JP2018132760A - 偏光フィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】受光器に光学的に結合され、周辺光を遮光しＮＩＲ光を通過させて受光器に向ける偏光フィルタを提供する。
【解決手段】光学フィルタが基板を含むことができる。この光学フィルタは、高屈折率層と低屈折率層とが基板上に交互に配置されて入射光を偏光ビーム分割する一組の層を含むことができる。高屈折率層と低屈折率層とが交互する一組の層は、約８００ナノメートル(nm)未満のスペクトル範囲を有する入射光の第１偏光が上記光学フィルタによって反射され、約８００nmよりも大きいスペクトル範囲を有する入射光の第２偏光が上記光学フィルタを通過するように配置することができる。高屈折率層は水素化シリコン（Si:H）とすることができる。低屈折率層は二酸化シリコン（SiO2）とすることができる。
【選択図】図１

Description

一部の例では、エネルギーにおける特定波長を遮断すること、及び／または特定波長のエネルギーのみを検出器に伝達することが望ましいことがある。例えば、一部の検出器は特定波長のエネルギーに敏感なことがある。一例では、光送信機（光トランスミッタ）が、最終的に受光器によって受光される光を発光することができる。例えば、ジェスチャー認識システムでは、光送信機が近赤外（ＮＩＲ：near infrared）光をユーザに向けて伝送することができ、このＮＩＲ光はユーザに反射して受光器に向かうことができる。この場合、受光器はこのＮＩＲ光に関する情報を捕捉することができ、この情報を用いてユーザが実行しているジェスチャーを識別することができる。例えば、ある装置がこの情報を用いてユーザの三次元表現を生成することができ、この三次元表現に基づいて、ユーザが実行しているジェスチャーを識別することができる。しかし、ＮＩＲ光をユーザに向けて伝送する間、及び／またはユーザから反射して受光器に向かう間に、周辺光がＮＩＲ光を妨害することがある。従って、受光器をバンドパス（帯域通過）フィルタのような光学フィルタに光学的に結合して、周辺光をフィルタで遮光し、ＮＩＲ光を通過させて受光器に向けることができる。
一部の例では、光学フィルタが偏光ビームスプリッタを含むことができる。一般に、偏光ビームスプリッタは、エネルギーを有する入射ビームを、直線偏光した２つのサブビーム（「Ｐ」及び「Ｓ」）に物理的に分離する。一方の「サブビーム」は、「Ｐ」の（例えば、電界が入射ビームに平行であるか、入射ビームの入射面内にある）偏光エネルギーを含む。第２の「サブビーム」は、「Ｓ」の（例えば、電界が入射ビームの入射面に直交する）偏光エネルギーを含む。
一部の可能な実現によれば、偏光コーティングが一組の層を含む。これら一組の層は、層の第１部分集合を含むことができる。この層の第１部分集合は、第１屈折率を有する水素化シリコン（Si:H）を含むことができる。上記一組の層は、層の第２部分集合を含むことができる。この層の第２部分集合は、第２屈折率を有する材料を含むことができる。この第２屈折率は第１屈折率よりも小さくすることができる。
一部の可能な実現によれば、光学フィルタが基板を含むことができる。この光学フィルタは、高屈折率層と低屈折率層とが基板上に交互に配置されて入射光を偏光ビーム分割（ビームスプリット）する一組の層を含むことができる。高屈折率層と低屈折率層とが交互する一組の層は、約８００ナノメートル(nm)未満のスペクトル範囲を有する入射光の第１偏光が上記光学フィルタによって反射され、約８００nmよりも大きいスペクトル範囲を有する入射光の第２偏光が上記光学フィルタを通過するように配置することができる。上記高屈折率層は水素化シリコン（Si:H）とすることができる。上記低屈折率層は二酸化シリコン（SiO2）とすることができる。
