CN111736249A - 红外带通滤光器和传感器*** - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种滤光器，所述滤光器包括：基底；以及，滤光叠层，设置在所述基底的至少一侧，其中，所述滤光叠层包括多个MoS2层和多个低折射率层，所述多个MoS2层和所述多个低折射率层交替堆叠，所述低折射率层的折射率小于所述MoS2层的折射率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光学领域，并且更具体地，涉及红外带通滤光器和传感器***。
背景技术
红外带通滤光器是重要的光学器件，被广泛应用于不同的场合。例如，在基于飞行时间（Time of Flight，TOF）的三维检测中，通常采用近红外带通滤光器来阻挡环境光，在保证目标波段的光线的透过率的同时，尽可能地减少非目标波段的光线对传感器的信噪比造成影响。又例如，在光通信领域中，也需要利用通带内包括光通信波长的近红外带通滤光器。随着红外带通滤光器的广泛应用，目前急需对红外带通滤光器的性能进行提升。
发明内容
本申请实施例提供一种红外带通滤光器和传感器***，该红外带通滤光器具有较优的性能。
第一方面，提供了一种红外带通滤光器，所述滤光器包括：
基底；以及，
滤光叠层，设置在所述基底的至少一侧，其中，所述滤光叠层包括交替堆叠的多个硫化钼MoS2层和多个低折射率层，所述低折射率层的折射率小于所述MoS2层的折射率。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的通带的透过率大于90%，所述红外带通滤光器的阻带的可见光波段的光密度OD大于3，所述红外带通滤光器的阻带的红外波段的OD大于2。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的通带与800nm至2000nm的波长范围至少部分重叠。
在一种可能的实现方式中，所述MoS2层的折射率位于3.5至5之间。
在一种可能的实现方式中，所述MoS2层的消光系数小于5×10-3。
在一种可能的实现方式中，所述MoS2层是采用蒸镀工艺制作形成的。
在一种可能的实现方式中，所述低折射率层由以下材料中的一个或者多个组成：二氧化硅SiO2、氟化镁MgF、氟化铝AlF、二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、五氧化二铌Nb2O5、五氧化二钽Ta2O5。
在一种可能的实现方式中，所述低折射率层的折射率小于2.5。
在一种可能的实现方式中，所述滤光叠层设置在所述基底的上表面一侧或者下表面一侧。
在一种可能的实现方式中，所述多个MoS2层和所述多个低折射率层的总层数为47层且总厚度为7.2um。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的通带的波长包括1550nm。
在一种可能的实现方式中，当光线入射角度在0°和30°之间变化时，所述红外带通滤光器的通带的中心波长偏移小于30nm。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的阻带的可见光波段的OD大于39，所述红外带通滤光器的阻带的红外波段的OD大于2.2。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的通带的透过率大于99%。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器还包括：吸光涂层，设置在所述基底的另外一侧，用于阻挡位于所述红外带通滤光器的阻带的波段内的光线。
在一种可能的实现方式中，所述滤光叠层设置在所述基底的两侧，所述滤光叠层在位于所述基底两侧的部分分别形成高通滤波器部分和低通滤波器部分，所述滤光器的通带为所述高通滤波器部分的通带和所述低通滤波器部分的通带的重叠部分。
在一种可能的实现方式中，所述高通滤波器部分包括的所述多个MoS2层和所述多个低折射率层的总层数为47层且总厚度为4.5um；所述低通滤波器部分包括的所述多个MoS2层和所述多个低折射率层的总层数为23层且总厚度为4.9um。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的通带的波长包括940nm。
在一种可能的实现方式中，当光线入射角度在0°和30°之间变化时，所述红外带通滤光器的通带的中心波长偏移小于10nm。
