【技术实现步骤摘要】
本专利技术创造属于光学薄膜，尤其涉及一种红外波段像元级双通道滤光片及其制备方法。
技术介绍
1、红外成像技术已经广泛应用于电力在线检测、环境监测、导弹预警、红外侦察等民用和军事领域。为了提高红外探测器的信噪比，通常在光学系统中插入特定的滤光片来抑制工作波段外的杂散光来提高红外探测器的目标识别能力。为了进一步提高探测器的识别能力，同时简化相机光学系统结构，往往需要双通道或者通道数更多的光谱滤光片，将其集成于探测器芯片表面，可以同时输出多个光谱通道的目标信息，更加有利于目标的识别。
2、双通道光谱滤光片分为两种，一种是光谱通道在一维方向上线性排列，集成于探测器时仅适合于推扫成像，对快速运动目标难以捕获；另外一种是像元级双通道滤光片，它的光谱通道为二维方向上的马赛克阵列结构，光谱通道尺寸为像元级别，可以与探测器芯片上的像元一一对应，集成于探测器芯片表面时，可以实现快照式光谱成像，具有对动态目标的捕获能力。
3、工作于红外波段具有良好光谱特性的带通滤光片，特别是中波红外波段，通常其物理厚度在10μm以上，而红外波段探测器芯片像元尺寸一般为20μm甚至更小，制备中波红外波段像元级双通道滤光片过程中，在制备完第一个像元级光谱通道的基础上继续制备第二个像元级光谱通道时，由于第一个光谱通道较厚的物理厚度带来的薄膜沉积阴影遮蔽效应，使两个光谱通道交叉区域无法沉积光学薄膜，导致红外波段像元级双通道之间的过渡区较宽，光谱串扰严重。因此急需研究一种红外波段像元级双通道滤光片的制备方法，缩小像元级双通道之间的过渡区，降低光谱串扰从
技术实现思路
1、为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
2、本专利技术提供一种红外波段像元级双通道滤光片，包括基底，所述基底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，双带通滤光膜堆设置在第一表面，短带通滤光膜堆和长带通滤光膜堆相间设置在第二表面，所述短带通滤光膜堆和长带通滤光膜堆均为周期性排列的正方形单元结构，每个正方形单元结构与探测器芯片表面的像元对应，第二表面的短带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆构成短带通光谱通道，第二表面的长带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆构成长带通光谱通道。
3、优选地，所述双通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为10μm～20μm。
4、优选地，所述短带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为1μm～6μm；所述长带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为1μm～6μm。
5、本专利技术还提供一种制备红外波段像元级双通道滤光片的方法，包括以下步骤：
6、s1：利用膜系设计软件设计双带通滤光膜堆的结构，设计的两个通带中心波长分别为3.7μm～4μm和4.55μm～4.8μm，通带平均透过率大于95％，阻带平均透过率小于1％；
7、s2：清洁基底，利用薄膜制备工艺在所述基底的第一表面镀制步骤s1设计的双带通滤光膜堆，双通滤光膜堆的总厚度为10μm～20μm；
8、s3：利用膜系设计软件设计短带通滤光膜堆的结构，短带通滤光膜堆的通带中心波长为3.7μm～4μm，平均透过率大于95％，短带通滤光膜堆的阻带中心波长为4.4μm～5μm，平均透过率小于1％；
9、s4：在基底的第二表面沉积负性光刻胶，利用热板进行前烘烤，制备第一掩膜版，将第一掩膜版覆盖在基底的第二表面，对准曝光，去除第一掩膜版，利用热板进行后烘烤，然后通过显影去除第一遮光区对应的负性光刻胶，露出的区域为第一光谱通道区域，包括周期性排列的第一光谱通道单元，每个第一光谱通道单元与探测器芯片像元一一对应；
10、s5：利用薄膜制备工艺在第二表面镀制步骤s3设计的短带通滤光膜堆，总厚度为1μm～6μm，然后利用化学溶液去掉第一光谱通道区域以外的负性光刻胶和负性光刻胶上沉积的短带通滤光膜堆，形成周期性排列的短带通滤光膜堆，所述周期性排列的短带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆共同构成短带通光谱通道，其光谱表现为短带通特性；
11、s6：利用膜系设计软件设计长带通滤光膜堆的结构，长带通滤光膜堆的通带中心波长为4.55μm～4.8μm，平均透过率大于95％，长带通滤光膜堆的阻带中心波长为3.5μm～4.2μm，平均透过率小于0.4％；
12、s7：制备第二掩膜版，将第二掩膜版紧贴在经过步骤s5后的蓝宝石基底的第二表面，在紧贴有第二掩膜版的第二表面沉积负性光刻胶，利用热板前烘烤，对准曝光，再次利用热板将曝光后的基底后烘烤，然后去除第二掩膜版，第二表面的短带通滤光膜堆表面均对应覆盖一层负性光刻胶，第二表面露出的区域为第二光谱通道区域，包括周期性排列的第二光谱通道单元，每个第二光谱通道单元与探测器芯片表面的像元一一对应；
13、s8：重复步骤s5，在第二光谱通道区域镀制步骤s6设计的长带通滤光膜堆，总厚度为1μm～6μm，然后利用化学溶液去除第二光谱通道区域之外的负性光刻胶和负性光刻胶上沉积的长带通滤光膜堆，保留下来的长带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆共同构成长带通光谱通道，其光谱表现为长带通特性。
14、优选地，步骤s2中的薄膜制备工艺包括离子束辅助的电子束蒸发工艺或磁控溅射工艺或离子束溅射工艺或等离子体增强化学气相沉积工艺。
15、优选地，s2中的双通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成；s5中的短带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成；s8中的长带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成。