一部の可能な実現によれば、光学系が、近赤外（ＮＩＲ）光を発光する光送信機を含むことができる。この光学系は、入力光信号をフィルタ処理して、フィルタ処理された入力光信号を供給するための偏光フィルタを含むことができる。この入力光信号は、光送信機からのＮＩＲ光及び他の光源からの周辺光を含み得る。上記偏光フィルタは一組の誘電体薄膜層を含むことができる。この一組の誘電体薄膜層は、第１屈折率を有する水素化シリコンの層の第１部分集合を含むことができる。この一組の誘電体薄膜層は、第１屈折率未満の第２屈折率を有する材料の層の第２部分集合を含むことができる。上記フィルタ処理された入力光信号は、入力光信号における周辺光に比べて強度が低減された周辺光を含むことができる。受光器は、フィルタ処理された入力光信号を受光して出力電気信号を供給することができる。
本明細書中に説明する実現例の概略を示す図である。 本明細書中に説明する実現例に関係する一組の材料の屈折率を示す表である。 本明細書中に説明する実現例を用いることに関係する光学特性の例を示す図である。 本明細書中に説明する実現例を示す図である。
以下の実現例の詳細な説明は、添付した図面を参照する。異なる図面中の同じ参照番号は、同一または同様の要素を識別することができる。本明細書中に用いる「ほぼ」、「およそ」、及び「約」は、記載された値の±５％以内の値の範囲を示す。
受光器は、光送信機のような光源から出る光を受光することができる。例えば、受光器は、光送信機から出てユーザまたは物体のようなターゲット（対象物）に反射した近赤外（ＮＩＲ）光を受光することができる。この場合、受光器は、このＮＩＲ光、並びに可視スペクトルの光のような周辺光を受光し得る。周辺光は、ＮＩＲ光に関する測定の精度を低下させることがある。例えば、ジェスチャー認識システムでは、周辺光が、ＮＩＲ光に基づくターゲットの三次元画像の発生の精度を低下させることがある。従って、受光器をバンドパスフィルタのような光学フィルタに光学的に結合して、周辺光を遮光しＮＩＲ光を通過させて受光器に向けることができる。
この光学フィルタは、一組の誘電体薄膜層を含むことができる。この一組の誘電体薄膜層は、７００ナノメートル(nm)未満のように特定閾値よりも下及び／または上である帯域外の光の一部分を遮光するように選択して配置することができる。例えば、上記誘電体薄膜層の集合は、周辺光を遮光するように選択することができる。この光学フィルタは、光に対する偏光ビーム分割機能を果たすことができる。例えば、この光学フィルタは、受光器が第２偏光を受光することが望まれる際に、第１偏光を有する光の第１部分を反射し、第２偏光を有する光の第２部分を通過させることができる。
しかし、誘電体薄膜の過度の品質は、比較的厚いコーティングを生じさせ得る。こうした比較的厚いコーティングは、各誘電体薄膜層を順に堆積させることの結果として製造する費用が高価になり得るし、過度な応力条件が生じて貧弱な耐久性を生じさせ得る。さらに、こうした比較的厚いコーティングは、偏光ビーム分割機能にとって不十分な平面性を有することがある。さらに、誘電体薄膜層の一部分にシリコン層を用いると、シリコン層が約１１００nm未満の光に対する比較的高い吸光係数を有することがあり、このことはシリコン層を、約１１００nm未満の通過帯域に要求される比較的高い透過率を有する偏光ビームスプリッタにおける高屈折材料としての利用には適さないものとする。
本明細書中に説明する実現は、偏光フィルタのような偏光コーティング用の一組の高屈折率層として水素化シリコン（Si:H）を利用することができる。このようにして、光学フィルタ（即ち、偏光コーティング）は周辺光を反射してＮＩＲ光を通過させることができ、そして偏光ビーム分割機能を果たすことができる。水素化シリコンを光学フィルタの一組の高屈折率層用の材料として用いることに基づいて、光学フィルタの厚さ及び光学フィルタのコストが低減され、光学フィルタの耐久性及び光学フィルタの光学特性の集合が、他の種類の光学フィルタ用材料を利用することに比べて改善される。
