多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法技术

多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，属于光学滤光片、光学薄膜技术领域，本发明专利技术将一种稳定性好、透明度高的负性光刻胶旋涂在光谱滤光片的高反射膜堆上，作为光谱滤光片的中间腔层，然后采用激光直写的方法对旋涂的光刻胶进行一次性台阶式曝光，形成大小、不同厚度且阵列式周期排列的中间腔层，实现对滤光片多个光谱通道的峰位调控。该方法利用旋涂的光刻胶代替了传统的利用镀膜方式制备的介质材料作为中间腔层，还利用激光直写台阶式曝光代替了传统的采用多次或者组合曝光与薄膜刻蚀相结合制备多通道滤光片中间腔层的方法，可以大大简化多通道滤光片的制造工艺流程，从而降低产品制造成本，提高其光学性能和成品率。提高其光学性能和成品率。提高其光学性能和成品率。

【技术实现步骤摘要】
多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法


[0001]本专利技术属于光学滤光片、光学薄膜
，特别是涉及到一种多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法。

技术介绍

[0002]以分光技术为核心的成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，不仅能够对探测目标进行成像，同时还能够获取其丰富的光谱信息，在精准农业林业监控、环境监控、自然灾害评估、矿物勘探、生物医学检测、安防监控以及军事目标预警、识别等领域正在得到广泛而深入的应用。目前成像光谱仪往往以航空、航天以及无人机载荷形式进行遥感工作，其体积、重量十分关键，特别是作为航天载荷，难以压缩的体积和重量极大的增加了其发射成本。因此成像光谱仪的小型化、轻量化研究具有十分迫切的需求。
[0003]多通道光谱滤光片是一种具有多个光谱通道的滤光片，它具有高度化的分光功能，能够极大的优化成像光谱仪分光系统的结构，将其作为分光元件用于成像光谱仪中，能够实现成像光谱仪的小型化、轻量化。因此多通道滤光片在小型化、轻量化成像光谱仪方面具有非常重要的地位。多通道滤光片与传统的滤光片不同，其通道尺寸在微米量级(5
‑
30微米)，一般采用多次或者组合曝光与薄膜刻蚀相结合的方法制备大小并且具有不同厚度的中间腔层，以实现滤光片的光谱通道峰位调控。采用此方法制备多通道滤光片时，光谱通道个数强烈依赖于套刻工艺的次数。例如制备16通道的滤光片时，采用多次曝光、刻蚀方法至少需要16次套刻，采用组合曝光、刻蚀方法也至少需要4次。通道数断续增加时，所需要的曝光、刻蚀次数更多，它使得多通道滤光片的制造过程过于复杂，容易引入污染，增加光刻对准误差，这样不可避免地增加了其制造成本、降低了产品的光学性能和成品率。
[0004]因此，现有技术亟需一种新的方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，首先利用了旋涂的稳定性好、透明度高的光刻胶作为中间腔层，然后只需要采用激光直写的方法对旋涂的光刻胶进行一次性台阶式曝光，即可形成大小、不同厚度且阵列式周期排列的中间腔层，实现对滤光片多个光谱通道的峰位调控。
[0006]多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
[0007]步骤一、利用薄膜制备技术在基底上镀制由高折射率、低折射率薄膜交替组成的反射膜堆；
[0008]步骤二、在所述步骤一制备的反射膜堆上旋涂负性光刻胶；并将旋涂后的样品放在热板上进行前烘烤；
[0009]步骤三、采用激光直写的方法对旋涂的负性胶进行台阶式曝光；
[0010]步骤四、将激光直写完的样品放在热板上进行后烘烤；
[0011]步骤五、将上述样品放入显影液中进行光刻胶显影，显影时间为0.5
‑
3分钟，以去除未曝光的光刻胶；曝光剂量与光刻胶的去除量成反比，根据曝光剂量大小形成阵列式周期排列的负性光刻胶层，以作为光谱滤光片的中间腔层；
[0012]步骤六、在所述步骤五获得中间腔层上镀制与步骤一反射膜堆完全对称的由高折射率、低折射率薄膜交替组成的反射膜堆；
[0013]至此，多通道光谱滤光片中间腔层制备完成。
[0014]所述步骤一采用的薄膜制备技术包括离子束辅助的电子束蒸发技术、磁控溅射技术、离子束溅射技术以及等离子体增强化学气相沉积技术。
[0015]所述步骤一的高折射率薄膜包括TiO2、Ta2O5、HfO2、Si、Ge以及ZnSe，低折射率薄膜包括SiO2、Al2O3、MgF2、YF3以及YbF3。
[0016]所述步骤二光刻胶优选SU
