[發(fā)明專利]衍射光學(xué)元件的多層薄膜堆疊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810926942.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109407190B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·邁克爾·米勒;斯蒂芬·拜格納德
• 申請（專利權(quán)）人: 朗美通運營有限責(zé)任公司
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B1/115
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

本申請涉及衍射光學(xué)元件的多層薄膜堆疊。光學(xué)元件可以包括襯底。光學(xué)元件可以包括形成在襯底上的用于特定波長范圍的第一抗反射結(jié)構(gòu)。光學(xué)元件可包括設(shè)置在第一抗反射結(jié)構(gòu)的一部分上的至少一個層。光學(xué)元件可包括形成在該至少一個層上的用于該特定波長范圍的第二抗反射結(jié)構(gòu)。可以選擇在第一抗反射結(jié)構(gòu)的第一表面和第二抗反射結(jié)構(gòu)的第二表面之間的深度、第一抗反射結(jié)構(gòu)的第一折射率、第二抗反射結(jié)構(gòu)的第二折射率和至少一層的第三折射率，以形成與特定波長的特定相位延遲相關(guān)聯(lián)的衍射光學(xué)元件。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及薄膜堆疊。更具體地，本公開的一些方面涉及一種用于衍射光學(xué)元件(DOE)的多層薄膜堆疊，該衍射光學(xué)元件在多層薄膜堆疊的蝕刻區(qū)域和未蝕刻區(qū)域之間提供特定相位延遲，并且為特定波長范圍提供抗反射(anti-reflectance)涂層。

背景

衍射光學(xué)元件(DOE)可用于引導(dǎo)光束。例如，諸如衍射透鏡、點陣(spot array)照明器、點陣發(fā)生器、傅立葉陣列發(fā)生器等的DOE可用于分割光束、成形光束、聚焦光束等。DOE可以集成到多播開關(guān)、波長選擇開關(guān)、手勢識別系統(tǒng)、運動感測系統(tǒng)等中。

可以為表面浮雕DOE選擇多級表面浮雕輪廓(profile)。例如，可以為表面浮雕DOE選擇兩級(有時稱為“二元”)表面浮雕輪廓。可以選擇多級表面浮雕輪廓來近似連續(xù)表面浮雕輪廓，并使得能夠使用光刻程序和/或蝕刻程序來制造DOE。兩級薄膜堆疊可用于產(chǎn)生單階(order)二元DOE，例如衍射透鏡。用于DOE的一些材料可能需要大于閾值的蝕刻深度，從而導(dǎo)致制造DOE的閾值蝕刻時間。

概述

本申請的實現(xiàn)方式主要包括以下方面：

(1)一種光學(xué)元件可以包括襯底。光學(xué)元件可以包括形成在襯底上的用于特定波長范圍的第一抗反射結(jié)構(gòu)。光學(xué)元件可包括設(shè)置在第一抗反射結(jié)構(gòu)的一部分上的至少一個層。光學(xué)元件可包括形成在該至少一個層上的用于特定波長范圍的第二抗反射結(jié)構(gòu)。可以選擇第一抗反射結(jié)構(gòu)的第一表面和第二抗反射結(jié)構(gòu)的第二表面之間的深度、第一抗反射結(jié)構(gòu)的第一折射率、第二抗反射結(jié)構(gòu)的第二折射率和該至少一個層的第三折射率，以形成與特定波長的特定相位延遲相關(guān)聯(lián)的衍射光學(xué)元件。

(2)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)形成在所述襯底的第一側(cè)上；并且所述光學(xué)元件還包括：抗反射涂層，所述抗反射涂層形成在所述襯底的第二側(cè)上。

(3)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)是用于蝕刻所述第二抗反射結(jié)構(gòu)的蝕刻停止部。

(4)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)、所述第二抗反射結(jié)構(gòu)或所述至少一個層中的至少一者使用薄膜沉積形成。

(5)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)包括第一硅層和第一二氧化硅層；其中，所述至少一個層包括第二硅層；其中，所述第二抗反射結(jié)構(gòu)包括第二二氧化硅層；和其中，所述特定波長范圍在大約840納米和860納米之間。

(6)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)、所述第二抗反射結(jié)構(gòu)和所述至少一個層由硅和二氧化硅的交替層形成。

(7)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)、所述第二抗反射結(jié)構(gòu)和所述至少一個層由氫化硅和二氧化硅的交替層形成。

(8)根據(jù)(1)所述的光學(xué)元件，其中，所述第一抗反射結(jié)構(gòu)由第一材料的第一層和第二材料的第二層形成；其中，所述至少一層由所述第一材料的第三層形成；和其中，所述第二抗反射結(jié)構(gòu)由所述第一層、所述第二層、所述第三層、所述第二材料的第四層和所述第一材料的第五層形成。