TWI875479B

TWI875479B - 光學濾波器

Info

Publication number: TWI875479B
Application number: TW113105657A
Authority: TW
Inventors: 史考特羅蘭德斯; 喬治Ｊ奧肯福斯; 提姆葛斯泰福森; 瑪里亞斯葛里勾尼斯
Original assignee: 美商菲爾薇解析公司
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2025-03-01
Also published as: CN113227849B; WO2020139841A2; CN120028898A; US20260029563A1; TW202422128A; KR102852125B1; KR20210108454A; WO2020139841A3; TW202522040A; US20230324592A1; US12461289B2; EP3903134A2; TW202032166A; US11650361B2; JP7729867B2; JP2025179080A; CN113227849A; TWI898999B; US20200209448A1; JP7404367B2

Abstract

本發明提供一種光學濾波器，該光學濾波器可包括安置至基板上之光學濾波器層集合。該光學濾波器層集合可包括包含具有第一折射率之第一材料的第一光學濾波器層子集。該第一材料可包含至少矽及氫。該光學濾波器層集合可包括包含具有第二折射率之第二材料的第二光學濾波器層子集。該第二材料不同於該第一材料且該第二折射率小於該第一折射率。該光學濾波器層集合可包括包含不同於該第一材料及該第二材料之第三材料的第三光學濾波器層子集。

Description

光學濾波器

本申請案係關於光學濾波器及其製造方法。［相關申請案］本申請案主張2018年12月27日申請之名為「光學濾波器(OPTICAL FILTER)」的美國臨時專利申請第62/785,487號之優先權，該案之內容以全文引用的方式併入本文中。

光學透射器可發射經導引朝向一或多個物件之光。舉例而言，在示意動作辨識系統中，光學透射器可朝向使用者透射近紅外線（near infrared；NIR）光，且NIR光可自使用者朝向光學接收器反射。在此情況下，光學接收器可擷取關於NIR光之資訊，且該資訊可用以識別使用者所執行之示意動作。舉例而言，裝置可使用該資訊，以產生使用者之三維表示且基於該三維表示來識別使用者所執行之示意動作。

然而，在NIR光朝向使用者透射期間及/或在自使用者朝向光學接收器反射期間，環境光可干擾NIR光。因此，光學接收器可光學耦接至諸如帶通濾波器之光學濾波器，以對環境光進行濾波且使NIR光朝向光學接收器傳遞通過。

根據一些實施方案，一種光學濾波器可包括一光學濾波器層集合，該光學濾波器層集合包括：包含具有第一折射率之第一材料的第一光學濾波器層子集，該第一材料包含至少矽及氫；包含具有第二折射率之第二材料的第二光學濾波器層子集，該第二材料不同於該第一材料且該第二折射率小於該第一折射率；及包含不同於該第一材料及該第二材料之第三材料的第三光學濾波器層子集。

根據一些實施方案，一種光學濾波器可包括：基板；安置至該基板上以濾波入射光的一或多個高折射率材料層及一或多個低折射率材料層，其中該入射光之具有第一光譜範圍的第一部分將由該光學濾波器反射且該入射光之具有第二光譜範圍的第二部分將由該光學濾波器傳遞通過，該一或多個高折射率材料層為第一材料，且該一或多個低折射率材料層為第二材料；及安置至該基板上的一或多個過渡材料層，該一或多個過渡材料層為不同於該第一材料及該第二材料之第三材料。

根據一些實施方案，一種光學系統可包括：光學透射器，其用以發射近紅外（NIR）光；光學濾波器，其用以使輸入光學信號濾波並提供經濾波輸入光學信號，該輸入光學信號包括來自該光學透射器之該NIR光及來自一光學源之環境光，該光學濾波器包括介電薄膜層集合，該介電薄膜層集合包括：由具有第一折射率之第一材料形成的第一層子集、由具有小於該第一折射率之第二折射率的一第二材料形成的第二層子集、由不同於該第一材料及該第二材料之一第三材料形成的第三層子集及由不同於該第一材料、該第二材料及該第三材料之第四材料形成的第四層子集；相對於該輸入光學信號，該經濾波輸入光學信號包括減小之環境光強度；及光學接收器，其用以接收該經濾波輸入光學信號並提供輸出電信號。

根據一些實施方案，一種製造光學濾波器的方法可包括：沉積該光學濾波器之第一光學濾波器層子集，該第一光學濾波器層子集包含具有第一折射率的一第一材料；沉積該光學濾波器之第二光學濾波器層子集，該第二光學濾波器層子集包含具有小於該第一折射率之第二折射率的一第二材料；及沉積包含不同於該第一材料及該第二材料之第三材料的一第三光學濾波器層子集。

實例實施方案之以下實施方式參考附圖。不同圖式中之相同參考編號可識別相同或類似的元件。2017年11月23日公開的Hendrix等人之美國專利申請公開案第20170336544號以引用的方式併入本文中。

光學接收器可接收來自諸如光學透射器之光源的光。舉例而言，光學接收器可接收來自光學透射器且反射自目標的近紅外線（NIR）光。目標可包括人（例如使用者及非使用者）、動物、非生物物件（例如汽車、樹、障礙物、傢俱、牆壁）等等。在此情況下，光學接收器可接收NIR光以及諸如可見光譜光的環境光。環境光可包括來自與光學透射器分開之一個或多個光源的光，諸如日光、來自燈泡之光等等。環境光可降低與NIR光相關的判定之準確度。舉例而言，在示意動作辨識系統中，環境光可降低基於NIR光產生目標之三維影像的準確度。在一些實例中，關於NIR光之資訊可用於辨識使用者之身分標識、使用者之特性（例如，高度或重量）、使用者之狀態（例如，使用者之眼瞼的位置、使用者是否蘇醒等等）、另一類型目標之特性（例如，距物件之距離、物件之大小，或物件之形狀）等等。因此，光學接收器可光學耦合至諸如帶通濾光器之光學濾光器，以對環境光濾光且使NIR光穿過朝向光學接收器。

舉例而言，光學濾波器可包括一介電薄膜層集合，其可經選擇並沉積以阻擋低於特定臨限值（諸如700奈米（nm））之帶外光的一部分，並傳遞特定波長範圍（諸如約700 nm至約1700 nm之範圍、約800 nm至約1100 nm之範圍、約900 nm至約1000 nm之範圍、約920 nm至約980 nm之範圍等等）之光。在一些實例中，通帶可具有在800 nm至1100 nm之範圍內、在約820 nm至約880 nm之範圍、約920 nm至980 nm之範圍、約870 nm至930 nm之範圍等等內的中心波長。在另一實例中，介電薄膜層集合可經選擇以濾除環境光。另外或替代地，介電膜層集合可經選擇以阻擋低於特定臨限值之帶外光，並傳遞另一波長範圍（諸如約1500 nm至約1600 nm之範圍、約1520 nm至約1580 nm之範圍）或具有處於約1550 nm之中心波長的光。

本文中所描述的一些實施方案可在光學濾波器（諸如低角度移位光學濾波器）之高折射率層集合中利用包含矽及氫之材料、氫化矽（Si:H）類材料、矽-鍺（SiGe）類材料、氫化矽-鍺（SiGe:H）材料等等。高折射率層集合中之材料可包括至少矽（Si）及氫（H）、矽及H之任何同位素（例如，氕（A=1）、氘（A=2）、氚（A=3））及/或其任何混合物。以此方式，基於相對於使用另一高折射率層材料之另一濾波器堆疊具有具有較高有效折射率之高折射率層集合的光學濾波器，該光學濾波器可提供相對低角度移位。此外，使用此等高折射率層材料中之任一者的濾波器可實質上阻擋或實際上剔除環境光並傳遞通過NIR光。

圖1A至圖1C為實例光學濾波器100、100'、100"之圖式。圖1A至圖1C展示使用三個或三個以上不同材料的光學濾波器之實例堆疊。如圖1A至圖1C中進一步所展示，光學濾波器100、100'、100"可包括光學濾波器塗層部分110及基板120。

如圖1A至圖1C中所展示，光學濾光器塗層部分110包括光學濾光器層集合。舉例而言，光學濾波器塗層部分110包括層130之第一集合、層140之第二集合及層135之第三集合。層130之第一集合可包括高折射率材料層之集合，且可在本文中稱為H層130。舉例而言，在一些實施方案中，H層130可包括包含氫及矽之材料（例如，可包括矽(Si)及氫(H)、Si及H之同位素（包括氕（A=1）、氘（A=2）及/或氚（A=3））的氫化矽（Si:H）層、氫化矽-鍺（SiGe:H）層，等等）。在一些實施方案中，H層130可包括包含矽及鍺之材料（例如，矽-鍺（SiGe）層等等）。

