JP2018146765A - 光学フィルターの形成方法 - Google Patents
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Description
図1に示すFは光学フィルターで、光学フィルターFは、本体10内に第1の反射体1、第2の反射体2を有している。
第1層 SiO2 膜厚 92.07nm、
第2層 TiO2 膜厚 116.09nm、
第3層 SiO2 膜厚 24.91nm、
第4層 TiO2 膜厚 7.34nm、
第5層 SiO2 膜厚 149.29nm、
第6層 TiO2 膜厚 13.1nm、
第7層 SiO2 膜厚 13.76nm、
第8層 TiO2 膜厚 95.06nm、
第9層 SiO2 膜厚 11.03nm、
第10層 TiO2 膜厚 13.98nm、
第11層 SiO2 膜厚 171.4nm、
第12層 TiO2 膜厚 16.82nm、
第13層 SiO2 膜厚 6.39nm、
第14層 TiO2 膜厚 75.29nm、
第15層 SiO2 膜厚 3.61nm、
第16層 TiO2 膜厚 25.1nm、
第17層 SiO2 膜厚 182.44nm、
第18層 TiO2 膜厚 25.54nm、
第19層 SiO2 膜厚 1.95nm、
第20層 TiO2 膜厚 69.22nm、
第21層 SiO2 膜厚 1.41nm、
第22層 TiO2 膜厚 23.5nm、
第23層 SiO2 膜厚 182.85nm、
第24層 TiO2 膜厚 119.47nm、
第25層 SiO2 膜厚 182.66nm、
第26層 TiO2 膜厚 119.14nm、
第27層 SiO2 膜厚 182.17nm、
第28層 TiO2 膜厚 118.86nm、
第29層 SiO2 膜厚 181.59nm、
第30層 TiO2 膜厚 118.62nm、
第31層 SiO2 膜厚 181.52nm、
第32層 TiO2 膜厚 118.6nm、
第33層 SiO2 膜厚 181.41nm、
第34層 TiO2 膜厚 118.54nm、
第35層 SiO2 膜厚 181.3nm、
第36層 TiO2 膜厚 118.44nm、
第37層 SiO2 膜厚 181.14nm、
第38層 TiO2 膜厚 118.35nm、
第39層 SiO2 膜厚 181.16nm、
第40層 TiO2 膜厚 118.45nm、
第41層 SiO2 膜厚 181.35nm、
第42層 TiO2 膜厚 118.56nm、
第43層 SiO2 膜厚 181.41nm、
第44層 TiO2 膜厚 118.58nm、
第45層 SiO2 膜厚 181.35nm、
第46層 TiO2 膜厚 118.44nm、
第47層 SiO2 膜厚 181.06nm、
第48層 TiO2 膜厚 22.25nm、
第49層 SiO2 膜厚 0.5nm、
第50層 TiO2 膜厚 96.06nm、
第51層 SiO2 膜厚 181.35nm、
第52層 TiO2 膜厚 118.85nm、
第53層 SiO2 膜厚 182.03nm、
第54層 TiO2 膜厚 119.39nm、
第55層 SiO2 膜厚 182.95nm、
第56層 TiO2 膜厚 119.92nm、
第57層 SiO2 膜厚 183.38nm、
第58層 TiO2 膜厚 95.15nm、
第59層 SiO2 膜厚 1.4nm、
第60層 TiO2 膜厚 24.44nm、
第61層 SiO2 膜厚 182.16nm、
第62層 TiO2 膜厚 17.99nm、
第63層 SiO2 膜厚 4.19nm、
第64層 TiO2 膜厚 70.62nm、
第65層 SiO2 膜厚 5.05nm、
第66層 TiO2 膜厚 28.52nm、
第67層 SiO2 膜厚 185.54nm、
第68層 TiO2 膜厚 122.98nm、
第69層 SiO2 膜厚 40.89nm、
第70層 TiO2 膜厚 5.71nm、
第71層 SiO2 膜厚 144.41nm、
第72層 TiO2 膜厚 28.53nm、
第73層 SiO2 膜厚 17.11nm、
第74層 TiO2 膜厚 80.8nm、
第75層 SiO2 膜厚 26.63nm、
第76層 TiO2 膜厚 20.43nmとなっている。
そして、第1の反射体1の特性は、第1の波長範囲(A)[例えば、約930nm〜約1190nm]において反射率が約99%以上を有する第1の反射波長特性を有するもので、例えば、図3に示されているように、約400nm〜約910nmの波長範囲で、約0.1(10%)以下の約0.05(約5%)、約930nm〜約1190nmの波長範囲で、約0.99(約99%)、約1200nm〜約2050nmの波長範囲で、反射率が約0.90から約0.2(約90%から約20%)まで下がり、約2050nm〜約3000nmの波長範囲で約0.2(約20%)を超えない範囲で反射率が上下動している。
