JPH01274102A - 電磁濾波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁濾波装置に係わる。

光波分野で使用されている公知の光学濾波装置は、主に
真空蒸着という近代的技術によって製造することができ
る薄層積重体の原理に基づく干渉フィルタである。薄層
は例えば金属材料又は誘電性材料で形成し得、その厚さ
は数ナノメートルから数ミクロンまで極めて多様である
。

幅が高調波と共に数ナノメートルまで減少し得るスペク
トル線を還択することができるバンド幅の極めて狭いフ
ィルタ、例えばファプリー−ペローフィルタは既に知ら
れている。この種のフィルタは少なくとも２０程度の層
（λ／４）及びファプリー−へロー空胴（λ／２）を直
列に含む。

互いが互いの高調波ではない２つの所定スペクトル線を
同じように透過するフィルタも既に製造されているが、
それ以上のものはまだ開発されていない。

高域−波フィルタ及び低域ｒ波フィルタも広く製造され
ている。また、所定のスペクトル範囲のバンドを除去す
ることができる、仏語で°’ｒ　ｉ　Ｉ　ｔｒｅｓ−ｍ
ｏｉｎｓ’と称するより複雑な帯域フィルタの製造も知
られ°ている。しかしながら、複数の通過バンドをもつ
フィルタの製造方法はまだ知られていない。

傾斜入射の場合には、位相差をもたらすような層を使用
することによって光線の直線、円形又は楕円形振動状態
な変えることもでき、あるいは例えばＭａｃ　Ｎｃｉｌ
ｌｅの偏光キューブの場合のように偏光を生じる層を使
用することによって、２つの直交し合う振動方向を空間
的に分離することさえできる。

本発明の目的は、すぐ近務に放射しない、即ちスペクト
ル内で明確に分離された透過スペクトル線を得ることが
でき、又は互いに高調波ではない複数のスペクトル線を
得ることができ、又は互いに高調波ではない複数のバン
ドを得ることができる濾波装置を提供することにある。

本発明の濾波装置は、層の形態をした複数の電磁空胴の
積重体からなる電磁ｒ波装置であり、固有振動数ω。の
第１空胴Ａと固有振動数ω１の第２空胴Ｂとを含み、層
へｎ［ｎは１より大きい］の積重体がシーケンスｆ、即
ち 八、・巨へ、８）　　　　　　　　　　Ｂ、・ｇ（八、
１３）八ｚ＝ｆ（Ａｔ、Ｂ＋）　　　　　　　［１２”
ｇ（Ａｔ、Ｉｌ＋）＾、＝ｆ（Ａｎ−＋、Ｃ，，−＋）
　　Ｄｎ＝ｇ（＾１１−１＋Ｂｌ、−１）を有し、従っ
てフラクタル構造（ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎｆｒａｃ
ｔａｌｅ）を有することを特徴とする。