此等高折射率材料可具有在至少800奈米（nm）至1100 nm之範圍內高於3、3.2、3.5、3.6、4等等的折射率。舉例而言，Si:H可具有在800 nm至1100 nm之波長範圍內大於3的折射率。在一些實施方案中，Si:H材料具有在800 nm至1100 nm之波長範圍內大於3.5之折射率（例如，大於3.64之折射率）。在一些實施方案中，Si:H材料可具有在約830 nm之波長下約3.8之折射率。在一些實施方案中，折射率可在800 nm下大於3.87。在一些實施方案中，Si:H材料具有在800 nm至1100 nm之波長範圍內小於4.3之折射率。高折射率層可包括磷、硼、氮化物、氬、氧、碳化物等等。

在一些實施方案中，層140之第二集合可包括低折射率材料層集合，且可在本文中稱為L層140。舉例而言，L層140的折射率通常低於H層130之折射率。在一些實施方案中，L層140可包括矽、鎂、氟化物、氧、鉭、氮化物、鈮、鈦、鋁、鋯、釔或其組合。舉例而言，L層140可包括二氧化矽（SiO ₂）層、氮化矽（Si ₃N ₄）層、氟化鎂（MgF ₂）層、五氧化鉭（Ta ₂O ₅）層、五氧化鈮（Nb ₂O ₅）層、二氧化鈦（TiO ₂）層、氧化鋁（Al ₂O ₃）層、氧化鋯（ZrO ₂）層、氧化釔（Y ₂O ₃）層、其組合等等。

在一些實施方案中，層135之第三集合可對應於過渡層，且可在本文中稱為O層135。在一些實施方案中，O層135可包括不同於H層130及/或L層140之第三材料。O層135可為任何材料，包括氧化物。舉例而言，O層可包括矽、氧化矽（任何濃度）（例如，SiO _x，其中0＜x＜2）、二氧化矽（SiO ₂）、其組合等等。

如圖1B中所展示，光學濾波器塗層部分110可包括層145之第四集合，其可對應於在本文中稱為P層145的過渡層之第二集合。在一些實施方案中，P層145可包括不同於H層130、O層135及L層140之第四材料。替代地，在一些實施方案中，P層145可為與O層135相同之材料或類似之材料。P層可為任何材料，包括氧化物。舉例而言，P層145可包括矽、氧化矽（任何濃度）（例如，SiO _x，其中0＜x＜2）、二氧化矽（SiO ₂）、其組合等等。在一些實施方案中，圖1A說明層H-O-L的重複單元，其中O層135係在每一H層130之前（當自空氣界面朝向基板120計數時）。相比之下，圖1B說明層H-O-L之重複單元，其中P層145安置於每一H-O-L單元之間。在進一步對比中，圖1C說明層H-L之重複單元，其中O層安置於每一H-L單元之間。

在一些實施方案中，最外層（例如，最接近空氣界面之層）可為不同於L層140的層。舉例而言，在一些實施方案中，最外層可為H層130、O層135或P層145。在一些實施方案中，功能層及/或塗層可在光學濾波器塗層部分110外部。舉例而言，在一些實施方案中，功能層及/或塗層可包括抗汙塗層、保護塗層、耐用塗層、抗霧塗層、親水性塗層及/或疏水性塗層。在一個實例中，最外層可為氮化物。

在一些實施方案中，層130、135、140及145可按特定次序堆疊，諸如（H-O-L） _m次序、（H-O-L-O） _m次序、（H-L-O） _m次序、（H-O-L-P） _m次序、（H-O-L） _m-H次序、（H-O-L-P） _m-H次序、（H-O-L-P） _m-H-O-L次序、L-（H-O-L） _m次序、L-P-（H-O-L-P） _m次序、其組合、另一可能次序等等，其中 m為層之單元的數量並具有大於或等於一之值。舉例而言，如圖1A中所展示，層130、135及140係按L層140安置於光學濾光器100之表面處且H層130安置於基板120之表面處的(H-O-L) _m次序定位。此外，在圖1B中所展示實例中，層130、135、140及145係按L層140安置於光學濾光器100'之表面處且H層130安置於基板120之表面處的(H-O-L-P) _m次序定位。在圖1C中所展示之實例中，層130、135及140係按L層140安置於光學濾光器100"之表面處且H層130安置於基板120之表面處的(H-L-O) _m次序定位。

這些層之數量、厚度及/或次序可影響光學濾波器塗層部分110及/或光學濾波器100、100'、100"的光學品質，包括光學透射率及角度移位。在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110可與特定層數量m相關聯。舉例而言，光學濾波器塗層部分110可包括2至200個層、10至100個層，或30至60個層。光學濾波器塗層部分110可包括10至40個H層130。在一些實例中，SiGe:H類光學濾波器可包括2層至200層之範圍。

在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110之每一層可與特定厚度相關聯。舉例而言，層130及140可各自與1 nm與1500 nm之間、3 nm與1000 nm之間、6 nm與1000 nm之間或10 nm與500 nm之間的厚度相關聯，及/或光學濾波器塗層部分110可與0.1 μm與100 μm之間、0.25 μm與20 μm之間等等的厚度相關聯。在一些實例中，層130及140中之至少一者可與小於1000 nm、小於600 nm、小於100 nm或少於20 nm之厚度相關聯，及/或光學濾波器塗層部分110可與小於100 μm、小於50 μm及/或小於10 μm之厚度相關聯。在一些實施方案中，層130及140可與多個厚度相關聯，諸如層130之第一厚度及層140之第二厚度、層130之第一子集的第一厚度及層130之第二子集的第二厚度、層140之第一子集的第一厚度及層140之第二子集的第二厚度等等。在此情況下，層厚度及/或層數量可基於諸如預期通帶、預期反射率等等的光學特性之預期集合來選擇。

層135及145可各自與1 nm與20 nm之間的厚度相關聯。取決於光學濾波器塗層部分110及/或光學濾波器100、100'、100"的製造方法及/或所需光學品質，O層135及P層145可各自與小於10 nm之厚度相關聯。在一些實例中，O層135及P層145可各自與1 nm至10 nm或者2 nm至6 nm抑或約5 nm的厚度相關聯。在一些實施方案中，O層135及P層145可各自與2 nm與6 nm之間或約5 nm的厚度相關聯。在一些實施方案中，O層135及P層145可與多個厚度相關聯，諸如O層135之第一厚度及P層145之第二厚度、O層135之第一子集的第一厚度及O層135之第二子集的第二厚度、P層145之第一子集的第一厚度及P層145之第二子集的第二厚度等等。在此情況下，層厚度及/或層數量可基於諸如預期通帶、預期反射率等等的光學特性之預期集合來選擇。

在一些實施方案中，特定SiGe類材料可經選擇用於H層130。舉例而言，在一些實施方案中，H層130可經選擇及/或製造（例如，經由濺鍍程序，如在下文更詳細地描述）以包括特定類型SiGe，諸如SiGe-50、SiGe-40、SiGe -60等等。

在一些實施方案中，如本文所描述，由於濺鍍沉積程序，H層130可包括另一材料，諸如氬。在另一實例中，H層130可使用如本文所描述的用以氫化矽或SiGe類材料之加氫程序、用以氮化矽或SiGe類材料之加氮程序、用以退火矽或SiGe類材料之一或多個退火程序、另一類型之程序、用以摻雜矽或SiGe類材料之摻雜程序（例如，磷類摻雜、氮類摻雜、硼類摻雜等等）或多個程序的組合（例如，氫化、氮化、退火及/或摻雜之組合）來製造。舉例而言，H層130可經選擇以包括在例如約800 nm至約1100 nm之光譜範圍、約820 nm至約1000 nm之光譜範圍、約950 nm之特定波長等等內大於L層140之折射率的折射率。在另一實例中，H層130可經選擇以包括在例如約1400 nm至約1700 nm之光譜範圍、約1500 nm至約1600 nm之光譜範圍、約1550 nm之特定波長等等內大於L層140之折射率的折射率。在此情況下，H層130可與大於3之折射率、大於3.5之折射率、大於3.8之折射率或大於4之折射率相關聯。舉例而言，H層130可與在H層130包括SiGe:H之情況下在約950 nm下的大於4、在H層包括Si:H之情況下在約950 nm下的約3.74等等之折射率相關聯。

在一些實施方案中，特定材料可經選擇用於L層140。舉例而言，L層140可包括SiO ₂層之一集合、Al ₂O ₃層之一集合、TiO ₂層之一集合、Nb ₂O ₅層之一集合、Ta ₂O ₅層之一集合、MgF ₂層之一集合、Si ₃N ₄層之一集合、ZrO ₂層之一集合、Y ₂O ₃層之一集合等等。在此情況下，L層140可經選擇以包括低於H層130之折射率的折射率。

