CN101915951A - 一种无基底滤光片的制备方法 - Google Patents
一种无基底滤光片的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101915951A CN101915951A CN 201010237599 CN201010237599A CN101915951A CN 101915951 A CN101915951 A CN 101915951A CN 201010237599 CN201010237599 CN 201010237599 CN 201010237599 A CN201010237599 A CN 201010237599A CN 101915951 A CN101915951 A CN 101915951A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical filter
- substrate
- index material
- preparation
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
Abstract
本发明涉及一种无基底滤光片的制备方法，该方法包括如下步骤：①在玻璃基底上镀制可剥离层，该可剥离层采用活泼金属形成金属单层；②在所述的金属单层上，镀制滤光片的膜系，该膜系由低折射率材料和高折射率材料相间组成，其中膜系的底层和顶层均为低折射率材料；③将上述结构的材料按照产品的最终尺寸切割；④将切割后的小片在酸性溶液进行刻蚀，剥离层的活泼金属在酸性溶液中腐蚀和溶解，直至金属单层被刻蚀完成；⑤待滤光片和玻璃基底实现分离后，取出分离后的滤光片清洁干净，得到无基底滤光片产品。本发明的制作方法制造的滤光片不存在基底厚度，便于小尺寸滤光片的制作，使用较厚玻璃基底减小镀膜过程中所带来的变形，从而提高产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及滤光片制作，特别涉及到一种新型无基底滤光片的制作工艺。
背景技术
近几年来，随着镀膜技术的提高和成本的降低，光学薄膜应用越来越广。以高低折射率为材料，根据不同膜系设计可制备不同光谱特性的光学薄膜，可应用于多个领域。如光通讯领域类产品：FTTH光纤到户滤波片、光纤头镀增透膜、GFF光纤增益平坦滤波片、DWDM密集波分复用滤波片、CWDM全波段粗波分复用滤波片、单纤双向、单纤三向、Red/Blue红蓝带通滤波片、分光膜、高反膜等；生物医疗分析仪器：荧光显微镜滤光片、激光谱线滤光片、喇曼分析滤光片；数码光学成像产品：投影仪滤光片、紫外红外截止滤波片、低通滤波片，安防摄像机滤光片，日夜两用滤光片，光敏电阻用干涉滤光片；精密光学及激光光学镀膜：高隔离度长短通滤波片、激光晶体镀膜、抗高阀值激光膜、分光镜、高反镜、增透膜、衰减片、偏振分光膜等。
一般情况下，光学膜镀制在特定基底上，如玻璃D263T、BK7，在使用的过程中连同基底一起使用。但随着器件的微型化以及一些特殊器件的需要，如波导薄膜滤光片，对该类产品要求较小的尺寸。极薄基底的出现(如肖特玻璃厚度0.1mm)，在一定程度上缩小了光学薄膜产品的尺寸。但由于薄膜应力的影响，膜层达到一定厚度后，基片变形严重，在镀膜环节基片易开裂，从而严重影响产品的良率和性能。无基底光学薄膜，由于没有基底厚度，对于减小尺寸具有更大优势。同时，由于薄膜和基底进行了分离，在镀膜过程中可使用较厚的玻璃减小了镀膜过程中的变形。
在日本的专利2007-219201中提出在玻璃基底上采用真空沉积福乐烯(C60)作为剥离层，然后镀制光学滤光片，最后通过真空加热400℃剥离碳分子，从而使得滤光片和基底分离。另外，Kunihiko Yoshino等人在US2007/0196586A1中报道了一种化学剥离方法，采用Al作为可剥离层，NaOH作为剥离液，实现滤光片的制备。但作为最常见的低折射率材料SiO2会与强碱发生反应，从而影响光谱，尤其是光谱随厚度变化敏感的膜系。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新的无基底滤光片的制作工艺。本发明的制作方法制造的滤光片不存在基底厚度，便于小尺寸滤光片的制作，减小镀膜过程中使用较厚玻璃所带来的变形。
为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
一种无基底滤光片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
①在玻璃基底上镀制可剥离层，该可剥离层采用活泼金属形成的金属单层；
②在所述的金属单层上，镀制滤光片的膜系，该膜系由低折射率材料和高折射率材料相间组成，其中膜系的底层和顶层均为低折射率材料；
③将上述结构的材料按照产品的最终尺寸切割；
④将切割后的小片在酸性溶液进行刻蚀，剥离层的活泼金属在酸性溶液中腐蚀和溶解，直至金属单层被刻蚀完成；
⑤待滤光片和玻璃基底实现分离后，取出分离后的滤光片清洁干净，得到无基底滤光片产品。
在本发明的方法中，所述步骤①中的活泼金属或为铝、或为铁、或为铜。普通的活泼金属材料制作金属单层，一方面易于与酸发生反应，一方面降低材料的使用成本。
在本发明中，所述步骤①中镀制可剥离层的工艺为真空镀膜，采用磁控溅射、电子枪蒸发或者阻蒸。
在本发明中，所述步骤②中的低折射率材料为SiO2，所述高折射率材料为满足光谱设计要求的材料，选择Ta2O5、Nb2O5和TiO2中的一种。SiO2的化学性能稳定，不与一般的酸发生反应，高折射率材料是为了满足光谱设计的需要。
在本发明中，所述步骤④的剥离过程中，对剥离液进行加热，加热温度＜100℃，加热刻蚀液的目的是为了提高刻蚀速度。
基于上述技术方案，本发明的无基底滤光片的制作方法较现有技术的方法具有如下技术优点：
①本发明的方法中采用酸作为刻蚀溶液，SiO2作为膜系的底层和顶层，产品光谱性能更稳定。
②本发明的方法在滤光片制作的刻蚀和剥离过程所用材料成本低，并且与真空加热相比操作过程相对简单，适合大规模生产。