在一种可能的实现方式中，所述红外带通滤光器的通带的透过率大于99%。
在一种可能的实现方式中，所述滤光器应用于基于TOF或者结构光（structured-light）的三维检测中，或者应用于光通信中。
第二方面，提供了一种传感器***，包括：
光源，用于发射光线；
第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的红外带通滤光器，所述红外带通滤光器用于透过所述光源发射的光线中位于所述红外带通滤光器的通带内的部分；以及，
传感器，用于检测所述红外带通滤光器透过的光线。
在一种可能的实现方式中，所述传感器***应用于基于TOF或者结构光的三维检测中，或者应用于光通信中。
基于上述技术方案，将半导体材料MoS2应用在光学领域，特别是将MoS2作为红外带通滤光器中的高折射率层的材料，从而将高折射率材料层与低折射率层交替堆叠，形成滤光叠层，以实现高性能的红外带通滤光器。该红外带通滤光器能够在光线入射角度发生变化时，具有较小的中心波长偏移，并且在通带内具有较高的透过率。
附图说明
图1是本申请实施例涉及的一种可能的红外带通滤光器的结构示意图。
图2是本申请实施例涉及的另一种可能的红外带通滤光器的结构示意图。
图3是本申请实施例涉及的再一种可能的红外带通滤光器的结构示意图。
图4是MoS2的折射率和消光系数的示意图。
图5是本申请实施例的红外带通滤光器的示意图。
图6是基于图2所示的Si:H/SiO2滤光器的透过率曲线的示意图。
图7是基于图2所示的MoS2/SiO2滤光器的透过率曲线的示意图。
图8是基于图1所示的Si:H/SiO2滤光器的透过率曲线的示意图。
图9是基于图1所示的MoS2/SiO2滤光器的透过率曲线的示意图。
图10是图9所示的滤光器在通带处的放大图。
图11是图9所示的滤光器在阻带处的放大图。
图12是本申请实施例的传感器***的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请的技术方案进行描述。
图1至图3示出了本申请实施例涉及的几种可能类型的红外带通滤光器的结构示意图。通常，红外带通滤光器至少包括基底以及设置在基底上的滤光器叠层，以下也简称为滤光叠层，例如图1所示。滤光叠层通常由交替堆叠的高折射率层和低折射率层形成，即，在基底上依次形成交替分布的高折射滤层和低折射率层。其中，与基底直接接触的一层（最内层）可以是高折射率层或者低折射率层；距离基底最远的一层（最外层）通常是低折射率层，入射光例如可以从最外侧的低折射率层入射至该红外带通滤光器，从而将非目标波段的光线过滤并使目标波段的光线透过。应理解，本申请实施例中的高折射率和低折射率均为相对情况，满足高折射率层的材料的折射率nh大于低折射率层的材料的折射率nl，即nh＞nl即可。高折射率层和低折射率层通常采用不同的介质材料形成，例如，该红外带通滤光器可以包括Si:H/SiO2滤光叠层，其中高折射率层由氢化硅（Si:H）组成，低折射率层由SiO2组成。另外，应理解，对于交替设置的高折射率层和低折射率层，可以指采用例如蒸镀等工艺形成的单层材料层；也可以指由相同材料形成的多层材料层，即具有多层结构的高折射率层或低折射率层，从而实现功能上的“单”层高折射率层或者“单”层低折射率层。
在图1所示的红外带通滤光器中，滤光叠层仅设置在基底的一侧，而根据应用场合和性能要求的不同，滤光叠层也可以设置在基底的两侧，例如图2所示。在图2中，红外带通滤光器包括分别涂覆在基底的上表面和下表面的滤光叠层。通常，这种设计下的红外带通滤光器包括一个高通滤波器和一个低通滤波器，该高通滤波器的通带和该低通滤波器的通带之间交叠的波段即为该红外带通滤光器的带通波段。
在其他一些应用中，红外带通滤光器还可以包括涂覆在基底一侧的滤光叠层，以及位于基底另一侧的吸光涂层，例如可见光吸光涂层，例如图3所示。吸光涂层可以有效提高带阻波段的光密度（Optical Density，OD）值，减少带阻波段的光线透过率，以提高信噪比。
红外带通滤光器的基本要求是在通带内具有高透过率，而在通带外即阻带内具有高阻光率，其中，OD值可以用来表征阻带的阻光率，OD值越大，表示阻光率越高，阻光能力越好。
