光学偏振滤光器制造技术

一种光学滤光器，其可以包括基底。光学滤光器可以包括设置到基底上的一组交替的高折射率层和低折射率层，以偏振分束入射光。所述一组交替的高折射率层和低折射率层可以设置成使得具有小于大约800纳米(nm)的光谱范围的入射光的第一偏振被所述光学滤光器反射，并且具有大于大约800nm的光谱范围的入射光的第二偏振通过光学滤光器而通过。高折射率层可以是氢化硅(Si：H)。低折射率层可以是二氧化硅(SiO2)。

Optical polarization filter

An optical filter can include a substrate. Optical filters may include a set of alternating high and low refractive index layers arranged on a substrate to polarize beam splitting of incident light. The set of alternating high refractive index layers and low refractive index layers may be arranged such that the first polarization of incident light with a spectral range less than about 800 nm is reflected by the optical filter and the second polarization of incident light with a spectral range greater than about 800 nm passes through the optical filter. The high refractive index layer can be hydrogenated silicon (Si:H). The low refractive index layer can be silicon dioxide (SiO2).

【技术实现步骤摘要】
光学偏振滤光器
技术介绍
在一些情况下，可能期望阻挡某些波长的能量和/或仅将某些波长的能量传输到检测器。例如，一些检测器可能对某些波长的能量敏感。在一个示例中，光学发射器可以发射最终由光学接收器接收的光。例如，在手势识别系统中，光学发射器可以向用户发射近红外(NIR)光，并且NIR光可以从用户反射向光学接收器。在这种情况下，光学接收器可以捕获关于NIR光的信息，并且该信息可以被用于识别用户正在执行的手势。例如，装置可以使用该信息来生成用户的三维表示，并且基于该三维表示来识别用户正在执行的手势。然而，在向用户传输NIR光期间和/或在从用户向光学接收器反射期间，环境光可能干扰NIR光。因此，光学接收器可以光学耦合到诸如带通滤光器之类的光学滤光器，以对环境光进行滤波并且使得NIR光朝向光学接收器通过。在一些情况下，光学滤光器可以包括偏振分束器。通常，偏振分束器将入射能量束物理地分离成两个线偏振子束(“P”和“S”)。一个“子束”包含“P”偏振能量(例如，电场平行于入射束的入射平面或在入射束的入射平面内)。第二个“子束”包含“S”偏振能量(例如，电场垂直于入射束的入射平面)。
技术实现思路
根据一些可行的实施方式，偏振光学涂层可以包括一组层。所述一组层可以包括第一子集层。第一子集层可以包括具有第一折射率的氢化硅(Si:H)。该组层可以包括第二子集层。第二子集层可以包括具有第二折射率的材料。第二折射率可以小于第一折射率。根据一些可行的实施方式，光学滤光器可以包括基底。光学滤光器可以包括设置到基底上的一组交替的高折射率层和低折射率层，以对入射光进行偏振分束。所述一组交替的高折射率层和低折射率层可以设置成使得具有小于大约800纳米(nm)的光谱范围的入射光的第一偏振被所述光学滤光器反射，并且具有大于大约800nm的光谱范围的入射光的第二偏振通过光学滤光器而通过。高折射率层可以是氢化硅(Si:H)。低折射率层可以是二氧化硅(SiO2)。根据一些可行的实施方式，光学系统可以包括用以发射近红外(NIR)光的光学发射器。光学系统可以包括偏振光学滤光器，以对输入光学信号进行滤波并提供经滤波的输入光学信号。输入光信号可以包括来自光学发射器的NIR光和来自另一光源的环境光。偏振光学滤光器可以包括一组电介质薄膜层。该组电介质薄膜层可以包括第一子集氢化硅层，氢化硅具有第一折射率。该组电介质薄膜层可以包括第二子集材料层，该材料具有小于第一折射率的第二折射率。经滤波的输入光学信号可以包括相对于输入光学信号减小的环境光强度。光学接收器可以接收经滤波的输入光信号并提供输出电信号。附图说明图1是本文描述的示例实施方式的概述图；图2是与本文描述的示例实施方式有关的一组材料的折射率表；图3是与使用本文描述的示例实施方式相关的示例光学特征的图；和图4是本文描述的示例实施方式的图。具体实施方式示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。如本文所使用的，术语“基本上”、“大约”和“约”表示在所述值的+/-5％内的值范围。光学接收器可以接收来自诸如光学发射器之类的光源的光。例如，光学接收器可以接收来自光学发射器以及从诸如用户或对象的目标反射的近红外(NIR)光。在这种情况下，光学接收器可以接收NIR光以及环境光，诸如可见光谱光。环境光可降低与NIR光有关的确定的准确性。例如，在手势识别系统中，环境光可以降低基于NIR光生成目标的三维图像的精度。因此，光学接收器可以光学耦合到诸如带通滤光器之类的光学滤光器，以对环境光进行滤波并且使得NIR光朝向光学接收器通过。光学滤光器可以包括一组电介质薄膜层。选择并沉积该组电介质薄膜层以阻挡低于和/或高于特定阈值(诸如低于700纳米(nm))的带外光的部分。例如，可以选择该组电介质质薄膜层以滤除环境光。光学滤光器可以为光执行偏振分光功能。例如，当期望由光学接收器接收第二偏振时，光学滤光器可以反射具有第一偏振的光的第一部分，并且可以使具有第二偏振的光的第二部分通过。然而，过量的电介质薄膜层可能导致相对厚的涂层。由于每个电介质薄膜层的顺序沉积，相对厚的涂层可能制造成本高，并且可能经受导致差的耐用性的过度的应力条件。而且，相对厚的涂层可能与用于偏振分束功能的不足的平坦度关联。此外，当硅层用于电介质薄膜层的一部分时，对于低于大约1100nm的光，硅层可以与相对高的吸收系数关联，这可能使硅层不适合用作用于低于大约1100nm的通带的具有相对高的透射率要求的偏振分束器中的高折射率材料。本文描述的实施方式可以使用氢化硅(Si:H)材料作为偏振光学涂层的一组高折射率层，诸如光学偏振滤光器。以这种方式，光学滤光器(即，偏振光学涂层)可以反射环境光并且使NIR光通过，并且可以执行偏振分光功能。基于使用氢化硅作为用于光学滤光器的所述一组高折射率层的材料，减小了光学滤光器的厚度和光学滤光器的成本，并且相对于利用用于光学滤光器的另一类型的材料改善了光学滤光器的耐用性和光学滤光器的一组光学特征。图1是本文描述的示例实施方式100的概述图。如图1所示，示例实施方式100包括传感器系统110。传感器系统110可以是光学系统的一部分，并且可以提供对应于传感器确定的电输出。传感器系统110包括光学滤光器结构120，光学滤光器结构120包括光学滤光器130和光学传感器140。例如，光学滤光器结构120可以包括执行通带滤波功能的偏振分束器光学滤光器130。应该理解的是，本文描述的实施方式可以用于传统的偏振分束器(例如，P偏振能量被传输并且S偏振能量被反射)和/或反向偏振分束(例如，P偏振能量被反射并且S偏振能量被传输)。尽管本文描述的实施方式可以根据传感器系统中的光学滤光器来描述，但是本文描述的实施方式可以用在另一类型的系统中、可以在系统外部使用等。如图1进一步所示，并且由参考标记150所示，输入光学信号被引向作为偏振光学涂层的光学滤光器结构120。输入光学信号可以包括但不限于由光学发射器初始发射的NIR光和来自使用传感器系统110的环境的环境光。例如，光学发射器可以将NIR光引导向手势识别系统的用户，并且NIR光可以从用户反射向光学传感器140，以准许光学传感器140执行NIR光的测量。在这种情况下，可以将环境光从一个或多个环境光源(例如灯泡或太阳)引导向光学传感器140。在另一个示例中，光学发射器可以将NIR光引导向另一类型的对象，诸如用于检测车辆附近的对象、检测盲人附近的对象、检测到对象的接近度(例如，使用LIDAR技术)等，并且光学传感器140可以因此接收NIR光和环境光。如在图1中进一步示出的，并且由参考标记160表示，光学信号的第一部分被光学滤光器130和光学滤光器结构120以第一偏振反射。例如，光学滤光器130的交替的氢化硅层(例如高折射率材料)和另一类型的材料层(例如低折射率材料，诸如二氧化硅(SiO2))可以导致要在第一方向上被反射的光的第一偏振。(应该注意的是，任何层可以另外包括氮、锗、氩和/或其他元素。)如附图标记170所示，光学信号的第二部分通过光学滤光器130和光学滤光器结构120以第二偏振通过。例如，光学滤光器130可以沿第二方向使得光的第二偏振朝向光学传感器140通过。在这种情况下，光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振光学涂层，包括：一组层，包括：第一子集层，所述第一子集层包括具有第一折射率的氢化硅(Si:H)；和第二子集层，所述第二子集层包括具有第二折射率的材料，所述第二折射率小于所述第一折射率。

