JPS63151904A - 光・電波分離板 - Google Patents
光・電波分離板Info
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- JPS63151904A JPS63151904A JP29930886A JP29930886A JPS63151904A JP S63151904 A JPS63151904 A JP S63151904A JP 29930886 A JP29930886 A JP 29930886A JP 29930886 A JP29930886 A JP 29930886A JP S63151904 A JPS63151904 A JP S63151904A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は光・電波分離板に関するものである。
元も電波も四じく電磁波であるので、境界面における反
射現象は共通な法則によって定められる。
射現象は共通な法則によって定められる。
然し光だけを反射させ電波は透過させるような元−電波
分離板を設けたい場合が発生する。このような場合には
、光の波長（この明細書でいう波長とは空間波長、丁な
わち真空中を伝播する場合の電磁波の波長をいう）と電
波の波長（光・電波分離板の対象となる電波はマイクロ
波電波である）が大幅に異なるという事実を利用して光
・電波分離板を構成する。。
分離板を設けたい場合が発生する。このような場合には
、光の波長（この明細書でいう波長とは空間波長、丁な
わち真空中を伝播する場合の電磁波の波長をいう）と電
波の波長（光・電波分離板の対象となる電波はマイクロ
波電波である）が大幅に異なるという事実を利用して光
・電波分離板を構成する。。
第５図は従来の光・電波分離板の構造を示す側面図であ
り、図において（１）は誘電体多層膜、（２）は厚さが
２．５ｆｉのシリコン基板である。
り、図において（１）は誘電体多層膜、（２）は厚さが
２．５ｆｉのシリコン基板である。
また、誘電圧多層幅（１）において（１ａ）は光学的膜
厚（光学的膜厚とは膜厚の実際寸法に当該膜の光に対す
る屈折率を乗じた積をいう）が３．４４μｍのμである
酸化チタン層、（ｌｂ）は光学的膜厚が３．４４μｍの
μである酸化シリコン層、（ＩＣ）は光学的膜厚が４μ
ｍのにである酸化シリコン層、（１ｄ）は光学的膜厚が
４．５６μｍの職である酸化チタン層、（ｌｅ）は光学
的膜厚が４．５６μｍの楓である酸化シリコン層であろ
う 誘電体多層膜（１）の構成は空気に接する表面からシリ
コン基板（２）に接する底面まで第１層から第３１層ま
での多層構成になっており第１層乃至第１５層は（ｌａ
）、（ｌｂ）が交互に積層され、第１６層は（ＩＣ）、
第１７層乃至第３１層は（ｌｄ）、（ｌｅ）が交互に積
層されている。空気、酸化チタン層、酸化シリコン層、
シリコン基板はそれぞれ光に対する屈折率が異なるので
その境界面では光が反射され、また光学的膜厚が楓波長
である薄膜内を往復する間にその光は１８０°の位相遅
れを生じるので、図に示すような誘電体多層膜（１）に
おいては各層間で反射された光が膜の表面から空間へ出
る時は各境界面における反射光の位相が互にほぼ同一位
相となって加算され、３．４４μｍ〜４．５６μｍを中
心とする波長の光に対し誘電体多層膜（１１は良好な反
射率を呈することになる。
厚（光学的膜厚とは膜厚の実際寸法に当該膜の光に対す
る屈折率を乗じた積をいう）が３．４４μｍのμである
酸化チタン層、（ｌｂ）は光学的膜厚が３．４４μｍの
μである酸化シリコン層、（ＩＣ）は光学的膜厚が４μ
ｍのにである酸化シリコン層、（１ｄ）は光学的膜厚が
４．５６μｍの職である酸化チタン層、（ｌｅ）は光学
的膜厚が４．５６μｍの楓である酸化シリコン層であろ
う 誘電体多層膜（１）の構成は空気に接する表面からシリ
コン基板（２）に接する底面まで第１層から第３１層ま
での多層構成になっており第１層乃至第１５層は（ｌａ
）、（ｌｂ）が交互に積層され、第１６層は（ＩＣ）、
第１７層乃至第３１層は（ｌｄ）、（ｌｅ）が交互に積
層されている。空気、酸化チタン層、酸化シリコン層、
シリコン基板はそれぞれ光に対する屈折率が異なるので
その境界面では光が反射され、また光学的膜厚が楓波長
である薄膜内を往復する間にその光は１８０°の位相遅
れを生じるので、図に示すような誘電体多層膜（１）に
おいては各層間で反射された光が膜の表面から空間へ出
る時は各境界面における反射光の位相が互にほぼ同一位
相となって加算され、３．４４μｍ〜４．５６μｍを中
心とする波長の光に対し誘電体多層膜（１１は良好な反
射率を呈することになる。
第６図は第５図に示す光・電波分離板に対する光の反射
率を示す図で、図の横軸には入射光線の波長を、縦軸に
は反射率を示す。第５図の構造で、酸化チタン、酸化シ
