JP4331547B2 - Optical filter and optical apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光学フィルタ及び光学機器に関する。 The present invention relates to an optical filter and an optical apparatus.
生体試料の観察等に用いられる光学機器である蛍光顕微鏡は、染色処理した細胞等の試料へ励起光を当てた際に試料が発する蛍光を観察することにより、試料の構造や性質を解析することができる。
近年のゲノム解析用としては、例えば、502nmの波長を有する励起光で526nmにピーク波長を有する蛍光を観察するというニーズがある。この場合、励起光と蛍光の波長が近いので、蛍光を効率よく検出するために励起光を阻止帯域でカットし蛍光観察波長の光を透過帯域で透過させる光学フィルタが、蛍光測定の感度と精度を決める非常に重要なキーパーツとして用いられている。
A fluorescence microscope, an optical instrument used for observing biological samples, etc., analyzes the structure and properties of a sample by observing the fluorescence emitted by the sample when excitation light is applied to a sample such as a stained cell. Can do.
For recent genome analysis, for example, there is a need to observe fluorescence having a peak wavelength at 526 nm with excitation light having a wavelength of 502 nm. In this case, since the excitation light and the fluorescence wavelength are close to each other, an optical filter that cuts the excitation light in the stop band and transmits the light of the fluorescence observation wavelength in the transmission band in order to efficiently detect the fluorescence is sensitive and accurate in fluorescence measurement. It is used as a very important key part.
この光学フィルタには、透過帯域と阻止帯域の境界で分光特性の急峻な立ち上がりをもち、かつ、透過帯域で略100%の光を透過する性能が要求されている。さらに、透過帯域においては波長の増減に対する透過率の周期的な変動(リップル)が無いことが望ましい。
このように、所定の波長帯域の光を遮断し、その他の波長の光を透過する光学フィルタであるマイナスフィルタは、図5(a)に示すように、基板上に高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した多層膜で作製される。ここで、横軸は光学膜厚で、縦軸は膜の屈折率を表す。また、この膜構成のときの膜を透過する光の波長と透過率との関係を分光特性として図5(b)に示す。
This optical filter is required to have a sharp rise in spectral characteristics at the boundary between the transmission band and the stop band and to transmit almost 100% of light in the transmission band. Furthermore, in the transmission band, it is desirable that there is no periodic fluctuation (ripple) of the transmittance with respect to the increase or decrease of the wavelength.
Thus, the minus filter, which is an optical filter that blocks light of a predetermined wavelength band and transmits light of other wavelengths, has a high refractive index layer and a low refractive index on the substrate as shown in FIG. It is made of a multilayer film in which rate layers are alternately stacked. Here, the horizontal axis represents the optical film thickness, and the vertical axis represents the refractive index of the film. Further, FIG. 5B shows the relationship between the wavelength of light transmitted through the film and the transmittance in this film configuration as spectral characteristics.
この光学フィルタは、上述の層数を増やすほど透過帯域と阻止帯域の境界の立ち上がりを急峻にすることができる。しかし、層数を増やすほど透過帯域におけるリップルも増大してしまうという問題があった。また、図6(a)に示すように、各層の光学膜厚を変化させてリップルを少なくする膜設計も可能であるが、図6(b)に示すようにリップルを完全になくすことは困難である。さらにこの場合、多層膜の各層の膜厚が全て異なる設計となるため、実際の成膜時の制御性が非常に悪く、安定した光学特性を得ることがきわめて困難であるという課題も有していた。 In this optical filter, the rise of the boundary between the transmission band and the stop band can be made steeper as the number of layers is increased. However, there is a problem that the ripple in the transmission band increases as the number of layers increases. Further, as shown in FIG. 6A, it is possible to design a film that reduces the ripple by changing the optical film thickness of each layer, but it is difficult to completely eliminate the ripple as shown in FIG. 6B. It is. Furthermore, in this case, since the film thicknesses of the respective layers of the multilayer film are all different, there is a problem that controllability during actual film formation is very poor and it is extremely difficult to obtain stable optical characteristics. It was.