另外，对于红外带通滤光器而言，当光线的入射角度发生变化时，会导致该红外带通滤光器的通带的中心波长随之发生偏移。为了减小中心波长的偏移，可以增加通带的宽度，以使在所需的入射角度范围内的目标波长的光线都在滤波器的通带内。但是，这样的设计会使透射的环境光增加，从而降低信噪比，并且增加通带的宽度通常需要增加滤光叠层的数量，例如通常约120层~225层。滤光叠层的数量的增加会影响滤光器的成本和制作时间，较大的总叠层厚度也会使滤光器难以实现图形化。
为此，本申请提供了一种红外带通滤光器，其具有更优的性能，特别是当光线的入射角度的发生变化时，其通带的中心波长的偏移较小，并且其通带内的透过率较大，同时不会增加该红外带通滤光器的滤光叠层的厚度。
本申请实施例的红外带通滤光器可以应用在各种场景下，例如应用于距离检测、基于飞行时间（Time of Flight，TOF）或者结构光的三维检测、或者光通信。
图4是本申请实施例的红外带通滤光器的结构的示意性框图。如图4所示，该红外带通滤光器400包括基底410和滤光叠层420。
该红外带通滤光器400的通带可以与800nm至2000nm的波长范围至少部分重叠。例如，该红外带通滤光器400的通带的波长可以包括940nm，或者说，该红外带通滤光器400的中心波长在940nm左右，比如其应用在基于TOF的三维检测中；或者，该红外带通滤光器400的通带的波长可以包括1550nm，或者说，该红外带通滤光器400的中心波长在1550nm左右，比如其应用在光通信中。
其中，滤光叠层420设置在基底410的至少一侧。
滤光叠层420包括交替堆叠的多个MoS2层和多个低折射率层。
其中，该低折射率层的折射率小于该MoS2层的折射率。换句话说，滤光叠层420中的各个高折射率层的材料为MoS2，滤光叠层420中的各个低折射率层的材料为低折射率材料，该MoS2的折射率高于该低折射材料的折射率。
MoS2称为硫化钼或者二硫化钼，MoS2材料是半导体材料，其具有良好的润滑性和抗压耐磨，因此通常被用作固体润滑剂，用于高速、重负荷、高温、高真空以及有化学腐蚀等工作条件运转的设备。此外，MoS2还具有抗磁性，可用作线性光电导体和显示P型或N型导电性能的半导体，具有整流和换能的作用。MoS2还可以用作复杂烃类脱氢的催化剂。然而，对于MoS2的使用，极少应用在光学领域，并且也仅仅是利用单层或者超薄的MoS2作为二维光学的材料，从未利用过其高折射率的特性来制作红外带通滤光器的滤光叠层。
MoS2材料具有较高的折射率，例如，在800nm至2000nm波长范围内，其折射率位于3.5至5之间，甚至达到4至5之间。MoS2材料的消光系数也较低，例如在800nm至2000nm波长范围内小于5×10-3。
表一是MoS2材料与目前较优的高折射率材料Si:H的比较，可以看出，在不同波长下，MoS2材料的折射率均明显高于Si:H材料的折射率。图5示出了MoS2材料的折射率和消光系数随波长的变化，可以看出，MoS2材料在800nm至2000nm的波长范围内，均具有较高的折射率（refractive index，n）以及较小的消光系数（extinction coefficient，k）。
表一
低折射率层的材料的折射率通常较小，例如，通常，其折射率小于2.5。
本申请实施例对该低折射率层的材料不做限定，只要其材料的折射率小于MoS2的折射率即可。例如，该低折射率层的材料可以由以下材料中的一个或者多个组成：二氧化硅SiO2、氟化镁MgF、氟化铝AlF、二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、五氧化二铌Nb2O5、五氧化二钽Ta2O5。为了使红外带通滤光器400的性能最优，例如可以选取折射率和MoS2差别较大的低折射率材料。优选地，该低折射率层的材料可以是SiO2。
该实施例中，将半导体材料MoS2应用在光学领域，特别是将其作为红外带通滤光器中的高折射率层的材料，从而与低折射率层交替堆叠，形成滤光叠层，可以实现高性能的红外带通滤光器。该红外带通滤光器能够在光线入射角度发生变化时，具有较小的中心波长偏移，并且在通带内具有较高的透过率。
下面具体说明采用MoS2作为滤光叠层中高折射率层的材料的原理。参见下面的公式（1），其中，RAVE为红外带通滤光器的通带内的最低平均反射率；B=λmax/λmin，λmax和λmin分别为通带对应的最大波长和最小波长；T为高低折射率层的总厚度，L为滤光叠层的最外层的折射率，该最外层通常为低折射率层，以此降低RAVE；D=nh-nl为高低折射率之间的差值。
