[发明专利]一种基于薄膜键合的可调谐FP滤光片的制备方法

说明书

本发明属于薄膜光谱滤波器制备工艺技术领域，具体涉及一种基于薄膜键合的可调谐FP滤光片的制备方法，包括以下步骤：①下金属反射层制作：基底采用热蒸发或离子束溅射镀膜方法制备FP滤波器下金属反射层；②铌酸锂薄膜通光层制备：采用离子注入、键合剥离方法制备；③上金属反射层制备：采用磁控溅射的方法制备；④上金属反射电极图形化制备：采用光刻、离子束刻蚀工艺制作上金属电极结构，完成可调谐FP滤光片制作。本发明方法克服了现有滤光片中心波长难以调谐的问题，且制作工艺简单，易于调控，可实现线列、瓦片式多谱段滤光片。

技术领域

本发明属于薄膜光谱滤波器制备工艺技术领域，具体涉及一种基于薄膜键合的可调谐FP滤光片的制备方法。

背景技术

滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种燃料或在其表面蒸镀光学膜制成的，用以衰减光波中的某些光波段或以精确选择小范围波段光波通过，而反射掉其他不希望通过的波段。通过改变滤光片的结构和膜层的光学参数，可以获得各种光谱特性，使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射、偏振或相位状态，在光谱相机中应用广泛。

传统多波段成像装置为实现多种光谱的检测，需要使用不同的滤光片，然后通过转轮控制实现对多波段的滤光，从而导致体积较大且使用不便；另一方面为实现多波段的聚焦，减轻像差，多波段成像还需要连续减轻像差的大且复杂的光学部件，传统多波段成像装置体积较大，成像系统复杂，不方便使用。

可调谐光滤波片通常是指光带通滤波器的中心波长可调的光学滤波片，由于其波长调节的灵活性，可用于多波段成像系统，有效简化多波段成像装置，在多光谱成像领域有着广泛的应用。目前可调光滤波片主要基于MEMsFP结构，对MEMs加工工艺技术要求非常高，工艺复杂且难度大，成品率低，限制了可调光滤波片的应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的以上缺陷或改进需求，如何提供一种基于基于薄膜转移键合的可调谐FP滤光片制备工艺方法，可以有效改善现有MEMS型热光调谐滤波器存在的工艺难度大、成品率低等问题，在光谱成像领域具有良好的应用前景。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于薄膜键合的可调谐FP滤光片的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：制作下金属反射层；

在衬底之上采用热蒸发镀膜方法制备FP滤波器的下金属反射层；

步骤2：制备铌酸锂薄膜通光层：

采用离子注入、键合剥离方法制备铌酸锂薄膜通光层；

步骤3：制备上金属反射层：

采用磁控溅射的方法制备上金属反射层；

步骤4：上金属反射电极图形化制备：

采用光刻、离子束刻蚀工艺制作上金属电极结构，完成可调谐FP滤光片制作；

步骤5：铌酸锂薄膜图形化制备：

采用离子束刻蚀工艺刻蚀去掉未覆盖上金属区域的铌酸锂薄膜，完成可调谐FP滤波器制作。

其中，所述衬底为石英玻璃。

其中，所述衬底为K9玻璃。

其中，所述下金属反射层材料包括Al、Ag。

其中，所述步骤2为：首先对铌酸锂衬底上表面进行H离子注入，将铌酸锂注入面与衬底中的下金属反射层一面进行晶圆级键合，采用热剥离方法将铌酸锂衬底去除，留下带铌酸锂薄膜与下金属反射层键合结构基底。

其中，所述步骤2中，所述铌酸锂薄膜的切向、厚度和厚度可自由选择。