JPS60225803A - ガス分析計用多層膜干渉フイルタ - 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〉 本発明はガス分析計、特にアンモニヤ（ＮＨ８）やエチ
レン（Ｃ２Ｈ２）等のガス分析計尺用いるための多層膜
干渉フィルタに関する。

〈発明の背景及び従来技術〉 アンモニアガスやエチレンガスは第１図（イ）（ロ）に
示すような分光特性をもっている。ともに２〜８μｍ付
近に吸収帯があるが、これは水の吸収帯と重なるので、
通常は８〜１８μｍ付近の吸収帯を利用して測定する。

従って、多層膜干渉フィルタの仕様は８μｍ付近でカッ
トオンする長波長透過フィルタでなければならない。と
ころで、８μｍは比較的長波長であるので、この付近で
カットオンするフィルタは６μｍ付近或いはそれ以下の
短波長でカットオンするフィルタに比べてブロック層の
数が増え、その分厚みが増す。フィルタの厚みが増すと
、物理的強度が弱くなり、耐久性が悪くなるといった欠
点につながるおそれがある。

従来、８μｍ付近でカットオンするフイ〜りとしては、
Ｂ　ａ　Ｆ　２でできた基板の上に、高屈折率物質とし
てＴｅ（テ／ｌ／／Ｉ／）を低屈折率物質としてＴ４？
Ｂｒ（臭化タリウム）を交互に真空蒸着して構成したも
のがある。このフィルタによれば、Ｔｅを用いている関
係上８．４μｍ以下の赤外線がＴｅによる吸収によって
透過しないので、その分ブロック層を重ねなくても済む
といった利点があるが、反面膜がソフトコードなので、
使用条件の厳しいガス分析計において使用した場合、経
時的な劣化を起したり、他物と軽く接触しただけでも傷
付き、ドリフトの要因になる等の不都合があった。

〈発明の目的〉 本発明はこのような点にあって、高屈折率材料と低屈折
率材料を選ぶことによって、従来技術におけるような欠
点のない高強度で耐久性のあるガス分析計用多層膜干渉
フィルタを提供するものである。

〈発明の構成〉 上記目的を達成するため本発明は、波長が８μｍ付近で
カットオンするフィルタであって、赤外線透過材料から
なる基板上に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用いた多層膜を形成して構成
されてなることを特徴とする。

〈実施例〉 第２図は本発明の一実施例としての構成を示し、（１）
は赤外線透過材料からなる基板、（２）は前記基板（１
）の上に形成された多層膜で、高屈折率物質（６）と低
屈折率物質（Ｌ）とで構成される。本発明にあっては高
屈折率物質（Ｈ）としてゲルマニウム（Ｇｅ）を、低屈
折率物質（Ｉ、）として硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用いてい
ることは上述の通抄である。

基板（１）はＶリコン（Ｓｉ）基板を用いるのが良く、
特にＦＺ　（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｚｏｎｅ　）法即ち浮
融帯法で製作された比抵抗の高いＳｉ基板を用いるのが
望ましい、Ｓｉ基板は価格及び分光特性の２点で他の材
料からなる基板より優れているからである。

また、Ｓｉ基板のうちＦＺ法で製作されたものを特に好
゛止しいとするのは、第８図に示す如＜ＣＺ法（Ｃｚｏ
ｃｈｒａｌｓｋｉ　Ｍｅｔｈｏｄ）で製作されたＳｉ基
板のように９μｌｌｊ付近の吸収が大きくないからであ
る。

多層膜（２）は、８μｍ付近の波長てカットオンするよ
う次の如く構成している。即ち、基板（１）の片面であ
るカットオフ面上には、中心波長が６，６μｍと４．５
μｍの２つのブロック層を重ねた構成の多層膜を、一方
他面であるショートカット面には１．５　ｔｌｍ　、　
２．１　ｐｍ　、　２．８１ｍ及び８．ｆ３ｐｔＪｌの
４つのブロック層を重ねた構成の多層１換を形成してい
る。

１．５μｍ以下あ短波長、即ち近赤外から可視光域は高
屈折率物質Ｉとして用いるＧｅの吸収があるので、その
波長域についてのブロック層は用いていない。前記６．
５μｍと４．５μｍの２つのブロック層を重ねた構成の
多層膜は、基板（１）から教えて奇数番目が（Ｌ）、偶
数番目が（旬で合計４１層の交互層によって実現してい
る。

一方、ショートカット面に形成する４つのブロック層か
らなる多層膜は、基板（１）から数えて奇数番目が（Ｌ
）、偶数番目が（Ｈ）で合計８１層の交互層によって実
現している。

上記構成の多層膜干渉フィルタは、基板の片面ずつ高屈
折率物質Ｉと低屈折物質（Ｌ）を、ブロック層の中心波
長によって決冨される所定の膜厚となるよう監視しつつ
基板１１１上に真空蒸着法によって交互に形成していく
事によシ製作できる。

かくして製作された多層膜干渉フィルタの分光特性を第
４図に示す。尚、フィルタ製作技術によれば、カットオ
ンする波長が与えられれば、そのような特性のフィルタ
を製作するのにブロック層の中心波長やＨ数をいくらに
するか無限の組合せが考えられる。従って、上記実施例
のブロック層の暦数及び中心波長は一例を示したにすぎ
ないものである。

又、フィルタ製作技術によれば、カットオンする波長を
８μｍに設定していても、製作上の誤差によって７〜９
μｍの範囲、通常７．５〜８．５μｍの範囲でバラつく
−従って、本発明はカットオンする波長が７〜９μｍの
範囲にあるフィルタを含むものである。特許請求の範囲
において５ｐＷｌ付近と表現したのも上１Ｃ理由からで
ある。

〈発明の効果〉 本発明のフィルタと冒頭に述べた構成の従来フィルタと
を塩水（７ｆ／ｌｌ　）に漬けて剥離テストを行なった
ところ、従来品は１日ともたなかったのに対し、本発明
品は塩水中でＢカ月経講１−てもまだ剥離を生じないと
いう好結果を掃た。これは、本発明フィルタが、多層膜
をＧｅとＺｎＳでイｊ１成していることによる。即ち、
ＧｅとＺｎＳを用いているところから膜がハードコート
となり、強度、耐久性に優れ、そのため上記剥離テスト
のような好結果を得たのである。従って、本発明によれ
ば、使用条件の厳しいガス分析計に好適するフィルタを
提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）はＮＨ８の分光特性を示す図、同図（ロ）
はＣ２Ｈ２の分光特性を示すト１、第２図は本発明フィ
ルタの一例を示す栴成図、第８図は、ＦＺ法で製作され
た８１基板、及びＣＺ法で製作されたＳｉ基板の分光特
注Ｂｉｄ、　第４図は本発明の一実施例と！　してのフ
ィルりの分光特性を示す図である。 （１）・・・基板、（２）・・・多層膜、卸・・・高屈
折吊物質、■、・・・低屈折率物質。 第１図 （４） ｃｏ） 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長が８μｍ付近でカットオンするフィルタであ
   って、赤外線透過材料からなる基板上に、高屈折率物質
   としてゲルマニ閃ムを、低屈折率物質として硫化亜鉛を
   用いた多層膜を形成して構成されてなることを特徴とす
   るガス分析計用多層膜干渉フイｐり。
2. （２）前記赤外線透過材料からなる基板はｙｙコン基板
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載のガス分析計用多層膜干渉フィルタ。
3. （３）　前記シリコン基板は、ＦＺ法で製造されたもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記
   載のガス分析計用多層膜干渉フィルタ。