JP7086239B2 - 可変光学フィルターおよびそれに基づく波長選択型センサー - Google Patents
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Description
第1および第2の材料をそれぞれ含む交互の第1および第2の層のスタックを含むバンドパス・フィルターであって、バンドパス・フィルターは、横方向に可変の透過波長を提供するために、横方向に変化する厚さを有している、バンドパス・フィルターと、
第3および第4の材料をそれぞれ含む交互の第3および第4の層のスタックを含むブロッキング・フィルターであって、ブロッキング・フィルターは、横方向に可変の透過波長よりも大きいかまたは小さい波長範囲の中の波長をブロックするために、第1および第2の誘電体層の横方向に変化する厚さと調和した横方向に変化する厚さを有している、ブロッキング・フィルターとを含み、
第1、第2、および第4の材料は、異なる材料をそれぞれ含み、第1の材料の屈折率が、第2の材料の屈折率よりも小さく、第2の材料の屈折率が、第4の材料の屈折率よりも小さく、第2の材料の吸収係数が、第4の材料の吸収係数よりも小さくなっている。
一実施形態では、透過波長が、光学フィルターの長さ寸法に沿って単調に可変である。好適な実施形態では、透過波長が、長さ寸法に沿って対数的に可変である。第1および第3の材料が、同じ材料を含むことが可能である。光学フィルターが、3つまたは4つ以上の異なる材料を含むことが可能である。
(A)デバイス・チップを、
(i)第1および第2の反対向きの表面を有するデバイス・ウエハーを提供し、
(ii)第1の表面の方を向くアレイの光検出器を、デバイス・ウエハーの第2の表面内に形成させ、
(iii)アレイの光検出器を露出させるように、デバイス・ウエハーの第1の表面をポリッシングすることによって、製造するステップと、
(B)光学フィルターのバンドパス・フィルターおよびブロッキング・フィルターを形成するように、ステップ(iii)においてポリッシングされたデバイス・ウエハーの第1の表面の上に、第1から第5の層を蒸着させるステップと
によって製作可能である。
(a)光検出器のアレイを提供するステップと、
(b)光検出器のアレイの上に、
第1および第2の材料をそれぞれ含む交互の第1および第2の層のスタックを含むバンドパス・フィルターであって、バンドパス・フィルターは、横方向に可変の透過波長を提供するために、横方向に変化する厚さを有している、バンドパス・フィルターと、
第3および第4の材料をそれぞれ含む交互の第3および第4の層のスタックを含むブロッキング・フィルターであって、ブロッキング・フィルターは、横方向に可変の透過波長よりも大きいかまたは小さい波長範囲の中の波長をブロックするために、第1および第2の誘電体層の横方向に変化する厚さと調和した横方向に変化する厚さを有している、ブロッキング・フィルターと
を蒸着させるステップと
を含み、
第1、第2、および第4の材料は、異なる材料をそれぞれ含み、第1の材料の屈折率が、第2の材料の屈折率よりも小さく、第2の材料の屈折率が、第4の材料の屈折率よりも小さく、第2の材料の吸収係数が、第4の材料の吸収係数よりも小さくなっている。
(i)第1および第2の反対向きの表面を有するデバイス・ウエハーを提供するステップと、
(ii)第1の表面を向く光検出器のアレイを、デバイス・ウエハーの第2の表面内に形成するステップと、
(iii)アレイの光検出器を露出させるように、デバイス・ウエハーの第1の表面をポリッシングするステップと
を含み、
ステップ(b)において、バンドパス・フィルターおよびブロッキング・フィルターが、ステップ(iii)においてポリッシングされたデバイス・ウエハーの第1の表面内に蒸着される。
202 バルク基板
204 バンドパス・フィルター
206A ブロッキング・フィルター
206B ブロッキング・フィルター
211 第1の層
212 第2の層
213 第3の層
214 第4の層
Claims (10)
- 光学フィルターであって、前記光学フィルターの使用可能な波長範囲の中で横方向に可変の透過波長を有し、前記光学フィルターの厚さ方向の断面を見たとき、
交互の第1の層および第2の層のスタックを含み、前記第1の層が第1の材料を含み、前記第2の層が第2の材料を含む、バンドパス領域を提供する第1のフィルターと、
交互の第3の層および第4の層のスタックを含み、前記第3の層が第3の材料を含み、前記第4の層が第4の材料を含む、ブロッキング領域を提供する第2のフィルターと、
を備え、
前記バンドパス領域は前記透過波長を通過させるものであり、前記ブロッキング領域は前記透過波長よりも短いか、または長い波長範囲内の波長をブロックするものであり、
前記第1の材料および前記第3の材料が、同じ材料を含み、前記第1の材料、前記第2の材料および前記第4の材料が、異なる材料をそれぞれ含み、
前記第1の材料の屈折率が、前記第2の材料の屈折率よりも小さく、前記第2の材料の屈折率が、前記第4の材料の屈折率よりも小さく、および
前記波長範囲において、前記第2の材料の吸収係数が、前記第4の材料の吸収係数よりも小さい、光学フィルター。 - 前記第1の材料および前記第3の材料が二酸化ケイ素を含む、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第2の材料が五酸化タンタルを含み、前記第4の材料がシリコンを含む、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第1の層および前記第2の層が、横方向に変化する厚さを有する、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第3の層および前記第4の層が、横方向に変化する厚さを有する、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第1のフィルターが、追加的なシリコン層を含む、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第1の材料および前記第3の材料の屈折率が、1.35から1.6の間である、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第2の材料の屈折率が、1.8から2.5の間である、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第4の材料の屈折率が、2.6から4.5の間である、請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記第2のフィルターが、わずか60層しか含まない、請求項1に記載の光学フィルター。
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