これに対し、図7(a)に示すように、膜の屈折率を膜厚方向に周期的かつ連続的に変化させ、その屈折率分布をWavelet(波束)と呼ばれる形状にすると、図7(b)に示すように、透過帯域におけるリップルを原理的になくすことができる(例えば、非特許文献1参照。)。
ただし、実際の成膜時に膜の屈折率を連続的に変化させるのは非常に困難である。そこで、例えば図8に示すように、連続的な屈折率分布を階段状に分割して近似したものが各種提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献2、及び非特許文献3参照。)。
However, it is very difficult to continuously change the refractive index of the film during actual film formation. Therefore, for example, as shown in FIG. 8, various types of approximations obtained by dividing a continuous refractive index distribution in a staircase shape have been proposed (see, for example,
しかしながら、上記従来の光学フィルタにおいては、屈折率分布を階段状に分割して成膜するが、高屈折率の膜と低屈折率の膜との屈折率差が一定であると、一定幅の阻止帯域を有するマイナスフィルタでしかなく、広い阻止帯域や複数の阻止帯域を有するフィルタ特性とすることができなかった。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、高屈折率の膜と低屈折率の膜との屈折率差が一定であっても広い阻止帯域や複数の阻止帯域を有する光学フィルタ、及び光学機器を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional optical filter, the refractive index distribution is divided into steps, and the film is formed. However, if the difference in refractive index between the high refractive index film and the low refractive index film is constant, a constant width is obtained. It is only a minus filter having a stop band, and a filter characteristic having a wide stop band or a plurality of stop bands cannot be obtained.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an optical filter having a wide stop band and a plurality of stop bands even if the refractive index difference between the high refractive index film and the low refractive index film is constant, And it aims at providing an optical instrument.
本発明は、上記課題を解決するため以下の手段を採用する。
本発明に係る光学フィルタは、基板と、該基板上に形成された薄膜とから構成される光学フィルタであって、前記薄膜が、屈折率が相対的に低い低屈折率層と屈折率が相対的に高い高屈折率層とが前記基板側から交互に積層されて構成され、前記高屈折率層の屈折率が前記基板に向かって漸次高く変化する第1の積層部と、該第1の積層部に隣接し、前記高屈折率層の屈折率が第1の積層部を構成する高屈折率層のうち最も高い屈折率と略同一である第2の積層部と、該第2の積層部に隣接し、前記高屈折率層の屈折率が第2の積層部側から漸次低く変化する第3の積層部とを備え、前記基板に向かって前記第1の積層部、前記第2の積層部、前記第3の積層部の順に配置された積層パターンが前記基板の一面で膜厚方向に2回以上繰り返して配置され、各積層パターンが互いに異なる膜厚を有していることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The optical filter according to the present invention is an optical filter composed of a substrate and a thin film formed on the substrate, wherein the thin film has a relatively low refractive index layer and a relatively low refractive index layer. High refractive index layers are alternately stacked from the substrate side, and the first stacked portion in which the refractive index of the high refractive index layer gradually increases toward the substrate; and A second laminated part adjacent to the laminated part, wherein the refractive index of the high refractive index layer is substantially the same as the highest refractive index of the high refractive index layers constituting the first laminated part, and the second laminated part And a third laminated portion in which the refractive index of the high refractive index layer gradually decreases from the second laminated portion side, and the first laminated portion, the second laminated portion toward the substrate laminated portion, repeating the third stack pattern arranged in the order of the lamination of more than two times in the thickness direction at one surface of the substrate Is arranged, characterized in that each stacking patterns have different thicknesses from each other.
光を透過させる際、所定の波長近傍の阻止帯域に相当する光を阻止するとともに、それ以外の波長に相当する透過帯域の光を透過させるフィルタ特性において、高屈折率層及び低屈折率層の膜厚を変更することでその阻止帯域の中心波長が変化する。
この発明によれば、同様の屈折率分布を有すると共に膜厚の異なる積層パターンを2回以上繰り返すことによって、各積層パターンによる阻止帯域を合わせたフィルタ特性とすることができる。したがって、各積層パターンの膜厚を適宜異なる値に選択することにより、阻止帯域を広帯域とすることや、阻止帯域を複数有するフィルタ特性とすることができる。
When transmitting light, the filter characteristics of blocking light corresponding to the stop band in the vicinity of a predetermined wavelength and transmitting light in the transmission band corresponding to the other wavelengths is that of the high refractive index layer and the low refractive index layer. By changing the film thickness, the center wavelength of the stop band changes.
