CN110045448A - 用于光学滤波器的入射角限制 - Google Patents

用于光学滤波器的入射角限制 Download PDF

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Abstract

本申请公开了用于光学滤波器的入射角限制。滤波器可以包括与第一角位移和第一通带相关联的第一分量滤波器。该滤波器可以包括与第二角位移和第二通带相关联的第二分量滤波器，其中第一角位移、第一通带、第二角位移和第二通带被配置成使该滤波器在第一入射角下透射一光谱范围的光，并在第二入射角下反射该光谱范围的光。

Description

用于光学滤波器的入射角限制
背景
涂覆系统可用于用特定材料涂覆基板。例如，脉冲直流(DC)磁控溅射系统可用于薄膜层、厚膜层和/或诸如此类的沉积。基于沉积一组层，可以形成光学元件。例如，薄膜可用于形成滤波器，例如光学干涉滤波器、低角位移滤波器、准直仪和/或诸如此类。在一些情况下，光学元件可以与在特定波长的光下提供特定功能相关联。例如，带通滤波器可用于过滤近红外范围的光、可见光范围的光、紫外光范围的光和/或诸如此类。
在示例中，光发射器可以发射指向物体的近红外光。在这种情况下，对于手势识别系统，光发射器可以向用户发射近红外光，并且近红外光可以从用户向光接收器反射。光接收器可以捕获关于近红外光的信息，并且该信息可以用于识别由用户正在执行的手势。例如，设备可以使用该信息来生成用户的三维表示，并基于该三维表示来识别由用户正在执行的手势。
在另一示例中，关于近红外光的信息可用于识别用户的身份、用户的特性(例如，身高或体重)、另一类型的目标的特性(例如，到物体的距离、物体的尺寸、物体的形状、物体的光谱特征或物体的荧光)和/或诸如此类。然而，在近红外光向用户的传输期间和/或在从用户向光接收器的反射期间，环境光可能干扰近红外光。因此，光接收器可以光学地耦合到光学滤波器，例如带通滤波器、准直仪、低角位移滤波器和/或诸如此类，以允许近红外光朝着光接收器通过。类似地，光接收器可以光学地耦合到孔径，以限制杂散光传递到光接收器。
概述
根据一些可能的实现，复合光学滤波器可以包括基板。复合光学滤波器可以包括布置到基板上的第一分量光学滤波器，其中第一分量光学滤波器与第一角位移相关联。复合光学滤波器可以包括布置到第一分量光学滤波器上的第二分量光学滤波器，其中第二分量光学滤波器与不同于第一角位移的第二角位移相关联，其中复合光学滤波器被配置为在第一入射角范围下透射光，并且被配置为在不同于第一入射角范围的第二入射角范围下阻挡光。
根据一些可能的实现，光学系统可以包括光学滤波器，该光学滤波器包括被配置为过滤输入光信号并提供过滤后的输入光信号的多个分量光学滤波器，其中多个分量光学滤波器被配置为阻挡输入光信号的不满足入射角阈值的第一部分，并使输入光信号的满足入射角阈值的第二部分通过。光学系统可以包括光学传感器，该光学传感器被配置为接收滤波后的输入光信号并提供输出电信号。
根据一些可能的实现，滤波器可以包括与第一角位移和第一通带相关联的第一分量滤波器。该滤波器可以包括与第二角位移和第二通带相关联的第二分量滤波器，其中第一角位移、第一通带、第二角位移和第二通带被配置成使该滤波器在第一入射角下透射一光谱范围的光，并在第二入射角下反射该光谱范围的光。
1)本申请涉及一种复合光学滤波器，包括：
基板；
第一分量光学滤波器，其设置在所述基板上，
其中，所述第一分量光学滤波器与第一角位移相关联；以及
第二分量光学滤波器，其设置在所述第一分量光学滤波器上，
其中，所述第二分量光学滤波器与不同于所述第一角位移的第二角位移相关联，
其中，所述复合光学滤波器被配置为在第一入射角范围下透射光，并且被配置为在不同于所述第一入射角范围的第二入射角范围下阻挡光。
2)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述第一入射角范围在大约0度和大约30度之间。
3)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述第一入射角范围在大约0度和大约45度之间。
4)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述第二入射角范围大于大约30度。
5)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述第二入射角范围大于大约45度。