③本发明的方法中，先制作金属单层后再镀膜，并按照最终产品的形状切割，然后再刻蚀和剥离，另一方面还可以使用较厚的玻璃基底，从而有效地克服了基片的变形所带来的不利因素，提高产品的良品率。
附图说明
图1是本发明一种无基底滤光片的制备方法中滤光片在剥离之前的结构示意图。
图2是本发明一种无基底滤光片的制备方法中滤光片在剥离之后的结构示意图。
图3是为理论设计曲线和剥离后实际曲线的比较、采用酸剥离和不同温度碱剥离后无基底滤光片光谱比较图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明的无基底滤光片的制备方法做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地描述本发明的工艺和结果，但不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的无基底滤光片的制备方法中需要在玻璃基底上镀制由金属单层构成的可剥离层，可剥离层采用普通的活泼金属：如Al、Fe、Cu等。镀制可剥离层的工艺是采用真空镀膜，如磁控溅射、电子枪蒸发、阻蒸等。采用活泼普通的金属，以便能快速和剥离液发生反应，同时这些普通金属材料的价格便宜，工艺操作简单，适合大规模批量生产。
在金属单层上，采用磁控溅射、离子溅射或电子蒸发镀制滤光片膜系。膜系设计为L/H/L/H…/L，其中L表示低折射率材料，H为高折射率材料，膜系的底层和顶层均为低折射率材料。实践中，低折射率材料采用SiO2，分别位于膜系的底层和顶层。SiO2位于膜系的底层和顶层的主要原因为SiO2化学性能稳定，不与一般的酸发生反应。高折射率材料为满足光谱设计要求的材料，如：Ta2O5、Nb2O5和TiO2中的一种。由于高折射率材料位于低折射率中间，有效区域被SiO2保护而不参与化学反应，因此，可选择能够满足滤光片要求的材料。
将上述结构按产品最终尺寸需求进行切割。在剥离前进行切割有两个目的。1.便于切割加工：在剥离之前方便加工，便于按产品需求进行切割。2.便于剥离：剥离是将带有基底、剥离层、滤光片浸泡在溶液中，剥离液沿横向对剥离层进行剥离，面积越大，剥离时间越长。切割后，小片的剥离时间短。另外，较大尺寸的无基底薄膜在剥离和后续操纵中容易碎片。切割方法采用高精度DISCO机进行机械切割。
将切割后的小片放在特定酸性溶液中进行刻蚀。由于剥离层的金属单层为普通金属，在酸性溶液中容易被腐蚀和溶解。滤光片的基底材料为玻璃，而玻璃的主要成分为SiO2，滤光片上膜层的底层和顶层为SiO2，它们均不与酸发生反应(但是，除HF以外)。因此，滤光片将不会受酸浸泡而影响性能。当金属单层被刻蚀完后，滤光片和玻璃基底实现了分离。
在剥离过程中，为加快剥离进度，可对剥离液进行加热，加热温度小于100℃。这样就将无基底滤光片分离出来，清洁干净，即得无基底滤光片产品。
实施例1
本实施例中的滤光片结构如图1所示，图1是本发明一种无基底滤光片的制备方法中滤光片在剥离之前的结构示意图。如图所示，本实施例滤光片在剥离之前，采用0.7mm厚玻璃为基底3。利用反应磁控溅射的方法在玻璃3上镀Al单层2，其厚度为100nm。采用磁控溅射在Al单层2上沉积滤光片膜层1。其中，低折射率材料L为SiO2，高折射率材料H为Ta2O5，低折射率材料SiO2作为滤光片膜系的底层和顶层。
采用DISCO机将上述加工完成的结构切割成1×1mm小片。选用的刻蚀液采用盐酸溶液，将切割完成的小片浸泡在盐酸溶液中。为了提高刻蚀速度，将刻蚀液的温度加热到60℃。在这个过程中，待Al单层完全溶解后，玻璃和滤光片薄膜就实现了分离，如图2所示，图2是本发明一种无基底滤光片的制备方法中滤光片在剥离之后的结构示意图。
作为比较，我们还在试验中采用了KOH溶液作为刻蚀液，刻蚀温度分别为室温和50℃，其他结构和条件不变。
上述三种情况下，得到的无基底滤光片测试光谱如图3所示。由图可以看出，采用酸剥离后无基底滤光片和理论设计光谱形状不变，基本重合，而采用KOH碱溶液剥离后，光谱变形较大。究其原因，因为KOH和膜层中的SiO2发生了化学反应。
通过实验结果可知，通过采用本发明的方法制作无基底滤光片，其膜系中采用酸作为刻蚀液所得无基底滤光片的性能优良。
Claims (5)
1.一种无基底滤光片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
①在玻璃基底上镀制可剥离层，该可剥离层采用活泼金属形成金属单层；
②在所述的金属单层上，镀制滤光片的膜系，该膜系由低折射率材料和高折射率材料相间组成，其中膜系的底层和顶层均为低折射率材料；
③将上述结构的材料按照产品的最终尺寸切割；
④将切割后的小片在酸性溶液进行刻蚀，剥离层的活泼金属在酸性溶液中腐蚀和溶解，直至金属单层被刻蚀完成；
⑤待滤光片和玻璃基底实现分离后，取出分离后的滤光片清洁干净，得到无基底滤光片产品。
2.根据权利要求1所述的一种无基底滤光片的制备方法，其特征在于，所述步骤①中的活泼金属或为铝、或为铁、或为铜。
3.根据权利要求1所述的一种无基底滤光片的制备方法，其特征在于，所述步骤①中镀制可剥离层的工艺为真空镀膜，采用磁控溅射、电子枪蒸发或者阻蒸。
4.根据权利要求1所述的一种无基底滤光片的制备方法，其特征在于，所述步骤②中的低折射率材料为SiO2，所述高折射率材料为满足光谱设计要求的材料，选择Ta2O5、Nb2O5和TiO2中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种无基底滤光片的制备方法，其特征在于，所述步骤④的剥离过程中，可对剥离液进行加热以缩短剥离时间，加热温度＜100℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010237599 CN101915951A (zh) | 2010-07-27 | 2010-07-27 | 一种无基底滤光片的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010237599 CN101915951A (zh) | 2010-07-27 | 2010-07-27 | 一种无基底滤光片的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101915951A true CN101915951A (zh) | 2010-12-15 |
