【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学元件，尤其是一种基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列及其制作方法。
技术介绍
1、单片集成式的滤光片阵列是便携式高光谱检测设备的关键元件，基于fabry-perot（中文翻译为法布里-珀罗）谐振腔的滤光片具有高品质因数的优点；fabry-perot谐振腔是通过中间干涉层的其上下两个表面形成干涉，实现光谱滤光，改变不同的干涉层厚度可调整共振波长。应单片集成的高光谱需求，基于fabry-perot谐振腔的滤光片整列，在制造时通常是在一个基底上加工不同干涉层厚度的像素块，该加工步骤是基于fabry-perot谐振腔的滤光片整列的关键制造技术；常规的集成滤光片的制作有组合刻蚀法和拼接法，组合刻蚀法采用半导体刻蚀配合真空镀膜工艺，通过改变滤光片间隔层的厚度来形成中心波长不同的滤光片；拼接法是在不同的基板上分别镀制各个通道的滤光片，将其切割成特定的尺寸大小的滤光片，再滤光片胶合在一个载体基板上得到集成滤光片；这些方法都是依赖于在基片上的刻蚀和镀膜形成滤光片，生产效率低，且精确度不足。
2、目前，基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的加工技术，主要有两种制作方法，一种制作方法是基于灰度光刻及其衍生方法，其关键是通过光刻工艺在衬底上形成不同厚度的干涉层，但是这种干涉层加工技术的厚度尺寸精度有限，且干涉层表面质量（粗糙度）不高；虽然后续通过技术改进实现了具有较高厚度精度的压印模版，但是仍然属于灰度光刻范畴，干涉层厚度调控精度依然难以达到nm级别的精度。另一种制作方法是薄膜沉积方法，在真空墙体内
3、综上所述，现有的基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的加工技术，所加工的干涉层的厚度精度不足，无法实现高光谱精准探测的需求，加工效率低，难以进行大规模的生产，制造难度和成本高。
技术实现思路
1、本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，提供一种基于fabry-perot腔的高光谱滤光片阵列的制作方法及一种基于fabry-perot腔的高光谱滤光片阵列，提升干涉层的厚度精度且便于大规模生产，降低制造难度和成本。
2、一种基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，包括：
3、通过薄膜沉积方式在n个硬质透明衬底上沉积透射峰值波长为λ1、λ2，…、λn的fabry-perot谐振腔的多层膜系形成n个分立滤光片；其中，λ为波长，n为波长的数量，n≥2；
4、根据滤光片阵列上的像素块大小对各个分立滤光片进行裁切得到微单元阵列；
5、根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列；
6、将各个微单元拼装到透明基底上形成单片集成式的高光谱滤光片阵列。
7、在一个实施例中，通过薄膜沉积方式在n个硬质透明衬底上沉积透射峰值波长为λ1、λ2，…、λn的fabry-perot谐振腔的多层膜系形成n个分立滤光片，包括：
8、根据高光谱检测设备的目标波段范围确定各个数据点对应的n个透射峰值波长；
9、配置薄膜沉积设备的光学镀膜控制参数，分别在n个硬质透明衬底上进行薄膜沉积出透射峰值波长为λ1、λ2，…、λn的fabry-perot谐振腔的多层膜系，得到n个分立滤光片。
10、在一个实施例中，根据滤光片阵列上的像素块大小对各个分立滤光片进行裁切得到微单元阵列，包括：
11、获取滤光片阵列上每个数据点对应的像素块大小；
12、根据所述像素块大小确定微单元的长度l；
13、将各个分立滤光片统一裁切成为长度l的微单元阵列。
14、在一个实施例中，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
15、根据滤光片阵列上的数据点排列信息依次从分立滤光片中逐个提取相应透射峰值波长的微单元；
16、根据高光谱滤光片阵列的设计需求将所提取的微单元依次转移至透明基底上，并按照透射峰值波长的对应位置进行排列。
17、在一个实施例中，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
18、根据高光谱滤光片阵列的设计需求确定各个波长对应的微单元的位置；
19、通过微单元提取工具依次从裁切后的分立滤光片中批量提取多个微单元，并将批量提取的微单元预先进行排序得到微单元阵列；
20、将所述微单元阵列按照透射峰值波长的顺序再转移至一透明基底上对应位置处。
21、在一个实施例中，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