積重体Ａｎは例えば、下記のように構成することができ
る： Ａｎ”＾ＩＩ−Ｉ　Ｂｎ−１＾。−１ ｆ旦　しＢ、＝８．、　　Ｉｌ、、　　Ｉｔ、、、　八
、二へＢΔ、　Ｂ、＝Ｂ［３Ｂ又は＾ｈ”＾１１−１　
ａｎ−＋Ａｎ−１但しＢ７＝Ａｎ−１＾、、−１＾、、
−１、＾１・八Ｂ＾、［＋、＝＾＾＾又はＡｎ”ＡＩＩ
−Ｉ　Ｂｎ−ｔＡｎ−Ｉ　Ｂｎ−１＾。−１但しＢｈ＝
［１，−、Ｉｔ、−、［１，、−、Ｂ、、−、Ｂ、−、
、＾、・へＢへＤ＾、Ｂ　、　＝ＢＢ［１ＩＩＢ 又は＾。：八１１−１　ｏｎ−ｌ＾ｒｌ−Ｉ　Ｂｎ−ｌ
＾。−１但しＢｈ・＾１１−１１’Ｉｎ−１＾、、＾、
、＾、、−１、＾、・＾［ｌＡＢ＾、８、＝＾＾＾Δ＾ 又は八〇・Ａｎ−１ａｎ−１Ａｎ−１１３ｎ−１但し１
３．＝［ｌｎ−、Ｂ、、−、Ｂｆｉ−、Ｂｆｉ−、、＾
ｌ”へＢへＢ、［３，＝Ｉ３［１１３［１又は＾。；Ａ
ｎ−１ｏｎ−１Ａｎ−＋　Ｂｎ−＋１旦しＢ、＝＾。−
１八ｎ−Ｉ　　ＡＩ’ｌ−１＾。−１、＾１・へＢへＢ
、　Ｂ、＝＾＾＾＾又はΔ１；Ａｎ−Ｉ　Ａｎ−Ｉ　Ｂ
ｎ−Ｉ　Ｂ１１−１但し［ｌｌ、＝ＢＩ、−，Ｉｆ、−
、Ｂｈ−、ｔｌｈ−、、＾１：＾＾［ｌＢ、口、　＝［
１ｔｌＢ［ｌ又はＡｎ”Ａｎ−１８ｎ−１Ａｎ−＋　１
３ｎ−１ｆ旦し１３．＝へｎ−１７Ｉｎ−＋　　＾。−
１＾。−１、八、・へＢへＢ、　　Ｂ＋”＾へΔへ又は
＾。＝＾。−３八ｎ−Ｉ　Ｂｎ−１１３１１−１ｆ旦し
Ｂｒ、＝Ｂ、ｌ−，Ｂ、、、　Ｄ、、　Ｂ、、、＾１；
八＾ＤＢ、　Ｉｌ、＝ＢＢＤＢ又は八〇・Ａｎ−１Δｎ
−Ｉ　Ｂｎ−Ｉ　Ｂｎ−１但し８．＝へＩｔ−Ｉ　Ａ、
１−Ｉ　Ａｎ−Ｉ　Ａｎ−１、＾、・Δ＾ＤＢ、Ｂ＋”
＾ΔＡΔ０固有振動数ω。及びω１の値は、対応空胴Ａ
、Ｂの厚さｅ＾、ｅＢと指数ｎ＾、ｎＢとによって決定
される。

本発明の第１積重体はオーダー２の積重体である。

ｆｉ重オーダー２の装置の場合には、例えば下記のよう
なフィルタ列が得られる： ＾２・八、Ｂ、Ａ、・八ＢＡｔｌＢＢＡＢΔ、これは互
いに積重しな７つの層に対応する。

Ｂ２・ＢＢＢＢＢＢＢＢＢ、これは１つの層に対応する
。

積重オーダー３の装置の場合には、下記のようなフィル
タ列が得られる： ＾、：＾２Ｂ２＾２＝＾１３ＡＢＢＢＡＢ八Ｂ１１［１
［１［１１３ＢＢ１１Ａ１３ＡＢ１３ＢＡ１３八（１５
層）Ｂ、＝８２Ｂ２Ｂ２＝ＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＤ
ＢＢＢＢＢ’ＢＢＢＢＤＢＢＢＢ（１層）等々。

フィルタ＾２、＾３、＾。はフラクタルｆｌＩＩ造をも
つ積重体の具体例である。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に基づく以下の
非限定的具体例の説明で明らかにされよう。

先ず、指数ｎ＾・２．４のフィルタＡ、指数ｎＢ・１．
３５のフィルタＢを形成する。

Ａ及びＢの厚さはω。・ω、となるように還択する。次
いで、光学的厚みが合計で１０ミクロンに等しい先行技
術フィルタ＾１・ΔＢ八を形成する。振動数ｆは係数３
ｘｌＯ’によって標準化する。この先行技術フィルタを
用いた場合には、第１図に示すように、基本エネルギ即
ち高調波を除いたエネルギの通過バンドがｒｌとｆ２の
間に含まれ、所望ではない周期性がスペクトルに存在す
る１分解能は極めて平均的であり、分離されたバンドは
見られない。

第２図はオーダー２のフィルタ、即ち本発明の積重体Ａ
ＢＡＢＢ、ＢＡＢＡ４こ対応するフィルタの透過状態を
示している。このフィルタの厚みは合計１０ミクロンで
あり、フィルタＡの厚みがｅ＾＝０．４６ｎｍ、フィル
タＢの厚みがｅ８＝ｏ、８２３ｐＩａである。このグラ
フでは両側に細いスペクトル線ｆ３、「４が見える。こ
れらのスペクトル線は幅が１６００八であり、極めて良
く分解されている。

