CN107703574A - 一种多通道集成滤光片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种多通道集成滤光片的制造方法，选用与光学通道一一对应的机械掩膜夹具，通过机械掩膜工艺和光学高真空蒸镀工艺在一块完整的基片上设置多处光学滤光片膜层，以形成多个光学通道，光学通道之间相互隔绝，互不干扰，各自通过要求的光谱波段上的光线，实现滤光功能。由于是将多个光学滤光片膜层都制作在一片基片上，因此具有机械性能佳，在震动等恶劣环境中的耐受性能好的优点，而且光学滤光片膜层具有统一的基准面，装配调校容易，同时，体积较小，使得光学仪器的体积易于实现小型化，再者，各个光学通道制作均采用机械掩膜工艺，具有工艺简单、良品率高、制备成本低的优点。

Description

一种多通道集成滤光片的制造方法

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，具体涉及一种多通道集成滤光片的制造方法。

背景技术

在现代光学仪器中，其中一种光学元件是滤光片，多通道滤光片是指集成有多个光学通道的滤光片。随着光学技术和空间遥感应用技术的发展，对多通道滤光片的需求越来越多。

现有技术中所公开的多通道滤光片是通过对许多片单一通道的单片滤光片进行精密切割，然后拼接胶粘而成。由此产生的多通道滤光片机械性能差，在震动等恶劣环境中的耐受性能不高，而且由于缺乏统一的基准面，装配调校困难，再者，具有体积较大的缺点，不利于光学仪器的小型化制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道集成滤光片的制造方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种多通道集成滤光片的制造方法，依次包括以下步骤：

S1、使用机械掩膜夹具装夹基片，并将机械掩膜夹具和基片一起放入镀膜工件载盘，再一并装入真空镀膜系统中，所述机械掩膜夹具上设有与某一待成型光学通道的位置、形状相匹配的镂空处；

S2、通过光学高真空蒸镀工艺在机械掩膜夹具和镂空处的基片表面上形成光学滤光片膜层；

S3、取出机械掩膜夹具和基片，并将基片由机械掩膜夹具中取出，以得到只在相应机械掩膜夹具镂空区域内留有光学滤光片膜层的基片；

S4、更换机械掩膜夹具，重复上述步骤S1-S3，以在同一完整基片上设置至少两处光学滤光片膜层。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述机械掩膜夹具由不锈钢、铝、铜、铁中的任一种材料所制成。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S2中执行光学高真空蒸镀工艺的温度为150至300摄氏度。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述基片为玻璃、石英、蓝宝石、硅、锗、硫化锌、硒化锌光学基片材料中的一种。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述光学滤光片膜层由SiO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgF2中至少两种材料构成的膜结构层叠构成。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S1使用机械掩膜夹具装夹基片前，先将基片清洗干净并烘干。

相对于现有技术，本发明的技术效果在于：

本发明选用与光学通道一一对应的机械掩膜夹具，通过机械掩膜工艺和光学高真空蒸镀工艺在一块完整的基片上设置多处光学滤光片膜层，以形成多个光学通道，光学通道之间相互隔绝，互不干扰，各自通过要求的光谱波段上的光线，实现滤光功能。

由于是将多个光学滤光片膜层都制作在一片基片上，因此具有机械性能佳，在震动等恶劣环境中的耐受性能好的优点，而且光学滤光片膜层具有统一的基准面，装配调校容易，同时，体积较小，使得光学仪器的体积易于实现小型化，再者，各个光学通道制作均采用机械掩膜工艺，具有工艺简单、良品率高、制备成本低的优点。

附图说明

图1是多通道集成滤光片的制造过程示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，基片为扁平面状，本文中所述的基片表面均是指基片延伸面积较大的两个表面。

光学滤光片膜层可以设置于基片的同一侧表面上，以在基片的同一侧表面上形成光学通道，也可以设置在基片的不同表面上，以在基片的不同表面上形成光学通道。

以下提供本发明的一种实施方式：

一种多通道集成滤光片的制造方法，依次包括以下步骤：

S1、使用机械掩膜夹具装夹基片，并将机械掩膜夹具和基片一起放入镀膜工件载盘，再一并装入真空镀膜系统中，所述机械掩膜夹具上设有与某一待成型光学通道的位置、形状相匹配的镂空处；

