JP2001228325A - 赤外フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 反射帯域の長波長側または短波長側で反射の
落ち込み(リップル)を減少させ、必要とする波長域全体
で一様な反射率が得られる赤外フィルターを提供する。 【解決手段】 赤外域光学用基板の表面及び裏面に形成
された赤外フィルターであって、膜構成として [（０．５Ｍ）Ｈ（０．５Ｍ）]ｎ＾ または [（０．５Ｈ）Ｍ（０．５Ｈ）]ｎ＾ という一つの周期層を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、赤外域での光学
薄膜である、赤外フィルター等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の赤外域用光学薄膜では、例えば特
開平８−３３４６０３号公報のように、反射したい帯域
を網羅するよう表面または裏面または両面に [（Ｍ／２）Ｈ（Ｍ／２）]ｎ＾ または [（Ｈ／２）Ｍ（Ｈ／２）]ｎ＾ (但し、Ｈは高屈折率物質、Ｍは中間屈折率物質、ｎ＾
はｎ回繰り返し積層したことを表す。）の周期層を中心
波長をずらして積層していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような赤
外フィルターでは、透過率はほぼ設計通りとなるが、反
射率は反射帯域の長波長側または短波長側で反射の落ち
込み（リップル）が発生し、必要とする波長全体で一様
な反射率が得られなかった。

【０００４】ここで、反射帯域の長波長側または短波長
側で反射の落ち込み(リップル)を減少させ、必要とする
波長全体で一様な反射率が得られように、膜材料につい
て考察する。

【０００５】阻止帯の幅Δλは、光学薄膜１／４λで積
層した場合、以下の式で求めることができる。

【０００６】Δλ／λ＝（４／π）ＳＩＮ^-1[（ｎ_H−ｎ
_L）／（ｎ_H＋ｎ_L）] また、２〜１５ミクロン域で使用できる膜材料は、その
材料の持つ光の吸収のため限られたものとなる。さら
に、耐久性まで考慮すると表１のような物質しか使用で
きない。

【０００７】

【表１】

【０００８】上記式によると、阻止帯の幅Δλを広く取
れる組み合わせはＧｅとＹＦ３である。しかしながら、
この組み合わせは膜の耐久性の点で問題となる。

【０００９】この発明は、反射帯域の長波長側または短
波長側で反射の落ち込み(リップル)を減少させ、必要と
する波長域全体で一様な反射率が得られる赤外フィルタ
ーを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１は、赤外域光学用基板の表面及
び裏面に形成された赤外フィルターであって、膜構成と
して [（０．５Ｍ）Ｈ（０．５Ｍ）]ｎ＾ または [（０．５Ｈ）Ｍ（０．５Ｈ）]ｎ＾ という一つの周期層を有することを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項２は、請求項１に記載の
赤外フィルターであって、ＨはＧｅ、ＭはＺｎＳである
ことを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項３は、赤外域光学用基板
の表面及び裏面に形成された赤外フィルターであって、
膜構成として [（０．５−ｍ）Ｌ ｍＭ Ｈ ｍＭ（０．５−ｍ）Ｌ）]
ｎ＾ または [（０．５−ｍ）Ｈ ｍＭ Ｌ ｍＨ（０．５−ｍ）Ｈ）]
ｎ＾ という一つの周期層を有することを特徴とする。

【００１３】この発明の請求項４は、請求項３に記載の
赤外フィルターであって、ＨはＧｅ、ＭはＺｎＳ、Ｌは
ＹＦ₃であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る赤外フィル
ターについて、具体的な実施例に基づき、詳細に説明す
る。

【００１５】(実施例１）Ｇｅ基板の一面(表面でも裏面
でもよい。)に表２の通り積層する。この実施例１にお
いては、設計中心波長はλ₀＝４．０μｍである。

【００１６】

【表２】

【００１７】この反射率特性及透過率特性を図１に示
す。図１から分かるように、３．０μｍから５．０μｍ
までの短波長側の反射率を向上させることができる。

【００１８】(実施例２）Ｇｅ基板の一面(例えば表面）
に表３の通り積層する。この場合、設計中心波長はλ₀
＝３．６μｍである。

【００１９】また、Ｇｅ基板の一面(例えば裏面）に表
４の通り積層する。この場合、設計中心波長はλ₀＝
４．６８μｍである。

【００２０】

【表３】

【００２１】この反射率特性及透過率特性を図２に示
す。図２から分かるように、３．０μｍから５．０μｍ
までの短波長側の反射率を向上させることができる。

【００２２】（比較例１）Ｇｅ基板の一面(表面でも裏
面でもよい。)に表２の通り積層する。設計中心波長は
λ₀＝４．０μｍである。

【００２３】

【表４】

【００２４】この比較例１の赤外フィルターの透過率特
性・反射率特性透を図６に示す。

【００２５】図６から分かるように、高反射帯域は３．
４μｍから４．７μｍと所望の帯域より狭くなってい
る。また、図７には、図６で示した反射率特性を３．０
μｍから５．０μｍまでの短波長域を拡大して示してい
る。

【００２６】（比較例２）Ｇｅ基板の一面(表面でも裏
面でもよい。)に表２の通り積層する。設計中心波長は
λ₀＝４．０μｍである。

【００２７】

【表５】

【００２８】この比較例２の赤外フィルターの反射率特
性及透過率特性を図８に示している。図８には、Ｇｅ蒸
着物質の吸収係数を考慮していない場合の特性、図９に
は、Ｇｅ蒸着物質の吸収係数を考慮した場合の特性を示
している。

