JPS6222034A - 干渉フィルタ分光装置 - Google Patents
干渉フィルタ分光装置Info
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- JPS6222034A JPS6222034A JP16172085A JP16172085A JPS6222034A JP S6222034 A JPS6222034 A JP S6222034A JP 16172085 A JP16172085 A JP 16172085A JP 16172085 A JP16172085 A JP 16172085A JP S6222034 A JPS6222034 A JP S6222034A
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- interference filter
- transmission wavelength
- incidence
- angle
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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。
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、ファイバーコリメータからの平行光線を回動
自在なバンドパス干渉フィルタ（以下干渉フィルタ）に
入射し、入射角より透過波長を演算し、分光スペクトル
分布や所定波長をえる干渉フィルタ分光装置に関る、。
自在なバンドパス干渉フィルタ（以下干渉フィルタ）に
入射し、入射角より透過波長を演算し、分光スペクトル
分布や所定波長をえる干渉フィルタ分光装置に関る、。
種々の光源から単色光を採り出す方法には、プリズムや
グレーティングが採用されるが、光軸調整が精密なので
取り扱いが難かしくまた高価でもある。また、光学系が
分散系なので小型化が難かしく、また低効率という欠点
が存る、。本発明は、既に開発した分光特性の優れた干
渉フィルタＣ特願昭５９−１２９６９７号）を利用る、
ことで操作性と精度の面で優れた安価な分光装置を提供
る、もので、以下図面に基づいて詳しく説明る、０ 表（１）に示すように３００°Ｃに加熱したガラス基板
（Ｇ）上に、屈折率が２．２５の二酸化チタンを光学膜
厚（ｎＸｄ）が２１７．５ｎｍの薄膜として真空蒸着し
、その上に屈折率が１．６８のフッ化マグネシウムを同
じ光学膜厚の薄膜と 生争胆序して同じように真空
蒸着る、。透過光の波長の声が光 ５学膜厚にな
り、透過しようとる、波長が異なれば光学 ６膜
厚はそれに応じて異なる。二酸化チタンとフッ化７
７グネシウムからなる誘電体薄膜を交互に繰り返し１
１層 ８積層し、生膜順序が中間の１旙目である
キャビティ層 ９の時は、屈折率が２．２５と１
．３８のあいだであるフッ化セ １０リウム（屈折
率は１．５８）を光学膜厚が４３５ｎｍの薄膜と
１１して蒸着る、。キャビティ層の光学膜厚は、透過
波長 １２のにの整数倍である。このキャビティ層
に二酸化チタ １３ンとフッ化マグネシウムを同
じように交互に繰シ返し １４積層して合計２３層
の誘電体薄膜を形成る、。中間のキ １５ヤビテイ
層に対して上下の繰シ返し層は対称関係にあ １６
る０１７ 表（１） １８ 生膜順序 物 質 屈［→光学膜厚（ｐ
Ｘｄ） １９１ 二酸化チタン
２．２５ ２１７．５ｎｍ ２０２
濃化マグネシウム １．３８ ｔｔ
２１３ 二酸化チタン
〃２２４ 濃化マグネシウム
〃２３物 質 屈折率（ｎ）
光学膜厚（ｎＸｄ）二酸化チタン
２１７．５ｎｍ沸化マグネシウム
〃二酸化チタン 〃濃
化マグネシウム 〃二酸化チタン
〃濃化マグネシウム
〃二酸化チタン ２．２５
ｔｔ沸化セリウム １．５８ ４３
５ ｎｍ二酸化チタン ２．２５ ２１７
．５ｎｍ沸化マグネシウム １．３８
／に酸化チタン 〃濃化マグ
ネシウム 〃二酸化チタン
〃濃化マグネシウム
〃二酸化チタン 〃濃化
マグネシウム 〃「 二酸化チタン 〃濃化マグネ
シウム 〃二酸化チタン
〃この誘電体多層膜フィルタを第４図
のように入射光線に対して逐−傾むけて分光器で測定し
た結果が第２図であり、入射角度（のが０°’、１５．
２７°、２１．７５°、；’６．８５″、３１．２５’
、５５．２５０．５Ｂ、９７°、４２．５３’、そして
