[发明专利]一种阵列式多光谱滤光片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微纳米滤光片领域，具体涉及一种阵列式多光谱滤光片及其制作方法。

背景技术

窄带F-P型薄膜干涉滤光片是一种常见的干涉型滤光片。目前，这种滤光片的设计还基于传统的F-P（法布里-珀罗）型干涉滤波仪。传统的F-P型干涉滤波仪是由两个平行放置的介质板内表面镀高反射膜，形成两反射面；再在两反射面之间夹入很薄的电介质透明层；当复色光通过时，由于干涉作用，对不同波长的光，有些光通过干涉而加强，有些光因为干涉而相消，所以多色光通过干涉后，就只有特定波长的光了，从而起到滤光作用。通过调节F-P腔的长度或者腔内介质折射率实现不同波长的选择，得到可调谐干涉滤光片。可调谐干涉滤光片适用于微流控芯片中多通道阵列化检测。

上述可调谐干涉滤光片通过调节F-P腔的长度实现波长可调，是通过外部连接压电陶瓷的压电效应或者静电力和结构的耦合作用而实现的；通过调节腔内介质折射率实现波长可调通常是利用外部电压精确控制腔内液晶材料的折射率变化而实现的。通过F-P腔设计的可调谐滤光片虽然可以实现多波长的选择，但是外部控制系统相对复杂，不便于微流控芯片中多通道阵列化检测的集成化。

发明内容

本发明为了解决现有微流控芯片中多通道阵列化检测的集成化问题，而提供了一种适用于微流控芯片集成化的阵列式多光谱滤光片及其制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种阵列式多光谱滤光片，该阵列式多光谱滤光片包括四层结构，其结构由上到下依次为二维金属光栅层、缓冲层、波导层和基底；

所述基底材料与缓冲层材料相同；

所述波导层的厚度H范围为：0～h_max，h_max为模序数m=1时最小工作波长对应的波导层截止厚度，计算公式如下：

hmax=λmin2n2-ns2;]]>

式中λ_min为最小工作波长；

n为波导层材料的折射率，n_s为基底材料的折射率，并且n＞n_s；

所述波导层材料的折射率大于缓冲层材料的折射率；

所述二维金属光栅层材料的反射率大于90%。

在上述技术方案中，所述的二维金属光栅层材料为金，铝或银。

在上述技术方案中，所述基底材料与缓冲层材料为二氧化硅、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）和PC（聚碳酸酯）中的一种；所述波导层材料为二氧化钛、氧化铝、硫化锌、氮化硅和硒化锌中的一种。

在上述技术方案中，所述的二维金属光栅层的占空比为0.8～0.9，优选二维金属光栅层的占空比为0.85。

一种阵列式多光谱滤光片的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

步骤一、在基底上制作波导层，波导层的厚度H范围为：0～h_maxμm，h_max为模序数m=1时最小工作波长对应的波导层截止厚度，计算公式如下：

hmax=λmin2n2-ns2;]]>

式中λ_min为最小工作波长；