[發明專利]一種入射角度不敏感的顏色濾光片及其制備方法

有效

• 申請號: 201310689440.8
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103744138A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 沈偉東;楊陳楹;章岳光;劉旭
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20;G02B5/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種入射角不敏感的顏色濾光片，包括基底（2），其特征在于，所述的基底（2）上布置有若干圓柱形的光柵（1），所述光柵（1）以正六邊形排列，光柵材料為硅，基底材料為熔融石英。

2.根據權利要求1所述的入射角不敏感的顏色濾光片，其特征在于，所述光柵（1）垂直于基底（2）設置；光柵（1）的厚度為70-200nm；光柵（1）的圓柱半徑為40-90nm；多個光柵（1）的圓柱圓心距為100-280nm。

3.一種權利要求1或2所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）根據需要制作的濾光片的中心波長，優化得到光柵厚度、光柵的圓柱半徑和光柵的圓柱圓心距；

（2）在熔融石英基底上沉積一層硅層，退火，其中硅層厚度等于光柵厚度；

（3）將鋁箔進行預處理；

（4）將預處理后的鋁箔進行二次陽極氧化，制備得到有序排列的多孔氧化鋁，其中孔徑等于光柵的圓柱半徑，孔圓心距等于光柵的圓柱圓心距；

（5）在多孔氧化鋁上旋涂一層聚甲基丙烯酸甲酯，作為去除鋁基底的保護層；

（6）在硫酸銅和鹽酸混合溶液中去除鋁基底，清洗，得到包覆有保護層的多孔氧化鋁模板框架；

（7）氧等離子轟擊熔融石英基底的硅層，然后將多孔氧化鋁模板框架固定于步驟（2）中熔融石英基底的硅層上；

（8）剝離多孔氧化鋁模板框架上的聚甲基丙烯酸甲酯層；

（9）在有序排列的孔氧化鋁模板框架上原子層沉積氧化物；

（10）利用反應離子刻蝕去除覆蓋在多孔氧化鋁表面的氧化物層；

（11）利用KOH溶液去除多孔氧化鋁模板框架，所需的二維光柵模板輪廓出現，由氧化物柱有序排列組成，氧化物柱以正六邊形排列，氧化物柱為圓柱形；

（12）利用反應離子刻蝕同時對氧化物柱和硅層進行刻蝕處理，將二維光柵模板轉移到底下的硅層，所需的二維光柵被制備出，濕法刻蝕去除剩余的氧化物柱，其中光柵以正六邊形排列，光柵形狀為圓柱形，光柵材料為硅，得到入射角不敏感的顏色濾光片。

4.根據權利要求3所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，步驟（2）中的退火條件為：首先在1000-1100℃快速退火15-25s，然后在550-650℃退火20-25h，最后在850-950℃退火15-25h。

5.根據權利要求4所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，步驟（2）中的退火條件為：首先在1050℃快速退火20s，然后在600℃退火24h，最后在900℃退火20h。

6.根據權利要求3所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述鋁箔為純度為99.999%的高純鋁箔。

7.根據權利要求3所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，所述的氧化物為二氧化鈦、二氧化鉿或五氧化二鉭。

8.根據權利要求7所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，所述的氧化物為二氧化鈦。

9.根據權利要求3所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，步驟（12）中，所述的反應離子刻蝕條件為：四氟化碳的體積流量為20-30sccm，氧氣的體積流量為3-6sccm。

10.根據權利要求9所述的入射角不敏感的顏色濾光片的制備方法，其特征在于，所述的反應離子刻蝕條件為：四氟化碳的體積流量為25sccm，氧氣的體積流量為3.1sccm。