6)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述第二入射角范围在大约0度和大约30度之间，并且其中所述第一入射角范围大于大约30度。
7)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述复合光学滤波器在所述第一入射角范围下透射大于阈值百分比的光，以及
其中，所述阈值百分比是下列项中的至少一个：
大约75％，
大约90％，
大约95％，或者
大约99％，
大约99.9％，
大约99.99％，或者
大约99.999％。
8)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述复合光学滤波器被配置成在所述第二入射角范围下阻挡阈值百分比的光，以及
其中，所述阈值百分比是下列项中的至少一个：
大约75％，
大约90％，
大约95％，
大约99％，
大约99.9％，
大约99.99％，或
大约99.999％。
9)根据1)所述的复合光学滤波器，其中，所述复合光学滤波器被配置为在所述第一入射角范围下透射在特定光谱范围处的光，并且被配置为在所述第二入射角范围下阻挡在所述特定光谱范围处的光。
10)根据9)所述的复合光学滤波器，其中，所述特定光谱范围为下列项中的至少一个：
大约600纳米(nm)和大约1200nm之间，
大约700nm和大约1100nm之间，或者
大约800nm和大约1000nm之间。
11)根据9)所述的复合光学滤波器，其中，所述特定光谱范围为下列项中的至少一个：
大约1200纳米(nm)和大约2000nm之间，
大约1400nm和大约1800nm之间，或者
大约1500nm和大约1700nm之间。
12)根据9)所述的复合光学滤波器，其中，所述特定光谱范围为下列项中的至少一个：
大约200纳米(nm)和大约4000nm之间，
大约1000nm和大约3000nm之间，或者
大约1500nm和大约2500nm之间。
13)本申请涉及一种光学系统，包括：
光学滤波器，其包括被配置为滤波输入光信号并提供滤波后的输入光信号的多个分量光学滤波器，
其中，所述多个分量光学滤波器被配置为阻挡所述输入光信号的不满足入射角阈值的第一部分，并使所述输入光信号的满足所述入射角阈值的第二部分通过；以及
光学传感器，其被配置为接收滤波后的输入光信号并提供输出电信号。
14)根据13)所述的光学系统，其中，相比于所述光学滤波器的最小透射率，所述光学滤波器的最大透射率处于更小的入射角。
15)根据13)所述的光学系统，其中，所述多个分量光学滤波器中的分量光学滤波器是长波通(LWP)光学滤波器。
16)根据13)所述的光学系统，其中，所述多个分量光学滤波器中的分量光学滤波器是短波通(SWP)滤波器。
17)本申请涉及一种滤波器，包括：
第一分量滤波器，其与第一角位移和第一通带相关联；以及
第二分量滤波器，其与第二角位移和第二通带相关联，
其中，所述第一角位移、所述第一通带、所述第二角位移和所述第二通带被配置成使所述滤波器在第一入射角下透射光谱范围的光，并在第二入射角下反射所述光谱范围的光。
18)根据17)所述的滤波器，其中，所述第一入射角小于约30度，并且所述第二入射角大于或等于约30度。
19)根据17)所述的滤波器，其中，所述第一分量滤波器或所述第二分量滤波器中的至少一个的至少一层是下列项之一：
基于硅(Si)的材料，
基于氢化硅的材料，
基于锗(Ge)的材料，
基于氢化锗的材料，
基于铝(Al)的材料，
基于银(Ag)的材料，
二氧化硅(SiO2)材料，
氧化铝(Al2O3)材料，
二氧化钛(TiO2)材料，
铌钛氧化物(NbTiOx)材料，
五氧化二铌钽材料(NbTa2O5)，
氧化锌材料(ZnO)，
基于铂(Pt)的材料，
基于金(Au)的材料，
硅锗(SiGe)材料，
五氧化二铌(Nb2O5)材料，
五氧化二钽(Ta2O5)材料，或者
氟化镁(MgF2)材料。
20)根据17)所述的滤波器，其中，所述滤波器为准直仪。
附图说明
图1是本文描述的示例实现的概述的图；
图2A和2B是本文描述的光学滤波器的示例实现的图。
图3A-3E是与本文描述的光学滤波器相关的示例特性的图。
详细描述
示例实现的以下详细描述参考了附图。不同附图中的相同参考数字可以标识相同或相似的元素。