从公式（1）可以看出，在固定带宽B和低折射率材料nl的情况下，想要降低红外带通滤光器的通带内的反射率，就需要增加高低折射率层的总厚度L，或者增加高折射率层和低折射率层之间的折射率差值D。增加L会导致红外带通滤光器的成本和制作时长，故寻找一种更高折射率的材料是最佳选择。因此，本申请中采用折射率更高的MoS2材料来代替传统的高折射率层的材料。
基于公式（1），本申请采用MoS2作为高折射率层的材料，可以使得红外带通滤光器的通带内的反射率降低，也即透过率增加。并且，经过仿真实验证明，本申请采用MoS2作为高折射率层的材料，还可以降低红外带通滤光器的中心波长随角度的偏移量。因此，MoS2作为高折射率层的材料有效改善了红外带通滤光器的性能。
此外，由于MoS2层可以采用蒸镀（thermal evaporation）工艺制作形成，因此，采用MoS2材料作为红外带通滤光器的滤光叠层中的高折射率层的材料，会让滤光叠层的制作复杂度更低，使红外带通滤光器的成本更低。并且，当采用SiO2等材料作为低折射率材料时，由于SiO2也可以利用蒸镀工艺形成，因此，高折射率层和低折射率层可以采用相同工艺形成，节省了制作时长，降低了成本，更易于大批量生产。而对于其他用作高折射率层的材料，例如Si:H，其只能通过溅射工艺形成，即在氢气（H2）氛围中通过溅镀的方式进行沉积，Si:H折射率和消光系数与溅射时的氢气气流流量相关，这种工艺方式的成本较高。
从公式（1）中可以看出，增加滤光叠层的高折射率层和低折射率层的折射率之间的差值可以提升滤光器的性能，那么除了增加高折射率层的折射率之外，还可以降低低折射率层的折射率。降低低折射率层的折射率的另一个好处是，可以同时降低公式（1）中的L值，即最外层薄膜的折射率，进一步降低滤光叠层的厚度，从而降低RAVE。但是由于目前的滤光器方案中使用的低折射率材料的一般为SiO2，其折射率nl≈1.46，而常见的低折射率层的折射率也都大于1.2，SiO2和最低折射率的材料之间的折射率差值，与MoS2和Si:H之间的折射率差值（约为0.7）相比小了很多。因此替换低折射率层的材料对滤光器性能的提升不如采用MoS2替换高折射率层的材料。
另一种考虑是，同时替换高折射率层和低折射率层的材料，以获得更大的折射率差值。这时候需要重点考虑的，应当是高折射率和低折射率的两种材料的沉积方式是否兼容、结合力是否足够、热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion，CTE）是否匹配等问题，因此实现难度很大。
鉴于此，在本申请实施例中，才会努力寻找能够用作高折射率层的材料，从而寻找到高折射率材料MoS2作为高折射率层的材料。MoS2层与常用的SiO2层等低折射率层之间，既满足了较大的折射率差，又保证了沉积方式的兼容，且具有良好的结合力和稳定性。
本申请实施例的红外带通滤光器400，在入射光角度变化时，通带的中心波长的偏移较小。例如，对于图2所示的类型的滤光器，在入射角在0°到30°之间变化时，采用MoS2层作为高折射率层的该红外带通滤光器400的通带的中心波长的偏移能够小于10nm；又例如，对于图1所示的类型的滤光器，在入射角在0°到30°之间变化时，采用MoS2层作为高折射率层的该红外带通滤光器400的通带的中心波长的偏移能够小于30nm。
本申请实施例的红外带通滤光器400的通带内具有较高的透过率，该透过率能够达到90%以上，满足一般红外带通滤光器的使用要求。特别地，在一些设计下，采用MoS2层作为高折射率层的该红外带通滤光器400的通带的透过可以达到99%以上。
本申请实施例的红外带通滤光器400的阻带内具有较大的OD值，其中阻带的可见光波段的OD值能够达到3以上或者4以上，阻带的红外光波段的OD值能够达到2以上，满足一般红外带通滤光器的使用要求。特别地，在一些设计下，采用MoS2层作为高折射率层的该红外带通滤光器400的阻带的可见光波段的OD值可以达到39以上，阻带的红外光波段的OD值能够达到2.2以上。
下面结合图6至图11，详细描述本申请实施例的红外带通滤光器400的滤光叠层420为MoS2/SiO2时的两种可能的结构，并将其与现有的包括Si:H/SiO2滤光叠层的红外带通滤光器的性能作比较。
在一种实现方式中，本申请实施例提供一种基于MoS2/SiO2的红外带通滤光器400，该红外带通滤光器400的滤光叠层420设置在基底410的两侧，该滤光叠层420在位于该基底410两侧的部分分别形成高通滤波器部分和低通滤波器部分，该红外带通滤光器400的通带为该高通滤波器部分的通带和该低通滤波器部分的通带的重叠部分。
