JPH031644B2 - - Google Patents
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- JPH031644B2 JPH031644B2 JP12639881A JP12639881A JPH031644B2 JP H031644 B2 JPH031644 B2 JP H031644B2 JP 12639881 A JP12639881 A JP 12639881A JP 12639881 A JP12639881 A JP 12639881A JP H031644 B2 JPH031644 B2 JP H031644B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
-
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- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
本発明はロングパスフイルターに係る。更に詳
しくは、本発明は特異な膜構成に特徴を有する、
赤外フイルターとして有用なロングパスフイルタ
ーに関する。 一般的に、赤外ロングパスフイルターはある特
定の波長を境として赤外透過率のシヤープな立上
りを有する。該特定波長上の透過領域における透
過率ができる限り高く、かつ該特定波長以下の不
透過領域における透過率ができるだけ低いもの
が、赤外ロングパスフイルターとして優れたもの
といえる。 従来のロングパスフイルターの構成は基板と、
高屈折率物質層Hおよび低屈折率物質層Lの交互
多層膜、即ち式: (L/2HL/2)m ただしmは少なくとも1の整数であり、L/2は 層Lの光学的膜厚が層Hの1/2であることを示す、 で示される基本周期層とから構成されていた。し
かしながら、このような基本周期層のみでは基板
に対する反射防止膜としての構成とはなつていな
い。そのために透過域におけるリツプルが大きく
かつ透過領域における十分な透過率を達成するこ
とはできなかつた。 一方、特公昭51−14032号公報の開示する発明
では、前記欠点を改善するために、三硫化アンチ
モン、硫化亜鉛、臭化タリウム、塩化タリウム、
フツ化鉛、一酸化珪素およびフツ化マグネシウム
のうちの任意の2種以上の物質を屈折率の高い順
序で、基本周期層上に蒸着している。 このような膜を有することにより、透過率の点
ではかなり改善されたが、リツプルの点では依然
として改良の余地が残されており、特に透過率の
立上りにおけるリツプルは基本周期層数の増大
(mの増大)に伴つて著しく大きくなり、ロング
パスフイルターとして性能の低下がまぬがれな
い。更に、この発明では3種もしくはそれ以上の
蒸着物質を必要とするので、製造作業も煩雑であ
り製造効率の低下の原因となつていた。 そこで、本発明の目的は前記従来製品の有する
諸欠点を改善したロングパスフイルター、即ちリ
ツプルが小さく、透過領域における透過率が良好
で、透過率の立上りがシヤープで、かつ不透過領
域における透過率が低いロングパスフイルターを
提供するこことにある。本発明は、特に、赤外用
フイルターの基板として良好なゲルマニウムを基
板とするロングパスフイルターを対象とする。 本発明の前記目的は、ゲルマニウム基板、ゲル
マニウムの高屈折率層(H)と硫化亜鉛または一酸化
珪素の低屈折率層(L)との交互層からなり、 (L/2HL/2)m ただし、mは少なくとも1の整数であり、L/2 はLの光学的膜厚がHの1/2であることを示す、 で示される基本周期層のみからなる従来のロング
パスフイルター上に、α(L/2HL/2)なる3膜厚
、 およびβLなる反射防止用の単層膜を形成し、α,
βを0.75≦α≦0.85、1.6≦α≦1.8の範囲内にす
ることにより達成することができる。 本発明のロングパスフイルターの構成におい
て、α(L/2HL/2)なる3層膜は基本周期層、 (L/2HL/2)m、と反射防止層としてのβLなる単
層 膜との適合層ともいうべきものであり、これによ
つて得られるロングパスフイルターのリツプルを
小さくすることが可能となる。 本発明のロングパスフイルターの膜構成におい
て、前記適合層の光学的膜厚に係る係数α並びに
反射防止層の光学的膜厚に係る係数βの範囲はリ
ツプル、透過率に対する適切許容範囲であり、
各々前述の範囲外ではリツプルの増大、透過率の
低下を招き、ロングパスフイルターとしての性能