４５．９５°と変化した時の尖頭スペクトル曲線が右側
よシ順番に並んでいる。透過帯域特性の劣化や透過光の
減少のない優れた分光特性を有る、ことが解かる。キャ
ビティ層に交互積層と同じ屈折率の誘電体を採用した従
来のフィルタは、入射角度が大きくなるにつれて透過率
は低下し尖端が２分されるが、本発明のキャビティ層に
交互積層の屈折率のあいだの屈折率を有る、誘電体の共
振作用にょシ減衰やひずみのない安定した透過光スペク
トルが得られる０ 上記干渉フィルタ（１）の分光データをプロットしたの
が第５図であり、入射角（のに対る、透過波長のシフト
量（ムλ）の関係が示されている。このデータとは別に
、光学膜、厚や透過波長との関係等から、θ−０６のと
きの透過波長をλｏ、Ａは干渉フィルタ（１）の固有の
定数とる、と、入射角度がθのときの透過波長（λθ）
は、λ０−λｏＶ丁丁丁５ｉｎ２ ｆＪ で表わされることを見い出し、定数Ａを求めて第５図に
描いてみると、恰かもＸ印点を結んだように両者は合致
した。なお、同図では縦軸をΔλ（−λθ−λ０）にし
である。このように理論値と計測データとの合致により
始めて干渉フィルタ（１）の分光器への適用が可能にな
ったＯ 第１図は、光源（２）から所定の透過単色光をえる実施
例でアシ、ファイバーコリメータ（３）からの平行光線
を回動自在な干渉フィルタ（１）に入射し、ツマミ（４
）による入射角の設定を行うように設ける。干渉フィル
タ（１）とツマミ（４）を接続る、支軸（５）に歯車を
嵌合し、これに噛合る、歯車を可変抵抗器（６）側に設
ける。ポテンショメータであるこの可変抵抗器（６）の
出力をデジタル変換してコンピュータ（７）に接続る、
。このコンピュータ（７）は可変抵抗器（６）からの出
力でまず入射角度（のを求め、上記理論式により透過光
の波長（λθ）を演算し、その結。
グレーティングが採用されるが、光軸調整が精密なので
取り扱いが難かしくまた高価でもある。また、光学系が
分散系なので小型化が難かしく、また低効率という欠点
が存る、。本発明は、既に開発した分光特性の優れた干
渉フィルタＣ特願昭５９−１２９６９７号）を利用る、
ことで操作性と精度の面で優れた安価な分光装置を提供
る、もので、以下図面に基づいて詳しく説明る、０ 表（１）に示すように３００°Ｃに加熱したガラス基板
（Ｇ）上に、屈折率が２．２５の二酸化チタンを光学膜
厚（ｎＸｄ）が２１７．５ｎｍの薄膜として真空蒸着し
、その上に屈折率が１．６８のフッ化マグネシウムを同
じ光学膜厚の薄膜と 生争胆序して同じように真空
蒸着る、。透過光の波長の声が光 ５学膜厚にな
り、透過しようとる、波長が異なれば光学 ６膜
厚はそれに応じて異なる。二酸化チタンとフッ化７
７グネシウムからなる誘電体薄膜を交互に繰り返し１
１層 ８積層し、生膜順序が中間の１旙目である
キャビティ層 ９の時は、屈折率が２．２５と１
．３８のあいだであるフッ化セ １０リウム（屈折
率は１．５８）を光学膜厚が４３５ｎｍの薄膜と
１１して蒸着る、。キャビティ層の光学膜厚は、透過
波長 １２のにの整数倍である。このキャビティ層
に二酸化チタ １３ンとフッ化マグネシウムを同
じように交互に繰シ返し １４積層して合計２３層
の誘電体薄膜を形成る、。中間のキ １５ヤビテイ
層に対して上下の繰シ返し層は対称関係にあ １６
る０１７ 表（１） １８ 生膜順序 物 質 屈［→光学膜厚（ｐ
Ｘｄ） １９１ 二酸化チタン
２．２５ ２１７．５ｎｍ ２０２
濃化マグネシウム １．３８ ｔｔ
２１３ 二酸化チタン
〃２２４ 濃化マグネシウム
〃２３物 質 屈折率（ｎ）
光学膜厚（ｎＸｄ）二酸化チタン
２１７．５ｎｍ沸化マグネシウム
〃二酸化チタン 〃濃
化マグネシウム 〃二酸化チタン
〃濃化マグネシウム
〃二酸化チタン ２．２５
ｔｔ沸化セリウム １．５８ ４３
５ ｎｍ二酸化チタン ２．２５ ２１７
．５ｎｍ沸化マグネシウム １．３８
／に酸化チタン 〃濃化マグ
ネシウム 〃二酸化チタン
〃濃化マグネシウム
〃二酸化チタン 〃濃化
マグネシウム 〃「 二酸化チタン 〃濃化マグネ
シウム 〃二酸化チタン
〃この誘電体多層膜フィルタを第４図
のように入射光線に対して逐−傾むけて分光器で測定し
た結果が第２図であり、入射角度（のが０°’、１５．
２７°、２１．７５°、；’６．８５″、３１．２５’
、５５．２５０．５Ｂ、９７°、４２．５３’、そして