第３図はオーダー３のフィルタ、即ち積重体へＢＡＢＢ
ＢＡＢＡＢＢ［ｌＢＢ［ｌＩｌ［１ＢＡＢＡＩＩＢＢＡ
Ｉｌ八に対応するフィルりの透過状態を示している。こ
のフィルタの厚みは合計１０ミクロンであり、フィルタ
Ａの厚みがｅ＾＝０．１５４ｐｍ、フィルタＢの厚みが
ｅＢ・０．２７４ｐｍである。

この場合はスペクトル線が益々細くなっており、特に２
つの線ｒ５及びｆ６は互いにはっきりと公社されている
。スペクトル線ｆ６は特に良く分解されており、その幅
は５３八である。また、ｒｌとｒ８の間には極めて良く
分解された通過バンドが見える。

第４図では更に重要な結果が観察される。この図は、ｅ
＾：５１４＾、ｅ［ｌ：９１４へのオーダー４フイルタ
の透過状態を示すものである。振動数ｆ９、ｆｌｏ、　
ｆｉｌではスペクトル線が極めて明確に分離されている
。

これらの線の福は１〇八より遥かに小さい。

次に、別のタイプの先行技術の積重体＾ＢＡＤ＾を含む
ｒ波装置３形成する。この場合も先ず、光学指数２．４
のフィルタＡと光学指数１．３５のフィルタＢとを形成
する。ここでは、フィルタＡの厚みを１．６４１１ｍ、
フィルタＢの厚みを２．５３７ｐｍにして、フィルタの
合計光学厚みが１０ミクロンになるようにする。

この先行技術フィルタは分解能が低く、第５図に示すよ
うな透過状態を有する。

第６図は合計光学厚み１０ミクロンの積重体へＢΔＢＡ
ＢＢ８ＢＤＡ［１ＡＢＡＢ［１Ｂ８ＢＡＢＡＢ八からな
る本発明のオーダー２のフィルタを使用した場合の透過
状態を示している。層Ａの厚みは０．２６９１Ｊｍ、層
Ｂの厚みは０．４１６ｐｍである°。振動数ｆ１２及び
Ｈ３には互いに高調波ではない分離されたスペクトル線
が見られ、きれいな通過バンドも観察される。

第７図は第６図と同じシーケンスをもつオーダー３のフ
ィルタに係わる。層Ａの厚みは４４０八、層Ｂの厚みは
１０６０八である。スペクトルの端では振動数「１４及
びｆ１５に極めて細いスペクトル線が見える。

これらのスベクＩ・ル線は極めて良く分解されている。

明確に分離されたバンドも観察される。

この現象は、同じシーケンスをもつオーダー４のフィル
タに係わる第８Δ図及び第８Ｂ図にも見られる。この場
合は層Ａの厚みが１００Δ、層Ｂの厚みが１１０八であ
る。このグラフではスペクＩ・ル線［１４、Ｈ５及びｆ
１６が観察される。

第９図は、指数Ａ及びＢの比の変化に応じた透過振動数
の変化を示している。このグラフは、仏語でａｔｔｒａ
ｃｔｅｕｒ　ｅｔｒａＢｅと称する。この変化は第２図
のようなオーダー２のフィルタに対応する。層Ａの指数
は２．４であり、層Ｂの指数は１．２〜９の範囲で変化
する（横座標）。

透過度が０．７を超えた時は黒い点、０．７より小さい
時は白い点が示されている。

このグラフから、特定の指数範囲では振動数の遷択がよ
り容易であることが知見される。このａｔｔｒａｃｔｅ
ｕｒ　！ｔｒａｎｇｅに基づいて計算すれば、遭択バン
ドの位置付けを行うための指数の相対値を求めることが
できる。

