Оптический фильтр, оптическая фильтровая система, спектрометр и способ изготовления оптического фильтра

1. Пропускающий оптический фильтр, выполненный с возможностью пропускания части спектра светового пучка, падающего на указанный фильтр, содержащий подложку, имеющую первую поверхность подложки и вторую поверхность подложки, противоположную указанной первой поверхности подложки, и содержащий наноструктурированный металлический слой и волновод,
при этом:
- указанная первая поверхность подложки является поверхностью с паттерном, содержащим массив наноструктур, состоящих из смежных выступов и канавок;
- на указанной первой поверхности подложки сформирован диэлектрический волновод с высоким показателем преломления, имеющий паттерн, заданный указанной первой поверхностью подложки, причем указанный диэлектрический волновод имеет показатель преломления n1 в интервале от 1,45 до 3,3;
- поверх указанного диэлектрического волновода сформирован диэлектрический слой с низким показателем преломления, имеющий паттерн, заданный указанным диэлектрическим волноводом и задающий смежные выступы и канавки, при этом указанный диэлектрический слой имеет показатель преломления n2 в интервале от 1,15 до 1,7, причем n2 меньше n1;
- по меньшей мере на части указанного диэлектрического слоя с низким показателем преломления сформирован массив металлических наноструктур, имеющий, по меньшей мере частично, форму паттерна, заданную указанным диэлектрическим волноводом.
2. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанный массив металлических наноструктур содержит массив сквозных отверстий, каждое из которых обращено к одной из канавок в указанном диэлектрическом слое с низким показателем преломления.
3
5
3. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанный массив металлических наноструктур имеет неоднородную толщину, причем толщина t металлических наноструктур на выступах указанного диэлектрического слоя с низким показателем преломления больше, чем их толщина t на канавках указанного диэлектрического слоя с низким показателем преломления.
1
N
4. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанный массив содержит множество из N подмассивов, имеющих различные периодичности Р-P по меньшей мере в одной размерности, причем N предпочтительно превышает 10.
5. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанные металлические наноструктуры покрывают только по меньшей мере часть выступов указанного диэлектрического слоя с низким показателем преломления.
6. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанные металлические наноструктуры покрывают только по меньшей мере часть указанных канавок.
2
7. Оптический фильтр по п. 1, в котором толщина t указанного диэлектрического волновода составляет от 20 нм до 150 нм, предпочтительно от 30 нм до 100 нм.
2
8. Оптический фильтр по п. 1, в котором толщина t указанного диэлектрического слоя с низким показателем преломления составляет от 80 нм до 200 нм, предпочтительно от 30 нм до 200 нм.
9. Оптический фильтр по п. 1, в котором период указанного массива металлических наноструктур составляет от 200 нм до 500 нм.
10. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанный массив металлических наноструктур представляет собой линейный массив ламелей с нанометровыми размерами.
11. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанная первая поверхность подложки является поверхностью с бинарным паттерном.
12. Оптический фильтр по п. 1, в котором указанная первая поверхность подложки является поверхностью с синусоидальным паттерном.
13. Оптическая фильтровая система, содержащая пропускающий оптический фильтр по п. 1, в которой к указанной подложке прикреплен массив детекторов.
14. Спектрометр, содержащий по меньшей мере один пропускающий оптический фильтр и/или по меньшей мере одну указанную пропускающую оптическую фильтровую систему, причем указанный спектрометр имеет для падающего света с длинами волн от 300 нм до 790 нм спектральное разрешение меньше 30 нм, предпочтительно меньше 20 нм.
15. Способ изготовления пропускающего оптического фильтра по п. 1, включающий следующие этапы:
a) обеспечивают подложку, имеющую контактную поверхность;
b) обеспечивают мастер-штамп, имеющий наноструктурированную поверхность;
c) наносят на указанную контактную поверхность слой золь-геля;
d) формируют из указанного слоя золь-геля, с использованием облучения указанного слоя золь-геля ультрафиолетовым светом, слой с наноотпечатком;
e) наносят на указанный слой с наноотпечатком тонкопленочное покрытие с высоким показателем преломления;
f) наносят на указанное тонкопленочное покрытие с высоким показателем преломления тонкопленочное покрытие с низким показателем преломления;
д) наносят, методом нанесения под углом, на указанное тонкопленочное покрытие с низким показателем преломления металлическое покрытие.