在一些實施方案中，H層130及/或L層140可與特定消光係數相關聯。舉例而言，對於包括矽及氫之H層130，消光係數可在特定光譜範圍內低於約0.001。舉例而言，消光係數可在約800 nm至約1100 nm之光譜範圍、約900 nm至約1000 nm之光譜範圍、約954 nm之波長等等內低於約0.001。對於包括鍺之H層130，此消光係數可在特定光譜範圍內低於約0.007（對於Si:H在800 nm下為0.004）、低於約0.003之消光係數（對於Si:H在800 nm下為0.002）、低於約0.001之消光係數等等。舉例而言，可在約800 nm至約1100 nm之光譜範圍、約900 nm至約1000 nm之光譜範圍、約954 nm之波長等等內界定消光係數。另外或替代地，可在約1400 nm至約1700 nm之光譜範圍、約1500 nm至約1600 nm之光譜範圍、約1550 nm之特定波長等等內界定消光係數。在一些實施方案中，用於L層140之特定材料可基於帶外阻擋光譜範圍之所需寬度、與入射角（AOI）之變化相關聯的所需中心波長移位等等而選擇。

在一些實施方案中，光學濾波器100、100'、100"可包括在基板之與光學濾波器塗層部分110相對之側上的塗層180。塗層180可為單層或多層。在一些實例中，塗層180可為抗反射塗層、阻擋濾波器及/或帶通濾波器。塗層180可包括氧化物中之至少一者，氧化物包括SiO _x、SiO ₂、TiO ₂、Ta ₂O ₅等等。在一個實例中，塗層180可為SiO ₂及TiO ₂之交替層。另外或替代地，塗層180可具有與光學濾波器塗層部分110類似之結構，且可包括多於兩個材料。在一些實施方案中，塗層180可包括光學濾波器塗層部分110之H層130、L層140、O層135及/或P層145。

光學濾波器塗層部分110可藉由任何方法（包括但不限於任何塗佈及/或濺鍍製程）製造。舉例而言，如圖1A中所展示之光學濾波器塗層部分110可藉由將H層130沉積於基板120上及接著將O層135沉積於H層130上而製造。L層140接著可沉積於O層135上，且第二H層130接著可沉積於L層140上。此可經重複直至沉積所需數量層為止。如圖1B中所展示之光學濾波器塗層部分110可藉由將H層130沉積於基板120上及接著將O層135沉積於H層130上而製造。L層140接著可沉積於O層135上，且P層145可沉積於L層140上。第二H層130接著可沉積於P層145上。此可經重複直至沉積所需數量層為止。類似地，如圖1C中所展示之光學濾波器塗層部分110可藉由將H層130沉積於基板120上及接著將L層140沉積於H層130上而製造。O層135接著可沉積於L層140上，且第二H層130接著可沉積於O層135上。此可經重複直至沉積所需數量層為止。在一些情況下，在層130、135、140、145等等中之一或多者中可存在其他材料。舉例而言，在沉積製程期間，用以形成沉積層之材料可排放至底層中。

在一些實施方案中，儘管特定材料可在製造製程期間沉積，但光學濾波器塗層部分110之最終組成物可不同於沉積的材料。舉例而言，Si:H之第一H層130可沉積於基板120上。SiO ₂之第一O層135可沉積於Si:H之第一H層130上。Ta ₂O ₅之第一L層140可沉積於SiO ₂之第一O層上。Si:H之第二H層130可沉積於Ta ₂O ₅之第一L層140上。SiO ₂之第二O層135可沉積於Si:H之第二H層130上。Ta ₂O ₅之第二L層140可沉積於SiO ₂之第二O層135上。因此，最終光學濾波器塗層部分110可在其沉積時出現為：基板-Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅-Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅。然而，在一些實施方案中，O層135可作為過渡層出現（例如，基板-Si:H-SiOx-Ta ₂O ₅-Si:H-SiOx-Ta ₂O ₅，其中0＜x＜2，諸如SiO _1.3、SiO _1.7等等）。在一些實施方案中，O層135可並非為相同材料（例如，第一O層135可為SiO ₂且第二O層135可為SiO _1.3）。另外或替代地，H層130中之一或多者可包括氧或氧類材料（例如，SiOH、SiGeOH、SiGeO等等）。另外或替代地，最終光學濾波器塗層部分110可包括沉積於基板上之第一Si:H層、沉積於第一Si:H層上之第一SiO ₂層、沉積於第一SiO ₂層上之第一Ta ₂O ₅層、沉積於第一Ta ₂O ₅層上之第二Si:H層、沉積於第二Si:H層上之第二SiO ₂層、沉積於第二SiO ₂層上之第二Ta ₂O ₅層及沉積於第二Ta ₂O ₅層上之第三SiO ₂層。

在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110可使用濺鍍程序來製造。舉例而言，光學濾波器塗層部分110可使用將層130、135、140及/或145濺鍍於基板120上的基於經脈衝磁控之濺鍍程序來製造，基板120可為玻璃基板或另一類型之基板。在一些實施方案中，多個陰極可用於濺鍍程序，諸如用以濺鍍矽之第一陰極及用以濺鍍鍺之第二陰極。在此情況下，多個陰極可與第一陰極相對於所選擇的第二陰極之傾斜角相關聯以確保鍺相對於矽之特定濃度，如上文所描述。在一些實施方案中，氫氣流可在濺鍍程序期間添加以氫化矽或矽-鍺。類似地，氮氣流可在濺鍍程序期間添加以氮化矽或矽-鍺。在一些實施方案中，可使用一或多個退火程序來對濾波器塗層部分110進行退火，諸如約280攝氏度或約200攝氏度與大致400攝氏度之間的溫度下之第一退火程序、約320攝氏度或約250攝氏度與約350攝氏度之間的溫度下之第二退火程序等等。在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110可使用自目標塗佈之SiGe:H來製造，如關於圖1A至圖1D所描述。舉例而言，具有矽與鍺之所選擇比率的SiGe複式目標可經濺鍍以製造具有特定矽與鍺比率之光學濾波器塗層部分110。

在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110可與致使相對於由另一類型之光學濾波器致使的角度移位的減小之角度移位相關聯。舉例而言，基於H層130相對於L層140之折射率的折射率，光學濾波器塗層部分110可致使相對於具有另一類型之高折射率材料的另一類型之光學濾波器的減小之角度移位。

在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110附接至基板，諸如基板120。舉例而言，光學濾波器塗層部分110可附接至玻璃基板或另一類型之基板。另外或替代地，光學濾波器塗層部分110可直接塗佈至偵測器上或至包括偵測器之陣列的矽晶圓之一集合上（例如，使用光微影、剝離製程等等）。在一些實施方案中，光學濾波器塗層部分110可與入射媒質相關聯。舉例而言，光學濾波器塗層部分110可與作為入射媒質之空氣媒質或玻璃媒質相關聯。在一些實施方案中，光學濾光器100、100'、100"可安置於一集合之稜鏡之間。在另一實例中，可使用另一入射媒質，諸如透明環氧樹脂，及/或可使用另一基板，諸如聚合物基板（例如，聚碳酸酯基板、環烯烴共聚物（COP）基板等等）。

在一些實施方案中，光學濾波器100、100'、100"可為具有具有大於90%之透射率位準之透射通帶的干涉濾波器。對於關於透射率位準之透射通帶，透射通帶經界定於透射率大於90%的最低波長處的較低波長邊界上及界定於透射率低於90%的最高波長處的較高波長邊界上。在一些實例中，透射通帶可具有大於90%、大於94%或大於95%之平均透射率。舉例而言，通帶中之平均透射率可大於94%且通帶中之峰值透射率可大於97%，其可取決於波長範圍（例如，上文所提及之值可適用於大於約840 nm之波長，且上文所提及之值可為在較短波長下低約2%，且SiGe:H亦可具有較低透射率）。

在一些實施方案中，光學濾波器100、100'、100"可在400 nm至1100 nm之波長範圍內或在300 nm至1100 nm之波長範圍內提供在通帶之外部的阻擋（例如，在通帶之一個或兩個側之抑制頻帶）。在一些實施方案中，光學濾波器100、100'、100"可具有在400 nm至1100 nm之波長範圍內大於光密度2（OD2）的抑制頻帶內之阻擋位準、在300 nm至1100 nm之波長範圍內大於光密度3（OD3）的抑制頻帶內之阻擋位準，或在300 nm至1100 nm之波長範圍內大於光密度4（OD4）的阻擋位準。在一些實例中，光學濾波器100、100'、100"可提供自400 nm至800 nm大於OD2或自400 nm至800 nm大於OD3之阻擋位準。對於關於阻擋位準的抑制頻帶，在低於通帶之波長處的抑制頻帶由阻擋位準大於所指定OD位準（例如，OD2或OD3）之最高波長以高波長邊界界定，且在高於通帶之波長處的抑制頻帶由阻擋位準大於所指定OD位準（例如，OD2或OD3）之最低波長界定。在一些實例中，抑制頻帶具有大於OD2或OD3之平均阻擋位準。在一些實例中，光學濾波器100、100'、100"可提供自400 nm至800 nm的OD2或大於OD 4之平均阻擋位準或自400 nm至800 nm之OD3的平均阻擋位準。