本発明は勿論前述の具体例には限定されず、特に光波長
の濾波には限定されない。シーケンスは層の幾何学的厚
み、又は層の光学的厚みに適用される。

また、層の厚さは、オーダーｎで形成したアセンブリを
圧縮又は圧延等にがけることによって変化させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は＾Ｂ＾タイプの先行技術フィルタによって透過
されるエネルギＴの変化を入射ビームの標準化振動数ｆ
の関数として示すグラフ、第２図、第３図及び第４図は
夫々本発明のフィルタを使用した場合の第１図と類似の
グラフ、第５図はへＢへＢへタイプの先行技術フィルタ
を使用した場合の第１図と類似のグラフ、第６図は積重
体 ＾８ＡＢＡ８８８ＢＢＡＢＡＢ八口ＩＩＢＩＩＢＡＢ八
Ｂ八へ含む本発明のオーダー２のフィルタを使用した場
合の第２図と類似のグラフ、第７図は本発明のオーダー
３のフィルタを使用した場合の第６図と類似のグラフ、
第８八図及び第８Ｂ図は本発明のオーダー４のフィルタ
を使用した場合の第７図と類似のグラフ、第９図はオー
ダー２の＾ＢＡＩｌ［１ＢＡＢ八フイルタを使用した場
合の振動数透過変ｆヒを光学指数Ａに対する光学指数Ｂ
の変化の関数として示す”ａｔｔｒａｃｔｅｕｒ　ａｔ
ｒａｎｇｅ″と称するグラフである。 Ｔ・・・・・・エネルギ透過率、ｆ１〜ｒ６・・・・・
・入射ビーム振動数、ｎ・・・・・・積重オーダー数。 ＦＩＧ、１ ｆ１４　　ｔｉｓ ゝＮ１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）層の形態をした複数の電磁空胴の積重体からなる
   電磁濾波装置であって、固有振動数ω＿０の第１空胴Ａ
   と固有振動数ω＿１の第２空胴Ｂとを含み、積重体層Ａ
   ＿ｎ［ｎは１より大きい］がシーケンスｆ、即ち Ａ＿１＝ｆ（Ａ、Ｂ）　Ｂ＿１＝ｇ（Ａ、Ｂ）Ａ＿２＝
   ｆ（Ａ＿１、Ｂ＿１）　Ｂ＿２＝ｇ（Ａ＿１、Ｂ＿１）
   ・・・・・・・・・・・・　・・・・・・・・・・・Ａ
   ＿ｎ＝ｆ（Ａ＿ｎ＿−＿１、Ｂ＿ｎ＿−＿１）　Ｂ＿ｎ
   ＝ｇ（Ａ＿ｎ＿−＿１、Ｂ＿ｎ＿−＿１）を有し、従っ
   てフラクタル構造を有することを特徴とする濾波装置。
2. （２）前記シーケンスｆが、 Ａ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−
   ＿１但しＢ＿ｎ＝Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ
   ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＢＡ、Ｂ＿１＝ＢＢＢ又はＡ
   ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿
   １但しＢ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿
   ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＢＡ、Ｂ＿１＝ＡＡＡであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の濾波装置。
3. （３）前記シーケンスｆが、 Ａ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−
   ＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１但しＢ＿ｎ＝Ｂ
   ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿
   ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＢＡＢＡ、Ｂ
   ＿１＝ＢＢＢＢＢ 又はＡ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ
   ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１但しＢ＿ｎ
   ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　
   Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＢＡＢＡ
   、Ｂ＿１＝ＡＡＡＡＡ であることを特徴とする請求項１に記載の濾波装置。
4. （４）前記シーケンスｆが、 Ａ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−
   ＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１但しＢ＿ｎ＝Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ
   ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿
   １＝ＡＢＡＢ、Ｂ＿１＝ＢＢＢＢ又はＡ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿
   −＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−
   ＿１但しＢ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ
   ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＢＡＢ、Ｂ
   ＿１＝ＡＡＡＡであることを特徴とする請求項１に記載
   の濾波装置。
5. （５）前記シーケンスｆが、 Ａ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−
   ＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１但しＢ＿ｎ＝Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ
   ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿
   １＝ＡＡＢＢ、Ｂ＿１、＝ＢＢＢＢ又はＡ＿ｎ＝Ａ＿ｎ
   ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿
   −＿１但しＢ＿＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ
   ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＢＡＢ、Ｂ
   ＿１＝ＡＡＡＡであることを特徴とする請求項１に記載
   の濾波装置。
6. （６）前記シーケンスｆが、 Ａ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−
   ＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１但しＢ＿ｎ＝Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ
   ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿
   １＝ＡＡＢＢ、Ｂ＿１＝ＢＢＢＢ又はＡ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿
   −＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−＿１　Ｂ＿ｎ＿−
   ＿１但しＢ＿ｎ＝Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１　Ａ
   ＿ｎ＿−＿１　Ａ＿ｎ＿−＿１、Ａ＿１＝ＡＡＢＢ、Ｂ
   ＿１＝ＡＡＡＡであることを特徴とする請求項１に記載
   の濾波装置。
7. （７）前記シーケンスｆが前記層の幾何学的厚みに適用
   されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項
   に記載の濾波装置。
8. （８）前記シーケンスｆが前記層の光学的厚みに適用さ
   れることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に
   記載の装置。