S2、通过光学高真空蒸镀工艺在机械掩膜夹具和镂空处的基片表面上形成光学滤光片膜层；

S3、取出机械掩膜夹具和基片，并将基片由机械掩膜夹具中取出，以得到只在相应机械掩膜夹具镂空区域内留有光学滤光片膜层的基片；

S4、更换机械掩膜夹具，重复上述步骤S1-S3，以在同一完整基片上设置至少两处光学滤光片膜层。

进一步的，所述机械掩膜夹具由不锈钢、铝、铜、铁中的任一种材料所制成。当然，也可选用其它易于加工的金属材料制造机械掩膜夹具。

进一步的，步骤S2中执行光学高真空蒸镀工艺的温度为150至300摄氏度。

进一步的，所述基片为玻璃、石英、蓝宝石、硅、锗、硫化锌、硒化锌光学基片材料中的一种。

进一步的，所述光学滤光片膜层由SiO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgF2中至少两种材料构成的膜结构层叠构成。

进一步的，步骤S1使用机械掩膜夹具装夹基片前，先将基片清洗干净并烘干。

实施例1

以下将以两通道集成滤光片的制造方法为例对本发明进行说明。两通道集成滤光片是指同一片石英基片上包括B1、B2两个波段的带通滤光片。

请参见图1，一种两通道集成滤光片的制造方法，如下：

先制作好B1光学通2掩膜用的第一机械掩膜夹具3，并将基片1清洗干净、烘干，使用第一机械掩膜夹具3装夹基片1，并将第一机械掩膜夹具3和基片1一起放入镀膜工件载盘，再一并装入真空镀膜系统中。第一机械掩膜夹具3上设有与B1光学通道2的位置、形状相匹配的镂空处，装夹后镂空处即是待形成B1光学通道2的区域。

通过光学高真空蒸镀工艺，在150-300摄氏度下，依照B1光学通道2处待形成的光学滤光片膜层结构，交替沉积高、低折射率的两种光学介质材料，在第一机械掩膜夹具3和镂空处的基片1表面上形成光学滤光片膜层。

从真空镀膜系统中取出第一机械掩膜夹具3和基片1，并将基片1由第一机械掩膜夹具3中取出，得到具有B1光学通道2的半成品；

将半成品清洗、烘干，使用B2光学通道4掩膜用的第二机械掩膜夹具5，重复以上所有步骤(光学高真空蒸镀工艺中依照B2光学通道4处待形成的光学滤光片膜层结构，交替沉积高、低折射率的两种光学介质材料)，得到具备B1和B2两个光学通道的制成品。

相对于现有技术，本发明的技术效果在于：

本发明选用与光学通道一一对应的机械掩膜夹具，通过机械掩膜工艺和光学高真空蒸镀工艺在一块完整的基片上设置多处光学滤光片膜层，以形成多个光学通道，光学通道之间相互隔绝，互不干扰，各自通过要求的光谱波段上的光线，实现滤光功能。

由于是将多个光学滤光片膜层都制作在一片基片上，因此具有机械性能佳，在震动等恶劣环境中的耐受性能好的优点，而且光学滤光片膜层具有统一的基准面，装配调校容易，同时，体积较小，使得光学仪器的体积易于实现小型化，再者，各个光学通道制作均采用机械掩膜工艺，具有工艺简单、良品率高、制备成本低的优点。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种多通道集成滤光片的制造方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

S1、使用机械掩膜夹具装夹基片，并将机械掩膜夹具和基片一起放入镀膜工件载盘，再一并装入真空镀膜系统中，所述机械掩膜夹具上设有与某一待成型光学通道的位置、形状相匹配的镂空处；

S2、通过光学高真空蒸镀工艺在机械掩膜夹具和镂空处的基片表面上形成光学滤光片膜层；

S3、取出机械掩膜夹具和基片，并将基片由机械掩膜夹具中取出，以得到只在相应机械掩膜夹具镂空区域内留有光学滤光片膜层的基片；

S4、更换机械掩膜夹具，重复上述步骤S1-S3，以在同一完整基片上设置至少两处光学滤光片膜层。

2.根据权利要求1所述的一种多通道集成滤光片的制造方法，其特征在于，所述机械掩膜夹具由不锈钢、铝、铜、铁中的任一种材料所制成。

3.根据权利要求1所述的一种多通道集成滤光片的制造方法，其特征在于，步骤S2中执行光学高真空蒸镀工艺的温度为150至300摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种多通道集成滤光片的制造方法，其特征在于，所述基片为玻璃、石英、蓝宝石、硅、锗、硫化锌、硒化锌光学基片材料中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种多通道集成滤光片的制造方法，其特征在于，所述光学滤光片膜层由SiO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgF2中至少两种材料构成的膜结构层叠构成。

6.根据权利要求1所述的一种多通道集成滤光片的制造方法，其特征在于，步骤S1使用机械掩膜夹具装夹基片前，先将基片清洗干净并烘干。