在一些情況下，光學濾波器100、100'、100"可為長波長通道邊緣濾波，且通帶具有在800 nm至1100 nm之波長範圍中的邊緣波長。然而，在大多數情況下，光學濾波器100、100'、100"為帶通濾波器，諸如窄帶通濾波器。通常，通帶具有在800 nm至1100 nm之波長範圍中之中心波長。通帶具有小於60 nm之半高全寬（FWHM）。在一些實例中，通帶可具有小於55 nm、小於50 nm或少於45 nm之FWHM。整個通帶可在800 nm至1100 nm之波長範圍內。在一些實例中，FWHM可取決於各種因數，包括應用、光源熱管理、光學濾波器100、100'、100"的設計、角度範圍等等。舉例而言，在5 nm處，熱控制裝置可在窄角度範圍內操作，其中光源及光學濾波器100、100'、100"具有滿足臨限值的製造容許（例如，小於一奈米）。在另一實例中，在120 nm處，裝置可具有具有源波長之高溫變化的光源，且可對於較大接收角在較大溫度範圍（例如，自零下40°至120°攝氏度）內操作。在此情況下，光源可具有更可撓性製造容許（例如，+/-10奈米）。在本文中所描述的一些實施方案中，通帶可經定義為包括其中透射率位準大於90%、大於94%、大於95%等等的波長。然而，將瞭解在其他實例中，可存在通帶之另一合適定義。此外，在本文中所描述的一些實施方案中，抑制頻帶可經定義為包括其中透射率位準大於OD2、大於OD3、大於OD4等等的波長。然而，將瞭解在其他實例中，可存在抑制頻帶之另一合適定義。

在一些實施方案中，光學濾波器100、100'、100"可具有在入射角變化情況下的低中心波長移位。通帶之CWL在入射角自0°變化至30°的情況下量值移位小於20 nm。在一些實例中，通帶之CWL可在入射角自0°變化至30°的情況下量值移位小於15 nm。通帶之CWL在入射角自0°變化至30°的情況下量值在20 nm與6 nm之間移位。通帶之CWL在入射角自0°變化至30°的情況下量值移位小於12 nm。通帶之CWL在入射角自0°變化至30°的情況下量值在12 nm與6 nm之間移位。

如上文所指示，提供圖1A至圖1C僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖1A至圖1C所描述之實例。

圖2A至圖2D為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之光學特性及/或機械特性的一或多個實例之圖式。

如圖2A中及由圖表200所展示，相對於其中H層130包括Si:H作為高折射率材料且L層140包括SiO ₂作為低折射率材料的設計，運用其中H層130包括Si:H作為高折射率材料且L層140包括Ta ₂O ₅作為低折射率材料（例如，具有二階間隔物）的設計，具有如圖1A至圖1C中所展示及/或上文參看圖1A至圖1C所描述之組態的光學濾波器可達成較低角度移位。舉例而言，圖2A說明展示針對六個不同設計隨波長而變之透射百分比的標繪圖。詳言之，圖2A中所說明的各種標繪圖包括其中L層140包括作為低折射率材料之SiO ₂以及包括Si:H之一階、二階及三階間隔物層的三個設計，及其中O層135及P層145包括氧化物（諸如氧化矽（任何濃度）（例如，SiO _x，其中0＜x＜2）、二氧化矽（SiO ₂））且另外其中L層140包括作為低折射率材料之Ta ₂O ₅以及包括Si:H之一階、二階及三階間隔物層的三個設計。如所展示，所有設計在0度之AOI下具有實質上類似效能。

如圖2B中及由圖表210所展示，具有如圖1A至圖1C中所展示及/或上文參看圖1A至圖1C所描述之組態的光學濾波器之厚度（以奈米計）可取決於用於L層140中之低折射率材料的材料。舉例而言，如上文參看圖2A所描述，SiO ₂及Ta ₂O ₅具有在0度之AOI下供應實質上類似效能的帶通。然而，如由圖表210所展示，使用Ta ₂O ₅作為L層140（或其他反射器層）中之低折射率材料及/或包括過渡層（諸如氧化矽（任何濃度）（例如，SiO _x，其中0＜x＜2）或二氧化矽（SiO ₂））相對於使用SiO ₂作為低折射率材料之設計增加整體設計厚度而不管間隔物層階數。舉例而言，含有Ta ₂O ₅之設計具有大於3500 nm之實體厚度且含有SiO ₂之設計對於一階間隔物層具有小於3250 nm之實體厚度，含有Ta ₂O ₅之設計具有大於4000 nm之實體厚度且含有SiO ₂之設計對於二階間隔物層具有約3600 nm之實體厚度，且含有Ta ₂O ₅之設計具有幾乎4500 nm之實體厚度且含有SiO ₂之設計對於三階間隔物層具有約4000 nm之實體厚度。一般而言，含有Ta ₂O ₅之設計可增加總設計厚度，此係因為Si:H與Ta ₂O ₅之間的折射率比低於Si:H與SiO ₂之間的折射率比。

如圖2C中及由圖表220所展示，使用Ta ₂O ₅用於低折射率材料對於增加之AOI可降低中心波長（CWL）之非所要下移。舉例而言，圖表220說明在不同帶通間隔物階處對於含有Ta ₂O ₅之設計及含有SiO ₂之設計的CWL移位（以奈米計）的比較。如所展示，相對於含有SiO ₂之設計，CWL下移在任何帶通間隔物階處對於含有Ta ₂O ₅之設計通常較小，此係因為與SiO ₂相比Ta ₂O ₅具有更高折射率。因此，在具有如圖1A至圖1C中所展示及/或上文參看圖1A至圖1C所描述之組態的光學濾波器中，在L層140中使用具有相對較高折射率的材料（例如，Ta ₂O ₅而非SiO ₂）通常可降低帶通角度移位。

如圖2D中及由圖表230所展示，使用Ta ₂O ₅用於低折射率材料可降低塗層（例如，塗層180）應用於基板（例如，基板120）的非所要應力。舉例而言，圖表230說明基於係Ta ₂O ₅抑或SiO ₂用於塗層比較自帶通塗層施加的總應力（以兆帕斯卡（MPa）計）。如所展示，相對於含有SiO ₂之設計，總施加應力通常在任何帶通間隔物階下對於含有Ta ₂O ₅之設計較小，此係因為由經磁控濺鍍Ta ₂O ₅施加的應力實質上低於由經磁控濺鍍SiO ₂施加的應力。因此，在具有如在圖1A至圖1C中所展示及/或上文參看圖1A至圖1C所描述之組態的光學濾波器中，使用具有相對較低應力之材料可降低施加至基板的應力。

以此方式，運用具有較高折射率之材料（Ta ₂O ₅）替換具有較低折射率之材料（例如，SiO ₂）通常可降低帶通角度移位，其可允許（較薄）低階間隔物被使用。舉例而言，如圖2B中所展示，包括Ta ₂O ₅之第一階間隔物可具有類似於包括SiO ₂之二階間隔物的厚度，且包括Ta ₂O ₅之二階間隔物可具有類似於包括SiO ₂之三階間隔物的厚度。此外，如圖2C中所展示，包括Ta ₂O ₅之一階間隔物可具有類似於包括SiO ₂之二階間隔物的角度移位，且包括Ta ₂O ₅之二階間隔物可具有類似於包括SiO ₂之三階間隔物的角度移位。如圖2D中進一步所展示，自包括SiO ₂之二階間隔物移動至包括Ta ₂O ₅之一階間隔物導致較低應力（同時提供類似角度移位及類似厚度），且自包括SiO ₂之三階間隔物移動至包括Ta ₂O ₅之二階間隔物類似地導致較低應力。以此方式，由間隔物層厚度施加至基板的應力可藉由使用具有較高折射率之材料而減小同時仍達成類似角度移位。舉例而言，儘管前述描述提及受益於運用較高折射率材料（諸如Ta ₂O ₅）替換具有較低折射率之材料（例如，SiO ₂），但類似益處可藉由具有比SiO ₂高的折射率的其他材料（諸如Nb ₂O ₅、TiO ₂等等）實現。