【技术特征摘要】
2017.02.13 US 15/431,3441.一种偏振光学涂层，包括：一组层，包括：第一子集层，所述第一子集层包括具有第一折射率的氢化硅(Si:H)；和第二子集层，所述第二子集层包括具有第二折射率的材料，所述第二折射率小于所述第一折射率。2.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，所述材料包括以下中的至少一种：二氧化硅(SiO2)材料，氧化铝(Al2O3)材料，二氧化钛(TiO2)材料，五氧化二铌(Nb2O5)材料，五氧化二钽(Ta2O5)材料，或氟化镁(MgF2)材料。3.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，第一子集层是高折射率层(H)，第二子集层是低折射率层(L)；和其中，所述一组层按照以下顺序中的至少一个被布置：(H-L)m顺序，(H-L)m-H顺序，(L-H)m顺序，L-(H-L)m顺序，其中m是交替的H和L层的数量。4.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，所述一组层将阻挡与小于大约700纳米(nm)的光谱范围相关联的光的阈值部分。5.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，所述一组层将使与小于大约1700纳米(nm)的光谱范围相关联的光的阈值部分通过。6.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，在大约900纳米(nm)的波长处第一折射率大于大约3。7.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，在大约830纳米(nm)的波长处第一折射率大约为3.6。8.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，在特定光谱范围内，所述第一子集层与小于大约0.0006的消光系数相关联。9.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，在大约800纳米(nm)至大约1100nm的光谱范围处，第二折射率小于3。10.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，在大约800纳米(nm)至大约1100nm的光谱范围处，第二折射率小于2。11.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，所述偏振光学涂层是偏振分束器。12.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，所述偏振光学涂层覆盖具有至少10nm的分离带宽的、从700纳米(nm)至1700的光谱范围。13.根据权利要求1所述的偏振光学涂层，其中，所述偏振光学涂层与第一偏振平面中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：KD亨德里克斯，S罗兰兹，
申请(专利权)人：唯亚威解决方案股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US