JPH02212801A - 広帯域ハーフミラー - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可視光から赤外光に及ぶ広い波長域で使用可
能なハーフミラ−に関する。

〔従来の技術〕

従来の可視域用ハーフミラ−としては１、例えばｎ　ｔ
ｕｂ／　（ｎ　Ｍ　’　ｎ　Ｉ）”／　ａｉｒなる膜構
成を有し、ｎＭにＴｉ１ｔ　（屈折率ｎＨ＝２゜３５）
を、又ｎＬにＭｇＦ　＊（屈折率ｎＬ＝１．３８）を用
い中心波長をλｅとじて、各膜の光学的膜厚をλｅ／４
とした４層膜ハーフミラーが使用されている。その分光
透過・反射率特性を第３図に示す。第３図において、ｉ
ｌｌは垂直入射用、（２）は４５゛人射用の場合を示し
、実線は透過率を示し、点線は反射率を示す。４５゛入
肘の場合の膜厚は４５°入射用に補正しである。

以下のグラフについても同様とする。さらに、４５゛入
肘の場合、反射率及び透過率は偏光のＰ成分とＳ成分の
平均値をとっている。

又、可視域から近赤外域にわたる広い波長範囲で使用さ
れるハーフミラ−としては、クロメルなどの金属薄膜を
透明な基板上に蒸着して作製したハーフミラ−が知られ
ている。その分光透過・反射特性を第４図に示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

４層膜構成の誘電体ハーフミラ−は、第３図の分光特性
に示されているように、透過光と反射光の光量比が可視
域では略１：Ｉであるが、近赤外域では透過率が増加し
、反射率が減少するため、上記光量比が１：１とはなら
ず、使用波長域が狭くなる。帯域中が狭いことから、製
作誤差により使用中心波長が設計値からずれたときは、
透過光及び反射光が着色し、ハーフミラ−として有効に
使用できないという問題があった。

一方、クロメルなどの金属膜蒸着ハーフミラ−は、第４
図に示されているように、分光特性が広い波長範囲にわ
たって平坦ではあるものの、吸収が約４０％にも達し、
光量の損失が大きいという欠点があった。

本発明は、従来技術の有する上記問題点に鑑みてなされ
たものであって、可視域から赤外域に及ぶ広い波長範囲
にわたって入射光を略１：１の光量比で透過光と反射光
とに分割し、しかもその際光量の損失を少ない誘電体多
層膜による広帯域ハーフミラ−を提供することを目的と
する。

又、他の目的は、可視域で使用する場合に、製作誤差に
起因する中心波長のずれによって透過光及び反射光が着
色することの無いようなハーフミラ−を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の広帯域ハーフミラ−
においては、高屈折率誘電体物質ｎ　１１いｎＮ、、・
・・・・−と、低屈折率誘電体物質ｎＬｌｓｎＬｚ、・
−・・・・・・・の各λ、／２膜厚を有する交互層を従
来のｎ　ｓｕｍ／　（ｎ　ｎ　・ｎ　ｔ）”／空気の４
Ｎ膜誘電体ハーフミラーに挿入することによって従来の
ハーフミラ−の持つ波長帯域を拡大している。

すなわち、挿入する交互層は ｎｔｗ＆≦ｆｌＮｌ≦ｎＮ！≦〜・・−・〜≦ｎ　Ｎ１
１％及びｎ　５ｗＴｈ≧ｎＬＩ≧ｎｔｘ≧　・・・−・
・≧ｎＬＮとし、（１）　　（２ｎ□・２　ｎｔｔ　’
　２ｔＭｔ　’　２　ｎＬｒ−’−’”−’−−−’２
ｒｌＮ　（Ｎ−１１・２１１Ｌ　（Ｎ−１）　）又は、 （２１（２ｎＬ＋　Ｈ２ｎＨｉ　・２ｎＬｘ　・２　ｎ
ｘｒ−−−＝−°−２ｎｔ　　＋ｎ−ｚ＞　　′　２ｎ
ｖ　　（Ｎ−＋）　　　°　２ｎＬ　（Ｎ−１））を、
基板と（ｎ□・ｎＬＮ）”の間に挿入する。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明する。

第１図に、２つのハーフミラ−（１）及び（２）の分光
透過・反射特性を示す。

膜構成　ｎ）　　１．５１　／（２ｎ＋＋＋　−２ｎｔ
ｔ）（ｎｕｔ　・ｎｔ、ｚ）’／空気 ＋２）　　１．５１／（２，ｉｎ、、・２．２ｎＬ、）
（ｎ、ｓｚ　・１．１　ｎｔｚ）”／空気但し、ｎｎ＋
−１，６ｓ、　　ｎ、ｚ＝２．３５．　　ｎｔ＋＝ｎＬ
ｘ＝１．３８とした。（１）は垂直入射用であり、（２
）は４５°入射用に膜厚を補正したものであることは上
述した通りである。

図示の分光透過・反射特性から明らかなように、４００
ｎｍ乃至７００ｎ＊の可視域において、透過光と反射光
は略ｌ：１に分割されているため、第３図に示す従来方
式の４層膜ハーフミラーと比較して透過光、反射光とも
に着色せず、捲めて良好なハーフミラ−となっている。