16、优选地，s4中的第一掩膜版包括边框及其内部的第一工作区，第一工作区包括第一透光区和第一遮光区，所述第一遮光区对应的第二表面为未曝光区域；s7中的第二掩膜版包括边框及其内部的第二工作区，第二工作区包括第二透光区和第二遮光区，第二透光区与第一遮光区对应，第二遮光区与第一透光区对应。
17、与现有技术相比，本专利技术创造能够取得如下有益效果：
18、本专利技术创造所述的红外波段像元级双通道滤光片，大大缩小了红外波段像元级双通道之间的过渡区，降低了光谱串扰从而提高成像质量。本专利技术创造所述的红外波段像元级双通道滤光片的制备方法，在保证良好光谱特性的基础上降低了在图形化后的光谱通道区域沉积滤光膜堆的厚度，可大大缩小红外波段像元级双通道之间的过渡区，降低光谱串扰从而提高成像质量，并且提高了生产效率和成品率，保证了制备出的红外波段像元级双通道滤光片的质量。
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1.一种红外波段像元级双通道滤光片，其特征在于，包括：基底，所述基底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，双带通滤光膜堆设置在第一表面，短带通滤光膜堆和长带通滤光膜堆阵列排布设置于第二表面，所述短带通滤光膜堆和长带通滤光膜堆均为周期性排列的正方形单元结构，每个正方形单元结构与探测器芯片表面的像元对应，第二表面的短带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆构成短带通光谱通道，第二表面的长带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆构成长带通光谱通道。
2.根据权利要求1所述的红外波段像元级双通道滤光片，其特征在于，所述双通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为10μm～20μm。
3.根据权利要求1所述的红外波段像元级双通道滤光片，其特征在于，所述短带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为1μm～6μm；所述长带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为1μm～6μm。
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述的红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的制备红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于：S2中的双通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成。
7.根据权利要求4所述的制备红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于：S5中的短带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成。
8.根据权利要求4所述的制备红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于：S8中的长带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成。
9.根据权利要求4所述的制备红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于：S4中的第一掩膜版包括边框及其内部的第一工作区，第一工作区包括第一透光区和第一遮光区，所述第一遮光区对应的第二表面为未曝光区域。
10.根据权利要求9所述的制备红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于：S7中的第二掩膜版包括边框及其内部的第二工作区，第二工作区包括第二透光区和第二遮光区，第二透光区与第一遮光区对应，第二遮光区与第一透光区对应。
...【技术特征摘要】
1.一种红外波段像元级双通道滤光片，其特征在于，包括：基底，所述基底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，双带通滤光膜堆设置在第一表面，短带通滤光膜堆和长带通滤光膜堆阵列排布设置于第二表面，所述短带通滤光膜堆和长带通滤光膜堆均为周期性排列的正方形单元结构，每个正方形单元结构与探测器芯片表面的像元对应，第二表面的短带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆构成短带通光谱通道，第二表面的长带通滤光膜堆与第一表面的双带通滤光膜堆构成长带通光谱通道。
2.根据权利要求1所述的红外波段像元级双通道滤光片，其特征在于，所述双通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为10μm～20μm。
3.根据权利要求1所述的红外波段像元级双通道滤光片，其特征在于，所述短带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为1μm～6μm；所述长带通滤光膜堆由高折射率材料薄膜、低折射率材料薄膜交替组成，总厚度为1μm～6μm。
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述的红外波段像元级双通道滤光片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备红外波段像元级双通道滤光片...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海贵，杨飞，张卓，林弘杨，
申请(专利权)人：长春长光辰谱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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