図１は、本明細書中に説明する実現例の概略を示す図である。図１に示すように、実現例１００はセンサシステム１１０を含む。センサシステム１１０は光学系の一部とすることができ、センサの測定値に対応する電気出力信号を供給することができる。センサシステム１１０は光学フィルタ構造１２０を含むことができ、光学フィルタ構造１２０は光学フィルタ１３０及び光センサ１４０を含む。例えば、光学フィルタ構造１２０は、帯域通過フィルタ処理機能を果たす偏光ビームスプリッタ光学フィルタ１３０を含むことができる。
本明細書中に説明する実現は、従来型の偏光ビームスプリッタ（例えば、Ｐ偏光エネルギーを伝達しＳ偏光エネルギーを反射する）及び／または逆の偏光ビーム分割（例えば、Ｐ偏光エネルギーを反射しＳ偏光エネルギーを伝達する）用に利用することができることは明らかである。
本明細書中に説明する実現は、センサシステム内の光学フィルタの意味で説明していることがあるが、本明細書中に説明する実現は、他の種類のシステムにおいて用いることができること、システムの外部で用いることができること、等は明らかである。
図１に参照番号１５０でさらに示すように、入力光信号は、偏光コーティングである光学フィルタ構造１２０に向けて指向される。入力光信号は、（これらの光に限定されないが）光送信機が初期に発光したＮＩＲ光、及びセンサシステム１１０が利用されている環境からの周辺光を含むことができる。例えば、光送信機はＮＩＲ光をジェスチャー認識システムのユーザに向けて指向させることができ、このＮＩＲ光はユーザに反射して光センサ１４０に向かうことができ、光センサ１４０はこのＮＩＲ光の測定を実行することができる。この場合、周辺光は１つ以上の周辺光源（例えば、電球または太陽）から光センサに向けて指向され得る。他の例では、例えば、車両に近接した物体を検出するために、盲目者に近接した物体を検出するために、（例えば、ＬＩＤＡＲ（laser intensity direction and ranging：レーザー強度方向検出と測距）技術を用いて）ある物体に近接した物体を検出するために、等で光送信機がＮＩＲ光を他の種類の物体に向けて指向させることがあり、その結果、光センサ１４０はＮＩＲ光及び周辺光を受光することがある。
図１に参照番号１６０でさらに示すように、上記光信号の第１部分は、光学フィルタ１３０及び光学フィルタ構造１２０によって反射されて、第１偏光を有する。例えば、光学フィルタ１３０の水素化シリコン層（例えば、高屈折材料）及び他種の材料の層（例えば、二酸化シリコン（SiO2）のような低屈折材料）は、光の第１偏光を第１方向へ反射させることができる。（なお、あらゆる層が窒素、ゲルマニウム、アルゴン、及び／または他の元素を含むことができる。）参照番号１７０で示すように、上記光信号の第２部分は、光学フィルタ１３０及び光学フィルタ構造１２０を通過して第２偏光を有する。例えば、光フィルタ１３０は、光の第２偏光を第２方向に通過させて光センサ１４０に向けることができる。この場合、本明細書中により詳細に説明するように、光フィルタ１３０はＮＩＲ光を過度に遮光せずに可視光を遮光する。
図１に参照番号１８０でさらに示すように、通過して光センサ１４０に至る上記光信号の第２部分に基づいて、光センサ１４０は、例えばユーザのジェスチャーを認識するに当たり、あるいは物体の存在を検出するに当たり使用されるような出力電気信号をセンサシステム１１０に供給することができる。一部の実現では、光学フィルタ１３０及び光センサ１４０の他の構成を利用することができる。例えば、光学フィルタ１３０は、上記光信号の第２部分を当該入力光信号と共線的に（同一直線上に）通過させるのではなく、上記光信号の第２部分を他の方向に指向させて、異なる位置にある光センサ１４０に向けることができる。
従来型の偏光ビームスプリッタでは、入力光信号の第１偏光部分１６０をＳ偏光として反射させることができ、入力光信号の第２偏光部分１７０をＰ偏光として透過させることができる。これとは対照的に、逆の偏光ビームスプリッタでは、入力光信号の第１偏光部分１６０をＰ偏光として反射させることができ、入力光信号の第２偏光部分１７０をＳ偏光として透過させることができる。一部の実現では、エネルギーが図１に示すのとは逆向きに進むことができ、１本のビームを偏光させる代わりに、光学フィルタ１３０は２本のビームを組み合わせることができることも明らかである。