光学传感器设备可以包括传感器元件的传感器元件阵列，以接收从光源(例如光发射器、灯泡、环境光源和/或诸如此类)发出的光。例如，在分光计中，光学传感器设备可以包括传感器元件的阵列以接收从目标物体反射的光，从而实现目标物体的识别。传感器元件可以与光学滤波器相关联，该光学滤波器过滤到传感器元件的光，以使传感器元件能够获得关于电磁频率的特定光谱范围的信息。例如，传感器元件可以与具有在近红外(NIR)光谱范围、可见光谱范围、紫外光谱范围和/或诸如此类中的通带的光学滤波器对准。光学滤波器可以包括一层或更多层以过滤光的一部分。
然而，当指向光学滤波器的光的入射角(AOI)从所配置的入射(例如，0度、45度、90度等)改变到阈值入射角(例如，离所配置的入射的偏差大于约30度)时，光学滤波器的滤波性能可能下降。在这种情况下，频带边缘可能经历到更短波长的蓝移。此外，当入射角从所配置的入射(例如，垂直入射、非垂直选定入射等)变化到阈值入射角(例如，大于阈值效应水平)时，偏振效应对于光学滤波器可能变得显著。孔径可以设置成与光学滤波器对准，以将入射角限制在所配置的入射和小于离所配置的入射的阈值偏差之间。以这种方式，可以避免由在大于阈值入射角下被引导到光学滤波器或另一种类型的光学元件的光产生的效应。
然而，孔径的包括可能导致制造包括光学滤波器的光学封装的过高成本和/或对于光学封装的过大封装尺寸。此外，在一些情况下，可能希望允许具有大于阈值入射角的光被引导到光学滤波器，并阻止具有小于或等于阈值入射角的光被引导到光学滤波器以执行视场致平(field flattening)。在这种情况下，视场致平器可以光学地耦合到光学滤波器或另一类型的光学元件。然而，视场致平器透镜的包括可能导致对于光学封装的过大尺寸、成本和/或制造复杂性。
本文所述的一些实现提供了光学滤波器、光学设备、光学元件、光学模块、光学系统和/或诸如此类，其中两个光学滤波器放置在公共基板表面位置上以限制光的入射角。例如，复合光学滤波器可包括第一分量光学滤波器和第二分量光学滤波器，该第一分量光学滤波器是与第一通带相关联的低角位移(例如，小于阈值角位移)光学滤波器，该第二分量光学滤波器是与第二通带相关联的高角位移(例如，大于或等于阈值角位移)光学滤波器。以这种方式，复合光学滤波器可以透射在所配置的入射角下的光，并且反射或阻挡在大于阈值入射角下的光。以这种方式，可以在不包括孔径的情况下避免大于阈值入射角的影响，从而降低包括复合光学滤波器的光学封装的成本、制造复杂性、尺寸和/或诸如此类。可选地，基于配置分量光学滤波器的通带，复合光学滤波器可以被配置成阻挡在小于或等于阈值入射角下的光，并使在大于阈值入射角下的光通过。以这种方式，相对于使用视场致平器透镜，复合光学滤波器可以以减小的尺寸、复杂性和/或成本来执行视场致平。
图1是本文所述的示例实现100的概述的图。如图1所示，示例实现100包括传感器系统110。传感器系统110可以是光学系统的一部分，并且可以提供与传感器决定相对应的电输出。例如，传感器系统110可以是光谱系统、手势识别系统、物体识别系统、运动跟踪系统、通信系统和/或诸如此类的一部分。
在一些实现中，传感器系统110可包括光学滤波器结构120和光学传感器140，光学滤波器结构120可包括复合光学滤波器130。在一些实现中，复合光学滤波器130可以包括一组分量光学滤波器130-1和130-2。例如，复合光学滤波器130可以包括作为高角位移光学滤波器(例如，与大于阈值角位移相关联的光学滤波器)的第一分量光学滤波器130-1和作为低角位移光学滤波器的第二分量光学滤波器130-2(例如，与小于或等于阈值角位移相关联的光学滤波器)。以这种方式，复合光学滤波器130可以被配置成限制入射角，入射光可以以该入射角通过复合光学滤波器130。
尽管本文描述的一些实现可以在传感器系统中的光学滤波器方面被描述，但是本文描述的一些实现可以在另一种类型的系统中、在传感器系统外部的光学系统中、在光学封装的光学元件中和/或诸如此类使用。
如在图1中且通过参考数字150进一步所示，输入光信号以一组入射角被引导到光学滤波器结构120。例如，输入光信号150-1至150-4可以以一组入射角被引导到光学滤波器结构120。在这种情况下，输入光信号150-1可以以所配置的入射角(N)指向光学滤波器结构120。类似地，输入光信号150-2和150-3可以以小于阈值角(例如，小于θ0)的入射角指向光学滤波器结构120。相反，输入光信号150-4可以以大于或等于阈值入射角(例如，大于或等于θ0)指向光学滤波器结构120。在一些实现中，阈值入射角可与透射率阈值相关。例如，阈值入射角可以限定输入光信号被阻挡或反射时所处的和/或大于的角度，并且当小于阈值百分比的输入光信号通过复合光学滤波器130时，输入光信号可以被称为被阻挡或反射。