が低下する(第7図および第8図参照)。 更に、本発明においては赤外用フイルター用の
蒸着物質として生産性耐久性の面ですぐれている
2種類即ちゲルマニウムおよび硫化亜鉛または一
酸化珪素のみに制限し、フイルター製造時の蒸着
操作の単純化を計ることにより製造効率上大きな
メリツトとなる。また、適合層として基本周期層
と等価な膜を利用することにより、透過波長領域
での透過率の改善を計ることができ、高性能なロ
ングパスフイルターを得ることができる。 以下実施例により本発明を更に具体的に説明す
る。 まず、第1図は比較のために示した従来の、ゲ
ルマニウム基板1と2,3,4……4,3,2で
示される基本周期層のみからなるロングパスフイ
ルターの模式図を断面図として示すものである。
この種のロングパスフイルターの例としては、例
えば第1表に示すような膜構成のものを挙げるこ
とができる。また、その分光透過特性を第2図に
示した。
しくは、本発明は特異な膜構成に特徴を有する、
赤外フイルターとして有用なロングパスフイルタ
ーに関する。 一般的に、赤外ロングパスフイルターはある特
定の波長を境として赤外透過率のシヤープな立上
りを有する。該特定波長上の透過領域における透
過率ができる限り高く、かつ該特定波長以下の不
透過領域における透過率ができるだけ低いもの
が、赤外ロングパスフイルターとして優れたもの
といえる。 従来のロングパスフイルターの構成は基板と、
高屈折率物質層Hおよび低屈折率物質層Lの交互
多層膜、即ち式: (L/2HL/2)m ただしmは少なくとも1の整数であり、L/2は 層Lの光学的膜厚が層Hの1/2であることを示す、 で示される基本周期層とから構成されていた。し
かしながら、このような基本周期層のみでは基板
に対する反射防止膜としての構成とはなつていな
い。そのために透過域におけるリツプルが大きく
かつ透過領域における十分な透過率を達成するこ
とはできなかつた。 一方、特公昭51−14032号公報の開示する発明
では、前記欠点を改善するために、三硫化アンチ
モン、硫化亜鉛、臭化タリウム、塩化タリウム、
フツ化鉛、一酸化珪素およびフツ化マグネシウム
のうちの任意の2種以上の物質を屈折率の高い順
序で、基本周期層上に蒸着している。 このような膜を有することにより、透過率の点
ではかなり改善されたが、リツプルの点では依然
として改良の余地が残されており、特に透過率の
立上りにおけるリツプルは基本周期層数の増大
(mの増大)に伴つて著しく大きくなり、ロング
パスフイルターとして性能の低下がまぬがれな
い。更に、この発明では3種もしくはそれ以上の
蒸着物質を必要とするので、製造作業も煩雑であ
り製造効率の低下の原因となつていた。 そこで、本発明の目的は前記従来製品の有する
諸欠点を改善したロングパスフイルター、即ちリ
ツプルが小さく、透過領域における透過率が良好
で、透過率の立上りがシヤープで、かつ不透過領
域における透過率が低いロングパスフイルターを
提供するこことにある。本発明は、特に、赤外用
フイルターの基板として良好なゲルマニウムを基
板とするロングパスフイルターを対象とする。 本発明の前記目的は、ゲルマニウム基板、ゲル
マニウムの高屈折率層(H)と硫化亜鉛または一酸化
珪素の低屈折率層(L)との交互層からなり、 (L/2HL/2)m ただし、mは少なくとも1の整数であり、L/2 はLの光学的膜厚がHの1/2であることを示す、 で示される基本周期層のみからなる従来のロング
パスフイルター上に、α(L/2HL/2)なる3膜厚
、 およびβLなる反射防止用の単層膜を形成し、α,
βを0.75≦α≦0.85、1.6≦α≦1.8の範囲内にす
ることにより達成することができる。 本発明のロングパスフイルターの構成におい
て、α(L/2HL/2)なる3層膜は基本周期層、 (L/2HL/2)m、と反射防止層としてのβLなる単
層 膜との適合層ともいうべきものであり、これによ
つて得られるロングパスフイルターのリツプルを
小さくすることが可能となる。 本発明のロングパスフイルターの膜構成におい
て、前記適合層の光学的膜厚に係る係数α並びに
反射防止層の光学的膜厚に係る係数βの範囲はリ
ツプル、透過率に対する適切許容範囲であり、
各々前述の範囲外ではリツプルの増大、透過率の
低下を招き、ロングパスフイルターとしての性能
が低下する(第7図および第8図参照)。 更に、本発明においては赤外用フイルター用の
蒸着物質として生産性耐久性の面ですぐれている
2種類即ちゲルマニウムおよび硫化亜鉛または一