According to this invention, it is possible to obtain a filter characteristic in which the stop bands of the respective laminated patterns are combined by repeating the laminated patterns having the same refractive index distribution and different film thicknesses twice or more. Therefore, by selecting a different value for the thickness of each laminated pattern, it is possible to make the stop band wider or to have a filter characteristic having a plurality of stop bands.
また、本発明に係る光学フィルタは、前記光学フィルタであって前記第1から第3の積層部のうち少なくとも一つに、前記高屈折率層の屈折率が、前記低屈折率層を介して隣接する両側の他の高屈折率層よりも低く設定された高屈折率変動層部が挿入されていることが好ましい。
この発明によれば、透過帯域でのリップルを効果的に抑制することができる。
The optical filter according to the present invention is the optical filter, wherein at least one of the first to third stacked portions has a refractive index of the high refractive index layer via the low refractive index layer. It is preferable that a high refractive index varying layer portion set lower than other high refractive index layers on both sides adjacent to each other is inserted.
According to the present invention, ripples in the transmission band can be effectively suppressed.
本発明に係る光学フィルタは、基板と、該基板上に形成された薄膜とから構成される光学フィルタであって、前記薄膜が、屈折率が相対的に低い低屈折率層と屈折率が相対的に高い高屈折率層とが前記基板側から交互に積層されて構成され、前記低屈折率層の屈折率が前記基板に向かって漸次低く変化する第1の積層部と、該第1の積層部に隣接し、前記低屈折率層の屈折率が第1の積層部を構成する低屈折率層のうち最も低い屈折率と略同一である第2の積層部と、該第2の積層部に隣接し、前記低屈折率層の屈折率が第2の積層部側から漸次高く変化する第3の積層部とを備え、前記基板に向かって前記第1の積層部、前記第2の積層部、前記第3の積層部の順に配置された積層パターンが前記基板の一面で膜厚方向に2回以上繰り返して配置され、各積層パターンが異なる膜厚を有していることを特徴とする。
The optical filter according to the present invention is an optical filter composed of a substrate and a thin film formed on the substrate, wherein the thin film has a relatively low refractive index layer and a relatively low refractive index layer. High refractive index layers are alternately stacked from the substrate side, and the first stacked portion in which the refractive index of the low refractive index layer gradually decreases toward the substrate; and A second laminated portion adjacent to the laminated portion and having the refractive index of the low refractive index layer substantially the same as the lowest refractive index of the low refractive index layers constituting the first laminated portion; and the second laminated layer And a third laminated portion in which the refractive index of the low refractive index layer gradually increases from the second laminated portion side, and the first laminated portion, the second laminated portion toward the substrate laminated portion, repeating the third stack pattern arranged in the order of the lamination of more than two times in the thickness direction at one surface of the substrate Is arranged, characterized in that each stacking patterns have different thicknesses.
この発明によれば、同様の屈折率分布を有すると共に膜厚の異なる積層パターンを2回以上繰り返すことによって、フィルタ特性を各積層パターンによる阻止帯域を合わせた阻止帯域とすることができる。したがって、各積層パターンの膜厚を適宜異なる値に選択することにより、阻止帯域を広帯域とすることや、阻止帯域を複数備えたフィルタ特性とすることができる。 According to the present invention, by repeating a laminated pattern having the same refractive index distribution and different film thicknesses twice or more, the filter characteristics can be made to be a stop band obtained by combining the stop bands of the respective laminated patterns. Therefore, by selecting a different value for the thickness of each laminated pattern, it is possible to make the stop band wider or to have a filter characteristic having a plurality of stop bands.
前記各積層パターンにおいて透過を阻止する波長帯域の中心波長(λ)に対して設計波長をλ/n(nは整数)とするとき、前記各積層パターンにおける前記高屈折率層及び前記低屈折率層の光学膜厚が、前記設計波長の略n/4倍に設定されていることが好ましい。
この発明によれば、光学膜厚が各積層パターンの設計波長の略n/4倍なので、実際に成膜する際の膜厚制御性が向上して安定した光学特性を得ることができる。
When the design wavelength is λ / n (n is an integer) with respect to the center wavelength (λ) of the wavelength band that blocks transmission in each laminated pattern, the high refractive index layer and the low refractive index in each laminated pattern The optical film thickness of the layer is preferably set to approximately n / 4 times the design wavelength.