Family
ID=43323507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010237599 Pending CN101915951A (zh) | 2010-07-27 | 2010-07-27 | 一种无基底滤光片的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101915951A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102682867A (zh) * | 2011-03-07 | 2012-09-19 | 同济大学 | 一种基于铂分离层的多层膜反射镜及其制造方法 |
| CN103327226A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-25 | 南昌欧菲光电技术有限公司 | 滤光片及其制作方法、及含该滤光片的手机摄像模组 |
| CN105738995A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-06 | 深圳力合光电传感股份有限公司 | 截止滤光片 |
| CN107526126A (zh) * | 2016-06-17 | 2017-12-29 | 白金科技股份有限公司 | 薄膜型红外线吸收式光学滤光片及其制造方法 |
| CN108469645A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-31 | 浙江大学 | 一种偏振滤光元件及其制备方法 |
| CN109590615A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-09 | 福州大学 | 一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法 |
| CN111321378A (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-23 | 深圳市融光纳米科技有限公司 | 纳米结构色晶体的制备方法、生产系统及纳米结构色晶体 |
| CN113433607A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-24 | 浙江晶驰光电科技有限公司 | 一种双带通滤光片及其制作方法 |
| WO2023279644A1 (zh) * | 2021-07-05 | 2023-01-12 | 苏州旭创科技有限公司 | 单纤双向光组件 |
| CN116657110A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 科晶瑞思(苏州)科技有限公司 | 一种滤光片及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03196001A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-27 | Nippon Shinku Kogaku Kk | 基板のない多層膜干渉フィルター及びその製造方法 |
| JP2002311237A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Minolta Co Ltd | 光学素子の製造方法 |
| JP2003315535A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Nikon Corp | 光学素子、光学素子の製造方法及び光学装置 |
| CN1809770A (zh) * | 2003-06-26 | 2006-07-26 | 株式会社尼康 | 制造多层光学元件的方法 |
-
2010
- 2010-07-27 CN CN 201010237599 patent/CN101915951A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03196001A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-27 | Nippon Shinku Kogaku Kk | 基板のない多層膜干渉フィルター及びその製造方法 |
| JP2002311237A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Minolta Co Ltd | 光学素子の製造方法 |
| JP2003315535A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Nikon Corp | 光学素子、光学素子の製造方法及び光学装置 |
| CN1809770A (zh) * | 2003-06-26 | 2006-07-26 | 株式会社尼康 | 制造多层光学元件的方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102682867B (zh) * | 2011-03-07 | 2015-04-08 | 同济大学 | 一种基于铂分离层的多层膜反射镜及其制造方法 |
| CN102682867A (zh) * | 2011-03-07 | 2012-09-19 | 同济大学 | 一种基于铂分离层的多层膜反射镜及其制造方法 |
| CN103327226A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-25 | 南昌欧菲光电技术有限公司 | 滤光片及其制作方法、及含该滤光片的手机摄像模组 |