第1層 SiO2 膜厚 337.83nm、
第2層 TiO 膜厚 60.36nm、
第3層 SiO2 膜厚 128.35nm、
第4層 TiO 膜厚 102.08nm、
第5層 SiO2 膜厚 129.77nm、
第6層 TiO 膜厚 93.67nm、
第7層 SiO2 膜厚 146.01nm、
第8層 TiO 膜厚 86.32nm、
第9層 SiO2 膜厚 150.57nm、
第10層 TiO 膜厚 94.04nm、
第11層 SiO2 膜厚 139.42nm、
第12層 TiO 膜厚 95.75nm、
第13層 SiO2 膜厚 142.62nm、
第14層 TiO 膜厚 92.86nm、
第15層 SiO2 膜厚 147.96nm、
第16層 TiO 膜厚 91.21nm、
第17層 SiO2 膜厚 144.88nm、
第18層 TiO 膜厚 96.38nm、
第19層 SiO2 膜厚 140.03nm、
第20層 TiO 膜厚 96.07nm、
第21層 SiO2 膜厚 146.2nm、
第22層 TiO 膜厚 90.47nm、
第23層 SiO2 膜厚 145.97nm、
第24層 TiO 膜厚 96.51nm、
第25層 SiO2 膜厚 140.76nm、
第26層 TiO 膜厚 95.39nm、
第27層 SiO2 膜厚 143.89nm、
第28層 TiO 膜厚 94.29nm、
第29層 SiO2 膜厚 144.13nm、
第30層 TiO 膜厚 93.07nm、
第31層 SiO2 膜厚 144.94nm、
第32層 TiO 膜厚 97.04nm、
第33層 SiO2 膜厚 138.67nm、
第34層 TiO 膜厚 93.78nm、
第35層 SiO2 膜厚 149.18nm、
第36層 TiO 膜厚 90.37nm、
第37層 SiO2 膜厚 147.47nm、
第38層 TiO 膜厚 92.23nm、
第39層 SiO2 膜厚 146.17nm、
第40層 TiO 膜厚 91.95nm、
第41層 SiO2 膜厚 144.99nm、
第42層 TiO 膜厚 89.94nm、
第43層 SiO2 膜厚 147.05nm、
第44層 TiO 膜厚 91.6nm、
第45層 SiO2 膜厚 135.29nm、
第46層 TiO 膜厚 96.16nm、
第47層 SiO2 膜厚 129.81nm、
第48層 TiO 膜厚 85.94nm、
第49層 SiO2 膜厚 145.78nm、
第50層 TiO 膜厚 42.38nm、
第51層 SiO2 膜厚 583.5nmとなっている。
そして、第2の反射体2の特性は、第2の波長範囲(B)[例えば、約930nm〜約1190nm]において反射率が約99%以上を有する第2の反射波長特性を有するもので、例えば、図4に示されているように、約400nm〜約700nmの波長範囲で、約0.05〜約0.9の範囲(約5%〜約90%の範囲)で上下動し、約730nm〜約約940nmの波長範囲で、約0.99(約99%)、約950〜約3000nmの波長範囲で反射率が約0.1以下(約10%以下)となっている。
そして、共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、第1の反射体1、第2の反射体2の内、何れか一方が反射率が約10%以下、本実施例では、例えば、第1の反射体1は、約400nm〜約910nmの波長範囲で約0.1(10%)以下の約0.05、第2の反射体2は、約950〜約3000nmの波長範囲で反射率が約0.1以下(約10%以下)となっている。
その結果、入射光は、第1の反射体1に対して、鋭角に入射すると、第1の反射体1の光学薄膜により、特定の波長の反射を弱める。具体的には、図3に示されるようになる。
そして、第1の反射体1の光学薄膜により吸収、反射等して、反射光が第2の反射体2に入射することとなる。
入射した光は、第2の反射体2の光学薄膜により、特定の波長の反射を弱め、具体的には、図5に示されるようになる。
第1の反射体1の第1の反射波長特性と第2の反射体2の第2の反射波長特性とは、ずれると共に、第1の波長範囲(A)と第2の波長範囲(B)の共通波長範囲(C)が、連続した範囲(設定した範囲)を一つのみ有するように設定しているため、入射光より設定した範囲の波長を出射光として取り出すことができる。
つまり、第1の反射体1及び第2の反射体2は、従来のバンドパスフィルターのような透過する部材を使用しないで、反射を利用した光学フィルターFを得ることができる。