如在图1中且通过参考数字160进一步所示，输入光信号的第一部分由光学滤波器结构120反射。例如，基于输入光信号150-4以大于或等于阈值入射角指向光学滤波器结构120，复合光学滤波器130反射输入光信号150-4。例如，分量光学滤波器130-1的通带的角位移可导致分量光学滤波器130-1和分量光学滤波器130-2的各自通带不同，以使输入光信号150-4被阻止通过复合光学滤波器130，如本文更详细描述的。
如由参考数字170所示的，复合光学滤波器130和光学滤波器结构120使光信号的一部分通过。例如，基于输入光信号150-1至150-3以小于阈值入射角被引导到光学滤波器结构120，复合光学滤波器130使输入光信号150-1至150-3朝向光学传感器140通过。在一些实现中，复合光学滤波器130可以被配置成阻挡与小于阈值入射角相关联的输入光信号。例如，基于配置分量光学滤波器130-1和130-2的通带，复合光学滤波器130可以被配置成阻挡输入光信号150-1至150-3，并使输入光信号150-4通过，如本文更详细描述的。
如由参考数字180所示的，基于光信号的被传递到光学传感器140的部分，光学传感器140可以为传感器系统110提供输出电信号。例如，光学传感器140可以提供识别光的强度、光的特性(例如，光谱特征)、光的波长和/或诸如此类的输出电信号。以这种方式，复合光学滤波器130利用高角位移滤波器和低角位移滤波器来限制入射角，光可以在不使用孔径的情况下利用该入射角通过复合光学滤波器130。以这种方式，相对于使用孔径来限制入射角，光可以利用该入射角传递到光学传感器140，光学滤波器结构120和/或传感器系统110的成本、复杂性和/或尺寸减小了。
如上所述，图1仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图1描述的示例。
图2A和图2B是示例光学滤波器200/200’的图。如图2A所示，光学滤波器200包括基板210，其上设置有第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230。
在一些实现中，第一分量光学滤波器220可以是低角位移滤波器。例如，第一分量光学滤波器220可以是使用基于银(Ag)的适光涂层制造的低角位移通带滤波器。另外或者替代地，第一分量光学滤波器220可以是使用氢化硅(Si:H)制造的低角位移带通滤波器。在一些实现中，第一分量光学滤波器220可以与在大于阈值入射角下的小于阈值角位移相关联，如这里更详细描述的。例如，第一分量光学滤波器220可以与在特定范围的入射角下的小于20％的角位移、小于10％的角位移、小于5％的角位移、小于1％的角位移和/或诸如此类相关联。在这种情况下，入射角的特定范围可以是大约0度至大约60度、大约0度至大约45度、大约0度至大约30度和/或诸如此类的范围。
在一些实现中，第一分量光学滤波器220可以与小于阈值厚度相关联。例如，第一分量光学滤波器220可以与小于约600纳米(nm)、小于约2000nm、小于约5000nm和/或诸如此类的厚度相关联。在一些实现中，第一分量光学滤波器220可以与多个层相关联。例如，可以例如使用光刻过程来沉积和/或图案化多个层，以形成第一分量光学滤波器220。在一些实现中，光学滤波器200可以与特定的尺寸相关联。例如，光学滤波器可以与在约10nm和5000nm之间的厚度、在0.001毫米(mm)和100mm之间的长度和/或在0.01mm和100mm之间的宽度相关联。
在一些实现中，第二分量光学滤波器230可以是高角位移滤波器。例如，第二分量光学滤波器230可以是短波长通高角位移滤波器。在一些实现中，第二分量光学滤波器230可以由具有小于阈值折射率的材料制造。例如，第二分量光学滤波器230可以是基于二氧化硅(SiO2)的滤波器、基于五氧化二钽(Ta2O5)的滤波器和/或诸如此类。在一些实现中，第二分量光学滤波器230可以与阈值角位移相关联。例如，第二分量光学滤波器230可以与在特定范围的入射角下的大于1％、大于5％、大于10％、大于20％、大于30％和/或诸如此类的角位移相关联。在这种情况下，入射角的特定范围可以在大约0度和大约90度之间、大约10度和大约60度之间、大约30度和大约45度之间和/或诸如此类。在一些实现中，特定范围的入射角可以大于约30度、大于约45度和/或诸如此类。