リコン、およびシリコンの光に対する屈折率をそれぞれ
２．３ 、１．４６ 、３．４４として求めたグラフが
第６図に示すものであり、３〜５μｍにおいて高い反射
率を持っていることが示されている。
率を示す図で、図の横軸には入射光線の波長を、縦軸に
は反射率を示す。第５図の構造で、酸化チタン、酸化シ
リコン、およびシリコンの光に対する屈折率をそれぞれ
２．３ 、１．４６ 、３．４４として求めたグラフが
第６図に示すものであり、３〜５μｍにおいて高い反射
率を持っていることが示されている。
一方、透過すべきマイクロ波電波の周波数を１６．５Ｇ
Ｈｚ とすると、この波長（約１．８ｏｎ）に対し誘
電体多層膜ｔｌ＋の厚さは０と見做すことができる。ま
た、このマイクロ波に対するシリコン基板（２）の屈折
率を３．６としシリコン基板（２）の厚さを２．５ｎと
すると、シリコン基板（２）の厚さと屈折率との積は２
．５ Ｘ ３．６ ＝ ９ ｎｉとなり波長１．８創の
捧波長に等しい。この電波が空気中からシリコン基板（
２）に入る（シリコン基板上の誘電体多層膜（１）は電
波の波長に比して短いので無視することができる）外部
境界面での反射と、電波がシリコン基板（２）から空気
中に出る内部境界面での反射とでは位相差が１８０°あ
り、また棒波長に相当する厚さを有するシリコン基板（
２）内を電波が往復すると３６０°の位相差が生ずるの
で、外部境界面での反射と内部境界面での反射は互に打
消し合って反射率を低下させる（すなわち透過率を向上
させる）ように作用する。
Ｈｚ とすると、この波長（約１．８ｏｎ）に対し誘
電体多層膜ｔｌ＋の厚さは０と見做すことができる。ま
た、このマイクロ波に対するシリコン基板（２）の屈折
率を３．６としシリコン基板（２）の厚さを２．５ｎと
すると、シリコン基板（２）の厚さと屈折率との積は２
．５ Ｘ ３．６ ＝ ９ ｎｉとなり波長１．８創の
捧波長に等しい。この電波が空気中からシリコン基板（
２）に入る（シリコン基板上の誘電体多層膜（１）は電
波の波長に比して短いので無視することができる）外部
境界面での反射と、電波がシリコン基板（２）から空気
中に出る内部境界面での反射とでは位相差が１８０°あ
り、また棒波長に相当する厚さを有するシリコン基板（
２）内を電波が往復すると３６０°の位相差が生ずるの
で、外部境界面での反射と内部境界面での反射は互に打
消し合って反射率を低下させる（すなわち透過率を向上
させる）ように作用する。
第７図は第５図に示す光・電波分離板を透過する場合の
１６．５ＧＨｚ のマイクロ波電力の損失を示す図で横
軸は入射角（度）、縦軸は損失（ｄＢ）を示し、図に示
すとおり、Ｏ°〜５０＠ という広範囲の入射角に対
し損失は０．２ｄＢＬｌ下である。
１６．５ＧＨｚ のマイクロ波電力の損失を示す図で横
軸は入射角（度）、縦軸は損失（ｄＢ）を示し、図に示
すとおり、Ｏ°〜５０＠ という広範囲の入射角に対
し損失は０．２ｄＢＬｌ下である。
以上能明したように、第５図に示す光・電波分離板は、
波長範囲３〜５μｍの赤外光に対して高い反射率を有す
るとともに、周波数１６．５ ＧＨｚ のマイクロ波
帯の電波に対して高い透過率を有しており、赤外光と電
波を反射と透過により分離することができる。
波長範囲３〜５μｍの赤外光に対して高い反射率を有す
るとともに、周波数１６．５ ＧＨｚ のマイクロ波
帯の電波に対して高い透過率を有しており、赤外光と電
波を反射と透過により分離することができる。
ところで、第７図に示す損失は周波数１６．５ ＧＨｚ
においてシリコン基板（２）の誘電体損失が０である場
合についての透過における損失を示すものである。実際
問題としてはシリコン基板（２）の誘電体損失は０では
なく、シリコン基板（２）に含まれている不純物の量等
によって大きく異なる。一般に誘電体損失を表すのに誘
電体損失角δの正接（ｔａｎｇｅｎｔ ）（誘電正接と
略記する）を用いるが、第８図はシリコン基板（２）の
透過における誘電正接との関係を示す図で、横軸は誘電
正接、縦軸は損失（ｄＢ）を示す。第５図に示す光ｅ電
波分離板において入射角０°、 シリコン基板（２）の
厚さ２．５ｔｘｔ、電波の周波数１６．５ ＧＨｚにつ
いて示しであるが、第８図かられかるように、たとえば
損失を０．２ ｄＢ 以下にするためには誘電正接な０
．０１以下にしなければならず、このことは相当困難で
あり、基板材料として用いるシリコンの特性によって光
・電波分離板の電波透過性能が大きく影畳されるという
問題点があった。また、このために誘電体多層膜を蒸着
する前に基板を検査して選別しなければならぬという問
題点があった。
においてシリコン基板（２）の誘電体損失が０である場
合についての透過における損失を示すものである。実際
問題としてはシリコン基板（２）の誘電体損失は０では
なく、シリコン基板（２）に含まれている不純物の量等