４５．９５°と変化した時の尖頭スペクトル曲線が右側
よシ順番に並んでいる。透過帯域特性の劣化や透過光の
減少のない優れた分光特性を有る、ことが解かる。キャ
ビティ層に交互積層と同じ屈折率の誘電体を採用した従
来のフィルタは、入射角度が大きくなるにつれて透過率
は低下し尖端が２分されるが、本発明のキャビティ層に
交互積層の屈折率のあいだの屈折率を有る、誘電体の共
振作用にょシ減衰やひずみのない安定した透過光スペク
トルが得られる０ 上記干渉フィルタ（１）の分光データをプロットしたの
が第５図であり、入射角（のに対る、透過波長のシフト
量（ムλ）の関係が示されている。このデータとは別に
、光学膜、厚や透過波長との関係等から、θ−０６のと
きの透過波長をλｏ、Ａは干渉フィルタ（１）の固有の
定数とる、と、入射角度がθのときの透過波長（λθ）
は、λ０−λｏＶ丁丁丁５ｉｎ２ ｆＪ で表わされることを見い出し、定数Ａを求めて第５図に
描いてみると、恰かもＸ印点を結んだように両者は合致
した。なお、同図では縦軸をΔλ（−λθ−λ０）にし
である。このように理論値と計測データとの合致により
始めて干渉フィルタ（１）の分光器への適用が可能にな
ったＯ 第１図は、光源（２）から所定の透過単色光をえる実施
例でアシ、ファイバーコリメータ（３）からの平行光線
を回動自在な干渉フィルタ（１）に入射し、ツマミ（４
）による入射角の設定を行うように設ける。干渉フィル
タ（１）とツマミ（４）を接続る、支軸（５）に歯車を
嵌合し、これに噛合る、歯車を可変抵抗器（６）側に設
ける。ポテンショメータであるこの可変抵抗器（６）の
出力をデジタル変換してコンピュータ（７）に接続る、
。このコンピュータ（７）は可変抵抗器（６）からの出
力でまず入射角度（のを求め、上記理論式により透過光
の波長（λθ）を演算し、その結。
果を表示器に表示る、。同図ではＢ５０ｎｍの透過単色
光かえられている。ツマミ（４）の代シにパルスモータ
ラ採用し、一定間隔の波長を順次透過しえるように設け
ても良い。また、干渉フィルタ（１）のキャビティ層（
共振層）として、アルミナ、一酸化ケイ素、二酸化ジル
コンが採用され、交互に積層る、誘電体薄膜として、二
酸化ケイ素等を採用しても良い。いづれにせよ、キャビ
ティ層は、交互積層の屈折率のあいだの値を採る屈折率
の誘電体で形成される必要がある０次に作用について説
明る、と、発光ダイオード等の光源（２）からの放射光
は、ファイバーコリメータ（３）から平行光線となって
干渉フィルタ（１）に入射し、入射角度（のに対応した
単色光が透過る、０第５図のように角度（のの変化によ
シ波長のシフトした単色光がえられ、かつその波長は表
示器にデジタル表示される０透過光を分光光度計に導び
けばスペクトル分布がえらジる、。
光かえられている。ツマミ（４）の代シにパルスモータ
ラ採用し、一定間隔の波長を順次透過しえるように設け
ても良い。また、干渉フィルタ（１）のキャビティ層（
共振層）として、アルミナ、一酸化ケイ素、二酸化ジル
コンが採用され、交互に積層る、誘電体薄膜として、二
酸化ケイ素等を採用しても良い。いづれにせよ、キャビ
ティ層は、交互積層の屈折率のあいだの値を採る屈折率
の誘電体で形成される必要がある０次に作用について説
明る、と、発光ダイオード等の光源（２）からの放射光
は、ファイバーコリメータ（３）から平行光線となって
干渉フィルタ（１）に入射し、入射角度（のに対応した
単色光が透過る、０第５図のように角度（のの変化によ
シ波長のシフトした単色光がえられ、かつその波長は表
示器にデジタル表示される０透過光を分光光度計に導び
けばスペクトル分布がえらジる、。
第５図の実施例は分光光度計であり、標準光源（８）と
ＬＥＤ光源（９）を選択的に干渉フィルタ（１）に入射
し、透過光を受光器ａ■に導びき、コンピュータαυで
入射角（のと光度情報より分光スペクトル分布を演算る
、ものである。まず、標準光源（８）を分光し、各波長
における光度を記憶し、次にＬＥＤ光源（９）を同じよ
うな操作で分光し波長における光度を求め、割り算をし
て波長に幹ける光度を演算る、。
ＬＥＤ光源（９）を選択的に干渉フィルタ（１）に入射
し、透過光を受光器ａ■に導びき、コンピュータαυで
入射角（のと光度情報より分光スペクトル分布を演算る
、ものである。まず、標準光源（８）を分光し、各波長
における光度を記憶し、次にＬＥＤ光源（９）を同じよ