例如，如图6和图7所示，其中图6所示是基于Si:H/SiO2的红外窄带通滤光器，该滤光器的滤光叠层是以Si:H和SiO2分别作为高折射率层和低折射率层的材料；图7所示是基于MoS2/SiO2的红外窄带通滤光器，该滤光器的滤光叠层是以MoS2和SiO2分别作为高折射率层和低折射率层的材料。图6示出了入射角度为0°和30°时基于Si:H/SiO2的滤光器的透过率曲线，图7示出了入射角度为0°和30°时基于MoS2/SiO2的滤光器的透过率曲线。
图6和图7所示的滤光器包括基底以及制作在该基底两侧的滤光叠层，两个滤光器的通带的中心波长均为940nm左右。其中，本申请实施例设计的图7所示的基于MoS2/SiO2的滤光器的高通滤波器部分包括的多个MoS2层和多个低折射率层的总层数为47层且总厚度为4.5um，且低通滤波器部分包括的多个MoS2层和多个低折射率层的总层数为23层且总厚度为4.9um。
从图6和图7可以看出，基于MoS2/SiO2的滤光器在目标波段的透射率更高，且上升沿和下降沿相比基于Si:H的滤波器都更陡峭，使得该滤光器受环境光的影响更小。表二所示为基于Si:H/SiO2的滤光器和基于MoS2/SiO2的滤光器的性能参数的比较，表二依次示出了入射角（Incident Angle）、最小波长（λmin或λL）、最大波长（λmax或λH）、中心波长（Centerλ）、中心波长偏移量（Center Shift）、半高全宽（Full Width at Half Maximum，FWHM）、通带的最大透过率（Max Trans.）、通带的平均透过率（Avg. Trans.）、以及通带的上升沿和下降沿的倾斜量（slope）。
基于Si:H/SiO2的滤光器在入射角度为0°和30°时的中心频率波长的偏移量为14nm；而基于MoS2/SiO2的滤光器在入射角度为0°和30°时的中心波长的偏移量小于10nm，其中，在以10nm的偏移为目标时所设计的滤光器的中心波长的偏移量仅为8.8nm，在以5nm的偏移为目标时所设计的滤光器的中心波长的偏移量仅为7.2nm。同时，基于MoS2/SiO2的滤光器在FWHM通带内的平均透过率比基于Si:H/SiO2的滤光器在FWHM通带内的平均透过率高约6%，且基于MoS2/SiO2的滤光器的通带内的最大透过率高达99%以上，相比于基于Si:H/SiO2的同类型的滤光器而言，透过率有了明显提升。并且基于MoS2/SiO2的滤光器的滤光叠层的厚度位于1um至10um之间，并没有带来滤光叠层厚度的明显增加。
表二
可见，该实施例中的滤光器采用MoS2层作为高折射率层，其性能具有显著的提升，特别是在中心波长的偏移量和通带的透过率上，具有显著改善。
在另一种实现方式中，本申请实施例提供一种基于MoS2/SiO2的红外带通滤光器400，该红外带通滤光器400的滤光叠层420设置在基底410的一侧。
进一步地，可选地，该红外带通滤光器400还可以包括吸光涂层430，该吸光涂层430设置在该基底410的另一侧，用于阻挡位于该红外带通滤光器400的阻带的波段内的光线。
例如，图8所示为入射角度分别为0°和30°时基于Si:H/SiO2的红外窄带通滤光器的透过率的示意图，该滤光器的滤光叠层是以Si:H和SiO2分别作为高折射率层和低折射率层的材料；图9所示是入射角度为0°和30°时基于MoS2/SiO2的红外窄带通滤光器的透过率的示意图，该滤光器的滤光叠层是以MoS2和SiO2分别作为高折射率层和低折射率层的材料；图10所示为图9所示的滤光器在通带处的放大图；图11所示为图9所示的滤光器在阻带处的放大图。
图8至图11所示的滤光器包括基底以及制作在该基底的上表面一侧或者下表面一侧的滤光叠层，图8和图9所示的两个滤光器的通带的中心波长均为1550nm左右。其中，本申请实施例设计的图9至图11所示的基于MoS2/SiO2的滤光器的多个MoS2层和多个低折射率层的总层数为47层且总厚度为7.2um。
从图8和图9可以看出，基于Si:H/SiO2的滤光器的阻带的透射率在可见光波段小于0.5%，在红外波段小于2%，而基于MoS2/SiO2的滤光器的阻带的透射率在可见光波段接近0%，在红外波段小于0.7%。表三所示为基于Si:H/SiO2的滤光器和基于MoS2/SiO2的滤光器的性能参数的比较，表三依次示出了入射角（Incident Angle）、最小波长（λmin或λL）、最大波长（λmax或λH）、中心波长（Center λ）、中心波长偏移量（Center Shift）、FWHM、阻带的可见光波段的OD值（VIS OD）、以及阻带的红外光波段的OD值（IR OD）。