酸化珪素のみに制限し、フイルター製造時の蒸着
操作の単純化を計ることにより製造効率上大きな
メリツトとなる。また、適合層として基本周期層
と等価な膜を利用することにより、透過波長領域
での透過率の改善を計ることができ、高性能なロ
ングパスフイルターを得ることができる。 以下実施例により本発明を更に具体的に説明す
る。 まず、第1図は比較のために示した従来の、ゲ
ルマニウム基板1と2,3,4……4,3,2で
示される基本周期層のみからなるロングパスフイ
ルターの模式図を断面図として示すものである。
この種のロングパスフイルターの例としては、例
えば第1表に示すような膜構成のものを挙げるこ
とができる。また、その分光透過特性を第2図に
示した。
【表】
【表】
第2図から明らかな如く、基本周期層のみを使
用した場合にはリツプルが大きく、かつ透過波長
領域での透過率も十分とはいえない。 そこで、このような構成のフイルター上に、第
2図に示すように適合層5,6,5および反射防
止用単層膜7をこの順序で適用した。詳細な膜構
成は第2表に示す通りである。またかくして得ら
れる本発明のロングパスフイルターの分光透過特
性を第4図に示した。本実施例において、α=
0.85およびβ=1.6である。
用した場合にはリツプルが大きく、かつ透過波長
領域での透過率も十分とはいえない。 そこで、このような構成のフイルター上に、第
2図に示すように適合層5,6,5および反射防
止用単層膜7をこの順序で適用した。詳細な膜構
成は第2表に示す通りである。またかくして得ら
れる本発明のロングパスフイルターの分光透過特
性を第4図に示した。本実施例において、α=
0.85およびβ=1.6である。
【表】
【表】
第2図および第4図の比較から明らかな如く、
本発明の膜構成を有するロングパスフイルターに
おいてはリツプルが小さく、かつ透過率の立上り
も良好で透過率が著しく改善されたことがわか
る。 また、特公昭51−14032号の開示するフイルタ
ーと比較しても、本発明のフイルターの方が透過
率、リツプル両者の点で優れていることがわか
る。 この実施例では高屈折率物質としてゲルマニウ
ムを、低屈折率物質として硫化亜鉛を使用した
が、低屈折率物質として一酸化珪素を使用した場
合にも、同様に優れた性能を有するロングパスフ
イルターを得ることができる。一例として、第3
表に示すような膜構成のロングパスフイルター
(α=0.8、β=1.8)の分光透過特性を第5図に
示す。
本発明の膜構成を有するロングパスフイルターに
おいてはリツプルが小さく、かつ透過率の立上り
も良好で透過率が著しく改善されたことがわか
る。 また、特公昭51−14032号の開示するフイルタ
ーと比較しても、本発明のフイルターの方が透過
率、リツプル両者の点で優れていることがわか
る。 この実施例では高屈折率物質としてゲルマニウ
ムを、低屈折率物質として硫化亜鉛を使用した
が、低屈折率物質として一酸化珪素を使用した場
合にも、同様に優れた性能を有するロングパスフ
イルターを得ることができる。一例として、第3
表に示すような膜構成のロングパスフイルター
(α=0.8、β=1.8)の分光透過特性を第5図に
示す。
【表】
【表】
前述のように、不透過波長領域の範囲もしくは
透過波長領域の範囲は基本周期層を適当に組合せ
ることにより変えることができる。これは例えば
分光学的膜厚(nd)を異にする基本周期層を基
板に適用することにより達成される。その一例と
して、ゲルマニウムおよび硫化亜鉛を使用し、第
4表に示すような膜構成で光学的膜厚を異にする
5種の基本周期層を適用し、夫々α=0.85および
β=1.6の適合層と反射防止層とを更に適用して、
式: Ge〔0.3(L/2HL/2)8〔0.42(L/2HL/
2)〕6〔0.54 (L/2HL/2)〕7 〔0.72(L/2HL/2)〕7〔0.85(L/2HL
/2)〕(L/2H L/2)8 〔0.85(L/2HL/2)〕〔1.6L)air で示されるロングパスフイルターを形成できる。
その分光透過特性を第6図に示す。
透過波長領域の範囲は基本周期層を適当に組合せ
ることにより変えることができる。これは例えば
分光学的膜厚(nd)を異にする基本周期層を基
板に適用することにより達成される。その一例と
して、ゲルマニウムおよび硫化亜鉛を使用し、第
4表に示すような膜構成で光学的膜厚を異にする
5種の基本周期層を適用し、夫々α=0.85および
β=1.6の適合層と反射防止層とを更に適用して、