なお、第1の波長範囲(A)と第2の波長範囲(B)の共通波長範囲(C)が、連続した範囲(設定した範囲)を一つのみ有するように設定するようにすれば、一つの共通波長範囲(C)に合うように、特定の波長(本実施例では、例えば、約930nm〜約940nmの波長範囲)の反射を弱める光学薄膜を第1の反射体1、第2の反射体2にそれぞれ設けるようにすれば良い。
これは、共通波長範囲(C)以外の波長を弱めて、ノイズの少ない(SN比の大きい)出射光を得ることができるようにするためである。
即ち、第3の反射体3は、上述した第1の反射体1と同様の構成と薄膜厚さを有して、第1の波長範囲(A)において反射率が約99%以上を有する第1の反射波長特性を有する(図3参照)。
第4の反射体4は、上述した第2の反射体2と同様の構成と薄膜厚さを有して、第2の波長範囲(B)において反射率が約99%以上を有する第2の反射波長特性を有する(図4参照)。
また、図3及び図4に示すように、前記第1の波長範囲と前記第2の波長範囲の反射率が約99%以上の共通波長範囲(C)は、連続した範囲を一つのみ有したものであり、前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、前記第1の反射体、前記第2の反射体の内、何れか一方が反射率が約10%以下であり、前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、前記第3の反射体、前記第4の反射体の内、何れか一方が反射率が約10%以下である。
そして、図6に示すように、入射光が第1の反射体1に入射し、出射光が第2の反射体2から出射するように、第1の反射体1と第2の反射体2をずらして対向させ、第2の反射体2から光が第3の反射体3に入射し、出射光が第4の反射体4から出射するように、第3の反射体3と第4の反射体4をずらして対向させ、前記入射光は、第1の反射体1に対して、鋭角に入射させ、その後、少なくとも、第2の反射体2、第3の反射体3、第4の反射体4に反射させて、第4の反射体4から前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲は反射率が100%より0%に近い値、前記共通波長範囲(C)は反射率が0%より100%に近い値として出射させるものである(図7参照)。
なお、図7は、第1の反射体1と第2の反射体2との間、第3の反射体3と第4の反射体4との間で複数回(例えば、4回)反射させた場合の出射光の反射波長特性を示すグラフで、横軸は波長、縦軸は反射率を示したものである。
なお、図6においては、光を第1の反射体1、第2の反射体2、第3の反射体3、第4の反射体4の順に導くようにしたが、本願発明にあって、図6記載の第3の反射体3と第4の反射体4を入れ替えて、図8に示すように、光を第1の反射体1、第2の反射体2、第4の反射体4、第3の反射体3の順に導くようにしても良い。
また、第2の反射体2は、第2の波長範囲(B)において反射率が好ましい例として、約99%以上を有する第2の反射波長特性を有するものとしたが、本願発明にあっては、反射率が約95%以上あれば良い。反射率が約95%以上にするには、第1層〜第51層を少なく構成することにより得られる。
また、本実施例では、一つの共通波長範囲(C)に合うように、特定の波長(本実施例では、例えば、約930nm〜約940nmの波長範囲)の反射を弱める光学薄膜を第1の反射体1、第2の反射体2にそれぞれ設けるようにしたが、特定の波長(本実施例では、例えば、約930nm〜約940nmの波長範囲)以外に、共通波長範囲(C)を設けるには、第1の反射体1の第1層〜第75層における膜厚、第2の反射体2の第1層〜第51層における膜厚を変えることにより得ることができる。
2 第2の反射体
Claims (3)
- 第1の波長範囲(A)において反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上を有する第1の反射波長特性を有する第1の反射体と、
第2の波長範囲(B)において反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上を有する第2の反射波長特性を有する第2の反射体とを有し、
前記第1の波長範囲と前記第2の波長範囲の反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上の共通波長範囲(C)は、連続した範囲を一つのみ有したものであり、
前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、前記第1の反射体、前記第2の反射体の内、何れか一方が反射率が約10%以下であり、