在一些实现中，第二分量光学滤波器230可以与小于阈值厚度相关联。例如，第二分量光学滤波器230可以与小于约2500纳米(nm)、小于约3600nm、小于约4000nm和/或诸如此类的厚度相关联。在一些实现中，第二分量光学滤波器230可以与多个层相关联。例如，可以例如使用光刻过程和/或诸如此类来沉积和/或图案化多个层，以形成第二分量光学滤波器230。
在一些实现中，第二分量光学滤波器230可以与第一分量光学滤波器220重叠。例如，第二分量光学滤波器230和第一分量光学滤波器220可以以大约所配置的入射重叠，从而使光240的一部分能够穿过到基板210。在这种情况下，对于与小于阈值入射角相关联的光(例如，射线240-1至240-4)，光可以穿过第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230。在一些实现中，第二分量光学滤波器230和第一分量光学滤波器220可以部分地重叠。例如，第二分量光学滤波器230可以覆盖与传感器元件阵列的传感器元件的子集对准的第一分量光学滤波器220的一部分，并且可以不覆盖与传感器元件阵列的传感器元件的另一子集对准的第一分量光学滤波器220的另一部分。以这种方式，光学滤波器200可以限制仅指向传感器元件阵列的一部分的光的入射角。
在一些实现中，以小于阈值入射角，大于阈值百分比的光可以穿过第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230。例如，对于具有小于约60度、小于约45度、小于约30度和/或诸如此类的入射角的光，第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230可以允许大于约75％的透射、大于约90％的透射、大于约95％透射、大于约99％的透射、大于约99.9％的透射、大于约99.99％的透射、约99.999％的透射和/或诸如此类。
相反，对于与大于或等于阈值入射角相关联的光(例如，射线240-5和240-6)，可以阻止光穿过第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230。在这种情况下，光可以被第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230反射。在一些实现中，小于或等于阈值百分比的光可以在大于或等于阈值入射角下被第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230阻挡。例如，对于具有大于或等于约30度、大于或等于约45度、大于或等于约60度和/或诸如此类的入射角的光，第一分量光学滤波器220和第二分量光学滤波器230可以与小于或等于约50％的透射、小于或等于约25％的透射、小于或等于约10％的透射、小于或等于约5％的透射、小于或等于约1％的透射和/或诸如此类相关联。在这种情况下，光学滤波器200可以阻挡一定阈值百分比的光，例如大约75％、大约90％、大约95％、大约99％、大约99.9％、大约99.99％、大约99.999％和/或诸如此类。以这种方式，包括高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的复合光学滤波器的使用可以消除对孔径的需要，从而实现对于光学设备的降低的制造复杂性、降低的成本、减小的封装尺寸和/或诸如此类。
在一些实现中，光学滤波器200可以与特定光谱范围相关联，对于该特定光谱范围，光学滤波器200将在满足入射角阈值的第一入射角范围下是透射的，而在不满足入射角阈值的第二入射角范围下是不透射的。例如，光学滤波器200可以与在大约600纳米(nm)和大约1200nm、大约700nm和大约1100nm、大约800nm和大约1000nm和/或诸如此类之间的光谱范围相关联。此外或替代地，光学滤波器200可以与在大约1200nm和大约2000nm、大约1400nm和大约1800nm、大约1500nm和大约1700nm和/或诸如此类之间的光谱范围相关联。此外或替代地，光学滤波器200可以与在大约200nm和大约4000nm、大约1000nm和大约3000nm、大约1500nm和大约2500nm和/或诸如此类之间的光谱范围相关联。此外或替代地，光学滤波器200可以与可见光谱范围、近红外光谱范围、紫外光谱范围、其组合和/或诸如此类相关联。