以上に示すように、図１は一例として提供するに過ぎない。他の例が可能であり、図１に関して説明したものと異ならせることができる。
図２は、本明細書中に説明する実現用に用いることができる一組の材料の屈折率の例を示す表である。図２に示すように、表２は、一組の材料、及びこれら一組の材料に対応する一組の屈折率を識別する。この場合、これら一組の屈折率は、これら一組の材料について、約９００nmの波長の光に関して測定したものである。他の材料も可能であり、表２００に示す材料とは異なるものとすることができる。
図２に示すように、水素化シリコン（Si:H）は、それぞれ２．２８及び２．１２である五酸化ニオビウム（Nb2O5）及び／または五酸化タンタル（Ta2O5）の屈折率に比べて相対的に高い３．６５の屈折率を有する。一組の層における低屈折率材料に対する高屈折率材料の比率は、光学フィルタ用の偏光ビーム分割を生じさせるために使用する多数の層に該当する。例えば、相対的に高い屈折率を有する水素化シリコンに基づいて、水素化シリコンを高屈折材料として用い、１．４７の屈折率を有する二酸化シリコンを低屈折材料として用いることは、五酸化タンタルまたは五酸化ニオビウムのような他の材料を高屈折率材料として用いることに比べて相対的に高い屈折率の比を生じさせる。この場合、水素化シリコン層と二酸化シリコン層とが交互する層を用いた光学フィルタは、五酸化タンタルまたは五酸化ニオビウムを高屈折材料として用いることに比べて低減された数量で偏光ビーム分割を実行することができ、これにより光学フィルタのコスト及び／またはサイズを低減し、光学フィルタの耐久性及び／または光学フィルタの光学特性の集合を改善することができる。
以上に示したように、図２は一例として提供するに過ぎない。他の例が可能であり、図２に関して説明したものと異ならせることができる。
図３は、本明細書中に説明する実現例を用いることに関係する光学特性の例を示す図である。
図３に線図３１０及び３２０で示すように、一組の光学フィルタをＮＩＲ偏光ビーム分割用に用いることができる。線図３１０は、五酸化ニオビウムを高屈折率材料として用い二酸化シリコンを低屈折率材料として用いた第１光学フィルタによる、４５度の入射角（ＡＯＩ：angle of incidence）におけるＮＩＲ偏光ビーム分割の光学特性の例を示す。線図２０は、水素化シリコンを高屈折率材料として用い二酸化シリコンを低屈折率材料として用いた第２光学フィルタによる、４５度のＡＯＩにおけるＮＩＲ偏光ビーム分割の光学特性の例を示す。第２光学フィルタは５．３μmの厚さ及び４０の層を有する。このようにして、水素化シリコンを高屈折率材料として用いた光学フィルタは、他の材料（例えば、五酸化ニオビウム）を高屈折率材料として用いることに比べて低減された厚さ及び低減された数量の層でＮＩＲ偏光ビーム分割を実行し、これにより光学フィルタのコスト及びサイズを低減して光学フィルタの耐久性を改善する。
図３にさらに示すように、参照番号３３０は、ｓ平面における反射率を、第１光学フィルタ及び第２光学フィルタについて示す。ｓ平面は、ｐ平面の偏光とｓ平面の偏光との直交座標系における第１偏光を参照することができる。この場合、第２光学フィルタは、ｓ平面の可視光に対して９９％以上の反射率を提供し、これにより、第１光学フィルタを利用するために必要な追加的な遮光フィルタの必要性を解消する。図３にさらに示すように、参照番号３４０は、ｓ平面における透過率を、第１光学フィルタ及び第２光学フィルタについて示す。この場合、第２光学フィルタは、約８９０nm〜約９４０nm（例えば、ＮＩＲ光）の範囲のｐ平面の光に対して９９％以上の透過率を提供し、約８９０nm〜約９６０nm、約８９０nm〜約９４０nm、約９４０nm〜約９６０nm、等の範囲の範囲のｐ平面の光に対して９５％以上の透過率を提供する。このようにして、水素化シリコンを用いた光学フィルタは、五酸化ニオビウムのようなより低屈折率の材料を高屈折率材料として用いることに比べて、帯域外の遮光及び帯域内透過率に関して、ＮＩＲ偏光ビーム分割向けに改善された光学性能を呈する。