| CN105738995A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-06 | 深圳力合光电传感股份有限公司 | 截止滤光片 |
| CN107526126A (zh) * | 2016-06-17 | 2017-12-29 | 白金科技股份有限公司 | 薄膜型红外线吸收式光学滤光片及其制造方法 |
| CN108469645A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-31 | 浙江大学 | 一种偏振滤光元件及其制备方法 |
| CN111321378A (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-23 | 深圳市融光纳米科技有限公司 | 纳米结构色晶体的制备方法、生产系统及纳米结构色晶体 |
| CN109590615A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-09 | 福州大学 | 一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法 |
| CN109590615B (zh) * | 2019-01-22 | 2020-11-24 | 福州大学 | 一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法 |
| CN113433607A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-24 | 浙江晶驰光电科技有限公司 | 一种双带通滤光片及其制作方法 |
| CN113433607B (zh) * | 2021-05-28 | 2023-06-27 | 浙江晶驰光电科技有限公司 | 一种双带通滤光片及其制作方法 |
| WO2023279644A1 (zh) * | 2021-07-05 | 2023-01-12 | 苏州旭创科技有限公司 | 单纤双向光组件 |
| CN116657110A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 科晶瑞思(苏州)科技有限公司 | 一种滤光片及其制备方法和应用 |
| CN116657110B (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-10 | 科晶瑞思(苏州)科技有限公司 | 一种滤光片及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101915951A (zh) | 一种无基底滤光片的制备方法 | |
| EP2687875B1 (en) | Method for producing optical member | |
| US11733442B2 (en) | Optical filter | |
| CN111796353B (zh) | 光学滤波器及其形成方法 | |
| CN108121026A (zh) | 硅锗基光学滤波器 | |
| JP2002277630A (ja) | 高屈折率誘電体膜とその製造方法 | |
| CN110879435B (zh) | 一种以硒化锌晶体为基底的中长波红外宽光谱分色片 | |
| US8670177B2 (en) | Multifunctional polarizing filter and method for manufacturing the same | |
| US7875305B2 (en) | Thin film filter having negative temperature drift coefficient | |
| Scherer et al. | UV-and VIS filter coatings by plasma assisted reactive magnetron sputtering (PARMS) | |
| CN101403805A (zh) | 一种光谱阶跃式集成滤光片的制作方法 | |
| Ockenfuss et al. | Ultra-low stress coating process: an enabling technology for extreme performance thin film interference filters | |
| JP2007063574A (ja) | 多層膜の成膜方法および成膜装置 | |
| CN1985201A (zh) | 玻璃光波导 | |
| TW200905283A (en) | A plasmonic reflection filter | |
| CN102096136A (zh) | 空间用光学石英玻璃耐辐照滤紫外薄膜及制备方法 | |
| CN101359061A (zh) | 一种光学镀膜方法以及使用该方法的光学镀膜机 | |
| JP2008145506A (ja) | 圧電素子による光学素子とその作成方法 | |
| CN110275233B (zh) | 一种窄周期长波红外多层光栅结构 | |
| CN211956048U (zh) | 基于周期性圆环-狭缝复合孔阵列的表面等离子体光开关 | |
| TW562780B (en) | New deposition system for arrayed wave-guide grating | |
| CN216526367U (zh) | 一种五色滤光片 | |
| Sargent et al. | Dielectric materials for thin-film-based optical communications filters | |
| CN114488394B (zh) | 一种氮化硅光栅耦合器及其制备方法、光器件 | |
| CN115220141B (zh) | 波分复用滤光片及其生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20101215 |