，但偏离中心线如偏移尺寸(114)所示。在 一些实施例中，此偏移可引起光能的额外损失，因为透射束会变得与目标波导未对准。此外，透射束(112)的一部分在分束器衬底(118)与周围介质之间的界面上反 射。抗反射涂层(104)尝试使该不合需要的反射最小化。然而，透射束的至少一部分可 透过分束器衬底反射回去，并与反射束(110)平行地但与之有偏移地离开。该不合需要 的反射称为重像(116)。具有相当大厚度的诸如立方体分束器的其它几何形状的分束器可 能具有表面反射和内部干扰的类似问题。若干这些不合需要的特性可通过使用薄膜分束器最小化。薄膜分束器比常规的 板式分束器薄得多。通常，薄膜分束器使用拉伸膜作为衬底。分束和抗反射涂层可被沉 积在该膜的一个或多个表面上。因为薄膜分束器的厚度极小，所以重像束(116)与反射 束(110)之间的偏移可被显著地减小。同样，透射束(112)与入射束(108)之间的偏移 可被显著地减小。然而，薄膜分束器具有各种各样的问题，包括足够支承构成薄膜分束器的膜。 除支承问题外，由于膜的脆弱性质，薄膜分束器可能是易碎的且对外部震动敏感的。在本说明书通篇中，例示了单个光学组件的构建。本领域技术人员将理解许多 相似功能部件可使用相似步骤和工艺来并行地构建。图2是用于使用半导体制造技术制造薄膜分束器的一示例性方法的示图。在该 示例性实施例中，微尺度的薄膜分束器使用诸如玻璃或其它光学材料的可靠衬底材料来 构建。作为示例且非限制，玻璃衬底可以是诸如BK7光学玻璃的硼硅玻璃、熔凝硅石/ 熔融石英、蓝宝石或其它玻璃。在一些应用中，使用其它诸如锗、硒化锌、氟化钙、氟 化钡、氟化镁或其它材料的可靠光学衬底可能是合乎需要的。这些衬底比在常规薄膜分 束器中用作分束器衬底的膜显著地更具结构性。用来构建薄膜分束器的半导体制造技术可包括沉积、材料去除、掩蔽、接合、 搬运、掺杂、清除、涂敷、以及其它技术。根据一示例性实施例，该过程以氮化硅 (Si3N4)层(204、206)作为硬掩膜层低压化学气相沉积(LPCVD)在支承衬底(202)上开 始。在其最终形式中，支承衬底(202)提供增加薄膜分束器的坚固性且允许其安全搬运 的机械结构。根据一示例性实施例，支承衬底(202)可以是双面抛光的硅衬底。 低压化学气相沉积是用来产生高纯度薄膜的化学工艺。支承衬底(202)被暴露 于一个或多个挥发性原始化学化合物，其在衬底表面上反应和/或分解以产生所需膜。 在低压化学气相沉积中，此过程在亚大气压下执行以减少不想要的气相反应且改进支承 衬底(202)上膜的均勻性。掩膜材料和工艺不限于本文中所述的示例，而可包括耐受湿 法或干法蚀刻工艺的各种适当材料和工艺。作为示例而非限制，这些材料和工艺可包括 沉积致密氧化硅、低应力本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜分束器（２００、３００、４００、５００、６００、６１２、７１６），包括： 具有孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）的支承衬底（２０２、６０８、７００），所述孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）是利用半导体制造工艺在所述支承衬底（２０２、６０８、７００）中形成的；以及 覆盖所述孔隙（２１４、６０６、６１０、７１８、７２０）的分束涂层（２１０、４０２、６０２、７１２）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：JS约，SV马塔伊，MRT谭，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：US
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