一种多通道光谱滤波器件及其制作方法

本发明涉及光电子，具体而言，涉及一种多通道光谱滤波器件及其制作方法。

背景技术：

1、光谱成像技术作为信息光学的重要技术手段，能够在获取目标空间信息的同时，得到表征其理化属性的光谱信息，实现“图谱合一”，是探测成像的重要技术手段。

2、传统光谱成像系统存在体积大、扫描时间长、成本高等不足，特别是复杂的分光元件限制了光谱成像系统向小型化、低成本、定制化方向发展。而基于微纳制造工艺的多通道光谱滤波片，将多个波段的光谱滤波通道集成在一个滤波片上，成为构建集成化、微小型乃至芯片级光谱成像系统的关键元件。

3、多通道光谱滤波结构中，常用的滤波形式有珐珀型、多膜层型、微纳光栅等。为了增加滤波通道数量，珐珀型和多膜层型滤波结构需要多次光刻、镀膜或刻蚀工艺；微纳光栅型滤波结构需要多次光刻、等离子束刻蚀等工艺。但是这些制造方法均表现为在多次光刻过程中，对准和光刻的精度误差随着工艺步骤的增加逐渐累积，制得的滤波结构尺寸误差较难控制，限制了滤波通道数量的增加；多次套刻和薄膜沉积(或刻蚀)工艺，工序复杂、效率不高，限制了多通道光谱滤波结构的批量化制造，增加了制造成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术缺陷，且提供了一种多通道光谱滤波器件及其制作方法。

2、本发明提供的一种多通道光谱滤波器件，其技术方案如下：

3、一种多通道光谱滤波器件，包括衬底，所述衬底上设置有用于对入射光进行选频吸收或选频透过的若干个滤波通道。

4、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明申请所提供的技术方案至少可以带来的有益效果有：通过在衬底上设有若干个滤波通道，而且这些滤波通道用于对入射光进行选频吸收或选频透过，从而形成了具备滤波功能的滤波器件，在克服传统光谱成像系统存在的滤波器件体积大、扫描时间长、成本高等不足等技术问题，而且不会限制滤波通道数量的增加；在制作时也不会限制多通道光谱滤波结构的批量化制造，从而降低了制造成本。

5、作为优选，所述滤波通道之间设有用于将不同的所述滤波通道分隔开的挡板；从而限制热熔回流后的光刻胶，且避免通道之间的串扰。

6、作为优选，所述滤波通道包括固态光刻胶、设置在所述固态光刻胶底部的第一反射镜和设置在所述固态光刻胶顶部的第二反射镜，所述第一反射镜与所述衬底连接；这样使该滤波器件具备了“第二反射镜/光刻胶/第一反射镜””的多层滤波结构，实现光谱滤波功能。

7、本发明提供的一种多通道光谱滤波器件制作方法，其技术方案如下：

8、一种多通道光谱滤波器件制作方法，包括如下步骤：

9、s1，提供衬底，在所述衬底上制备第一反射镜；

10、s2，根据滤波通道尺寸结构和布局方式，确定各所述滤波通道位置，制造各所述滤波通道之间的挡板；

11、s3，实施光刻工艺，经涂胶或喷胶、曝光、显影后，在不同所述滤波通道位置处获得具有不同图案和占空比的光刻胶图形；

12、s4，采用光刻胶热回流工艺，使得各所述滤波通道位置处的光刻胶熔融回流，获得具有不同高度的固态光刻胶；

13、s5，在各所述固态光刻胶顶部制备第二反射镜，从而获得多层滤波结构，作为多通道光谱滤波器件，实现光谱滤波功能。

14、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明申请所提供的技术方案至少可以带来的有益效果有：通过光刻胶的热回流工艺，可以一次性获得众多不同高度的光刻胶图案，基于此，获得具有一系列不同间隔层(亦即谐振腔)的珐珀型(或多膜层型)滤波结构，从而实现多通道光谱滤波结构的批量化制造，避免多次光刻，提高制造效率。