図３は、特定のスペクトル範囲及びＡＯＩにわたる特定の透過率及び反射率の値に関する例を示しているが、本明細書中に説明する例は、他のスペクトル範囲にわたる他のＡＯＩに対する他の透過率及び反射率の値についても、同様に改善された性能を呈することができる。
以上に示したように、図３は一例として提供するに過ぎない。他の例が可能であり、図３に関して説明するものと異ならせることができる。
図４は、光学フィルタの例４００を示す図である。図４は、水素化シリコンを高屈折率材料として用いた光学フィルタの積層の例を示す。図４にさらに示すように、光学フィルタ４００は光学フィルタのコーティング部分４１０及び基板４２０を含む。
光学フィルタのコーティング部分４１０は、一組の光学フィルタ層を含む。例えば、光学フィルタのコーティング部分４１０は、第１組の層４３０−１〜４３０−Ｎ（Ｎ≧１）及び第２組の層４４０−１〜４４０−(Ｎ＋１)を含む。層４３０は、水素化シリコン層のような一組の高屈折率材料の層（Ｈ層）を含むことができる。層４４０は、二酸化シリコン層、酸化アルミニウム（Al2O3）層、フッ化マンガン（MgF2）層、等のような一組の低屈折率材料の層（Ｌ層）を含むことができる。一部の実現では、層４３０及び４４０を、(Ｈ−Ｌ)m（ｍ≧１）の順、(Ｈ−Ｌ)m−Ｈの順、(Ｌ−Ｈ)mの順、Ｌ−(Ｈ−Ｌ)mの順、等のような特定の順に積層させることができる。例えば、図示するように、層４３０及び４４０を(Ｈ−Ｌ)n−Ｈの順に配置することができ、Ｈ層を光学フィルタ４００の表面に配置し、Ｈ層を基板４２０の表面に配置する。
一部の実現では、光学フィルタのコーティング部分４１０が特定数量ｍ個の層を有することができる。例えば、図３に関して説明するように、水素化シリコン系の光学フィルタは、Ｈ層とＬ層とが交互する４０層を含むことができる。他の例では、光学フィルタ４０が、１０層〜１００層の範囲のような他の数量の層を有することができる。一部の実現では、光学フィルタのコーティング部分４１０の各層が特定の厚さを有することができる。例えば、層４３０及び４４０の各々が３nm〜３００nmの厚さを有することができ、フィルタのコーティング部分４１０は１μm〜１００μmの厚さを有することになる。一部の実現では、層４３０は第１の厚さで層４４０は第２の厚さ、層４３０の第１部分集合は第１の厚さで層４３０の第２部分集合は第２の厚さ、層４４０の第１部分集合は第１の厚さで層４４０の第２部分集合は第２の厚さ、等のように、層４３０及び４４０が複数の厚さを有することができる。この場合、層の厚さ及び／または層の数量は、意図した通過帯域、意図した反射率、等のような意図した光学特性の集合に基づいて選択することができる。例えば、層の厚さ及び／または層の数量は、偏光ビームスプリッタを約７００nm〜約１７００nmのスペクトル範囲用に、少なくとも１０nmの分離帯域幅を伴って利用することを可能にするように選択することができる。
一部の実現では、特定の水素化シリコン系材料をＨ層４３０用に選択することができる。一部の実現では、層４３０及び／または４４０が、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって、約０．００１未満、約０．０００７未満、約０．０００６未満、約０．０００５未満の吸光係数、約０．０００３未満の吸光係数、約０．０００１未満の吸光係数、等のような特定の吸光係数を有することができる、一部の実現では、層４３０を、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって約３、約３．５、約３．６、約３．７、約３．７５、等よりも大きい屈折率を含むように選択及び／または製造することができる。他の例では、層４３０を、約８３０nmの波長で約３．６の屈折率を含むように選択することができる。一部の実現では、層４３０及び／または４４０を、光の第１部分（例えば、約８００nm未満、約７００nm未満、等）を遮光し、光の第２部分（例えば、約１７００nm未満、約１５５０nm未満、約１１００nm未満、等のスペクトル範囲）を通過させるように製造することができる。