According to this invention, since the optical film thickness is approximately n / 4 times the design wavelength of each laminated pattern, the film thickness controllability at the time of actual film formation is improved, and stable optical characteristics can be obtained.
本発明に係る光学機器は、本発明に係る光学フィルタを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、阻止する波長帯域が広い場合や、透過させる波長が複数の阻止する波長の間にある場合でも、広い阻止帯域や複数の阻止帯域を有する光学フィルタにより、透過帯域の波長の効率よく透過させて、分光特性に優れるフィルタ性能を有することができる
An optical apparatus according to the present invention includes the optical filter according to the present invention.
According to the present invention, even when the blocking wavelength band is wide or when the transmitted wavelength is between a plurality of blocking wavelengths, the optical filter having a wide blocking band or a plurality of blocking bands can reduce the wavelength of the transmission band. Can transmit efficiently and have filter performance with excellent spectral characteristics
本発明の光学フィルタによれば、同様の屈折率分布を有する積層パターンを2回以上繰り返すと共に各積層パターンで異なる膜厚を有しているため、フィルタ特性を各積層パターンの阻止帯域を合わせた帯域とすることができるので、成膜時の制御が容易な膜構成で、広い阻止帯域や、複数の阻止帯域を有する所望のフィルタ特性を得ることができる。
また、本発明の光学機器によれば、本発明に係る光学フィルタを備えているので、所望する入射光の選択性能を向上することができる。
According to the optical filter of the present invention, since the laminated pattern having the same refractive index distribution is repeated twice or more and each laminated pattern has a different film thickness, the filter characteristics are matched with the stop band of each laminated pattern. Since the band can be set, a desired filter characteristic having a wide stop band or a plurality of stop bands can be obtained with a film configuration that can be easily controlled during film formation.
Moreover, according to the optical apparatus of the present invention, since the optical filter according to the present invention is provided, the selection performance of desired incident light can be improved.
次に、本発明の第1の実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
本実施形態に係る図1に示す蛍光顕微鏡(光学機器)10は、励起フィルタ11と、ダイクロイックミラー12と、吸収フィルタ(光学フィルタ)13と、接眼レンズ14と、対物レンズ15とを備える。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A fluorescence microscope (optical apparatus) 10 shown in FIG. 1 according to the present embodiment includes an
励起フィルタ11は、光源16から発生した光のうち特定波長のみを選択的に励起光として透過させるように光源16の光路上に配設されている。
ダイクロイックミラー12は、半透過鏡であって、励起フィルタ11を透過した光の光路を載置された、例えば、生体細胞等の標本17上に照射するように変更するとともに、この照射によって標本17から発生した蛍光を観察側に透過するように設定されている。
接眼レンズ14及び対物レンズ15は、上記蛍光を観察できるように調整するものとして配設されている。
The
The
The
吸収フィルタ13は、ガラス製の基板18と、この基板18上に形成された薄膜19と、薄膜19上に設けられた入射媒質18’とから構成され、上記蛍光のみを選択的に透過させる。この入射媒質18’は、基板18と同じ屈折率を有する部材、例えばガラス板からなっている。
薄膜19は、図2(a)に示すように、基板18に向かって順に、同様の屈折率分布を有する第1の積層パターン20と、第2の積層パターン21とから形成されている。
第1の積層パターン20は、屈折率が相対的に低い低屈折率層22と屈折率が相対的に高い高屈折率層23とが交互に積層されて構成され、低屈折率層22の屈折率が基板18に向かって漸次低く変化すると共に高屈折率層23の屈折率が基板18に向かって漸次高く変化する第1の積層部30と、第1の積層部30に隣接し、低屈折率層22の屈折率が第1の積層部30のうち最も低い屈折率とほぼ同一であると共に高屈折率層23の屈折率が第1の積層部30を構成する高屈折率層23のうち最も高い屈折率と略同一である第2の積層部31と、第2の積層部31に隣接し、低屈折率層22の屈折率が第2の積層部31から漸次高く変化すると共に高屈折率層23の屈折率が第2の積層部31側から漸次低く変化する第3の積層部32とを備えている。
第2の積層パターン21も積層パターン20と同様に、第1の積層部30と同様の屈折率分布を有する第4の積層部33と、第2の積層部31と同様の屈折率分布を有する第5の積層部34と、第3の積層部32と同様の屈折率分布を有する第6の積層部35とを備えている。
低屈折率層22は主に酸化シリコンで構成され、高屈折率層23は主に酸化ニオブで構成されている。
本実施形態では、基板18の屈折率を1.8とし、高屈折率層23の屈折率を1.9から2.2まで変化させ、低屈折率層22の屈折率を1.4から1.75まで変化させている。