【００２９】図８から分かるように、Ｇｅ蒸着物質の吸
収係数を考慮していない場合には、３．０μｍから５．
０μｍの短波長域でリップルは発生していない。しか
し、図９から分かるように、Ｇｅ蒸着物質の吸収係数を
考慮すると、３．０μｍから５．０μｍの短波長域でリ
ップルが発生していることが分かる。図１０には、図９
で示した反射率特性を３．０μｍから５．０μｍまでの
短波長域を拡大して示している。

【００３０】(実施例３）ＺｎＳｅ基板の一面(例えば表
面）に表３の通り積層する。設計中心波長はλ₀＝４．
２μｍである。

【００３１】

【表６】

【００３２】実施例３赤外フィルターの反射率特性及透
過率特性を図３に示す。図３から分かるように、３．０
μｍから５．０μｍまでの短波長側の反射率を向上させ
ることができる。

【００３３】(実施例４）ＺｎＳe基板の一面Ｒ１(例え
ば表面）に表３の通り積層する。設計中心波長はλ₀＝
３．６μｍである。

【００３４】また、ＺｎＳｅ基板の他面(例えば裏面）
に表３の通り積層する。設計中心波長はλ₀＝４．６８
μｍである。

【００３５】

【表７】

【００３６】実施例４の反射率特性及透過率特性を図４
に示す。図４から分かるように、３．０μｍから５．０
μｍまでの短波長側の反射率を向上させることができ
る。

【００３７】(実施例５）Ｇｅ基板の一面(例えば表面）
に表３の通り積層する。この場合、設計中心波長はλ₀
＝３．６μｍである。

【００３８】

【表８】

【００３９】実施例５の反射率特性及透過率特性を図５
に示す。図５から分かるように、３．０μｍから５．０
μｍまでの短波長側の反射率を向上させることができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明の赤外フ
ィルターによれば、反射帯域の長波長側または短波長側
で反射の落ち込み（リップル）を減少させ、必要とする
波長全域で一様な反射率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の赤外フィルターを有する
Ｇｅ基板の赤外線反射率特性及透過率特性を示し、
（ａ）は透過率特性、（ｂ）は反射率特性を示す図であ
る。

【図２】この発明の実施例２の赤外フィルターを有する
Ｇｅ基板の赤外線反射率特性及透過率特性を示し、
（ａ）は透過率特性、（ｂ）は反射率特性を示す図であ
る。

【図３】この発明の実施例３の赤外フィルターを有する
ＺｎＳｅ基板の赤外線反射率特性及透過率特性を示し、
（ａ）は透過率特性、（ｂ）は反射率特性を示す図であ
る。

【図４】この発明の実施例４の赤外フィルターを有する
ＺｎＳｅ基板の赤外線反射率特性及透過率特性を示し、
（ａ）は透過率特性、（ｂ）は反射率特性を示す図であ
る。

【図５】この発明の実施例５の赤外フィルターを有する
Ｇｅ基板の赤外線反射率特性及透過率特性を示し、
（ａ）は透過率特性、（ｂ）は反射率特性を示す図であ
る。

【図６】比較例１の赤外フィルターを有するＧｅ基板の
赤外線反射率特性及透過率特性を示し、（ａ）は透過率
特性、（ｂ）は反射率特性を示す図である。

【図７】図６で示した反射率特性を３．０μｍから５．
０μｍまでの短波長域を拡大して示した図である。

【図８】比較例２の赤外フィルターを有するＧｅ基板の
該Ｇｅ蒸着物質の吸収係数を考慮していない場合の赤外
線反射率特性及透過率特性を示し、（ａ）は透過率特
性、（ｂ）は反射率特性を示す図である。

【図９】比較例２の赤外フィルターを有するＧｅ基板の
該Ｇｅ蒸着物質の吸収係数を考慮した場合の赤外線反射
率特性を示す図である。

【図１０】図９で示した反射率特性を３．０μｍから
５．０μｍまでの短波長域を拡大して示した図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤外域光学用基板の表面及び裏面に形成さ
   れた赤外フィルターであって、 膜構成として [（０．５Ｍ）Ｈ（０．５Ｍ）]ｎ＾ または [（０．５Ｈ）Ｍ（０．５Ｈ）]ｎ＾ という一つの周期層を有することを特徴とする赤外フィ
   ルター。(但し、Ｈは高屈折率物質、Ｍは中間屈折率物
   質の光学膜厚λ／４層（λは基準波長）を表す。ｎ＾は
   ｎ回繰り返し積層したことを表す。）
2. 【請求項２】ＨはＧｅ、ＭはＺｎＳであることを特徴と
   する請求項１に記載の赤外フィルター。
3. 【請求項３】赤外域光学用基板の表面及び裏面に形成さ
   れた赤外フィルターであって、膜構成として [（０．５−ｍ）Ｌ ｍＭ Ｈ ｍＭ（０．５−ｍ）Ｌ）]
   ｎ＾ または [（０．５−ｍ）Ｈ ｍＭ Ｌ ｍＨ（０．５−ｍ）Ｈ）]
   ｎ＾ という一つの周期層を有することを特徴とする赤外フィ
   ルター。(但し、Ｈは高屈折率物質、Ｍは中間屈折率物
   質、Ｌは低屈折物質の光学膜厚λ／４層（λは基準波
   長）を表す。ｎ＾はｎ回繰り返し積層したこと、ｍ＝
   ０．０１〜０．４であることを表す。））
4. 【請求項４】ＨはＧｅ、ＭはＺｎＳ、ＬはＹＦ₃である
   ことを特徴とする請求項３に記載の赤外フィルター。