基于MoS2/SiO2的滤光器在入射角度为0°和30°时的中心频率波长的偏移量为35nm；而基于MoS2/SiO2的滤光器在入射角度为0°和30°时的中心波长的偏移量小于30nm，在以25nm的偏移为目标时所设计的滤光器的中心波长的偏移量为仅为27nm。同时，从表三中可以看出，基于MoS2/SiO2的滤光器的阻带的可见光波段的OD值，明显大于基于Si:H/SiO2的滤光器的阻带的可见光波段的OD值，且基于MoS2/SiO2的滤光器的阻带的红外光波段的OD值，明显大于基于Si:H/SiO2的滤光器的阻带的红外光波段的OD值。可见，基于MoS2/SiO2的滤光器在阻带内对光线具有更好的阻挡（吸收和/或反射）效果，最大程度地阻挡了非目标波段的光线的透射。同时，从图10可以看出，基于MoS2/SiO2的滤光器的通带的透过率大于99%，对目标波段的光线具有较优的透过率；从图11可以看出，基于MoS2/SiO2的滤光器的阻带的可见光波段的透过率接近0，阻带的红外光波段的透过率小于0.7%，因此对非目标波段的光线有更好的阻挡。并且，基于MoS2/SiO2的滤光器的滤光叠层的厚度位于小于10um，并没有带来滤光叠层厚度的明显增加。
表三
可见，该实施例中采用MoS2层作为高折射率层的滤光器，其性能具有显著的提升，特别是在中心波长的偏移量和阻带的OD值上，具有显著改善。
上述的两种类型的红外带通滤光器的设计仅仅为示例，凡是采用MoS2层作为高折射率层的滤光器，均应落入本申请的保护范围。
综上所述，本申请的红外带通滤光器的设计，减小了入射角度所引起的中心波长的偏移，且不会增加该红外带通滤光器的滤光叠层的厚度。在一些实现方式中，该红外带通滤光器的通带的上升沿和下降沿的宽度降低了，并提高了对目标波段的透过率。在另一些实现方式中，该红外带通滤光器的还提高了阻带内的可见光波段和红外光波段的OD值。
本申请还提供一种传感器***，包括图12所示的传感器***1100。该传感器***1100可以应用于距离检测中、基于TOF的三维检测中、或者光通信中。
如图12所示，该传感器***1100包括：
光源1110，用于发射光线；
上述实施例中任一项所述的红外带通滤光器400，用于透过所述光源发射的光线中位于红外带通滤光器400的通带内的部分；以及，
传感器1120，用于检测红外带通滤光器400透过的光线。
该传感器***1100例如可以是距离传感器***，用于获取目标的距离；又例如可以是基于TOF或者结构光的三维成像***，用于获取目标的三维图像；又例如可以在光通信中对用于光通信的目标波段的光线进行选择，并对非目标波段的光线进行阻挡。
需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
本申请实施例中所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例的一些特征可以忽略或者不执行。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，单元的划分仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***。另外，各单元之间的耦合或各个组件之间的耦合可以是直接耦合，也可以是间接耦合，上述耦合包括电的、机械的或其它形式的连接。
本领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和设备的具体工作过程以及产生的技术效果，可以参考前述方法实施例中对应的过程和技术效果，在此不再赘述。
应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (22)
1.一种红外带通滤光器，其特征在于，所述滤光器包括：
基底；以及，
滤光叠层，设置在所述基底的至少一侧，其中，所述滤光叠层包括交替堆叠的多个MoS2层和多个低折射率层，所述低折射率层的折射率小于所述MoS2层的折射率；
其中，所述红外带通滤光器的通带的透过率大于90%，所述红外带通滤光器的阻带的可见光波段的光密度OD大于3，所述红外带通滤光器的阻带的红外波段的OD大于2。
2.根据权利要求1所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器的通带与800nm至2000nm的波长范围至少部分重叠。