入射光が前記第1の反射体に入射し、出射光が前記第2の反射体から出射するように、前記第1の反射体と前記第2の反射体をずらして対向させ、
前記入射光は、前記第1の反射体に対して、鋭角に入射させ、その後、少なくとも、前記第2の反射体に反射させて、前記第2の反射体から前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲は反射率が100%より0%に近い値、前記共通波長範囲(C)は反射率が0%より100%に近い値として出射させる
ことを特徴とする光学フィルターの形成方法。 - 第1の波長範囲(A)において反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上を有する第1の反射波長特性を有する第1、第3の反射体と、
第2の波長範囲(B)において反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上を有する第2の反射波長特性を有する第2、第4の反射体とを有し、
前記第1の波長範囲と前記第2の波長範囲の反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上の共通波長範囲(C)は、連続した範囲を一つのみ有したものであり、
前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、前記第1の反射体、前記第2の反射体の内、何れか一方が反射率が約10%以下であり、
前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、前記第3の反射体、前記第4の反射体の内、何れか一方が反射率が約10%以下であり、
入射光が前記第1の反射体に入射し、出射光が前記第2の反射体から出射するように、前記第1の反射体と前記第2の反射体をずらして対向させ、
前記第2の反射体から光が前記第3の反射体に入射し、出射光が前記第4の反射体から出射するように、前記第3の反射体と前記第4の反射体をずらして対向させ、
前記入射光は、前記第1の反射体に対して、鋭角に入射させ、その後、少なくとも、前記第2の反射体、前記第3の反射体、前記第4の反射体に反射させて、前記第4の反射体から前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲は反射率が100%より0%に近い値、前記共通波長範囲(C)は反射率が0%より100%に近い値として出射させる
ことを特徴とする光学フィルターの形成方法。 - 第1の波長範囲(A)において反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上を有する第1、第3の反射波長特性を有する第1の反射体と、
第2の波長範囲(B)において反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上を有する第2、第4の反射波長特性を有する第2の反射体とを有し、
前記第1、第3の波長範囲と前記第2、第4の波長範囲の反射率が約95%以上、好ましくは、約99%以上の共通波長範囲(C)は、連続した範囲を一つのみ有したものであり、
前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲において、前記第1、第3の反射体、前記第2、第4の反射体の内、何れか一方が反射率が約10%以下であり、
入射光が前記第1の反射体に入射し、出射光が前記第2の反射体から出射するように、前記第1の反射体と前記第2の反射体をずらして対向させ、
前記第2の反射体から光が前記第4の反射体に入射し、出射光が前記第3の反射体から出射するように、前記第4の反射体と前記第3の反射体をずらして対向させ、
前記入射光は、前記第1の反射体に対して、鋭角に入射させ、その後、少なくとも、前記第2の反射体、前記第4の反射体、前記第3の反射体に反射させて、前記第3の反射体から前記共通波長範囲(C)以外の波長範囲は反射率が100%より0%に近い値、前記共通波長範囲(C)は反射率が0%より100%に近い値として出射させる
ことを特徴とする光学フィルターの形成方法。
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- 2017-03-06 JP JP2017041450A patent/JP2018146765A/ja active Pending
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