[发明专利]薄膜分束器的制造

说明书

背景

分束器用于各种各样的分离或组合光能的光子学应用。分束器使用部分反射面来反射入射光的一部分，同时允许其余光透射过该分束器。然而，许多分束器配置使用沉积于相对较厚衬底上的分束涂层。该厚衬底可导致杂散反射、重像、束偏移、不合需要的光波干扰、以及其它问题。

附图简述

附图例示本文中所述原理的各个实施例，并且是说明书的一部分。所示实施例仅仅是示例并且不限制权利要求的范围。

图1是根据本文中所述原理的平行板分束器的一示例性实施例的示图。

图2是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的示图。

图3是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的示图。

图4是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的示图。

图5是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的示图。

图6A和6B是根据本文中所述原理的用于在联合衬底上制造薄膜分束器的示例性方法的示图。

图7A和7B是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的示例性方法的示图。

图8是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的流程图。

图9是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的流程图。

图10是根据本文中所述原理的用于利用光刻工艺制造薄膜分束器的一示例性方法的流程图。

在附图中，相同的附图标记指示相似但并非必然相同的元件。

详细描述

如上所述，分束器用于各种各样的分离或组合光能的光子学应用。分束器使用部分反射面来反射入射光的一部分，同时允许其余光透射过该分束器。例如，分束器允许一小部分的主光束转向以用于测量，同时允许其余的光束继续通过该光学系统。

在许多应用中，分束器必须被精确构建以获取所需分束比、低损耗、温度稳定性、以及适当的偏振属性。常用的创建分束器的方法使用介质干涉滤光片来将入射光分束。同样，可使用各种各样其它类型的分束方法。

作为示例而非限制，分束层可包括薄金属层、圆点金属结构、亚波长孔隙、以及许多其它光学涂层。虽然介质干涉滤光片或其它分束器层提供大多数所需光学特性，但它们通常被沉积在厚衬底上。厚衬底保持分束器的机械完整性，并避免将引起光学涂层的裂化、翘曲或弯曲的应力。然而，衬底的厚度导致若干不合需要的光学特性，包括由于吸收所传输光束以及可导致重像、对齐和耦合问题的所传输光束偏移所引起的较高光学损失。

通过将分束涂层沉积在薄衬底上，这些不合需要的光学特性可被最小化。用诸如拉伸有机材料或氮化物膜的极薄衬底构建的分束器被称为薄膜分束器。尽管薄膜分束器适于各种各样的自由空间应用，但它们可能是不稳定的、难以构建的、和易碎的。

在以下描述中，为解释起见，阐明了众多具体细节以提供对本发明系统和方法的全面理解。然而对于本领域技术人员显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的装置、系统和方法。说明书中对“实施例”、“示例”或类似语言的引用表示结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或特性被包括在该至少一个实施例中，但并非必然被包括在其它实施例中。说明书中各处短语“在一个实施例中”或类似短语的各个实例并非必然都指同一实施例。

图1是常规平行板分束器(100)的一个示例性实施例。在该示例中，平行板分束器(100)包括相对较厚的衬底(118)。衬底(118)提供机械和光学上稳定的结构，其上可沉积光学涂层。通常，平行板分束器将具有在衬底(118)第一侧上的分束涂层(102)和在衬底(118)的第二侧上的抗反射涂层(104)。入射束(108)被示为沿中心线(106)传播。入射束(108)照射到分束涂层(102)并分成反射束(110)和透射束(112)。

在此实施例中，反射束(110)由分束器(110)导向垂直于入射束的方向。反射束(110)中光的量和反射束(110)的方向由入射束(108)的特性、分束涂层(102)的成分、入射束(108)照射到分束器表面(102)的角度以及其它因素确定。