The
As shown in FIG. 2A, the
The first laminated
Similarly to the
The low
In this embodiment, the refractive index of the
また、この薄膜19には、高屈折率層23の屈折率が低屈折率層22を介して隣接する両側の他の高屈折率層23よりも低く設定された高屈折率変動層部36が、第1及び第3の積層部30、32内であって第2の積層部31との境界と、第4及び第6の積層部33、35内であって第5の積層部34との境界とにそれぞれ1層ずつ挿入されている。
本実施形態では、第2の積層部31における高屈折率層23の屈折率2.2に対して、高屈折率変動層部36の屈折率を2.1に設定している。
第1および第2の積層パターン20、21は、各パターンにおいて透過を阻止する波長帯域の中心波長をλ1、λ2とし、設計波長をλ1/n、λ2/m(n、mは整数)とするとき、例えば、n=m=1として、各積層パターンの高屈折率層23及び低屈折率層22の光学膜厚が各設計波長の1/4倍に設定されている。
本実施形態ではλ1を600nm、λ2を720nmと設定しているので、各光学膜厚は、それぞれ150nm、180nmとなる。
なお、上記の構成に加え、積層総数を89層とし、薄膜19の入射媒質18’側にも屈折率1.8を有する基板があるものとし、各層の屈折率分散はないものとしてシミュレーションした結果を図2(b)に示す。
Further, the
In the present embodiment, the refractive index of the high refractive index varying
In the first and second
In this embodiment, since λ 1 is set to 600 nm and λ 2 is set to 720 nm, the optical film thicknesses are 150 nm and 180 nm, respectively.
In addition to the above-described configuration, the simulation is performed assuming that the total number of layers is 89, the substrate having a refractive index of 1.8 is also present on the
次に、本実施形態に係る蛍光顕微鏡10による観察方法について説明する。
光源16から出射された光を励起フィルタ11を通過させて特定波長の励起光としてダイクロイックミラー12に投射させる。
上記励起光は、ダイクロイックミラー12によって光路を曲げられ、対物レンズ15で集光されて標本17に照射される。このとき、この照射によって標本17から蛍光が発生する。この蛍光は、対物レンズ15を介して平行光となってダイクロイックミラー12に到達し、これを透過して吸収フィルタ13に至る。
Next, an observation method using the
The light emitted from the
The excitation light has its optical path bent by the
吸収フィルタ13に至った蛍光は、第1の積層部30から入射して第2から第6の積層部31〜35を透過して基板18側から再び外部へ射出される。
吸収フィルタ13には、蛍光以外の波長を有する励起光等も混入されて入射する。しかし、薄膜19が上述した第1の積層パターン20及び第2の積層パターン21を有する構成とされているので、吸収フィルタ13は、励起光等が属する波長帯域である阻止帯域38における光を外部へ射出させるのを阻止しながら、蛍光が属する波長帯域である透過帯域39における光を透過させる。
こうして、吸収フィルタ13から射出した蛍光は、接眼レンズ14を透過して集光されて観察側に至る。
The fluorescence that reaches the
Excitation light having a wavelength other than fluorescence is also mixed and incident on the
Thus, the fluorescence emitted from the
この吸収フィルタ13によれば、例えば図2(b)に示すように、屈折率分布が同じであると共に膜厚が異なる積層パターンを複数配置することにより、阻止帯域38を広くすることができる。また、第1の積層パターン20と第2の積層パターン21とは膜厚がそれぞれ異なるだけで各積層パターンの屈折率分布が同じであるため、成膜時の制御が容易な膜構成となり、光学特性の安定性を向上することができる。
According to this
次に、本発明に係る第2の実施形態について、図3(a)を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第1の積層パターン20の中心波長λ1が480nmとされ、膜厚を120nmとして形成されている点である。
上述と同様に、積層総数を89層とし、薄膜40の入射媒質18’側にも屈折率1.8を有する基板があるものとし、各層の屈折率分散はないものとしてシミュレーションした結果を図3(b)に示す。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof is omitted.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the center wavelength λ 1 of the first
Similarly to the above, it is assumed that the total number of layers is 89, the substrate having a refractive index of 1.8 is also present on the
この本実施形態に係る吸収フィルタ及び蛍光顕微鏡によれば、例えば図3(b)に示すように、第1の積層パターン20による阻止帯域38Aと、第2の積層パターン21による阻止帯域38Bとが分離し、間に透過領域を有するフィルタ特性を得ることができる。
According to the absorption filter and the fluorescence microscope according to this embodiment, for example, as shown in FIG. 3B, the
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図4(a)を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第3の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第3の実施形態にかかる薄膜41が、第1の積層パターン20、第2の積層パターン21を構成する低屈折率層22の屈折率が基板18の屈折率と同じ値で一定とされている点である。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof is omitted.