によって大きく異なる。一般に誘電体損失を表すのに誘
電体損失角δの正接（ｔａｎｇｅｎｔ ）（誘電正接と
略記する）を用いるが、第８図はシリコン基板（２）の
透過における誘電正接との関係を示す図で、横軸は誘電
正接、縦軸は損失（ｄＢ）を示す。第５図に示す光ｅ電
波分離板において入射角０°、 シリコン基板（２）の
厚さ２．５ｔｘｔ、電波の周波数１６．５ ＧＨｚにつ
いて示しであるが、第８図かられかるように、たとえば
損失を０．２ ｄＢ 以下にするためには誘電正接な０
．０１以下にしなければならず、このことは相当困難で
あり、基板材料として用いるシリコンの特性によって光
・電波分離板の電波透過性能が大きく影畳されるという
問題点があった。また、このために誘電体多層膜を蒸着
する前に基板を検査して選別しなければならぬという問
題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、事前の基板検査を行わなくても所望の性質が
保証される光・電波分離板を得ることを目的としている
。
たもので、事前の基板検査を行わなくても所望の性質が
保証される光・電波分離板を得ることを目的としている
。
この発明では、基板の材料として、低い誘電圧接が確実
に得られる弗化カルシウムを用いた。
に得られる弗化カルシウムを用いた。
また、基板の厚さと基板の電波に対する屈折率の積が電
波の波長の捧の整数倍になるように基板の厚さを決定し
た。
波の波長の捧の整数倍になるように基板の厚さを決定し
た。
弗化カルシウムは低い誘電圧接を持っているので誘電体
損のために電波の透過率が低下するという現象は起らな
い。したがって基板の事前検査は不必要となる。
損のために電波の透過率が低下するという現象は起らな
い。したがって基板の事前検査は不必要となる。
以下この発明の実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であって
、第１図において第５図と同一符号は同−又は相当部分
を示し同様に動作するので重複した説明は省略する。（
３）は弗化カルシウム基板で厚さ３．５ ｍである。
、第１図において第５図と同一符号は同−又は相当部分
を示し同様に動作するので重複した説明は省略する。（
３）は弗化カルシウム基板で厚さ３．５ ｍである。
１６．５ ＧＨｚ （波長１．８ｍ） のマイクロ波
電波に対する弗化カルシウムの屈折率は２．５７であり
、３．５ ｗｍ ｘ ２．５７ ＝ ９ ｔｍ とな
り波長１．８ ｃｍの捧となる。
電波に対する弗化カルシウムの屈折率は２．５７であり
、３．５ ｗｍ ｘ ２．５７ ＝ ９ ｔｍ とな
り波長１．８ ｃｍの捧となる。
第２図は第１図に示す光・電波分離板の光反射率と波長
との関係を示す図であり第６図と同様な表示方法で示し
である。第３図は第１図に示す光・電波分離板の周波数
１６．５ ＧＨｚ の電波に対する透過率と入射角と
の関係を示す図であって第７図と同様な表示方法で示し
である。
との関係を示す図であり第６図と同様な表示方法で示し
である。第３図は第１図に示す光・電波分離板の周波数
１６．５ ＧＨｚ の電波に対する透過率と入射角と
の関係を示す図であって第７図と同様な表示方法で示し
である。
また、第４図は弗化カルシウム基板の１６．５ＧＨ２の
マイクロ波電波に対する透過率と基板の厚さとの関係を
示す図であり、厚さが弗化カルシウム内における電波の
波長（すなわち空間電波の波長／誘電体の屈折率）の竹
の整数倍になるごとに損失が最小になっている。
マイクロ波電波に対する透過率と基板の厚さとの関係を
示す図であり、厚さが弗化カルシウム内における電波の
波長（すなわち空間電波の波長／誘電体の屈折率）の竹
の整数倍になるごとに損失が最小になっている。
弗化カルシウムの誘電正接は一般に０．０１ 以下と
非常に小さいため、電波に対する透過特性が誘電体損の
ために低下することはない。
非常に小さいため、電波に対する透過特性が誘電体損の
ために低下することはない。
以上のように、第１図に示す光・電波分離板は波長範囲
３〜５μｍの赤外光を反射させるとともに周波数１６．
５ＧＨｚ の電波を透過させることができる。透過さ
せるべきマイクロ波帯の電波の周波数が変ればそれに応
じて弗化カルシウム基板の厚さを変えればよい。
３〜５μｍの赤外光を反射させるとともに周波数１６．
５ＧＨｚ の電波を透過させることができる。透過さ
せるべきマイクロ波帯の電波の周波数が変ればそれに応
じて弗化カルシウム基板の厚さを変えればよい。
なお、以上の実施例では誘電体多層膜（１）として酸化
チタン層と酸化シリコン層を積層した例を説明したが、
他の材料の積層を用いてもよく、また反射対象となる光
の波長が変化すればそれに応じて膜厚を変化すればよい
。
チタン層と酸化シリコン層を積層した例を説明したが、
他の材料の積層を用いてもよく、また反射対象となる光
