KR20160043916A - 파장 선택 필터 및 광조사 장치 - Google Patents

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Abstract

막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 하는 것이 가능한 파장 선택 필터 및 광조사 장치를 제공한다.
파장 선택 필터(4)는 투명 기판(21) 상에 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 포함하는 제1 적층체와, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체를 구비하고, 제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3은, 제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재(22)와, 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재(23)를 교대로 적층하여 구성되고, 제2 및 제4 유전체 다층막 G1, G4는, 제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재(24)와, 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재(25)를 교대로 적층하여 구성되고, 제1 굴절률 및 제3 굴절률이 상이하고, 제2 굴절률 및 제4 굴절률이 상이한 구성으로 한다.

Description

파장 선택 필터 및 광조사 장치{WAVELENGTH SELECTION FILTER AND LIGHT IRRADIATION APPARATUS}
본 발명은 복수의 막을 적층한 파장 선택 필터 및 광조사 장치에 관한 것이다.
종래부터, 수지나 접착제 등의 광경화에 수은 램프나 메탈할라이드 램프를 사용한 광조사 장치가 사용되고 있다. 수은 램프나 메탈할라이드 램프가 발하는 광은, 수지나 접착제를 경화하기 위하여 필요한 파장의 광 외에, 조사 대상물에 어떤 대미지를 끼치는 불필요한 파장의 광도 발하기 때문에, 광조사 장치에는 파장 선택 필터가 사용되고 있다. 파장 선택 필터에는, 금속으로 착색한 색 유리를 사용한 것이 대표적인데, 램프로부터의 자외선의 영향으로 솔라리제이션이 발생하여 투과율의 저하가 있다. 이에 비해, 투명 기판 상에 유전체 다층막을 적층한 파장 선택 필터를 사용하는 것이 생각될 수 있지만, 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터는, 투과 특성에 입사 각도 의존성을 갖고 있으며, 광의 입사 각도가 커질수록, 투과 파장 영역이 단파장측으로 시프트한다.
따라서, 투명 기판 상에 고굴절률재의 층과, 이것보다도 어느 정도 굴절률이 낮은 재료의 층을 교대로 적층시킨 유전체 다층막으로 구성되는 파장 선택 필터를 사용함으로써, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 한 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2008-20563호 공보
그러나, 상술한 종래의 구성에서는, 파장 시프트량을 작게 하고자 하면, 막 전체의 층수가 대폭으로 많아진다는 과제가 있었다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 하는 것이 가능한 파장 선택 필터 및 광조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 파장 선택 필터는, 투명 기판 상에, 제1 유전체 다층막 및 제2 유전체 다층막을 포함하는 제1 적층체와, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체를 구비하고, 상기 제1 및 제3 유전체 다층막은, 제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재와, 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재를 교대로 적층하여 구성되고, 상기 제2 및 제4 유전체 다층막은, 제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재와, 상기 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재를 교대로 적층하여 구성되고, 상기 제1 굴절률 및 상기 제3 굴절률이 상이하고, 상기 제2 굴절률 및 상기 제4 굴절률이 상이한 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체는, 상기 투명 기판의 서로 다른 면에 각각 형성되어 있어도 된다.
상술한 구성에 있어서, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 상기 제3 굴절률과 상기 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률과의 차를, 파장 시프트량이 소정 값 이하로 되는 값으로 해도 된다.
상술한 구성에 있어서, 상기 제1 적층체는 내로우 밴드패스형 필터를 구성하고, 상기 제2 적층체는 브로드 밴드패스형 필터를 구성해도 된다.
상술한 구성에 있어서, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 상기 제3 굴절률과 상기 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률과의 차를 0.1 내지 0.6으로 해도 된다.
상술한 구성에 있어서, 파장 500nm의 광에 대하여 투명 기판의 굴절률이 1.45 내지 1.53이며, 제1 굴절률이 2.26 내지 2.40, 제2 굴절률이 1.38 내지 1.50, 제3 굴절률이 2.42 내지 2.70, 제4 굴절률이 1.58 내지 2.00이어도 된다.
상술한 구성에 있어서 상기 투명 기판에 제1 굴절률 및/또는 제3 굴절률재가 인접해도 된다.
상술한 구성에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체를 상기 투명 기판의 일면 또는 양면에 적층하고, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체의 인접부는, 상기 제1 굴절률재와 상기 제4 굴절률재가 인접하거나, 또는, 상기 제2 굴절률재와 상기 제3 굴절률재가 인접해도 된다.
상술한 구성에 있어서, 상기 제4 굴절률을 상기 제2 굴절률보다도 높게 하고, 상기 제3 굴절률을 상기 제1 굴절률보다도 높게 하고, 상기 제1 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성되고, 상기 제2 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막, 제4 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있어도 된다.
본 발명의 광조사 장치는, 하우징 내에 광원을 수용하고, 상기 하우징의 광 출사 개구에 상술한 파장 선택 필터를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 자외선 조사 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 자외선 조사 장치의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
