[發(fā)明專利]一種多通道窄帶濾波像素陣列的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711376588.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108196333B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐文江
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南宏動光電有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G01J3/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 魏國先

一種多通道窄帶濾波像素陣列的制備方法，包括以下步驟：一、在襯底上制作套刻標(biāo)記和金屬遮光柵格；二、在襯底表面制作一層金屬鋁導(dǎo)電薄膜作為電鍍的起始襯底；三、通過紫外光刻形成光刻膠掩膜；四、將制作了光刻膠圖形的基片放入電鍍液池中電鍍；五、去除光刻膠掩膜并腐蝕襯底表面的金屬鋁導(dǎo)電薄膜，形成鋁掩膜；六、采用離子濺射鍍膜的方法，制備特定光學(xué)特征的F?P型周期性干涉膜系；七、腐蝕鋁掩膜，形成第一個通道的窄帶濾波像素陣列；八、重復(fù)步驟二到七，依次完成第二、第三和第四通道的像素陣列的制備；九，將多通道微濾光片與CCD探測器鍵合封裝。本發(fā)明在保持光學(xué)薄膜特性的同時，實現(xiàn)大厚度光學(xué)薄膜的圖形化，制造工藝簡單可靠，有利于推廣普及，具有較高的實用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜制備、光學(xué)微器件制備、納米光子學(xué)及遙感探測領(lǐng)域，特別涉及一種多通道窄帶濾波像素陣列的制備方法，其具有不同工作波長的F-P型周期性多層介質(zhì)膜窄帶微濾光片進(jìn)行多通道窄帶濾波，可以應(yīng)用于光譜成像。

背景技術(shù)

70年代末80年代初，在研究歸納各種地物光譜特征的基礎(chǔ)上，大家逐漸認(rèn)識到，如果能實現(xiàn)連續(xù)的窄波段成像，那么就有可能實現(xiàn)地面礦物的直接識別，由此產(chǎn)生了光譜和圖像結(jié)合為一體的成像光譜技術(shù)。1983年，美國噴氣推進(jìn)實驗室研制出第一臺航空成像光譜儀(AIS-1)，隨后包括中國在內(nèi)的許多國家都研制成功了一系列成像光譜儀，其中有以線陣探測器為基礎(chǔ)的光機(jī)掃描型，有以面陣探測器為基礎(chǔ)的固態(tài)推掃型，也有以面陣探測器加光機(jī)的并掃型。

光譜成像技術(shù)是一種將光譜分析技術(shù)與光學(xué)成像技術(shù)結(jié)合而成的探測技術(shù)，不同于傳統(tǒng)黑白或者RGB三色成像，光譜成像可以從光譜維度上獲得若干個任意通道。光譜成像技術(shù)不僅可以實現(xiàn)定性定量的光譜分析功能，還可以通過光學(xué)成像獲取準(zhǔn)確直觀的目標(biāo)物體分布圖，具有圖譜合一的優(yōu)勢。例如，光譜成像濾光片和CCD探測器結(jié)合，不僅有圖像的信息，并且可以獲得圖像上每個像素點的光譜數(shù)據(jù)，為分析、檢測、監(jiān)控、測量等應(yīng)用提供更為豐富、精準(zhǔn)的信息。

多光譜成像技術(shù)主要是以物體對不同波長光線的吸收存在差異為原理，通過測量目標(biāo)物體在一定波長范圍內(nèi)特定頻率的光強(qiáng)度變化來實現(xiàn)檢測、辨別。隨著多光譜成像技術(shù)的不斷提高，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，尤其在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、環(huán)境、軍事以及安檢等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，多光譜成像技術(shù)可以通過從可見光到熱紅外不同的狹窄波段區(qū)感應(yīng)能量，分別獲得地物在不同譜段上的影像，以此識別地物的具體情況，主要應(yīng)用于作物病害診斷、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測、作物生長狀態(tài)監(jiān)測等方面。另外，在重大自然災(zāi)害面前，多光譜成像技術(shù)還可以在災(zāi)害評估方面發(fā)揮重要的作用，提供準(zhǔn)確的災(zāi)情評估報告，為決策部門制定救災(zāi)、減災(zāi)方案提供了精準(zhǔn)的信息資料。

目前，常見的光譜成像技術(shù)包括，光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光、棱鏡分光和芯片鍍膜等。對于光柵分光的光譜成像技術(shù)，經(jīng)過狹縫的光由于不同波長照射到不同的探測器像元上，光能量很低，因此需要選擇高靈敏相機(jī)，同時需要加光源。對于聲光可調(diào)諧濾波分光的光譜成像技術(shù)，系統(tǒng)一般由聲光介質(zhì)、換能器和聲終端三部分組成。射頻驅(qū)動信號通過換能器激勵出超聲波，超聲波在光介質(zhì)內(nèi)傳播，使介質(zhì)產(chǎn)生與聲波信號相應(yīng)的、隨時間和空間周期變化的彈性形變，從而導(dǎo)致介質(zhì)中的折射率發(fā)生周期變化，形成等效的位相光柵，光柵常數(shù)即聲波波長。若聲波頻率較高，且聲光作用長度足夠大，聲擾動介質(zhì)形成體位相光柵。改變射頻驅(qū)動信號的頻率，可以實現(xiàn)電調(diào)諧波長的掃描。對于棱鏡分光的光譜成像技術(shù)，不同頻率入射光通過棱鏡后被分成不同的方向，然后照射到不同方向的探測器上進(jìn)行成像。棱鏡分光后，在棱鏡的出射面鍍了不同波段的濾光膜，使得不同方向的探測器可以采集到不同光譜信息，實現(xiàn)同時采集空間及光譜信息。可見，光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光和棱鏡分光的方案，制造相當(dāng)復(fù)雜，并且結(jié)構(gòu)尺寸較大，不便于光電子器件大規(guī)模集成。