在一些实现中，光学滤波器200可以包括一个或更多个其他滤波器，例如阻挡器、边缘滤波器、带通滤波器和/或诸如此类。在一些实现中，光学滤波器200可以包括保护性覆盖物(例如，以保护第一分量光学滤波器220和/或第二分量光学滤波器230免受环境退化之损害)。在一些实现中，光学滤波器200可以包括一个或更多个材料的层。例如，光学滤波器200例如对于第一分量光学滤波器220或第二分量光学滤波器230可以包括基于硅(Si)的材料、基于氢化硅(Si:H)的材料、基于锗(Ge)的材料、基于氢化锗(Ge:H)的材料、基于硅锗(SiGe)的材料、基于铝(Al)的材料、基于银(Ag)的材料、二氧化硅(SiO2)材料、氧化铝(Al2O3)材料、二氧化钛(TiO2)材料、五氧化二铌(Nb2O5)材料、五氧化二钽(Ta2O5)材料、氟化镁(MgF2)材料、铌钛氧化物(NbTiOx)材料、五氧化二铌钽材料(NbTa2O5)、氧化锌材料(ZnO)、铂(Pt)材料、金(Au)材料和/或诸如此类。在一些实现中，光学滤波器200可以形成准直仪。
如图2B所示，光学滤波器200’可以允许具有大于或等于阈值入射角的光通过，并且可以阻挡具有小于阈值入射角的光通过。例如，光学滤波器200’可以包括放置在基板210’上的第一分量光学滤波器220’和第二分量光学滤波器230’。第一分量光学滤波器220’可以是低角位移滤波器，以及第二分量光学滤波器230’可以是高角位移滤波器。在这种情况下，第一分量光学滤波器220’和第二分量光学滤波器230’可以被配置成使得指向光学滤波器200’的光的波长在高入射角(例如，大于或等于阈值入射角)下对滤波器200’是透射的，并且在低入射角(例如，小于阈值入射角)下被反射。以这种方式，光学滤波器200’实现视场致平，以降低垂直指向光学滤波器200’的光的强度。
如上面所指示的，图2A和图2B仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图2A和图2B描述的示例。
图3A-3E是本文描述的光学滤波器的特性的图示300-360。
如图3A中且通过图示300和图示310所示，分别在0度的入射角和n度的入射角下针对高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器确定相对于波长的透射率。在一些实现中，长角位移分量光学滤波器可以是对应于图2A的第一分量光学滤波器220的长波通(LWP)分量光学滤波器。在一些实现中，高角位移分量光学滤波器可以是对应于图2A的第二分量光学滤波器230的短波通(SWP)分量滤波器。
在一些实现中，可以基于所配置的层厚度、所配置的材料类型和/或诸如此类来配置高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的通带。包括高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的复合光学滤波器的透射率可以是高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的相应透射率的乘积。例如，关于图3A描述的复合光学滤波器可以对应于图2A的光学滤波器200。在一些实现中，入射角的变化可导致复合光学滤波器的透射率的变化。例如，如所示，复合光学滤波器可以与相对于0度的入射角的在n度的入射角下(例如，其中n大于阈值角度)的减小的透射率相关联。
如图3B且通过图示320和330所示，分别在0度的入射角和n度的入射角下针对高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器确定相对于波长的透射率。如所示，不同的通带可用于制造复合光学滤波器，以提供在不同入射角下的光的阻挡。例如，在这种情况下，低角位移分量光学滤波器与不同于图3A的低角位移分量光学滤波器的通带的通带相关联。
如图3C并通过图示340所示，相对于入射角(θAoI)确定穿过图3A的复合光学滤波器和/或图3B的复合光学滤波器的光的强度(I)。例如，在图示300和320所示的所配置的入射角下，穿过相应复合光学滤波器的光的强度可以在最大值(例如，最大透射率)处，并且在大于阈值的入射角下，如图示310和330所示，光的强度可以小于阈值。以这种方式，复合光学滤波器阻挡与大于阈值的入射角相关联的光。