在一些實施方案中，在具有Si:H及Ta ₂O ₅之帶通設計中，在Si:H及Ta ₂O ₅之界面處的吸收率致使較低透射百分比。在Si:H與Ta ₂O ₅之間添加緊密地結合氧的極薄材料層（例如，SiO ₂、Al ₂O ₃等等）可防止降低透射百分比之界面吸收率。另外或替代地，在Si:H與Ta ₂O ₅之間添加不與氧反應的極薄層（例如，亞硝酸鋁、Si ₃N ₄等等）可防止降低透射百分比之界面吸收率。以此方式，界面吸收率可減小，且透射百分比可增加而不必對在Si:H與Ta ₂O ₅之間添加的薄層施加嚴格的控制，此係因為薄層構成總設計厚度之小比例。此外，對於可受益於低透射頻帶與高透射T頻帶之間的更陡過渡但歸因於應力限制不能容納較厚塗層的光學濾波器，使用低應力方法可准許更多法布里-珀羅空腔被使用，其可銳化低透射頻帶與高透射T頻帶之間的過渡而不超出應力限制。

以此方式，L層140中所使用的特定材料可經選擇以降低帶通塗層中之應力，此使晶圓不太易於翹曲且因此更易於在單粒化之前處置。另外，若要求較小翹曲，則在晶圓背側上需要額外應力平衡塗層，此增加成本並增加晶圓將在處置期間破裂的機率。此外，若在帶通塗層中存在較小應力，則較薄基板可用以製造光學濾波器，此允許感測器系統隨較薄光學濾波器一起製造更薄，且較薄光學濾波器允許在裝配期間更大撓性而部分接觸不大可能，其可造成損害、降級效能等等。此外，更多空腔可用以銳化過渡而不超出應力容差，此可導致較佳信雜比，且帶通塗層中之較低角度移位可實現針對相同光學光角度的較窄頻寬及較佳信雜比。

如上文所指示，提供圖2A至圖2D僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖2A至圖2D所描述之實例。

圖3A至圖3D為用於製造本文中所描述的一或多個實例實施方案之濺鍍沉積系統之一或多個實例300的圖式。

如圖3A中所展示，實例濺鍍沉積系統可包括真空腔室310、基板320、陰極330、目標331、陰極電源供應器340、陽極350、電漿活化源（PAS）360及PAS電源供應器370。目標331可包括矽材料、基於特定濃度之光學特性所選擇的特定濃度之矽-鍺材料，等等。在另一實例中陰極330之角度可經組態以致使特定濃度矽及/或矽-鍺經濺鍍至基板320上，如本文所描述。PAS電源供應器370可用以給PAS 360供電且可包括射頻（RF）電源供應器。陰極電源供應器340可用以給陰極330供電且可包括脈衝式直流電（direct current；DC）電源供應器。在此情況下，濺鍍沉積系統可致使一或多個層經由DC濺鍍而濺鍍至基板320上。

如圖3A中所展示，目標331可在存在氫氣（H ₂）以及惰性氣體（諸如氬氣）之情況下被濺鍍以將氫化矽（Si:H）材料、氫化矽-鍺（SiGe:H）材料等等作為一層沉積於基板320上。惰性氣體可經由陽極350及/或PAS 360提供至腔室中。氫氣經由PAS 360引入真空腔室310中，其用以活化氫氣。另外或替代地，陰極330可致使氫氣活化，在此情況下氫氣可自另一部分真空腔室310引入，或陽極350可致使氫氣活化，在此情況下陽極350可引入氫氣至真空腔室310中。在一些實施方案中，氫氣可呈氫氣、氫氣與惰性氣體（例如，氬氣）之混合物，等等形式。PAS 360可位於陰極330之臨限接近度內，從而使得來自PAS 360之電漿與來自陰極330之電漿重疊。PAS 360之使用可允許Si:H及/或SiGe:H層以相對高沉積速率沉積。在一些實施方案中，Si:H及/或SiGe:H層以約0.05 nm/s至約2.0 nm/s之沉積速率、約0.5 nm/s至約1.2 nm/s之沉積速率、約0.8 nm/s之沉積速率等等沉積。

儘管本文中關於特定幾何形狀及特定實施方案描述濺鍍程序，但其他幾何形狀及其他實施方案係可能的。例如，氫氣可自另一方向注入、與陰極330呈臨限接近度地自氣體歧管注入等等。

如圖3B至圖3C中所展示，類似濺鍍沉積系統包括真空腔室310、基板320、第一陰極380、第二陰極390、第一目標381、第二目標391、陰極電源供應器340、陽極350、PAS 360及PAS電源供應器370。在此情況下，第一目標381可為矽目標且第二目標391可為鍺目標。因此，如本文中所描述，第一目標381可被稱作矽目標381且第二目標391可被稱作鍺目標391。然而，將瞭解第一目標381及/或第二目標391可由其他合適材料製成以形成高折射率材料層。

如圖3B中所展示，矽目標381係以相對於基板320約0度（例如，約平行於基板320）而定向且鍺目標391係以相對於基板320約120度而定向。在此情況下，矽及鍺係分別由陰極380及陰極390分別自矽目標381及鍺目標391而濺鍍至基板320上。

如圖3C中所展示，在類似濺鍍沉積系統中，矽目標381及鍺目標391各自係以相對於基板320約60度而定向，且矽及鍺分別由陰極380及陰極390分別自矽目標381及鍺目標391而濺鍍至基板320上。

如圖3D中所展示，在類似濺鍍沉積系統中，矽目標381係以相對於基板320約120度而定向且鍺目標391係以相對於基板320約0度而定向。在此情況下，矽及鍺係分別由陰極380及陰極390分別自矽目標381及鍺目標391而濺鍍至基板320上。

關於圖3A至圖3D，矽濺鍍沉積系統中之組件之每一組態可產生不同相對濃度矽、矽及鍺等等。儘管本文中根據組件之不同組態來描述，但亦可使用不同材料、不同製造製程等等達成矽及鍺之不同相對濃度。

如上文所指示，提供3A至圖3D僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於3A至圖3D所描述之實例。

圖4A至圖4B為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之光學特性的一或多個實例之圖式。

如圖4A中及由圖表410所展示，特性之集合經判定以例如用於SiGe層（例如，供用於光學濾波器的SiGe:H層）。一般而言，陰極濺鍍矽之陰極角度的增加可對應於相對於矽含量光學濾波器中增加之鍺含量，如關於圖3B至圖3D更詳細地描述。舉例而言，對於在30度下沉積的光學濾波器之高折射率層，高折射率層可與約7.5%鍺含量相關聯。類似地，對於在35度下沉積，光學濾波器可與約22%鍺含量相關聯，且對於在50度下沉積，光學濾波器可與約90%鍺含量相關聯。

如在圖4A中及由圖表410進一步所展示，對於一層集合，基於陰極角度（以度計）提供在950 nm之波長下的折射率n，濺鍍係在該陰極角度下執行以濺鍍材料以形成高折射率材料層集合。如所展示，對於矽-鍺(SiGe)及經退火矽-鍺（SiGe-280C）（例如，已在280攝氏度（C）下執行退火程序所針對的矽-鍺），陰極角度之增加對應於折射率之增加。此外，包括鍺之矽層的折射率大於不包括鍺之矽（諸如矽（Si）類光學濾波器及經退火矽（Si-280C）類光學濾波器）的折射率，籍此改良包括SiGe層的光學濾波器之效能。

如圖4B中及由圖表420所展示，另一光學特性集合經判定用於高折射率材料層集合。如所展示，可關於用於高折射率材料層之材料類型及用於沉積高折射率層的濺鍍程序之陰極角度判定在950 nm之波長下的吸收率。舉例而言，增加之鍺含量（例如，增加之陰極角度）通常與增加之吸收率（或損耗）相關聯。然而，相對於未退火SiGe，經退火SiGe（SiGe-280C）係與與類似陰極角度相關聯的光學濾波器之減小之吸收率相關聯。舉例而言，經退火SiGe可與在一陰極角度下滿足用於光學濾波器之吸收率臨限值的損耗值相關聯，該陰極角度對應於滿足用於光學濾波器之低角度移位的折射率臨限值的一折射率。以此方式，退火SiGe（或SiGe:H）可准許SiGe（或SiGe:H）待用作具有相對高折射率且沒有NIR光之過多吸收的低角度移位塗層。