一部の実現では、特定の材料をＬ層４４０用に選択することができる。例えば、層４４０は、一組の二酸化シリコン（SiO2）層、一組の酸化アルミニウム（Al2O3）層、一組の二酸化チタニウム（TiO2）層、一組の五酸化ニオビウム（Nb2O5）層、一組の五酸化タンタル（Ta2O5）層、一組のフッ化マグネシウム（MgF2）層、等を含むことができる。この場合、層４４０は、例えば、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって、層４３０の屈折率よりも低い屈折率を含むように選択することができる。例えば、層４４０は、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって、３未満の相対屈折率を有するように選択することができる。
他の例では、層４４０を、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって、２．５未満の相対屈折率を有するように選択することができる。他の例では、層４４０を、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって、２未満の相対屈折率を有するように選択することができる。他の例では、層４４０を、特定のスペクトル範囲（例えば、約８００nm〜約１１００nmのスペクトル範囲、約９００nm〜約１０００nmのスペクトル範囲、約９５４nmの波長、等）にわたって、１．５未満の相対屈折率を有するように選択することができる。一部の実現では、所望の帯域外遮光スペクトル範囲の幅、ＡＯＩの変化に伴う所望の中心波長シフト、等に基づいて、特定材料を層４４０用に選択することができる。
一部の実現では、光学フィルタのコーティング部分４１０を、スパッタリング手順を用いて製造することができる。例えば、光学フィルタのコーティング部分４１０を、パルスマグネトロン・ベースのスパッタリング手順を用いて、層４３０と４４０とを交互にガラス基板上にスパッタすることができる。一部の実現では、光学フィルタのコーティング部分４１０がＡＯＩの変化に伴う比較的低い中心波長シフトを有することができる。例えば、光学フィルタのコーティング部分４１０は、０°から３０°までの入射角の変化に伴い、約２０nm未満、約１５nm未満、約１２nm未満、等の大きさの中心波長シフトを生じさせることができる。一部の実現では、光学フィルタのコーティング部分４１０が基板４２０のような基板に取り付けられている。例えば、光学フィルタのコーティング部分４１０をガラス基板に取り付けることができる。一部の実現では、光学フィルタのコーティング部分４１０が、空気媒体またはガラス媒体のような入射媒体を有することができ、この入射媒体は、第１偏光面において５０％よりも大きい反射率を有し、第２偏光面において５０％よりも大きい透過率を有し、光学フィルタ４００の表面に対して１５°から７５°までの入射光の公称ＡＯＩを有し、そして公称ＡＯＩに対して０°〜４５°の入射光の角度範囲を有する。一部の実現では、光学フィルタ４００を一組のプリズム間に配置することができる。
一部の実現では、アニール加熱手順を利用して光学フィルタのコーティング部分４１０を製造することができる。例えば、層４３０及び４４０を基板上にスパッタリングで堆積させた後に、光学フィルタ４００をアニール加熱して、光学フィルタ４００の１つ以上の光学特性を改善することができ、例えば光学フィルタ４００の吸光係数を、アニール加熱手順を実行していない光学フィルタに比べて低減することができる。
以上に示したように、図４は一例として提供するに過ぎない。他の例が可能であり、図４に関して説明したものと異ならせることができる。