The third embodiment is different from the first embodiment in that the
すなわち、薄膜41は、第1から第6の積層部30〜35を構成する低屈折率層22の屈折率が基板18側の屈折率と同じ値で形成されている。
また、本実施形態では、基板18の屈折率を1.5とし、高屈折率層23の屈折率を1.55から2.4まで変化させ、低屈折率層22の屈折率を1.5の一定値としている。
上記の構成に加え、積層総数を93層とし、薄膜41の入射媒質18’側にも屈折率1.5を有する基板があるものとし、各層の屈折率分散はないものとしてシミュレーションした結果を図4(b)に示す。
That is, the
In this embodiment, the refractive index of the
In addition to the above configuration, the total number of layers is 93, the substrate having a refractive index of 1.5 is also present on the
この本実施形態に係る吸収フィルタ及び蛍光顕微鏡によっても、例えば図4(b)に示すように、上述した第1の実施形態と同様に第1の積層パターン20の阻止帯域及び第2の積層パターン21の阻止帯域を合わせたフィルタ特性を得ることができる。
Also with the absorption filter and the fluorescence microscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 4B, for example, the stop band and the second stacked pattern of the first
なお、上記の実施形態では、n=m=1として設計波長を各積層パターンの中心波長と同じとし、高屈折率層23及び低屈折率層22の光学膜厚を設計波長の1/4倍に設定しているが、n=m=2とし、高屈折率層23及び低屈折率層22の光学膜厚を設計波長の1/2倍に設定して薄膜を形成しても、全く同様な分光特性を有する吸収フィルタを得ることができる。
さらに、中心波長600nmに対して、設計波長を600/n(nは整数)nmとし、高屈折率層23及び低屈折率層21の光学膜厚を設計波長のn/4倍に設定して薄膜を形成しても、同様な分光特性を有する吸収フィルタを得ることができる。
In the above embodiment, n = m = 1, the design wavelength is the same as the center wavelength of each laminated pattern, and the optical film thicknesses of the high
Furthermore, the design wavelength is set to 600 / n (n is an integer) nm with respect to the center wavelength of 600 nm, and the optical film thicknesses of the high
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、積層パターンを2回繰り返したが、これに限らず、3回以上繰り返してもよい。このようにすることによって、より広い阻止帯域を有するフィルタ特性とすることや、より多くの透過帯域を有するフィルタ特性とすることができる。
また、中心波長(λ1、λ2)は480、600、720nmに限らず、励起光の波長や検出したい蛍光の波長に応じてλ1、λ2の値を適宜変えることで、所望の光学特性を得ることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the laminated pattern is repeated twice, but the present invention is not limited to this and may be repeated three or more times. By doing in this way, it can be set as the filter characteristic which has a wider stop band, and it can be set as the filter characteristic which has more transmission bands.
Further, the center wavelengths (λ 1 , λ 2 ) are not limited to 480, 600, and 720 nm, and by changing the values of λ 1 and λ 2 appropriately according to the wavelength of excitation light and the wavelength of fluorescence to be detected, the desired optical Characteristics can be obtained.