如上文所指示，提供圖4A及圖4B僅作為一或多個實例。其他實例且可不同於關於圖4A及圖4B所描述之實例。

圖5A至圖5B為與本文中所描述的一或多個實施方案相關的材料之集合之特性的一或多個實例之圖式。

如圖5A中及由圖表510所展示，機械特性集合經判定用於高折射率材料層集合。如所展示，應力值（以兆帕斯卡（MPa）計）可關於用於高折射率材料層的材料之類型及用於沉積高折射率材料層之濺鍍程序的陰極角度的而判定。應力值可為由於濺鍍程序而在高折射率材料層上之壓縮應力。舉例而言，增加之鍺含量（例如，增加之陰極角度）係與SiGe層的減小之應力相關聯。如所展示，在類似陰極角度下，相對於未退火SiGe，經退火SiGe係與減小之應力值相關聯。舉例而言，經退火SiGe可與在一陰極角度下滿足用於光學濾波器之應力臨限值的應力值相關聯，該陰極角度對應於滿足用於光學濾波器之折射率臨限值的一折射率。當製造程序包括將晶圓切割成多個部分以用於多個光學濾波器時，減小應力值可減小製造之困難。此外，相對於具有較大應力值的另一類型之材料，減小之應力值可准許減小之厚度基板。以此方式，退火SiGe（或SiGe:H）可准許SiGe（或SiGe:H）待用作具有相對高折射率且沒有過多應力值之低角度移位塗層，籍此改良光學濾波器之可製造性並相對於未退火光學濾波器且尤其在與使用純矽之光學濾波器相比較的情況下減小光學濾波器的厚度。

如圖5B中及由圖表520所展示，光學特性之集合經判定用於在950 nm波長處的帶通濾波器中心之集合。如所展示，第一光學濾波器及第二光學濾波器的透射百分比係關於退火之利用及光之波長而判定。舉例而言，在圖5B中，參考編號522可對應於第一光學濾波器且參考編號524可對應於第二光學濾波器，其中之每一者可與通常類似之參數（例如，4個空腔之集合、3.1微米厚度、包括SiGe的高折射率層之集合、包括二氧化矽（SiO ₂）的低折射率層之一集合、第二側上無抗反射塗層，及47.5度之陰極角度（例如，其可對應於高折射率層之集合的約80%鍺））相關聯。然而，在圖5B中，參考編號522可對應於其中使用退火形成高折射率層中之一或多者的第一光學濾波器且參考編號524可對應於其中不利用退火的第二光學濾波器。

因此，如圖5B中並由參考數字522及524所展示，相對於不利用光學濾波器之退火，退火之利用改良在約950 nm處之透射率約7%（例如，至在約950 nm處大於80%或約85%）。舉例而言，如由參考編號524所展示，在約950 nm處的透射率可在不利用退火時小於80%。以此方式，相對於未退火光學濾波器，退火SiGe（或SiGe:H）准許SiGe（或SiGe:H）待用作具有改良之透射率的低角度移位塗層。在另一實例中，相對於無抗反射塗層之第一光學濾波器，包括抗反射塗層（例如，在光學濾波器之背側表面上）可改良透射率額外約5%。

儘管圖5B展示與第一光學濾波器及第二光學濾波器之特性的特定集合相關的實例，但本文中所描述的其他實例可展現運用光學濾波器之其他特性的退火的類似經改良效能。

儘管圖5B展示與帶通濾波器之光學特性相關的實例，但類似經改良之光學特性可與短波通道濾波器、長波通道濾波器、抗反射塗層、非偏振光束分裂器、偏振光束分裂器、介電反射器、多帶通濾波器、陷波濾波器、多陷波濾波器、中性密度濾波器等等之製造相關聯。

如上文所指示，提供圖5A及圖5B僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖5A及圖5B所描述之實例。

圖6A至圖6C為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之特性的一或多個實例600之圖式。

如圖6A中及由圖表610所展示，光學特性之集合經展示用於光學濾波器之集合，這些光學濾波器包括氫化矽（Si:H）類光學濾波器及氫化矽-鍺（SiGe:H）類光學濾波器。在此情況下，光學濾波器之集合可利用二氧化矽（SiO ₂）作為低折射率材料。如所展示，在波長集合下之透射百分比經判定用於光學濾波器之集合。在此情況下，SiGe:H光學濾波器係與在950 nm下的3.871之折射率相關聯且Si:H光學濾波器係與在950 nm下的3.740之折射率相關聯。由於SiGe:H光學濾波器具有比Si:H光學濾波器高的折射率，因此SiGe:H光學濾波器可與減小之實體厚度相關聯。舉例而言，Si:H光學濾波器可與6.3微米厚度相關聯，且SiGe:H光學濾波器可與5.4微米厚度相關聯。另外，SiGe:H光學濾波器可與較大阻擋效率相關聯（例如，與Si:H光學濾波器相比，SiGe:H光學濾波器可在約700 nm下更多吸收，從而導致減小四分之一波堆疊塗層以阻擋包括700 nm之波長範圍）。

如圖6B中所展示，圖表620展示圖表610之在950奈米至1000奈米之波長範圍處的一部分。如圖表620中所展示，角度移位經展示對於Si:H光學濾波器在0度至30度之入射角（AOI）下為16.5 nm，且對於SiGe:H光學濾波器在0度至30度之入射角下為13.0 nm。在此情況下，SiGe:H光學濾波器經展示相對於Si:H光學濾波器具有減小之角度移位，從而導致改良之光學效能。

如圖6C中及由圖表630所展示，Si:H光學濾波器及SiGe:H光學濾波器（諸如圖1A至圖1C之光學濾波器）的設計及光學特性之集合被展示。如所展示，光學濾波器集合與200 mm至300 mm之基板大小及0.15 mm至0.7 mm之基板厚度相關聯。對於每一晶圓大小及晶圓厚度，相對於Si:H光學濾波器，SiGe:H光學濾波器與減小之基板偏轉相關聯。以此方式，光學濾波器之耐用性及可製造性得以改良。此外，基於相對於具有較高應力值之其他基板設計減小斷裂之可能性，基於減小應力值，基板大小可相對於其他基板設計對於類似基板厚度而增大。

如上文所指示，提供圖6A至圖6C僅作為一或多個實例。其他實例且可不同於關於圖6A至圖6C所描述之實例。

圖7A至圖7B為本文中所描述之一或多個實例實施方案700的圖式。如圖7A中所展示，實例實施方案700可包括感測器系統710。感測器系統710可係光學系統之一部分，且可提供對應於感測器判定之電輸出。感測器系統710包括光學濾波器結構720（其包括光學濾波器730）及光學感測器740。舉例而言，光學濾波器結構720可包括執行通帶濾波功能性之光學濾波器730或另一類型之光學濾波器。感測器系統710包括朝向目標760（例如，人、物件等等）透射光學信號的光學透射器750。

儘管可根據感測器系統中之光學濾波器在本文中描述實施方案，但本文中所描述之實施方案可在另一類型之系統中使用，可在感測器系統外部使用等等。在一些實施方案中，光學濾波器730可對光執行偏振射束分裂功能性。舉例而言，光學濾波器730可反射光之具有第一偏振的第一部分且當第二偏振需要由光學感測器740接收時可傳遞通過光之具有第二偏振的第二部分，如本文所描述。另外或替代地，光學濾波器730可對光執行反向偏振射束分裂功能性（例如，射束組合）。

如圖7A中且以參考編號770進一步展示，輸入光學信號經導引朝向光學濾波器結構720。輸入光學信號可包括由光學透射器750發射的NIR光及來自感測器系統710利用所在之環境的環境光。舉例而言，當光學濾波器730為帶通濾波器時，光學透射器750可朝向示意動作辨識系統（例如，由目標760執行的示意動作）之使用者導引近紅外（NIR）光，且可自目標760（例如，使用者）朝向光學感測器740反射NIR光以准許光學感測器740執行NIR光之量測。在此情況下，環境光可自一或多個環境光源（例如，燈泡或太陽）導引朝向光學感測器740。在另一實例中，多個光束可經導引朝向目標760，且多個光束之一子集可經反射朝向光學濾波器結構720，該光學濾波器結構可相對於光學感測器740按傾斜角安置，如所展示。在一些實施方案中，可使用另一傾斜角（例如，用於帶通濾波器之0度傾斜角）。在一些實施方案中，光學濾波器結構720可直接安置及/或形成至光學感測器740上，並非距光學感測器740一距離而安置。舉例而言，光學濾波器結構720可經塗佈及使用例如光微影圖案化至光學感測器740上。在一些實例中，光學濾波器結構720可包括上文所描述之光學濾波器100、100'、100"的任何元件，包括基板120、塗層180等等。在另一實例中，光學透射器750可導引NIR光朝向另一類型之目標760，諸如用於偵測接近車輛的物件、偵測接近盲人的物件、偵測與物件的接近度（例如，使用LIDAR技術）等等，且因此，NIR光及環境光可經導引朝向光學感測器740。

如圖7A中及由參考編號780進一步所展示，光學信號之一部分係由光學濾波器730及光學濾波器結構720傳遞。舉例而言，光學濾波器730可包括上文所描述的光學濾波器100、100'、100"之光學濾波器塗層部分110中之任一者，且可致使光之第一偏振待在第一方向上反射。在此情況下，光學濾波器730阻擋輸入光學信號之可見光而不過度阻擋NIR光且不隨輸入光學信號之入射角增加而引入過多角度移位。

