[发明专利]一种阵列F-P腔滤光片的制备方法

说明书

本发明涉及一种阵列F‑P腔滤光片的制备方法，包括以下步骤：①软模具制造；②下反射膜堆制造：基底上采用热蒸发镀膜的方法制备F‑P窄带滤光片一侧的反射膜堆和腔层；③牺牲层制造：在腔层上旋涂牺牲胶层；④图形转移：把①制备好的软模具图形，通过自然加压的形式转移到3制备好的牺牲层上；⑤腔层厚度调控：采用离子束刻蚀工艺，把牺牲层的图形转移到腔层上，实现一次完成多通道腔层厚度的调整；⑥上反射膜堆制造：采用热蒸发的方法制备上面的反射膜堆，完成滤光片的制造。本发明方法克服了现有技术存在的滤光片中心波长的透过率低和中心波长位置不准确的问题。

技术领域：

本发明设计光学元件制备技术领域，具体涉及一种阵列F-P腔滤光片的制备方法。

背景技术：

光学滤光片的主要功能是起滤光的作用，允许某一窄波长范围内的波长光通过，其他的截止掉，主要应用在各种光谱相机等。目前，单个F-P腔滤光片的设计与制备工艺已经非常成熟，而阵列化滤光片研制在国内外也在慢慢地发展。阵列化滤光片的制备包括了制备方法、膜系设计、结构设计，工艺过程涉及薄膜光学和微光学等诸多领域，是一个较为复杂的问题。主要发展历程和阶段性成果如表1所示：

表1阵列滤光片发展历程和阶段性成果

综上表内所述，目前的技术总结如下：

（1）基本设计原理：膜系设计基于F-P滤光膜，通过调控F-P腔的厚度，实现波长通道选择。

（2）腔层厚度调整：主要通过两种方法，一种增材制造，结合掩膜光刻技术实现多通道对应腔层厚度调整；一种减材制造，结合离子束刻蚀和掩膜技术，实现多通道对应腔层厚度调整。

（3）薄膜制备方法：采用离子束辅助蒸发沉积制备上下高反射层和腔层。

目前制造阵列化滤光片存在的主要问题是不能精确地调控腔层厚度，这是因为现有技术主要集中在使用掩膜技术，采用多次光刻或者多次刻蚀的方法，比如为了实现16通道滤光片，至少需要4个掩模版配合多次离子束刻蚀，这样就很难保证工艺一致性，尤其是每次光刻和刻蚀对腔层薄膜表面态的影响，造成多个通道一致性差，进而影响中心波长的透过率和中心波长位置的准确性。

发明内容：

本发明要提供一种阵列F-P腔滤光片的制备方法，以克服现有技术存在的滤光片中心波长的透过率低和中心波长位置不准确的问题

为达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：

一种阵列F-P腔滤光片的制备方法，包括以下步骤：

①软模具制造：采用单点金刚石车削制造硬模具，模具图形对应需要调整各个通道的F-P腔厚度，并用纳米压印的方法把图形转移到软模具上；

②下反射膜堆制造：基底上采用热蒸发镀膜的方法制备F-P窄带滤光片一侧的反射膜堆和腔层；

③牺牲层制造：在腔层上旋涂牺牲胶层；

④图形转移：把①制备好的软模具图形，通过自然加压的形式转移到3制备好的牺牲层上；

⑤腔层厚度调控：采用离子束刻蚀工艺，把牺牲层的图形转移到腔层上，实现一次完成多通道腔层厚度的调整；

⑥上反射膜堆制造：采用热蒸发的方法制备上面的反射膜堆，完成滤光片的制造。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、通过图形转移，实现一次统一调整多个通道的腔层厚度，保证了工艺一致性，实现中心波长精准控制；

2、腔层厚度调控方法一致，：通过多次图形转换，即可完成一次统一调控腔层厚度，适于产业化大规模生产。

3、中心透过率高，高达85%以上；中心波长位置准确性高。