10 蛍光顕微鏡(光学機器)
13 吸収フィルタ(光学フィルタ)
18 基板
19、40、41 薄膜
20 第1の積層パターン
21 第2の積層パターン
22 低屈折率層
23 高屈折率層
30 第1の積層部
31 第2の積層部
32 第3の積層部
36 高屈折率変動層部
10 Fluorescence microscope (optical equipment)
13 Absorption filter (optical filter)
18
Claims (5)
前記薄膜が、屈折率が相対的に低い低屈折率層と屈折率が相対的に高い高屈折率層とが前記基板側から交互に積層されて構成され、
前記高屈折率層の屈折率が前記基板に向かって漸次高く変化する第1の積層部と、
該第1の積層部に隣接し、前記高屈折率層の屈折率が第1の積層部を構成する高屈折率層のうち最も高い屈折率と略同一である第2の積層部と、
該第2の積層部に隣接し、前記高屈折率層の屈折率が第2の積層部側から漸次低く変化する第3の積層部とを備え、
前記基板に向かって前記第1の積層部、前記第2の積層部、前記第3の積層部の順に配置された積層パターンが前記基板の一面で膜厚方向に2回以上繰り返して配置され、各積層パターンが互いに異なる膜厚を有していることを特徴とする光学フィルタ。 An optical filter comprising a substrate and a thin film formed on the substrate,
The thin film is configured by alternately laminating a low refractive index layer having a relatively low refractive index and a high refractive index layer having a relatively high refractive index from the substrate side,
A first stacked portion in which a refractive index of the high refractive index layer gradually increases toward the substrate;
A second laminated part adjacent to the first laminated part, wherein the refractive index of the high refractive index layer is substantially the same as the highest refractive index of the high refractive index layers constituting the first laminated part;
A third laminated portion adjacent to the second laminated portion and having a refractive index of the high refractive index layer that gradually decreases from the second laminated portion side;
A laminated pattern arranged in the order of the first laminated portion, the second laminated portion, and the third laminated portion toward the substrate is repeatedly arranged in the film thickness direction twice or more on one surface of the substrate , An optical filter, wherein each laminated pattern has a different film thickness.
前記薄膜が、屈折率が相対的に低い低屈折率層と屈折率が相対的に高い高屈折率層とが前記基板側から交互に積層されて構成され、
前記低屈折率層の屈折率が前記基板に向かって漸次低く変化する第1の積層部と、
該第1の積層部に隣接し、前記低屈折率層の屈折率が第1の積層部を構成する低屈折率層のうち最も低い屈折率と略同一である第2の積層部と、
該第2の積層部に隣接し、前記低屈折率層の屈折率が第2の積層部側から漸次高く変化する第3の積層部とを備え、
前記基板に向かって前記第1の積層部、前記第2の積層部、前記第3の積層部の順に配置された積層パターンが前記基板の一面で膜厚方向に2回以上繰り返して配置され、各積層パターンが異なる膜厚を有していることを特徴とする光学フィルタ。 An optical filter comprising a substrate and a thin film formed on the substrate,
The thin film is configured by alternately laminating a low refractive index layer having a relatively low refractive index and a high refractive index layer having a relatively high refractive index from the substrate side,
A first laminated portion in which the refractive index of the low refractive index layer gradually decreases toward the substrate;
A second laminated part adjacent to the first laminated part, wherein the refractive index of the low refractive index layer is substantially the same as the lowest refractive index of the low refractive index layers constituting the first laminated part;
A third stacked portion adjacent to the second stacked portion and having a refractive index of the low refractive index layer that gradually increases from the second stacked portion side;
A laminated pattern arranged in the order of the first laminated portion, the second laminated portion, and the third laminated portion toward the substrate is repeatedly arranged in the film thickness direction twice or more on one surface of the substrate , An optical filter, wherein each laminated pattern has a different film thickness.
前記各積層パターンにおける前記高屈折率層及び前記低屈折率層の光学膜厚が、前記設計波長の略n/4倍に設定されていることを特徴とする請求項1から3の何れか一つに記載の光学フィルタ。 When the design wavelength is λ / n (n is an integer) with respect to the center wavelength (λ) of the wavelength band for preventing transmission in each of the laminated patterns,
4. The optical film thickness of the high refractive index layer and the low refractive index layer in each of the laminated patterns is set to approximately n / 4 times the design wavelength. 5. Optical filter as described in one.
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