JPH0416801A - 半透鏡 - 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］ 本発明は半透鏡、特に広い測定波数域をカバーする半透
鏡の改良に関する。

［従来の技術］ フーリエ変換分光光度計等に用いられる三光束干渉計に
は、一般に半透鏡が用いられている。

第５図には一般的な三光束干渉計の概略構成が示されて
いる。

同図に示す三光束干渉計は、光源１ｏと、半透鏡１２と
、固定鏡１４と、走査鏡１６とを含む。

そして、光源１０よりの入射光１８に対して前記半透鏡
１２は４５度傾いて配置されている。該半透鏡１２は、
入射光１８の一部を透過光２ｏとして走査鏡１６に導光
し、また入射光１８の一部を反射光２２として固定鏡１
４に導光する。

そして、前記固定＠１４及び走査鏡１６からの反射光は
再度半透鏡１２に入射し、各鏡１４１６からの光の干渉
光２４が所望の測定系に導光される。

ここで、前記走査鏡１６を矢印１方向（透過光２０と平
行方向）に移動させると、干渉光２４の干渉状態が変化
するため、反射鏡１６の位置を正確に測定することがで
き、また反射鏡１６を例えば光ディスク等のサンプルと
することにより、薄膜厚の測定等を行なうことができ、
更に該干渉光をフーリエ変換することによって分光スペ
クトルを得ることができる。

なお、前記半透鏡１２は通常極めて薄い膜であるため、
臭化カリウムＫＢｒ、　フッ化カルシウムＣａＦ２、水
晶、ガラスなとからなる基板２６上に載置され、半透鏡
の光学的特性を補償する補償板２８と該基板２６により
挟持されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、一般に半透鏡の高い実効効率を持つ領域は、
該半透鏡に蒸着された光学材料の光学定数に依存し、通
常一種類の半透鏡では比較的狭い波数域でしか高い効率
を得ることかできない。

すなわち、第６図にも示すように、従来の半透鏡ては高
効率の領域はある特定の波数領域に限られ、例えば光学
材料Ａの薄膜半透鏡を用いた場合には図中点線で示すよ
うにσ、〜σ２ｃｍ−’、光学材料Ｂの薄膜半透鏡を用
いた場合には図中実線で示すように６８〜６４ｃｍ−１
の範囲でしか高効率を維持できない。

一方、測定対象となる試料には、測光波数域の広い測定
が必要になるものも少なくない。

このため従来においては、三光束干渉計の半透鏡は広い
測定波数域をカバーするために様々な種類のものを組合
わせて使用し、特に赤外波数域にあっては比較的広い波
数にわたって測定しようとすると、測定波数域に対応し
て異なる光学材料よりなる数種類の半透鏡が必要となる
。そこで従来は広い帯域にわたる測定は半透鏡を交換し
なから行なう必要があった。しかし、干渉計の光学的最
適調整状態を保持するため、或いは装置構成の簡易化を
図る面からも半透鏡の交換はできる限り避ける必要があ
る。

本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり
、その目的は一枚の半透鏡て広い測光波数領域をカバー
することのできる半透鏡を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明にがかる半透鏡は、光
学的反射・透過特性の異なる複数種の光学材料から形成
されたことを特徴とする。

ここで、本発明にかかる半透鏡は、入射光束に対して同
心円状の幾何学的配置に光学的反射・透過特性の異なる
複数種の光学材料を位置させて形成することが好適であ
る。

また、半透鏡の鏡面の中心に対して対象に光学的反射・
透過特性の異なる複数種の光学材料を配置させることか
好適である。

また、半透鏡の鏡面にランダムに、異なる光学的反射・
透過特性を有する複数種の光学材料を配置させることが
好適である。

なお、光学的反射・透過特性は、異なる光学定数を有す
る光学材料を用いること、ないし同一の光学定数を有す
る光学材料を異なる塵みて用いること等により、相違さ
せることができる。

［作　用］ 本発明にがかる半透鏡は前述したように、−枚の半透鏡
に光学的反射・透過特性の異なる複数種の光学材料を位
置させているので、各部分によってそれぞれ効率の良い
波数域を得ることができる。

このため、三光束干渉計に半透鏡を用いた場合等にも、
−の半透鏡により広い測定波数域をカバーすることが可
能となり、各波数域毎に半透鏡を交換する必要かなくな
る。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例にかかかる半透鏡が示され
ている。

本実施例においては、半透鏡１１２が同心円状の二分割
されており、中心部分１１２ａに光学材料Ａ１また円周
部分１１２ｂに光学材料Ｂかそれぞれ位置している。

このため、第２図に示すように波数σ、〜σ４に至る広
い帯域で測定が可能となる。

すなわち、一般に三光束干渉計における平行平面サンド
イッチ構造の半透鏡においては、第３図に示すようにＳ
偏光とＰ偏光が生している。従って半透鏡の光学的実効
効率η。（σ）はＳ偏光とＰ偏光のそれぞれの効率η８
．η、の平均であり、自然光に対して、 η。（σ）＝（η、＋η９）　　　　　　■と表わすこ
とができる。

