[發明專利]具有空間變化微復制層的光學濾光器

有效

• 申請號: 201780034052.2
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN109313295B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 約翰·A·惠特利;吉勒·J·伯努瓦;堵光磊;羅爾夫·W·比爾納特;薩拉·蘇?！っ防锾?/a>;詹姆士·希利斯;歐文·M·安德森;蒂莫西·J·內維特
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20;G02B5/136;G01J1/20;G01J3/28;G01J3/12;G01N21/17
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;張蕓

在一個示例中，示例制品可包括被光學耦合到波長選擇性濾光器的空間變化微復制層。所述波長選擇性濾光器可具有取決于光入射角的光學頻帶。所述空間變化微復制層可被配置為使光以第一預定入射角透射到所述波長選擇性濾光器的第一光學區域并且使光以第二預定入射角透射到所述波長選擇性濾光器的第二光學區域。

技術領域

本公開涉及光學濾光器和包括光學濾光器的傳感器。本公開也涉及具有空間變化微復制層的光學濾光器。

背景技術

在各種各樣的應用中采用光學濾光器，諸如光學通信系統、光學傳感器、成像、科學和工業光學設備以及顯示系統。光學濾光器可包括管理入射電磁輻射(包括光)的透射的光學層。光學濾光器可反射或吸收入射光的一部分，并透射入射光的另一部分。光學濾光器內的光學層可在波長選擇性、光學透射率、光學透明度、光學霧度和折射率方面有所不同。

UV、可見和近紅外感測和通信架構可包括能夠檢測光譜信息的傳感器(或傳感器陣列)，光譜信息能夠用于確定許多所關注的參數。另外，傳感器可用于可見光通信(VLC或激光雷達)，諸如LiFi、手勢感測和許多其他應用。繼續尋求濾光器和傳感器的光譜選擇性和敏感性的改進。

發明內容

本公開描述了包括被光學耦合到波長選擇性濾光器的空間變化微復制層的示例制品。波長選擇性濾光器可具有取決于光入射角的光學頻帶?？臻g變化微復制層可被配置為使光以第一預定入射角透射到波長選擇性濾光器的第一光學區域并且使光以第二預定入射角透射到波長選擇性濾光器的第二光學區域。

本公開描述了包括在第一光入射角具有第一頻帶邊緣的波長選擇性濾光器的示例制品。該示例制品可包括被光學耦合到波長選擇性濾光器的微復制層。微復制層可包括多個微復制特征結構。多個微復制特征結構中的至少一個微復制特征結構可被配置為使光以第一光入射角透射到波長選擇性濾光器的第一區域。

本公開描述了包括利用光源對樣品進行照射以獲得特征光的示例技術。光源可發射寬頻帶、窄頻帶或多頻帶光譜。光源可發射非極化光或極化(線性的、圓形的或橢圓的)光。該示例技術可包括使特征光穿過被光學耦合到波長選擇性濾光器的空間變化微復制層，以便使濾波的特征光以多個入射角中的相應入射角透射到波長選擇性濾光器的多個區域中的每個區域。每個相應入射角可與多個窄頻帶中的已知窄頻帶相關聯。該示例技術可包括在多個傳感器元件中的相應傳感器元件處感測由波長選擇性濾光器的每個相應區域透射的濾波的特征光的相應強度。該示例技術可包括通過將每個感測的相應強度和與物質相關聯的已知參考光譜進行曲線擬合，將由多個傳感器元件感測的濾波的特征光譜對照已知參考光譜進行比較。曲線擬合可包括使每個感測的相應強度對照與相應窄頻帶相關聯的相應預期強度匹配，相應窄頻帶與透射濾波的特征光的相應強度的相應區域相關聯。該示例技術可包括基于該比較確定樣品中該物質的存在。

本公開描述了利用寬頻帶光源對樣品進行照射以獲得特征光的示例技術。該示例技術可包括使特征光穿過光學濾光器，以便使濾波的特征光以多個預定角中的每個相應預定角透射到寬頻帶傳感器。該示例技術可包括通過感測以每個相應預定角透射的濾波的特征光的相應強度確定濾波的特征光的角空間中的累積光譜功率分布。該示例技術可包括基于光學濾光器的頻帶邊緣的角色散將角空間中的累積光譜功率分布轉換為波長空間中的累積光譜功率分布。該示例技術可包括通過確定波長空間中的累積光譜功率分布的數學導數確定濾波的特征光的光譜功率分布。該示例技術可包括將光譜功率分布與物質的已知參考光譜功率分布進行比較。該示例技術可包括基于該比較確定樣品中該物質的存在。

本公開描述了包括被光學耦合到波長選擇性濾光器的空間變化折射結構層的示例制品。波長選擇性濾光器可具有取決于光入射角的光學頻帶?？臻g變化折射結構層可被配置為使光以第一預定入射角透射到波長選擇性濾光器的第一光學區域并且使光以第二預定入射角透射到波長選擇性濾光器的第二光學區域。

本發明的一個或多個方面的細節在以下附圖和具體實施方式中示出。從說明書和附圖以及從權利要求中可顯而易見本發明的其它特征、目的和優點。

附圖說明