又、第４図に示す従来方式のクロメルハーフミラ−と比
較すれば、光の吸収が無いため光量の損失もほとんど無
い。

第２図に、２つのハーフミラ−（１）及び（２）の分光
透過・反射特性を示す。

膜構成　（１１１，５１／（２ｎＨ＋　’　　２ｎＬｌ
　・２１Ｈｇ’２　ｎＬｚ）（ｎＨｓ−ｎＬｚ）”／空
気（２）１．５１／（２，１ｎｘ＋−２，２ｎｔ、・２
　ｎＭｇ　・２．２　ｎＬｚ）（ｎｕｓ　・１、１　ｎ
Ｌｚ）”／空気 但し、ｎｎ＋＝１．６３．　　ｎ、Ｉｔ＝１．８　ｏ、
　　ｎＭ２＝２．３５．ｎＬ＋＝１．４６．ｎｔｚ＝ｎ
ｔ３＝１．３８とした。

（１，１は垂直入射用であり、（２）は４５”入射用に
膜厚を補正したものである。

第２図に分光特性を示す（１）と（２）の再実施例は、
可視域から近赤外域までにわたって使用される光学系に
おいて有効なハーフミラ−を提供するもので、４００ｎ
＋ｍ乃至８００ｎｍの広い波長範囲で良好なハーフミラ
−となっている、従来方式のハーフミラ−と対比するに
、第３図に示す４層膜ハーフミラーでは７００ｎａｍ乃
至９００ｎ−の波長域において透過光と反射光の比率が
１：ｌから大きく崩れている。又、第４図に示すクロメ
ル蒸着のハーフミラ−においては、吸収が有るため光量
の損失が大きい。

上記実施例において、入射角０゛及び４５°以外の条件
で使用できるように、特許請求の範囲に記載の膜構成に
おいてλ、／２Ｎ及びλｅ７４層の膜厚を当該目的に応
じて補正することも可能である。

さらに、λｅ７２層及びλｅ７４層の膜厚を補正するこ
とによって、透過光と反射光の片方のみを使用してＮＤ
にュートラルデンシティ）フィルターとして働くように
設計することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は上述のとおり構成されているので、可視域から
赤外域に及ぶ広い波長範囲にわたって入射光を略１：１
の光量比で透過光と反射光とに分割し、しかもその際光
量の損失を伴うことのないようにすることができる。

又、可視域で使用する場合には、広い波長範囲にわたっ
て平坦な分光特性が得られるので、製作誤差に起因して
中心波長がずれたとしても、透過光及び反射光が着色す
ることなく、有効なハーフミラ−として使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は可視域で使用される実施例のハーフミラ−の分
光特性を示すグラフ図、第２図は可視域から近赤外域に
わたって使用される実施例のハーフミラ−の分光特性を
示すグラフ図、第３図は従来の誘電体多層膜ハーフミラ
−の分光特性を示すグラフ図、そして第４図は従来の金
属膜蒸着ハーフミラ−の分光特性を示すグラフ図である
。 第１図 λ（ｎｍ） 第２図 λ（ｎｍ） 第３図 λ（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透明基板上に誘電体薄膜を順次積層して成り、入射光を
   透過光と反射光とに分割するハーフミラーにおいて、基
   板の屈折率をｎ＿ｓ＿ｕ＿ｂとし、ｎ＿ｓ＿ｕ＿ｂより
   大なる屈折率を有する高屈折率誘電体物質の屈折率をｎ
   ＿ｓ＿ｕ＿ｂ≦ｎ＿Ｎ＿１≦ｎ＿Ｎ＿２≦…≦ｎ＿Ｎ＿
   Ｎとし、ｎ＿ｓ＿ｕ＿ｂより小なる屈折率を有する低屈
   折率誘電体物質の屈折率をｎ＿ｓ＿ｕ＿ｂ≧ｎ＿Ｌ＿１
   ≧ｎ＿Ｌ＿２≧…≧ｎ＿Ｌ＿Ｎとし、又屈折率を表示す
   る文字の係数１、及び２によって各誘電体薄膜が、λ＿
   ｅを中心波長として、λ＿ｅ／４及びλ＿ｅ／２の膜厚
   を有することを示すようにしたとき、 （１）ｎ＿ｓ＿ｕ＿ｂ／（２ｎ＿Ｎ＿１・２ｎ＿Ｌ＿１
   ・２Ｎ＿Ｎ＿２・２Ｎ＿Ｌ＿２・…２ｎ＿Ｎ＿（＿Ｎ＿
   −＿１＿）・２ｎ＿Ｌ＿（＿Ｎ＿−＿１＿）（ｎ＿Ｎ＿
   Ｎ・ｎ＿Ｌ＿Ｎ）＾２／空気、又は （２）ｎ＿ｓ＿ｕ＿ｂ／（２ｎ＿Ｌ＿１・２ｎ＿Ｎ＿１
   ・２Ｎ＿Ｌ＿２・２Ｎ＿Ｎ＿２・…２ｎ＿Ｎ＿（＿Ｎ＿
   −＿２＿）・２ｎ＿Ｌ＿（＿Ｎ＿−＿１＿）・２Ｌ＿Ｎ
   ＿（＿Ｎ＿−＿１＿））（ｎ＿Ｎ＿Ｎ・ｎ＿Ｌ＿Ｎ）＾
   ２／空気 なる構成を有することを特徴とする広帯域ハーフミラー
   。