如圖7A中及由參考編號790進一步所展示，基於光學信號之部分被傳遞至光學感測器740，光學感測器740可提供感測器系統710之輸出電信號，諸如以供用於辨識使用者之示意動作或偵測物件之存在。在一些實施方案中，可利用光學濾光器730及光學感測器740之另一配置。舉例而言，不是與輸入光學信號共線地傳遞光學信號之第二部分，光學濾波器730可在另一方向上導引光學信號之第二部分朝向定位不同的光學感測器740。在另一實例中，光學感測器740可係崩潰光電二極體、銦-鎵-砷化物（InGaAs）偵測器、紅外線偵測器等等。

如圖7B中所展示，類似實例實施方案700可包括感測器系統710、光學濾波器結構720、光學濾波器730、光學感測器740、光學透射器750及目標760。圖7B展示包括如本文所描述之光學濾波器730的特定實例實施方案700。

光學透射器750發射在800 nm至1100 nm之波長範圍中之發射波長下的光。光學透射器750發射調變光（例如，光脈衝）。光學透射器750可為發光二極體(LED)、LED陣列、雷射二極體或雷射二極體陣列。光學透射器750朝向目標760發射光，該目標朝向感測器系統710往回反射所發射光。當感測器系統710為示意動作識別系統時，目標760為示意動作識別系統之使用者。感測器系統710亦可為近接感測器系統、三維（3D）成像系統、距離感測系統、深度感測器及/或另一合適之感測器系統。

光學濾波器730經安置以接收在由目標760反射之後的所發射光。光學濾波器730具有包括發射波長並至少部分與800 nm至1100 nm之波長範圍重疊的一通帶。光學濾波器730為帶通濾波器，諸如窄帶通濾波器。光學濾波器730透射來自光學透射器750之所發射光，同時實質上阻擋環境光。

光學感測器740經安置以接收在由光學濾波器730透射之後的所發射光。在一些實施方案中，光學濾波器730直接形成於光學感測器740上。舉例而言，光學濾波器730可在晶圓級處理（WLP）中經塗佈及圖案化（例如，藉由光微影）於感測器（例如，近接感測器）上。

當感測器系統710為近接感測器系統時，光學感測器740為近接感測器，其偵測所發射光以感測目標760之接近度。當感測器系統710為3D成像系統或示意動作識別系統時，光學感測器740為3D影像感測器（例如，電荷耦合裝置（CCD））晶片或互補金屬氧化物半導體（CMOS）晶片），其偵測所發射光以提供目標760之3D影像，該目標例如為使用者。3D影像感測器將光學資訊轉換成電信號以供由處理系統（例如，特殊應用積體電路（application-specific integrated circuit；ASIC）晶片或數位信號處理器（digital signal processor；DSP）晶片）處理。舉例而言，當感測器系統710為示意動作識別系統時，處理系統處理使用者之3D影像以辨識使用者的示意動作。

如上文所指示，提供圖7A至圖7B僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖7A至圖7B所描述之實例。

以此方式，氫化矽（Si:H）層集合、SiGe類層集合、經氫化SiGe（SiGe:H）層集合等等可用作用於光學濾波器之光學濾波器塗層的高折射率材料以提供可見光之帶外阻擋、NIR光之透射及/或相對於用於高折射率層集合的另一類型之材料具有減小之角度移位的光的濾波。此外，基於使用Si:H、SiGe、SiGe:H等等及/或退火程序，相對於另一類型之材料改良帶外阻擋及帶內透射。

圖8A展示對於沉積後Si:H層的在800 nm至1120 nm之波長處的折射率相對於氫氣流速率之標繪圖。如所展示，折射率通常隨氫氣流速率增加而降低。一般而言，折射率隨氫氣流速率大致線性地變化。詳言之，在80標準立方厘米/分鐘（sccm）之氫氣流速率下產生的Si:H層之折射率在800 nm至1120 nm之波長範圍內大於3.55。在一些實施方案中，折射率在800 nm處大於3.65、大於3.7、大於3.75及在800 nm處約3.8。

圖8B展示對於沉積後Si:H層（吸收係數在920 nm至1120 nm之波長處小於0.0001）的在800 nm至880 nm之波長處的消光係數相對於氫氣流速率之標繪圖。消光係數（例如，吸收係數）通常隨氫氣流速率增加而降低。一般而言，消光係數隨氫氣流速率大致按指數律成比例變化。詳言之，在80 sccm之氫氣流速率下產生的氫化矽層之消光係數在800 nm至1120 nm之波長範圍內小於0.0004。

如上文所指示，提供圖8A至圖8B僅作為一或多個實例。其他實例可不同於關於圖8A至圖8B所描述之實例。

圖9為本文中所描述的光學濾波器之透射光譜之實例900的標繪圖。舉例而言，圖9說明與交替SiO ₂及Si:H之實例兩材料堆疊之透射光譜（其由參考編號910展示）相比較的各種實例三材料堆疊之透射光譜。為製造對應於參考編號920之三材料堆疊，這些層可如由圖1A所說明而沉積。舉例而言，O層135可沉積為3 nm SiO ₂層，H層130可沉積為Si:H層，L層140可沉積為Ta ₂O ₅層，且SiO ₂層可在每一Si:H層之前沉積。然而，如上文所描述，對應於參考編號120的實例堆疊之深度分析可包括一包括SiOH及/或SiO _x之濾波器選項，其中0＜x＜2。這些層可不作為三個相異層出現而是作為自Si:H至Ta ₂O ₅的過渡出現。

為製造對應於參考編號930之三材料堆疊，這些層可如由圖1B所說明而沉積。在此情況下，O層135及P層145可沉積為3 nm SiO ₂層，H層130可沉積為Si:H層，L層可沉積為Ta ₂O ₅層，藉此SiO ₂層可在每一Si:H層之前及之後沉積。然而，如上文所描述，對應於參考編號930的實例堆疊之深度分析可包括一包括SiOH及/或SiO _x之濾波器選項，其中0＜x＜2。實例包括基板-Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅-SiO ₂-Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅-SiO ₂、基板-Si:H-SiO _x-Ta ₂O ₅-SiO _x-Si:H-SiO _x-Ta ₂O ₅、基板-SiOH-SiO _x-Ta ₂O ₅-SiO _x-SiOH-SiO _x-Ta ₂O ₅或其組合，其中x可能對於每一O層135及/或P層145並不相等且0＜x＜2（例如，SiO _1.3、SiO _1.7、Si等等）。這些層可不作為四個相異層出現而是作為自Si:H至Ta ₂O ₅的過渡出現。

為製造對應於參考編號940之三材料堆疊，這些層可如由圖1A所說明而沉積。舉例而言，O層135可沉積為6 nm SiO ₂層，H層130可沉積為Si:H層，L層140可沉積為Ta ₂O ₅層，且SiO ₂層可在每一Si:H層之前沉積。然而，如上文所描述，對應於參考編號940的實例堆疊之深度分析可包括一包括SiOH及/或SiO _x之濾波器選項，其中0＜x＜2。這些層可不作為三個相異層出現而是作為自Si:H至Ta ₂O ₅的過渡出現。

為製造對應於參考編號950之三材料堆疊，這些層可如由圖1B所說明而沉積。在此情況下，O層135及P層145可沉積為6 nm SiO ₂層，H層130可沉積為Si:H層，L層140可沉積為Ta ₂O ₅層，藉此SiO ₂層可在每一Si:H層之前及之後沉積。然而，如上文所描述，對應於參考編號950的實例堆疊之深度分析可包括一包括SiOH及/或SiO _x之濾波器選項，其中0＜x＜2。實例包括基板-Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅-SiO ₂-Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅-SiO ₂、基板-Si:H-SiO _x-Ta ₂O ₅-SiO _x-Si:H-SiO _x-Ta ₂O ₅、基板-SiOH-SiO _x-Ta ₂O ₅-SiO _x-SiOH-SiO _x-Ta ₂O ₅或其組合，其中x可能對於每一O層135及/或P層145並不相等且0＜x＜2（例如，SiO _1.3、SiO _1.7、Si等等）。這些層可不作為四個相異層出現而是作為自Si:H至Ta ₂O ₅的過渡出現。

為製造對應於參考編號960之三材料堆疊，Si:H及Ta ₂O ₅之層可交替沉積（例如，無任何SiO ₂層）。然而，如上文所描述，對應於參考編號960的實例堆疊之深度分析可包括一包括SiOH及/或Ta ₂O _Y之濾波器選項，其中0＜Y＜5。這些層可不作為兩個相異層出現而是作為自Si:H至Ta ₂O ₅的過渡出現。