の波長が変化すればそれに応じて膜厚を変化すればよい
。
以上のようにこの発明によれば、弗化カルシウム基板を
用いたので誘電体損失によって電波の透過率が低下する
ことはない。
用いたので誘電体損失によって電波の透過率が低下する
ことはない。
第１図はこの発明の一実施例を示す側面図、第２図は第
１図の構造における光の反射率と波長との関係を示す図
、第３図は第１図の構造における電波の透過損失と入射
角との関係を示す図、！４図は弗化カルシウムの厚さと
電波の透過損失との関係を示す図、第５図は従来の光・
′電波分離板の構造を示す側面図、第６図は第５図の構
造における光の反射率と波長との関係を示す図、第７図
は第５図の構造における電波の透過損失と入射角との関
係を示す図、第８図は誘電正接と透過損失の関係を示す
図。 （１）は誘電体多層膜、（ｌａ）、（ｌｄ）は酸化チタ
ン層、（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌｅ） は酸化シリコ
ン層、（３）は弗化カルシウム基輯〇 尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
１図の構造における光の反射率と波長との関係を示す図
、第３図は第１図の構造における電波の透過損失と入射
角との関係を示す図、！４図は弗化カルシウムの厚さと
電波の透過損失との関係を示す図、第５図は従来の光・
′電波分離板の構造を示す側面図、第６図は第５図の構
造における光の反射率と波長との関係を示す図、第７図
は第５図の構造における電波の透過損失と入射角との関
係を示す図、第８図は誘電正接と透過損失の関係を示す
図。 （１）は誘電体多層膜、（ｌａ）、（ｌｄ）は酸化チタ
ン層、（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌｅ） は酸化シリコ
ン層、（３）は弗化カルシウム基輯〇 尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 所定の波長のマイクロ波電波を透過する基板上に、誘電
体多層膜を積層して所定の波長範囲の入射光に対し良好
な反射率を与えるように構成した光・電波分離板におい
て、 上記基板を弗化カルシウムの板材で構成し、透過すべき
マイクロ波電波に対する当該基板の屈折率を当該基板の
厚さに乗じた積が上記マイクロ波電波の空間波長１／２
の整数倍となるよう当該基板の厚さを定めることを特徴
とする光・電波分離板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29930886A JPS63151904A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 光・電波分離板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29930886A JPS63151904A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 光・電波分離板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151904A true JPS63151904A (ja) | 1988-06-24 |
Family
ID=17870857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29930886A Pending JPS63151904A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 光・電波分離板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63151904A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011527552A (ja) * | 2008-07-07 | 2011-10-27 | シエラ・ネバダ・コーポレイション | アンテナ用途のための金属グリッドを備えた平面誘電体導波管 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP29930886A patent/JPS63151904A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011527552A (ja) * | 2008-07-07 | 2011-10-27 | シエラ・ネバダ・コーポレイション | アンテナ用途のための金属グリッドを備えた平面誘電体導波管 |
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