うな操作で分光し波長における光度を求め、割り算をし
て波長に幹ける光度を演算る、。
以上のよう゛に本発明は、屈折率の異なる誘電体薄膜を
交互に繰り返し積層し、その中間のキャビティ層をこの
誘電体薄膜の屈折率のあいだの値を採る誘電体薄膜で形
成される干渉フィルタ（１）と、この干渉フィルタ（１
）を回動自在に配置し入射角を変化させてその透過波長
を連続的に変化させる手段と、この入射角度（のから透
過波長を演算る、手段とで分光システムを構成る、ため
、入射光の偏波成分であるＳ波とＰ波に対る、透過波長
値にずれを生じることのない優れた所望の透過波長を正
確かつ簡単に発生させることができる。
交互に繰り返し積層し、その中間のキャビティ層をこの
誘電体薄膜の屈折率のあいだの値を採る誘電体薄膜で形
成される干渉フィルタ（１）と、この干渉フィルタ（１
）を回動自在に配置し入射角を変化させてその透過波長
を連続的に変化させる手段と、この入射角度（のから透
過波長を演算る、手段とで分光システムを構成る、ため
、入射光の偏波成分であるＳ波とＰ波に対る、透過波長
値にずれを生じることのない優れた所望の透過波長を正
確かつ簡単に発生させることができる。
Claims (3)
- （１）、屈折率の異なる誘電体薄膜を交互に繰り返し積
層し、その中間のキャビティ層をこの誘電体薄膜の屈折
率のあいだの値を採る誘電体薄膜で形成される干渉フィ
ルタと、この干渉フィルタを回動自在に配置し入射角を
変化させてその透過波長を変化させる手段と、この入射
角度から透過波長を演算する手段とを有する干渉フィル
タ分光装置。 - （２）、交互に積層する誘電体薄膜として、二酸化チタ
ン、フッ化マグネシウムそして二酸化ケイ素の群から二
つを採用し、透過波長の半分の整数倍の光学厚さを有す
るキャビティ層として、フッ化セリウム、アルミナ、一
酸化ケイ素、そして二酸化ジルコンの群から一つを採用
する、特許請求の範囲第１項記載の干渉フィルタ分光装
置。 - （３）、干渉フィルタへの入射角が０°の時の透過波長
をλ＿０、入射角がθの時の透過波長をλ＿θ、干渉フ
ィルタの定数をＡとするとき、λ＿θ＝λ＿０√（１−
Ａｓｉｎ＾２θ）の関係式より、透過波長λ＿θを演算
する、特許請求の範囲第１項記載の干渉フィルタ分光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161720A JPH0690085B2 (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 干渉フィルタ分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161720A JPH0690085B2 (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 干渉フィルタ分光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6222034A true JPS6222034A (ja) | 1987-01-30 |
| JPH0690085B2 JPH0690085B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=15740596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60161720A Expired - Lifetime JPH0690085B2 (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 干渉フィルタ分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690085B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1985
- 1985-07-22 JP JP60161720A patent/JPH0690085B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0690085B2 (ja) | 1994-11-14 |
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