3.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述MoS2层的折射率位于3.5至5之间。
4.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述MoS2层的消光系数小于5×10-3。
5.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述MoS2层是采用蒸镀工艺制作形成的。
6.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述低折射率层由以下材料中的一个或者多个组成：
二氧化硅SiO2、氟化镁MgF、氟化铝AlF、二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、五氧化二铌Nb2O5、五氧化二钽Ta2O5。
7.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述低折射率层的折射率小于2.5。
8.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述滤光叠层设置在所述基底的上表面一侧或者下表面一侧。
9.根据权利要求8所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述多个MoS2层和所述多个低折射率层的总层数为47层且总厚度为7.2um。
10.根据权利要求9所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器的通带的波长包括1550nm。
11.根据权利要求9所述的红外带通滤光器，其特征在于，当光线入射角度在0°和30°之间变化时，所述红外带通滤光器的通带的中心波长偏移小于30nm。
12.根据权利要求9所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器的阻带的可见光波段的OD大于39，所述红外带通滤光器的阻带的红外波段的OD大于2.2。
13.根据权利要求9所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器的通带的透过率大于99%。
14.根据权利要求8所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器还包括：
吸光涂层，设置在所述基底的另外一侧，用于阻挡位于所述红外带通滤光器的阻带的波段内的光线。
15.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述滤光叠层设置在所述基底的两侧，所述滤光叠层在位于所述基底两侧的部分分别形成高通滤波器部分和低通滤波器部分，所述滤光器的通带为所述高通滤波器部分的通带和所述低通滤波器部分的通带的重叠部分。
16.根据权利要求15所述的红外带通滤光器，其特征在于，
所述高通滤波器部分包括的所述多个MoS2层和所述多个低折射率层的总层数为47层且总厚度为4.5um；
所述低通滤波器部分包括的所述多个MoS2层和所述多个低折射率层的总层数为23层且总厚度为4.9um。
17.根据权利要求16所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器的通带的波长包括940nm。
18.根据权利要求16所述的红外带通滤光器，其特征在于，当光线入射角度在0°和30°之间变化时，所述红外带通滤光器的通带的中心波长偏移小于10nm。
19.根据权利要求16所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器的通带的透过率大于99%。
20.根据权利要求1或2所述的红外带通滤光器，其特征在于，所述红外带通滤光器应用于基于飞行时间TOF或者结构光的三维检测中，或者应用于光通信中。
21.一种传感器***，其特征在于，包括：
光源，用于发射光线；
根据权利要求1至20中任一项所述的红外带通滤光器，用于透过所述光源发射的光线中位于所述红外带通滤光器的通带内的部分；以及，
传感器，用于检测所述红外带通滤光器透过的光线。
22.根据权利要求21所述的传感器***，其特征在于，所述传感器***应用于基于飞行时间TOF或者结构光的三维检测中，或者应用于光通信中。
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