ここで、η、、η２は半透鏡光学材料のＳ偏光Ｐ偏光に
対する反射率Ｒ１（σ）及び透過率Ｔ’（σ）（ただし
ｊ＝ｓ、ｐ）を用いて、 ηＩ（σ）＝４ＲＩ（σ）ＴＩ（σ）　　（ｊ＝ｓ、ｐ
）　　■で表わさせる。

例えば、単層薄膜で構成される半透鏡では（ｊ：ｓ、ｐ
） θ＝４πｃｒｎ＋（ｃｒ）ｄ　　ｃｏｓｉ、　　　　　
　　　■ｎｚ（σ）：光学定数 ｄ　　：単層膜厚 １１　　：基板と第１境界での屈折角 ＲＡ、（σ）、基板と半透鏡膜との境界面のｊ偏光に対
するエネルギー反 対重 で表されることとなる。

なお、理想的にはＲ＝１／２．Ｔ＝１７２であり、η＝
４ＲＴ＝１になる。

このように、前記■及び０式より半透鏡の効率を決定す
る重要な因子はｎ＋（σ）とｄであることが理解される
。

従って、光学定数の異なる光学材料を用いるか、或いは
光学材料は同じでも厚さを異ならせることによって広い
波数領域での測定が可能となる。

なお、光学材料としては一般にゲルマニウムＧｅ　シリ
コンＳｉ、酸化鉄Ｆｅ２０ａ等か用いられる。

第４図には本発明の他の実施例にかかる半透鏡が示され
ている。

同図（Ａ）に示す半透鏡は、円形半透鏡２１２の中心を
軸に等形扇状に４分割して扇状部２１２ａ　　２１２ｂ
、２１２ｃ、２１２ｄを形成し、対向する一対の扇状部
２１２ａ、２１２ｃに光学材料Ａを、また扇状部２１２
ｂ、２１２ｄに光学材料Ｂを蒸着している。この結果、
光学材料Ａ及び光学材料Ｂのそれぞれの高効率の波数域
が有効に活用できる。

また、同図（Ｂ）に示す半透鏡は、円形半透鏡３１２の
中心を軸に等形扇状に８分割して扇状部３１２ａ、３１
２ｂ、−３１２ｈを形成し、対向する一対の扇状部３１
２ａ、３１２ｅに光学材料Ａを、扇状部３１２ｂ、３１
２ｆに光学材料Ｂを、扇状部３１２ｃ、３１２ｇに光学
材料Ｃを蒸着している。この結果、光学材料Ａ、Ｂ、Ｃ
のそれぞれの高効率の波数域が有効に活用できる。

同図（Ｃ）に示す半透鏡は、円形半透鏡４１２を同心円
状に６分割し、各分割部４１２ａ、４１２ｂ、・・・４
１２ｆにそれぞれ光学材料Ａ−Ｆを蒸着している。

同図（Ｄ）に示す半透鏡は、円形半透鏡５１２にランダ
ムに複数の光学材料を蒸着している。具体的には、半透
鏡５１２に網目状のスクリーンを付した状態で蒸着を行
ない、該スクリーンを順次移動させて複数の光学材料を
蒸着させる。

尚、以上のようにＮ種の構成光学材料からなる半透鏡の
実効効率は、 で表される。

従って、全体の光学的実効効率の低下は見られない。

１２゜ ２１２、　３１２．　４１２．　５１２・・・　半透鏡 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明にかかる半透鏡は、異なる光
学的反射・透過特性の光学材料を複数種位置させたので
、広い波数領域において高い光学的実効効率を得ること
ができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的反射・透過特性の異なる複数種の光学材料
   から形成されたことを特徴とする半透鏡。
2. （２）請求項１記載の半透鏡において、入射光束に対し
   て同心円状の幾何学的配置に光学的反射・透過特性の異
   なる複数種の光学材料を配置させたことを特徴とする半
   透鏡。
3. （３）請求項１記載の半透鏡において、半透鏡の鏡面の
   中心に対して対象に、光学的反射・透過特性の異なる複
   数種の光学材料を配置させたことを特徴とする半透鏡。
4. （４）請求項１記載の半透鏡において、半透鏡の鏡面に
   ランダムに、光学的反射・透過特性の異なる複数種の光
   学材料を配置させたことを特徴とする半透鏡。
5. （５）請求項１〜４のいずれかに記載の半透鏡において
   、光学的反射・透過特性は、異なる光学定数を有する光
   学材料を用いること、ないし同一の光学定数を有する光
   学材料を異なる厚みで用いることにより相違させたこと
   を特徴とする半透鏡。