式: Ge〔0.3(L/2HL/2)8〔0.42(L/2HL/
2)〕6〔0.54 (L/2HL/2)〕7 〔0.72(L/2HL/2)〕7〔0.85(L/2HL
/2)〕(L/2H L/2)8 〔0.85(L/2HL/2)〕〔1.6L)air で示されるロングパスフイルターを形成できる。
その分光透過特性を第6図に示す。
【表】
【表】
この実施例においては全層数が86であり、前記
実施例の全層数の3倍以上となつている。それに
もかかわらず、第6図から理解されるように、透
過率の立上りが良好で、リツプルも小さく、かつ
透過領域での平均透過率も90%以上を達成してい
る。 すなわち、本発明の新規な膜構成により、基本
周期層数の大小にかかわらず、透過率、リツプ
ル、透過率の立上り等いずれの点においても著し
く改善されたロングパスフイルターを得ることが
でき、これらは赤外フイルターとして極めて優れ
た製品を提供する。また、蒸着物質を2種類だけ
で構成することができ製造上の煩雑さもない。 最後に、第7図および第8図は、本発明のロン
グパスフイルターにおける、適合層並びに反射防
止層の分光学的膜厚に係る係数αおよびβが適切
許容値の範囲外の場合を示す。図では特にαにつ
いてのみ示す。第7図および第8図において使用
した膜構成は、夫々 (L/2HL/2)10〔0.7(L/2HL/2)〕(1
.6L)および (L/2HL/2)10〔0.9(L/2HL/2)〕(1
.6L) である。ただし、いずれの場合もHはゲルマニウ
ムであり、Lは硫化亜鉛である。すなわち、第7
図、第8図からわかるように、αを0.75〜0.85の
範囲外にした場合には、リツプルが大きくなりロ
ングパスフイルターとしての性能が著しく低下す
る。図では、αについてのみ示したがβについて
も同様な結果が得られる。
実施例の全層数の3倍以上となつている。それに
もかかわらず、第6図から理解されるように、透
過率の立上りが良好で、リツプルも小さく、かつ
透過領域での平均透過率も90%以上を達成してい
る。 すなわち、本発明の新規な膜構成により、基本
周期層数の大小にかかわらず、透過率、リツプ
ル、透過率の立上り等いずれの点においても著し
く改善されたロングパスフイルターを得ることが
でき、これらは赤外フイルターとして極めて優れ
た製品を提供する。また、蒸着物質を2種類だけ
で構成することができ製造上の煩雑さもない。 最後に、第7図および第8図は、本発明のロン
グパスフイルターにおける、適合層並びに反射防
止層の分光学的膜厚に係る係数αおよびβが適切
許容値の範囲外の場合を示す。図では特にαにつ
いてのみ示す。第7図および第8図において使用
した膜構成は、夫々 (L/2HL/2)10〔0.7(L/2HL/2)〕(1
.6L)および (L/2HL/2)10〔0.9(L/2HL/2)〕(1
.6L) である。ただし、いずれの場合もHはゲルマニウ
ムであり、Lは硫化亜鉛である。すなわち、第7
図、第8図からわかるように、αを0.75〜0.85の
範囲外にした場合には、リツプルが大きくなりロ
ングパスフイルターとしての性能が著しく低下す
る。図では、αについてのみ示したがβについて
も同様な結果が得られる。
第1図は基板と基本周期層のみからなる従来の
ロングパスフイルターの構成を示す模式的断面図
である;第2図は第1図の構成を有するロングパ
スフイルターの分光透過特性を示す図である;第
3図は本発明のロングパスフイルターの構成を示
す模式的断面図である;第4図および第5図は
夫々本発明の膜構成を有する2つの実施例の分光
透過特性を示す図である;第6図は更に別の本発
明の実施例の分光透過特性を示す図である;およ
び第7図および第8図は2つの参考例の分光透過
特性を示す図である。第1図および第3図におけ
る各参照番号は以下の通りである。 1……基板、2……低屈折率層(L/2)、3…… 高屈折率層(H)、4……低屈折率層(L)、5……低屈
折率層(αL/2)、6……高屈折率層(αH)、7… …反射防止層(βL)。
ロングパスフイルターの構成を示す模式的断面図
である;第2図は第1図の構成を有するロングパ
スフイルターの分光透過特性を示す図である;第
3図は本発明のロングパスフイルターの構成を示
す模式的断面図である;第4図および第5図は
夫々本発明の膜構成を有する2つの実施例の分光
透過特性を示す図である;第6図は更に別の本発
明の実施例の分光透過特性を示す図である;およ
び第7図および第8図は2つの参考例の分光透過