22、根据高光谱滤光片阵列的设计需求将所提取的多个微单元转移至对应的透明子基底上；
23、按照数据点排列信息将不同透射峰值波长λ1、λ2，…、λn的微单元转移至透明子基底上进行排列；
24、所述将各个微单元拼装到透明基底上形成单片集成式的高光谱滤光片阵列，包括：
25、将各个透明子基底按设定位置进行拼接，并将各个透明子基底及其上面放置的微单元进行固定拼装得到单片集成式的高光谱滤光片阵列。
26、在一个实施例中，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
27、获取滤光片阵列上各个数据点的透射峰值波长编码信息；
28、根据所述透射峰值波长编码信息分别从所述分立滤光片中提取相应透射峰值波长的微单元；
29、将所提取的微单元转移至透明基底上并按照所述透射峰值波长编码信息进行排列。
30、在一个实施例中，将各个微单元拼装到透明基底上形成单片集成式的高光谱滤光片阵列，包括：
31、利用光学胶或晶圆键合的拼装工艺将各个微单元固定拼装到透明基底上，形成单片集成式的高光谱滤光片阵列。
32、在一个实施例中，所述微单元的长度l与高光谱检测设备的像素周期d成倍数关系，且长度l误差小于像素周期d的1/10，所述高光谱滤光片阵列的总长度和总宽度的误差小于的1/5d。
33、在一个实施例中，所述多层膜系的干涉层采用sio2材料或者无损耗的金属氧化物、氮化物介质材料，两侧间隔采用分布式bragg反射膜。
34、一种基于fabry-pero本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，通过薄膜沉积方式在N个硬质透明衬底上沉积透射峰值波长为λ1、λ2，…、λN的Fabry-Perot谐振腔的多层膜系形成N个分立滤光片，包括：
3.根据权利要求1所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的像素块大小对各个分立滤光片进行裁切得到微单元阵列，包括：
4.根据权利要求3所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
5.根据权利要求4所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值
6.根据权利要求4或5所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
7.根据权利要求1所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
8.根据权利要求4所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，所述微单元的长度L与高光谱检测设备的像素周期d成倍数关系，且长度L误差小于像素周期d的1/10，所述高光谱滤光片阵列的总长度和总宽度的误差小于的1/5d。
9.根据权利要求8所述的基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，所述多层膜系的干涉层采用SiO2材料或者无损耗的金属氧化物、氮化物介质材料，两侧间隔采用分布式Bragg反射膜。
10.一种基于Fabry-Perot谐振腔的高光谱滤光片阵列，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的方法进行制作。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，通过薄膜沉积方式在n个硬质透明衬底上沉积透射峰值波长为λ1、λ2，…、λn的fabry-perot谐振腔的多层膜系形成n个分立滤光片，包括：
3.根据权利要求1所述的基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的像素块大小对各个分立滤光片进行裁切得到微单元阵列，包括：
4.根据权利要求3所述的基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
5.根据权利要求4所述的基于fabry-perot谐振腔的高光谱滤光片阵列的制作方法，其特征在于，根据滤光片阵列上的数据点排列信息分别从所述分立滤光片中提取微单元，将所提取的微单元转移至透明基底上并按照透射峰值波长进行排列，包括：
6.根据权利要求4或5所述的基于fa...
【专利技术属性】
技术研发人员：段辉高，陈艺勤，冀鸣，易洪波，刘伟基，赵刚，
申请(专利权)人：佛山市博顿光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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