為製造對應於參考編號970之三材料堆疊，這些層可如由圖1C所說明而沉積。舉例而言，O層135可沉積為3 nm SiO ₂層，H層130可沉積為Si:H層，L層140可沉積為Ta ₂O ₅層，且SiO ₂層可在每一Si:H層之後沉積。然而，如上文所描述，對應於參考編號970的實例堆疊之深度分析可包括一包括SiOH及/或SiO _x之濾波器選項，其中0＜x＜2。這些層可不作為三個相異層出現而是作為自Si:H至Ta ₂O ₅的過渡出現。實例包括基板-Si:H-Ta ₂O ₅-SiO ₂-Si:H-Ta ₂O ₅-SiO ₂、基板-Si:H-Ta ₂O ₅-SiO _x-Si:H-Ta ₂OY、基板-SiOH-Ta ₂O ₅-SiO _x-SiOH-Ta ₂O _Y或其組合，其中x可能對於每一O層435並不相等且0＜x＜2（例如，SiO _1.3、SiO _1.7、Si等等）且Y可能對於每一L層140並不相等且0＜Y＜5。

在上文提供之各種實例中，在結構包括經配置為Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅-SiO ₂-Si:H等等的層之情況下，SiO _x可用作在Si:H層與SiO ₂層之間（諸如自Si:H層至SiO ₂層、自SiO ₂層至Si:H層等等）的界面處的過渡材料。此外，在結構包括經配置為Si:H-SiO ₂-Ta ₂O ₅等等的層之情況下（其中SiO _x用作在Si:H層與SiO ₂層之間的一或多個界面處的過渡材料），頂部SiO _x部分可不完全被氧化，且僅僅被氧化一數量，該氧化數量足以防止矽類層自Ta ₂O ₅層獲取氧。此外，如上文所描述，在結構包括經配置為Si:H-Ta ₂O ₅-Si:H等等的層之情況下，可存在自Si:H至Ta ₂O ₅之一或多個過渡材料、自Ta ₂O ₅至Si:H之一或多個過渡材料等等。

如上所指示，圖9僅作為一或多個實例提供。其他實例可不同於關於圖9所描述之實例。

上述揭示內容提供說明及描述，但不意欲為詳盡的或將實施方案限於所揭示之精確形式。依據以上揭示內容，修改及變化係可能的，或修改及變化可自實施方案之實踐獲取。

本文中結合臨限值描述一些實施方案。如本文中所使用，取決於上下文，滿足臨限值可指如下值：大於臨限值、多於臨限值、高於臨限值、大於或等於臨限值、小於臨限值、少於臨限值、低於臨限值、小於或等於臨限值、等於臨限值等等。

即使申請專利範圍中敍述及/或本說明書中揭示特徵之特定組合，但此等組合不意欲限制各種實施方案之揭示內容。事實上，許多此等特徵可按在申請專利範圍中未具體地敍述及/或在本說明書中未具體地揭示之方式組合。儘管以下列出之每一附屬技術方案可直接取決於僅一個技術方案，但各種實施方案之揭示內容包括每一附屬技術方案結合技術方案集合中之每一其他技術方案。

本文中所使用之元件、動作或指令不應視為至關重要或必不可少的，除非如此明確地描述。此外，如本文中所使用，冠詞「一（a/an）」意欲包括一或多個項，且可與「一或多個」互換地使用。另外，如本文所使用，量詞「該」意欲包括結合量詞「該」提及之一或多個項，且可與「一或多個」互換地使用。此外，如本文中所使用，術語「集合」意欲包括一或多個項（例如，相關項、不相關項、相關項與不相關項之組合等等），且可與「一或多個」互換地使用。在僅預期一個項之情況下，使用片語「僅一個」或相似語言。又，如本文中所使用，術語「具有（has/have/having）」等等意欲為開放式術語。另外，除非另外明確地陳述，否則片語「基於」意欲意謂「至少部分地基於」。又，如本文所使用，除非另外明確陳述（例如，在結合「任一」或「僅……中之一者」使用時），否則術語「或」在成系列使用時意欲為包括性的，且可與「及/或」互換地使用。

100:光學濾波器 100':光學濾波器 100'':光學濾波器 110:光學濾波器塗層部分 120:基板 130:H層 135:O層 140:L層 145:P層 180:塗層 200:圖表 210:圖表 220:圖表 230:圖表 300:實例濺鍍沉積系統 310:真空腔室 320:基板 330:陰極 331:目標 340:陰極電源供應器 350:陽極 360:電漿活化源（PAS） 370:PAS電源供應器 380:第一陰極 381:第一目標 390:第二陰極 391:第二目標 410:圖表 420:圖表 510:圖表 520:圖表 600:材料之一集合之特性的實例 610:圖表 620:圖表 630:圖表 710:感測器系統 720:光學濾波器結構 730:光學濾波器 740:光學感測器 750:光學透射器 760:目標 770:參考編號 780:參考編號 790:參考編號 900:光學濾波器之透射光譜之實例 910:參考編號 920:參考編號 930:參考編號 940:參考編號 950:參考編號 960:參考編號 970:參考編號

[圖1A至圖1C]為本文中所描述之一或多個實例實施方案的圖式。

[圖2A至圖2D]為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之一集合之光學特性及/或機械特性的一或多個實例之圖式。

[圖3A至圖3D]為用於製造本文中所描述的一或多個實例實施方案之濺鍍沉積系統之一或多個實例的圖式。

[圖4A至圖4B]為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之光學特性的一或多個實例之圖式。

[圖5A]為與本文中所描述的一或多個實施方案相關之材料之集合的機械特性之一或多個實例的圖式。

[圖5B]為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之光學特性的一或多個實例之圖式。

[圖6A至圖6B]為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之光學特性的一或多個實例之圖式。

[圖6C]為與本文中所描述的一或多個實例實施方案相關的材料之集合之機械特性的一或多個實例之圖式。

[圖7A至圖7B]為本文中所描述之一或多個實例實施方案的圖式。

[圖8A]為氫化矽層之折射率之實例的標繪圖。

[圖8B]為氫化矽層之消光係數之實例的標繪圖。

[圖9]為本文中所描述的光學濾波器之透射光譜之實例的標繪圖。

100:光學濾波器

110:光學濾波器塗層部分

120:基板

130:H層

135:O層

140:L層

180:塗層

Claims

一種光學濾波器，其包含：第一層，包括第一材料，所述第一材料至少包含矽和氫；第二層，包括與所述第一材料不同的第二材料，所述第二材料包含二氧化矽(SiO₂)基材料，以及所述第二層與所述第一層相鄰；第三層，包括不同於所述第一材料和所述第二材料的第三材料，所述第三材料至少包括鉭，以及所述第三層與所述第二層相鄰；第四層，包括所述第二材料，所述第四層與所述第三層相鄰；第五層，與所述第四層相鄰，其中所述第五層包括所述第一材料；第六層，與所述第五層相鄰，其中所述第六層包括所述第二材料；以及第七層，其與所述第六層相鄰並包括所述第三材料。
如請求項1之光學濾波器，其中該第一材料是氫化矽(SiH)基材料。
如請求項1之光學濾波器，其中該第三材料是五氧化鉭(Ta₂O₅)基材料。
如請求項1之光學濾波器，其進一步包括：與所述第一層相鄰的基板。
一種光學濾波器，其包含：第一層，包括第一材料，所述第一材料包括二氧化矽(SiO₂)材料；第二層，包括與所述第一材料不同的第二材料，所述第二材料至少包含五氧化鉭(Ta₂O₅)材料、氟化鎂(MgF₂)材料、氧化鋯(ZrO₂)材料或氧化釔(Y₂O₃)材料中的至少一個；以及所述第二層與所述第一層相鄰；以及第三層，包括所述第一材料，所述第三層與所述第二層相鄰；第四層，其與所述第三層相鄰，其中所述第四層包括第三材料，其中所述第三材料是氫化矽(Si：H)基材料；第五層，其與所述第四層相鄰且包括所述第一材料；以及第六層，其與所述第五層相鄰且包括所述第二材料。
如請求項5之光學濾波器，其中該第二材料是五氧化鉭(Ta₂O₅)材料。
一種光學濾波器，其包含：第一層，包括第一材料，所述第一材料至少包含矽和氫；第二層，包括與所述第一材料不同的第二材料，所述第二材料至少包含矽，以及所述第二層與所述第一層相鄰；以及第三層，包括不同於所述第一材料和所述第二材料的第三材料，所述第三層與所述第二層相鄰；第四層，包括所述第二層材料，第五層，其與所述第四層相鄰，第六層，其與所述第五層相鄰，以及第七層，其與所述第六層相鄰且包括所述第三材料。
如請求項7之光學濾波器，其中所述第一材料是氫化矽(Si：H)基材料，以及其中所述第二材料是二氧化矽(SiO₂)基材料。
如請求項7之光學濾波器，其進一步包括：與所述第一層相鄰的基板。