15、作为优选，所述衬底包括玻璃、硅、锗。

16、作为优选，所述所述步骤s1和所述步骤s5中所制备的第一反射镜和第二反射镜均为半透半反膜。

17、作为优选，所述第一反射镜和第二反射镜包括金属材料制成的金属反射层或通过不同介质材料构成的布拉格反射膜系。

18、作为优选，所述步骤s2中制备的挡板采用光刻、薄膜沉积或薄膜刻蚀工艺制得。

19、作为优选，所述步骤s3中的光刻工艺，其版图设计依据光刻胶热回流工艺的优化结果确定，根据期望得到的最终光刻胶厚度，设计光刻掩膜版，对各所述滤波通道中光刻胶的图案分布和占空比进行优化设计。

20、作为优选，所述步骤s4中的热回流工艺，采用热板对完成显影后的所述光刻胶进行加热，使得所述光刻胶熔融回流；由于各滤波通道的光刻胶填充形状和占空比不同，在通道之间挡板结构的作用下，各通道内熔融回流的光刻胶会形成不同的高度，从而可以将其作为各滤波通道的谐振腔，实现对入射光的选频吸收或选频透过。

技术特征：

1.一种多通道光谱滤波器件，包括衬底(100)，其特征是：所述衬底(100)上设置有用于对入射光进行选频吸收或选频透过的若干个滤波通道(41)。

2.根据权利要求1所述的多通道光谱滤波器件，其特征是：所述滤波通道(41)之间设有用于将不同的所述滤波通道(41)分隔开的挡板(110)。

3.根据权利要求2所述的多通道光谱滤波器件，其特征是：所述滤波通道包括固态光刻胶(410)、设置在所述固态光刻胶(410)底部的第一反射镜(200)和设置在所述固态光刻胶(410)顶部的第二反射镜(210)，所述第一反射镜(200)与所述衬底(100)连接。

4.一种多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：应用于如权利要求1-3中任意一项所述的多通道光谱滤波器件，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：所述衬底(100)包括玻璃、硅、锗。

6.根据权利要求5所述的多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：所述所述步骤s1和所述步骤s5中所制备的第一反射镜(200)和第二反射镜(210)均为半透半反膜。

7.根据权利要求6所述的多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：所述第一反射镜(200)和第二反射镜(210)包括金属材料制成的金属反射层或通过不同介质材料构成的布拉格反射膜系。

8.根据权利要求7所述的多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：所述步骤s2中制备的挡板(110)采用光刻、薄膜沉积或薄膜刻蚀工艺制得。

9.根据权利要求8所述的多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：所述步骤s3中的光刻工艺，其版图设计依据光刻胶热回流工艺的优化结果确定，根据期望得到的最终光刻胶厚度，设计光刻掩膜版，对各所述滤波通道(41)中光刻胶的图案分布和占空比进行优化设计。

10.根据权利要求9所述的多通道光谱滤波器件制作方法，其特征是：所述步骤s4中的热回流工艺，采用热板对完成显影后的所述光刻胶进行加热，使得所述光刻胶熔融回流。

技术总结
本发明涉及一种多通道光谱滤波器件及其制作方法，滤波器件包括衬底，且在衬底上设有用于对入射光进行选频吸收或选频透过的若干个滤波通道；方法的步骤则包括：S1，提供衬底，在衬底上制备第一反射镜；S2，根据滤波通道尺寸结构和布局方式，确定各滤波通道位置，制造各滤波通道之间的挡板；S3，实施光刻工艺，经涂胶或喷胶、曝光、显影后，在不同滤波通道位置处获得具有不同图案和占空比的光刻胶图形；S4，采用光刻胶热回流工艺，使得各滤波通道位置处的光刻胶熔融回流，获得具有不同高度的固态光刻胶；S5，在各固态光刻胶顶部制备第二反射镜：通过本发明可以实现多通道光谱滤波结构的批量化制造，避免多次光刻，提高制造效率。

技术研发人员：虞益挺,余晓畅,赵建村,王燕
受保护的技术使用者：西北工业大学宁波研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16