[發明專利]一種無基底濾光片的制備方法

無效

• 申請號: 201010237599.2
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101915951A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 胡小鋒;程春生;班超;孔德恒;楊光;劉毅楠;趙浩
• 申請（專利權）人: 平湖中天合波通信科技有限公司
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 周濤

技術領域

本發明涉及濾光片制作，特別涉及到一種新型無基底濾光片的制作工藝。

背景技術

近幾年來，隨著鍍膜技術的提高和成本的降低，光學薄膜應用越來越廣。以高低折射率為材料，根據不同膜系設計可制備不同光譜特性的光學薄膜，可應用于多個領域。如光通訊領域類產品：FTTH光纖到戶濾波片、光纖頭鍍增透膜、GFF光纖增益平坦濾波片、DWDM密集波分復用濾波片、CWDM全波段粗波分復用濾波片、單纖雙向、單纖三向、Red/Blue紅藍帶通濾波片、分光膜、高反膜等；生物醫療分析儀器：熒光顯微鏡濾光片、激光譜線濾光片、喇曼分析濾光片；數碼光學成像產品：投影儀濾光片、紫外紅外截止濾波片、低通濾波片，安防攝像機濾光片，日夜兩用濾光片，光敏電阻用干涉濾光片；精密光學及激光光學鍍膜：高隔離度長短通濾波片、激光晶體鍍膜、抗高閥值激光膜、分光鏡、高反鏡、增透膜、衰減片、偏振分光膜等。

一般情況下，光學膜鍍制在特定基底上，如玻璃D263T、BK7，在使用的過程中連同基底一起使用。但隨著器件的微型化以及一些特殊器件的需要，如波導薄膜濾光片，對該類產品要求較小的尺寸。極薄基底的出現(如肖特玻璃厚度0.1mm)，在一定程度上縮小了光學薄膜產品的尺寸。但由于薄膜應力的影響，膜層達到一定厚度后，基片變形嚴重，在鍍膜環節基片易開裂，從而嚴重影響產品的良率和性能。無基底光學薄膜，由于沒有基底厚度，對于減小尺寸具有更大優勢。同時，由于薄膜和基底進行了分離，在鍍膜過程中可使用較厚的玻璃減小了鍍膜過程中的變形。

在日本的專利2007-219201中提出在玻璃基底上采用真空沉積福樂烯(C60)作為剝離層，然后鍍制光學濾光片，最后通過真空加熱400℃剝離碳分子，從而使得濾光片和基底分離。另外，Kunihiko?Yoshino等人在US2007/0196586A1中報道了一種化學剝離方法，采用Al作為可剝離層，NaOH作為剝離液，實現濾光片的制備。但作為最常見的低折射率材料SiO₂會與強堿發生反應，從而影響光譜，尤其是光譜隨厚度變化敏感的膜系。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種新的無基底濾光片的制作工藝。本發明的制作方法制造的濾光片不存在基底厚度，便于小尺寸濾光片的制作，減小鍍膜過程中使用較厚玻璃所帶來的變形。

為了達到上述發明目的，本發明提供的技術方案如下：

一種無基底濾光片的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

①在玻璃基底上鍍制可剝離層，該可剝離層采用活潑金屬形成的金屬單層；

②在所述的金屬單層上，鍍制濾光片的膜系，該膜系由低折射率材料和高折射率材料相間組成，其中膜系的底層和頂層均為低折射率材料；

③將上述結構的材料按照產品的最終尺寸切割；

④將切割后的小片在酸性溶液進行刻蝕，剝離層的活潑金屬在酸性溶液中腐蝕和溶解，直至金屬單層被刻蝕完成；

⑤待濾光片和玻璃基底實現分離后，取出分離后的濾光片清潔干凈，得到無基底濾光片產品。

在本發明的方法中，所述步驟①中的活潑金屬或為鋁、或為鐵、或為銅。普通的活潑金屬材料制作金屬單層，一方面易于與酸發生反應，一方面降低材料的使用成本。

在本發明中，所述步驟①中鍍制可剝離層的工藝為真空鍍膜，采用磁控濺射、電子槍蒸發或者阻蒸。

在本發明中，所述步驟②中的低折射率材料為SiO₂，所述高折射率材料為滿足光譜設計要求的材料，選擇Ta₂O₅、Nb₂O₅和TiO₂中的一種。SiO₂的化學性能穩定，不與一般的酸發生反應，高折射率材料是為了滿足光譜設計的需要。

在本發明中，所述步驟④的剝離過程中，對剝離液進行加熱，加熱溫度＜100℃，加熱刻蝕液的目的是為了提高刻蝕速度。

基于上述技術方案，本發明的無基底濾光片的制作方法較現有技術的方法具有如下技術優點：

①本發明的方法中采用酸作為刻蝕溶液，SiO₂作為膜系的底層和頂層，產品光譜性能更穩定。

②本發明的方法在濾光片制作的刻蝕和剝離過程所用材料成本低，并且與真空加熱相比操作過程相對簡單，適合大規模生產。

③本發明的方法中，先制作金屬單層后再鍍膜，并按照最終產品的形狀切割，然后再刻蝕和剝離，另一方面還可以使用較厚的玻璃基底，從而有效地克服了基片的變形所帶來的不利因素，提高產品的良品率。

附圖說明