特性を示す図である。第1図および第3図におけ
る各参照番号は以下の通りである。 1……基板、2……低屈折率層(L/2)、3…… 高屈折率層(H)、4……低屈折率層(L)、5……低屈
折率層(αL/2)、6……高屈折率層(αH)、7… …反射防止層(βL)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ゲルマニウムの基板、ゲルマニウムの高屈折
率層Hと硫化亜鉛または一酸化珪素の低屈折率層
Lとの交互層からなり: (L/2HL/2)m ただし、mは少なくとも1の整数であり、L/2 はLの光学的膜厚がHの1/2であることを示す、 で示される基本周期層を有するロングパスフイル
ターにおいて、前記高屈折率層Hと前記低屈折率
層Lからなる; α(L/2HL/2) で示される3膜層、および前記低屈折率層Lから
なる: βL で示される単層膜を有し、前記α、βは0.75≦α
≦0.85、1.6≦β≦1.8となることを特徴とするロ
ングパスフイルター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12639881A JPS5828708A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | ロングパスフイルタ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12639881A JPS5828708A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | ロングパスフイルタ− |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5828708A JPS5828708A (ja) | 1983-02-19 |
JPH031644B2 true JPH031644B2 (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=14934159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12639881A Granted JPS5828708A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | ロングパスフイルタ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5828708A (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6039602A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Tokyo Optical Co Ltd | 遠赤外用ロングパスフイルタ− |
JPS60225803A (ja) * | 1984-04-24 | 1985-11-11 | Horiba Ltd | ガス分析計用多層膜干渉フイルタ |
DE3543812A1 (de) * | 1985-12-12 | 1987-06-19 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Verfahren zum herstellen eines teildurchlaessigen optischen koerpers und durch das verfahren hergestellter optischer koerper |
JP3249992B2 (ja) * | 1990-12-25 | 2002-01-28 | ミノルタ株式会社 | シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜 |
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-
1981
- 1981-08-12 JP JP12639881A patent/JPS5828708A/ja active Granted
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JPS5828708A (ja) | 1983-02-19 |
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