[发明专利]光学滤波器及其生产方法以及用于检查电磁辐射的装置

说明书

本案是申请日为2007年8月9日、申请号为200780036943.8、题为“光学滤波器及其生产方法以及用于检查电磁辐射的装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光学滤波器及其生产方法，以及用于检查从物体发出的电磁辐射的光谱分布和空间分布的装置。

背景技术

对于测量技术、分析学、数据存储、图像存储和图像处理以及一般地对于光学的电信和数据通信来说，需要多种多样的光电子组件、特别是被构造为光学滤波器的组件，其可以被调谐为与多个相邻的波长中的一个一致。这种类型的滤波器例如由所谓的Fabry-Perot滤波器构成，该Fabry-Perot滤波器具有至少两个由一个空腔分开的DBR镜(DBR＝Distributed Bragg Reflector，分布布拉格反射镜)。这样的滤波器，在通过其结构预选的、被称为阻带的波长范围中反射，而在位于该阻带内部的、窄的通带(＝Dip)中透射。为此目的，DBR镜包含至少一个层周期(Schichtenperiode)，该层周期由两个或多个具有不同厚度和/或折射率的层组成。层周期的数量大多数情况下是整数，但是也可以是半整数(halbzahlig)，例如当不是所涉及的周期的所有的层都位于由层周期形成的堆的末端时。通过层周期的数量和折射率对比，可以选择或者确定阻带的宽度和在阻带中的反射特征，并且通过空腔的光学长度可以选择或者确定透射带的位置或者其中心波长或主波长的位置。最后，在Fabry-Perot滤波器中，在通过阻带规定的连续调谐范围内部的透射带的主波长可以如下地来改变：通过两个DBR镜相对彼此的移动改变空腔的几何长度以及由此的光学长度。按照这种方式可以将组件调谐到多个波长λ1、λ2......λn中的一个。

所描述种类的光学组件是一般公知的(例如DE10318767A1)。公知的还有，在其应用中产生如下缺陷，在整个阻带中滤波器的连续调谐在大多数情况下由于结构的原因是不可能的或者与高的技术花费相关联的。为了避免该缺陷，尽管可以设置具有不同连续调谐范围的多个滤波器，但是这同样是花费大的。除此之外，通常不期望通过DBR镜的相对移动来连续调谐滤波器，特别是当其用于如下目的时：在由辐射源发出的辐射(例如光线)中来确定在定义的波长情况下的强度，利用多个可能的波长中的该波长瞬时地由辐射源发射该辐射。

发明内容

由此出发，本发明要解决的技术问题是，提供一种上面所描述的种类的可以低成本制造的光学滤波器，利用该滤波器可以探测多个波长，但是在该滤波器中不需要通过DBR镜的移动来连续调谐。此外，还提出一种用于制造这样的滤波器的方法。

根据本发明，上述技术问题通过权利要求1和6的特征部分解决。

通过本发明以优选方式实现了一种光学滤波器，该滤波器包含至少两个分别具有特有的透射带的滤波器元件。此外，滤波器以特别的优势具有对应的光电子探测器装置并且与其连接成一个一体的或两件式的光电子组件。由此，不仅滤波器的不同滤波器元件、而且对于识别或区别透射带或者对于所接收的辐射的光谱分析来说是必要的光敏元件，被集成在同一个组件中。在此，特有的透射带和/或所接收的辐射的光谱分布，可以通过简单地测试光敏元件、也就是说无需机械地调谐所述滤波器就可以被识别。由此，以特别的优势提出具有不只是两个、而是大量带有相应的许多不同的透射带的滤波器元件的组件。在应用按照本发明的方法情况下，可以利用相对简单的方法制造这样的组件，特别是如果滤波器元件仅仅通过其空腔层的厚度互相区别并且滤波器直接被安装在例如具有以CMOS技术制造的探测器装置的衬底上。

本发明的其它具有优势的特征由从属权利要求中给出。

如开头部分所提到的，本发明此外还涉及在权利要求25的前序部分所给出的种类的装置及其应用。

在医学中越来越多地将所谓的反射光谱仪用于非介入诊断和治疗控制。因为由组织、皮肤等发出的反射辐射的强度在此通常既取决于位置也取决于光谱的分布，所以需要既具有位置的也具有光谱的分辨率的传感器以及探测器装置。迄今为止可用的探测器装置对于该目的来说还不是最佳的。

在电视技术中，例如公知的的是，由大量图像传感器或者说传感器元件和在其上设置的彩色滤波器组成的CCD传感器阵列。彩色滤波器例如由聚合体薄膜和在其中安装的对于色彩红、蓝和绿敏感的滤波器元件制造。由于只有三个可采集的光谱范围，这样的组件不适合于反射光谱仪或者只是受限地适合于反射光谱仪。