如图3D且通过图示350和360所示，在0度的入射角和n度的入射角(例如，其中n大于阈值角度)下针对高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器确定相对于波长的透射率。在一些实现中，长角位移分量光学滤波器可以是对应于图2B的第一分量光学滤波器220’的长波通分量光学滤波器。在一些实现中，高角位移分量光学滤波器可以是对应于图2B的第二分量光学滤波器230’的短波通分量光学滤波器。在一些实现中，可以基于所配置的层厚度、所配置的材料类型等来配置高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的通带。包括高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的复合光学滤波器的透射率可以是高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器的相应透射率的乘积。例如，关于图3D描述的复合光学滤波器可以对应于图2B的光学滤波器200’。在这种情况下，基于相应分量光学滤波器的配置，从0度到n度的角位移导致复合光学滤波器的透射率增加。
如图3E且通过图示370所示，在不同入射角下针对高角位移分量光学滤波器和低角位移分量光学滤波器确定相对于波长的透射率。在这种情况下，在n的入射角下基于高角位移分量光学滤波器透射率移位成与低角位移分量光学滤波器透射率重叠，复合光学滤波器与大于阈值透射率相关联。相反，在所配置的入射角下，穿过复合光学滤波器的光的强度可以在最小值(例如，最小透射率)处。以这种方式，复合光学滤波器阻挡与小于或等于阈值的入射角相关联的光。
如上面所指示的，图3A-3E仅作为示例被提供。其它示例是可能的并可不同于关于图3A-3E所述的内容。
以这种方式，包括低角位移(分量)光学滤波器和高角位移(分量)光学滤波器的(复合)光学滤波器使入射角限制成为可能。例如，光学滤波器可以使阈值百分比的光能够以所配置的入射角通过光学滤波器，并且可以阻挡在阈值入射角下的阈值百分比的光。以这种方式，光学滤波器消除了对光学地耦合到光学设备的孔径的需要，从而降低了光学设备的成本、复杂性和/或尺寸。
前述公开提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实现限制到所公开的精确形式。修改和变型根据以上公开是可能的，或者可以从实现的实践中获得。
本文结合阈值描述了一些实现。如本文所使用的，满足阈值可以指值大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值，等等。
尽管在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但是这些组合并不旨在限制可能的实现的公开内容。事实上，这些特征中的许多可以以权利要求中未具体陈述和/或说明书中未公开的方式组合。尽管所附的每个从属权利要求可以直接从属于仅仅一个权利要求，但是可能的实现的公开内容包括每个从属权利要求与权利要求集合中的每个其他权利要求相结合。
除非如此明确描述，否则本文使用的任何元素、动作或指令都不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所使用的，冠词“一(a)”和“一(an)”旨在包括一个或更多个项，并且可以与“一个或更多个”互换使用。此外，如本文所使用的，术语“集合(set)”旨在包括一个或更多个项(例如，相关项、不相关项、相关项和不相关项的组合等)，并且可以与“一个或更多个”互换使用。在仅旨在说明一个项的情况下，使用术语“一个(one)”或类似的语言。此外，如本文所使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在是开放式的术语。此外，除非另有明确说明，否则“基于”一词旨在表示“至少部分基于”。

Claims (20)

1.一种复合光学滤波器，包括：
基板；
第一分量光学滤波器，其设置在所述基板上，
其中，所述第一分量光学滤波器与第一角位移相关联；以及
第二分量光学滤波器，其设置在所述第一分量光学滤波器上，
其中，所述第二分量光学滤波器与不同于所述第一角位移的第二角位移相关联，
其中，所述复合光学滤波器被配置为透射处于第一入射角范围的光，并且被配置为阻挡处于不同于所述第一入射角范围的第二入射角范围的光。
2.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述第一入射角范围在大约0度和大约30度之间。
3.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述第一入射角范围在大约0度和大约45度之间。