‑
8型号的负性胶，旋涂速率为2000
‑
5000转/分，光刻胶厚度为300纳米
‑
1000纳米。
[0017]所述步骤二和所述步骤四的烘烤温度均为80
‑
120度，烘烤时间为1
‑
5分钟。
[0018]所述步骤三激光波长为405纳米，每个台阶单元为5
‑
30微米尺寸的正方形，曝光剂量从10
‑
100mJ/cm2台阶式递增，台阶数量为8
‑
100个，其排列方式为阵列式周期排列。
[0019]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，极大简化了多通道滤光片的制造工艺步骤，可以解决其制造复杂性问题，从而降低其制造成本、提高其光学性能和成品率。并且该方法与滤光片的其它工艺步骤相兼容，可以直接嵌入现有的制备工艺当中。
附图说明
[0020]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明：
[0021]图1为本专利技术多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法工作原理图。
具体实施方式
[0022]多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，如图1所示，包括以下步骤，
[0023]步骤一、利用薄膜制备技术在基底上镀制由高折射率、低折射率薄膜交替组成的反射膜堆；
[0024]所述的薄膜制备技术包括离子束辅助的电子束蒸发技术、磁控溅射技术、离子束溅射技术、等离子体增强化学气相沉积技术等；
[0025]步骤二、在所述的反射膜堆上旋涂稳定性好、透明度高的负性光刻胶。光刻胶优选SU
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8型号的负性胶，旋涂速率为2000
‑
5000转/分，光刻胶厚度为300纳米
‑
1000纳米；
[0026]步骤三、将旋涂完的样品放在热板上进行前烘烤。烘烤温度为80
‑
120度，烘烤时间为1
‑
5分钟；
[0027]步骤四、采用激光直写的方法对旋涂的负性胶进行台阶式曝光。激光波长优选405纳米，每个台阶单元为5
‑
30微米尺寸的正方形，曝光剂量从10
‑
100mJ/cm2台阶式递增，台阶数量为8
‑
100个，其排列方式为阵列式周期排列。
[0028]步骤五、将激光直写完的样品放在热板上进行后烘烤。烘烤温度为80
‑
120度，烘烤时间为1
‑
5分钟；
[0029]步骤六、将上述样品放入显影液中进行光刻胶显影，显影时间为0.5
‑
3分钟，以去除未曝光的光刻胶。
[0030]此步骤中，光刻胶的去除量依赖于步骤五中激光直写的曝光剂量，曝光剂量大的地方，光刻胶的去除量小，余下的光刻胶较厚；反之，曝光剂量小的地方，光刻胶的去除量大，余下的光刻胶较薄，根据曝光剂量大小可以形成大小、不同厚度且阵列式周期排列的负性光刻胶层，以作为光谱滤光片的中间腔层。
[0031]步骤七、在中间腔层上镀制与步骤一反射膜堆完全对称的由高折射率、低折射率薄膜交替组成的反射膜堆。
[0032]通过上述方法制备的一种多通道滤光片，该滤光片包括尺寸的多个光谱通道，每个光谱通道由反射板、中间腔层、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，步骤一、利用薄膜制备技术在基底上镀制由高折射率、低折射率薄膜交替组成的反射膜堆；步骤二、在所述步骤一制备的反射膜堆上旋涂负性光刻胶；并将旋涂后的样品放在热板上进行前烘烤；步骤三、采用激光直写的方法对旋涂的负性胶进行台阶式曝光；步骤四、将激光直写完的样品放在热板上进行后烘烤；步骤五、将上述样品放入显影液中进行光刻胶显影，显影时间为0.5
‑
3分钟，以去除未曝光的光刻胶；曝光剂量与光刻胶的去除量成反比，根据曝光剂量大小形成阵列式周期排列的负性光刻胶层，以作为光谱滤光片的中间腔层；步骤六、在所述步骤五获得中间腔层上镀制与步骤一反射膜堆完全对称的由高折射率、低折射率薄膜交替组成的反射膜堆；至此，多通道光谱滤光片中间腔层制备完成。2.根据权利要求1所述的多通道光谱滤光片中间腔层的制备方法，其特征是：所述步骤一采用的薄膜制备技术包括离子束辅助的电子束蒸发技术、磁控溅射技术、离子束溅射技术以及等离子体增强化学气相沉积技术。3.根据权利要求1所述的多通道光谱滤光片中间腔层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨盼盼，范琳，顾江，翟婉同，杜秀卿，周春奎，
申请(专利权)人：长春悟泰投资合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：