このようにして、一組の水素化シリコン層を、光学フィルタの光学フィルタ・コーティング用の高屈折率材料として用いて、可視光の帯域外遮光、ＮＩＲ光の透過、及び偏光ビーム分割を、一組の高屈折率層用に用いられる他の種類の材料に比べて低減された厚さ、コスト、及び製造時間で提供することができる。さらに、水素化シリコンを用いることに基づいて、帯域外遮光及び帯域内透過が他の種類の材料に比べて改善される。
以上の開示は例示及び説明を提供するが、網羅的であること、あるいは実現を開示した明確な形態に限定することは意図していない。以上の開示を考慮した変更及び変形が可能であり、あるいは以上の実現の実施より変更及び変形を獲得することができる。
本明細書では、いくつかの実現を閾値に関連して説明している。本明細書中に用いるように、閾値を満足することは、ある値が閾値よりも大きいこと、閾値よりも多数であること、閾値よりも高いこと、閾値以上であること、閾値未満であること、閾値よりも少数であること、閾値よりも低いこと、閾値以下であること、閾値に等しいこと、等を参照することができる。
特徴の特定の組合せを特許請求の範囲に記載し、及び／または明細書中に開示しているが、これらの組合せは可能な実現の開示を限定することは意図していない。実際に、これらの特徴の多数は、特許請求の範囲に記載していない方法、及び／または明細書中に開示していない方法で組み合わせることができる。以下に記載する各従属請求項は１つの請求項のみに直接従属することがあるが、可能な実現の開示は、各従属請求項を特許請求の範囲中の他のあらゆる請求項と組み合わせたものを含む。
本明細書中に用いているどの要素、動作、または命令も、明示的な断りのない限り、重要または不可欠であるものとして考えるべきでない。また、本明細書中に用いている「１つの」等は１つ以上のアイテムを含むことを意図しており、「１つ以上の」と互換に用いることができる。さらに、本明細書中に用いている「一組の」、「集合」は、１つ以上のアイテム（例えば、関係するアイテム、無関係なアイテム、関係するアイテムと無関係なアイテムとの組合せ、等）を含むことを意図し、「１つ以上の」と互換に用いることができる。１つのアイテムのみを意図している場合、「１つの」または同様な文言を用いる。また、本明細書中に用いている「有する」等は、上限がないことを意図している。さらに、「基づく」は、明示的な断りのない限り「少なくとも部分的に基づく」ことを意味することを意図している。

Claims (20)

  1. 一組の層を具えた偏光コーティングであって、
    前記一組の層は、
    層の第１部分集合と、
    層の第２部分集合とを含み、
    前記層の第１部分集合は、第１屈折率を有する水素化シリコン（Si:H）を含み、
    前記層の第２部分集合は、第２屈折率尾有する材料を含み、
    前記第２屈折率は前記第１屈折率よりも小さい、偏光コーティング。
  2. 前記材料が、
    二酸化シリコン（SiO2）材料、
    酸化アルミニウム（Al2O3）材料、
    二酸化チタニウム（TiO2）材料、
    五酸化ニオビウム（Nb2O5）材料、
    五酸化タンタル（Ta2O5）材料、または
    フッ化マグネシウム（MgF2）材料、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の偏光コーティング。
  3. 前記層の第１部分集合は高屈折率層（Ｈ）であり、前記層の第２部分集合は低屈折率層（Ｌ）であり、
    前記一組の層は、
    (Ｈ−Ｌ)mの順、
    (Ｈ−Ｌ)m−Ｈの順、
    (Ｌ−Ｈ)mの順、または
    Ｌ−(Ｈ−Ｌ)mの順、
    のうちの少なくとも１つの形に配置され、ここにｍはＨとＬの層が交互する回数である、請求項１に記載の偏光コーティング。
  4. 前記一組の層が、約７００ナノメートル(nm)未満のスペクトル範囲を有する光の閾値部分を遮光する、請求項１に記載の偏光コーティング。
  5. 前記一組の層が、約１７００ナノメートル(nm)未満のスペクトル範囲を有する光の閾値部分を通過させる、請求項１に記載の偏光コーティング。
  6. 前記第１屈折率が、約９００ナノメートル(nm)の波長で約３よりも大きい、請求項１に記載の偏光コーティング。