4.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述第二入射角范围大于大约30度。
5.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述第二入射角范围大于大约45度。
6.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述第二入射角范围在大约0度和大约30度之间，并且其中所述第一入射角范围大于大约30度。
7.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述复合光学滤波器在所述第一入射角范围下透射大于阈值百分比的光，以及
其中，所述阈值百分比是下列项中的至少一个：
大约75％，
大约90％，
大约95％，或者
大约99％，
大约99.9％，
大约99.99％，或者
大约99.999％。
8.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述复合光学滤波器被配置成在所述第二入射角范围下阻挡阈值百分比的光，以及
其中，所述阈值百分比是下列项中的至少一个：
大约75％，
大约90％，
大约95％，
大约99％，
大约99.9％，
大约99.99％，或
大约99.999％。
9.根据权利要求1所述的复合光学滤波器，其中，所述复合光学滤波器被配置为在所述第一入射角范围下透射在特定光谱范围处的光，并且被配置为在所述第二入射角范围下阻挡在所述特定光谱范围处的光。
10.根据权利要求9所述的复合光学滤波器，其中，所述特定光谱范围为下列项中的至少一个：
大约600纳米(nm)和大约1200nm之间，
大约700nm和大约1100nm之间，或者
大约800nm和大约1000nm之间。
11.根据权利要求9所述的复合光学滤波器，其中，所述特定光谱范围为下列项中的至少一个：
大约1200纳米(nm)和大约2000nm之间，
大约1400nm和大约1800nm之间，或者
大约1500nm和大约1700nm之间。
12.根据权利要求9所述的复合光学滤波器，其中，所述特定光谱范围为下列项中的至少一个：
大约200纳米(nm)和大约4000nm之间，
大约1000nm和大约3000nm之间，或者
大约1500nm和大约2500nm之间。
13.一种光学系统，包括：
光学滤波器，其包括被配置为滤波输入光信号并提供滤波后的输入光信号的多个分量光学滤波器，
其中，所述多个分量光学滤波器被配置为阻挡所述输入光信号的不满足入射角阈值的第一部分，并使所述输入光信号的满足所述入射角阈值的第二部分通过；以及
光学传感器，其被配置为接收所述滤波后的输入光信号并提供输出电信号。
14.根据权利要求13所述的光学系统，其中，相比于所述光学滤波器的最小透射率，所述光学滤波器的最大透射率处于更小的入射角。
15.根据权利要求13所述的光学系统，其中，所述多个分量光学滤波器中的分量光学滤波器是长波通(LWP)光学滤波器。
16.根据权利要求13所述的光学系统，其中，所述多个分量光学滤波器中的分量光学滤波器是短波通(SWP)滤波器。
17.一种滤波器，包括：
第一分量滤波器，其与第一角位移和第一通带相关联；以及
第二分量滤波器，其与第二角位移和第二通带相关联，
其中，所述第一角位移、所述第一通带、所述第二角位移和所述第二通带被配置成使所述滤波器在第一入射角下透射一光谱范围的光，并在第二入射角下反射所述光谱范围的光。
18.根据权利要求17所述的滤波器，其中，所述第一入射角小于约30度，并且所述第二入射角大于或等于约30度。
19.根据权利要求17所述的滤波器，其中，所述第一分量滤波器或所述第二分量滤波器中的至少一个的至少一层是下列项之一：
基于硅(Si)的材料，
基于氢化硅的材料，
基于锗(Ge)的材料，
基于氢化锗的材料，
基于铝(Al)的材料，
基于银(Ag)的材料，
二氧化硅(SiO2)材料，
氧化铝(Al2O3)材料，
二氧化钛(TiO2)材料，
铌钛氧化物(NbTiOx)材料，
五氧化二铌钽材料(NbTa2O5)，
氧化锌材料(ZnO)，
基于铂(Pt)的材料，
基于金(Au)的材料，
硅锗(SiGe)材料，
五氧化二铌(Nb2O5)材料，
五氧化二钽(Ta2O5)材料，或者
氟化镁(MgF2)材料。
20.根据权利要求17所述的滤波器，其中，所述滤波器为准直仪。
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