JP5868398B2 - サブ波長スケールでの構造化膜を有するスペクトルフィルタおよびそのようなフィルタの製造方法 - Google Patents
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Claims (16)
- 少なくともひとつの所与の第1中心波長λ0を中心とするスペクトルバンドにおける入射波の反射によって前記入射波をフィルタするのに適したスペクトルフィルタであって、
(i)貫通オリフィス(20)を伴う基板(10)と、
(ii)誘電体から形成される膜(30)と、
を備え、
前記膜は前記オリフィス(20)の上に架けられており、
前記膜は、2つの方向(D1、D2)に繰り返される二次元パターン(33)の形状に配列された一組のロッドを形成するように構成され、
少なくともひとつの方向における前記パターンの繰り返しは周期的または準周期的であって前記中心波長λ0よりも小さな第1周期(T1)を伴い、
前記パターンは平行四辺形の形状をとり、
前記膜は、第1方向(D 1 )と平行な第1ロッド(32)および第2方向(D 2 )と平行な第2ロッド(34)を伴う二次元格子を形成するよう構成され、
前記第1ロッド(32)は、前記中心波長λ 0 よりも小さな前記第1周期(T 1 )にしたがう、少なくともひとつのロッド(32)を含む第1サブパターン(320)の繰り返しによって形成され、
隣接する2つの第2ロッド(34)の間の間隔は、前記中心波長λ 0 の3倍よりも実質的に大きい、スペクトルフィルタ。 - 前記誘電体は、二酸化ケイ素、酸化マンガン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫酸亜鉛、三フッ化イットリウムおよびアルミナのなかから選択される、請求項1に記載のスペクトルフィルタ。
- ロッドの幅はλ0/2nよりも実質的に小さく、nは前記膜を形成する材料の屈折率である、請求項1または2に記載のスペクトルフィルタ。
- 前記ロッドの断面は実質的に円形、正方形または矩形である、請求項1から3のいずれかに記載のスペクトルフィルタ。
- 前記第1サブパターン(320)は複数の互いに平行なロッド(321、322、323、324)を含む、請求項1から4のいずれかに記載のスペクトルフィルタ。
- 前記第1方向(D1)と前記第2方向(D2)とは実質的に直交する、請求項1から5のいずれかに記載のスペクトルフィルタ。
- 前記第2ロッド(34)は、第2周期(T2)にしたがう、周期毎に少なくともひとつのロッド(34)を含む第2サブパターン(340)の繰り返しによって形成される、請求項1から6のいずれかに記載のスペクトルフィルタ。
- 前記第2周期(T2)は前記中心波長λ0よりも小さい、請求項7に記載のスペクトルフィルタ。
- 前記第2周期(T2)は前記第1周期(T1)と同一であり、前記第1および前記第2サブパターン(320、340)は似ている、請求項8に記載のスペクトルフィルタ。
- 前記第2周期(T2)は前記第1周期(T1)とは異なる、請求項8に記載のスペクトルフィルタ。
- 前記パターンは、少なくとも3つの異なる方向に配列されたロッドを含む、請求項1から4のいずれかに記載のスペクトルフィルタ。
- 異なる複数の中心波長をフィルタするのに適した、請求項1から11のいずれかに記載のスペクトルフィルタを複数備えるマルチスペクトルマトリックス(40)であって、前記複数のスペクトルフィルタの膜は全く同一の基板の上に架けられているマルチスペクトルマトリックス。
- 請求項1から11のいずれかに記載のフィルタまたは請求項12に記載のマルチスペクトルマトリックスと赤外線ディテクタとを備える赤外線イメージングシステムであって、前記フィルタまたは前記マトリックスは透過モードまたは反射モードで使用される赤外線イメージングシステム。
- 前記フィルタまたは前記マトリックスを回転させることで前記フィルタへの前記入射波の入射角を変えることを可能とし、それによってひとつ以上の波長調整可能フィルタを得る手段を備える、請求項13に記載のイメージングシステム。
- 少なくともひとつの所与の第1中心波長λ0を中心とするスペクトルバンドにおける入射光波の反射によって前記入射光波をフィルタするのに適したスペクトルフィルタを製造する方法であって、
(i)基板(10)の一方の面に誘電体の薄い層を設けることと、
(ii)誘電体の前記薄い層をエッチングすることで膜(30)を得ることであって、前記膜は、2つの方向に繰り返される二次元パターンの形状に配列された一組のロッドを形成するように構成され、少なくともひとつの方向における前記パターンの繰り返しは周期的であって前記中心波長λ0よりも小さな第1周期(T1)を伴うことと、
(iii)前記基板の反対の面に前記基板を貫通するオリフィス(20)をエッチングすることで前記構造化膜(30)が前記オリフィス(20)の上に架けられるようにすることと、を含み、
前記パターンは平行四辺形の形状をとり、
前記膜は、第1方向(D 1 )と平行な第1ロッド(32)および第2方向(D 2 )と平行な第2ロッド(34)を伴う二次元格子を形成するよう構成され、
前記第1ロッド(32)は、前記中心波長λ 0 よりも小さな前記第1周期(T 1 )にしたがう、少なくともひとつのロッド(32)を含む第1サブパターン(320)の繰り返しによって形成され、
隣接する2つの第2ロッド(34)の間の間隔は、前記中心波長λ 0 の3倍よりも実質的に大きい、方法。 - (iv)正しく得られたフィルタを希釈された酸の溶液に浸けることで前記ロッドを形成する材料への制御された侵襲を可能とし、前記ロッドの断面を丸めるおよび/または減らすことをさらに含む、請求項15に記載の製造方法。
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