  7. 前記第１屈折率が、約８３０ナノメートル(nm)の波長で約３．６である、請求項１に記載の偏光コーティング。
  8. 前記層の第１部分集合が、特定のスペクトル範囲で約０．０００６未満の吸光係数を有する、請求項１に記載の偏光コーティング。
  9. 前記第２屈折率が、約８００ナノメートル(nm)〜約１１００nmのスペクトル範囲で３未満である、請求項１に記載の偏光コーティング。
  10. 前記第２屈折率が、約８００ナノメートル(nm)〜約１１００nmのスペクトル範囲で２未満である、請求項１に記載の偏光コーティング。
  11. 前記偏光コーティングが偏光ビームスプリッタである、請求項１に記載の偏光コーティング。
  12. 前記偏光コーティングが、少なくとも１０nmの分離帯域幅を伴って、７００ナノメートル(nm)から１７００nmまでのスペクトル範囲をカバーする、請求項１に記載の偏光コーティング。
  13. 前記偏光コーティングが、第１偏光面において５０％よりも大きい反射率を有し、第２偏光面において５０％よりも大きい透過率を有し、
    前記第１偏光面は前記第２偏光面に直交する、
    請求項１に記載の偏光コーティング。
  14. 前記偏光コーティングの表面に対する光の公称入射角が１５度〜７５度である、請求項１に記載の偏光コーティング。
  15. 前記公称入射角に対する光の角度範囲が０度〜４５度である、請求項１に記載の偏光コーティング。
  16. 基板と、
    高屈折率層と低屈折率層とが前記基板上に交互に配置されて入射光を偏光ビーム分割する一組の層とを具えた光学フィルタであって、
    約８００ナノメートル(nm)未満のスペクトル範囲を有する入射光の第１偏光が前記光学フィルタによって反射され、
    約８００nmよりも大きいスペクトル範囲を有する入射光の第２偏光が前記光学フィルタを通過し、
    前記高屈折率層は水素化シリコン（Si:H）であり、
    前記低屈折率層は二酸化シリコン（SiO2）である、
    光学フィルタ。
  17. 前記入射光の前記第２偏光がｐ平面内にあり、前記入射光の前記第１偏光がｓ平面内にあり、
    前記光学フィルタが、約８９０nm〜約９４０nmのスペクトル範囲の、前記入射光の前記第２偏光に対して９９％以上の透過率を有し、
    前記光学フィルタが、ｓ平面内の入射光に対して９９％以上の反射率を有する、請求項１６に記載の光学フィルタ。
  18. 前記入射光の前記第２偏光がｐ平面内にあり、前記入射光の前記第１偏光がｓ平面内にあり、
    前記光学フィルタが、
    約８９０nm〜約９４０nm、または
    約９３０nm〜約９６０nm
    のうちの少なくとも一方のスペクトル範囲の、前記入射光の前記第２偏光に対して９５％以上の透過率を有し、
    前記光学フィルタが、ｓ平面内の入射光に対して９５％以上の反射率を有する、請求項１６に記載の光学フィルタ。
  19. 近赤外（ＮＩＲ）光を発光する光送信機と、
    入力光信号をフィルタ処理して、フィルタ処理された前記入力光信号を供給する偏光フィルタと、
    前記フィルタ処理された入力光信号を受光して出力電気信号を供給する受光器とを具えた光学系であって、
    前記入力光信号は、前記光送信機からの前記ＮＩＲ光、及び他の光源からの周辺光を含み、
    前記偏光フィルタは一組の誘電体薄膜層を含み、
    前記一組の誘電体薄膜層は、
    第１屈折率を有する水素化シリコンの層の第１部分集合と、
    前記第１屈折率未満の第２屈折率を有する材料の層の第２部分集合とを含み、
    前記フィルタ処理された入力光信号は、前記入力光信号における前記周辺光に比べて強度が低減された周辺光を含む、光学系。
  20. 前記偏光フィルタが、前記入力光信号を偏光ビーム分割して、前記フィルタ処理された入力光信号を供給する、請求項１９に記載の光学系。
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