도 3은 파장 선택 필터를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 5는 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 6은 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 본 실시 형태의 파장 선택 필터의 경우, (B)는 종래의 파장 선택 필터 경우를 도시한다.
도 7은 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 투명 기판의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 적층체를 형성한 경우, (B)는 투명 기판의 한쪽 면에 NBP형의 적층체를 형성한 경우, (C)는 투명 기판의 한쪽 면에 BBP형의 적층체를 형성한 경우를 도시한다.
도 8은 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이다.
도 9는 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이다.
도 10은 다층막을 도 4의 예와 역순으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 11은 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 12는 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 13은 도 12의 계속이다.
도 14는 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 15는 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 16은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 17은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 18은 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 19는 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 20은 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 21은 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 22는 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 23은 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 24는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 25는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 26은 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 27은 TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 28은 TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 29는 TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 자외선 조사 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 사시도이며, 도 2는 자외선 조사 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 자외선 조사 장치(1)는 자외선을 직하의 워크(2)에 조사하는 적어도 1개(본 실시 형태에서는, 3개)의 조사기(3)와, 각각의 조사기(3)마다 워크(2)와의 사이에 배치된 파장 선택 필터(4)를 구비하고 있다. 자외선 조사 장치(1)는 조사기(3)가 조사하는 자외선을 워크(2)에 파장 선택 필터(4)를 통하여 조사하는 광조사 장치이다.
워크(2)는 소정의 폭 W 및 길이 L의 조사 에리어(2A)를 갖는 직사각 형상을 이루고, 이 조사 에리어(2A)에 예를 들어 액정 패널이 적재되어서 자외선이 조사된다.
조사기(3)는 도 2에 도시한 바와 같이, 저면 개방형의 직육면체 형상의 조사기 하우징(10)을 갖고, 이 조사기 하우징(10)에는, 파장 약 200nm 내지 600nm의 자외선을 선상으로 방사하는 선상 자외선 광원 램프(11)와, 이 램프(11)를 포위하는 반타원 통형상(실린더 형상)의 반사 미러(12)가 내설되어, 램프(11)로부터 방사되는 자외선을 반사 미러(12)에서 반사하여 조사기 하우징(10)의 저면 광 출사 개구부터 선상으로 자외선을 조사한다. 본 실시 형태의 램프(11)에는 메탈할라이드 램프가 사용되고 있다.
파장 선택 필터(4)는 유전체 다층막을 포함하는 투과 필터이며, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 조사기(3)의 저면의 광 출사 개구 전체를 충분히 덮는 면적을 갖고, 그 조사기(3)와 워크(2)(즉, 조사 에리어(2A))의 사이로서, 조사기(3)의 저면 광 출사 개구에 가깝게 하여 배치되어 있다.
파장 선택 필터(4)가 투과하는 투과 파장 영역은, 자외선 조사 장치(1)의 사용 용도에 따라서 적절하게 설정되고, 본 실시 형태에서는, 액정 패널의 제조(액정의 배향 제어나 접합 등)에 최적인 대역이 설정되어 있다.
이 자외선 조사 장치(1)에서는, 전술한 도 2에 도시한 바와 같이, 3개의 조사기(3), 및 파장 선택 필터(4)가 워크(2)의 폭 W 방향으로 소정의 간격 M으로 워크(2)의 폭 W의 방향으로 병렬로 설치되어 있다. 이때, 가로 배열의 조사기(3) 중 양단의 조사기(3)는 내장된 램프(11)가 워크(2)의 폭 W(즉, 조사 에리어(2A))의 약간 외측에 위치하도록 배치되어 있다. 즉, 워크(2)의 조사 에리어(2A)의 대략 전역이 중앙의 조사기(3)에 의해 조사되고, 또한 폭 W 방향의 양단부에서 조도가 저하되는 개소에 대해서는, 중앙의 조사기(3)를 끼운 양단의 조사기(3)의 조사에 의해 조도의 저하가 보충된다. 또한, 중앙의 조사기(3)(즉, 워크(2)의 폭 W 내에 내장된 램프(11)가 배치되는 조사기(3))는 1개에 한하지 않고, 복수의 조사기(3)를 병설하여 구성해도 되고, 이에 의해, 조사 에리어(2A)의 폭 W를 확장할 수 있다. 또한, 양단의 조사기(3)(즉, 워크(2)의 폭 W의 밖에 내장된 램프(11)가 배치되는 조사기(3))에 대해서도 마찬가지로, 각 단부에 복수의 조사기(3)를 병설해도 된다.
그런데, 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터는, 투과 특성에 입사 각도 의존성을 갖고 있으며, 광의 입사 각도가 커질수록, 투과 파장 영역이 단파장측으로 시프트한다. 따라서, 평행광 이외의 집광이나 확산광을 사용하는 광학계로 구성된 광조사 장치에 파장 선택 필터를 사용한 경우, 필요한 파장의 광이 커트되어, 불필요한 파장의 광이 투과되어 버린다. 본 실시 형태에 있어서는, 조사기(3)로부터 파장 선택 필터(4)에 경사 입사하여 워크(2)에 도달하는 광 K에 대해서는, 투과 특성의 각도 의존에 의해, 직접 입사 시보다 단파장의 성분이 많이 포함되게 된다.
특히, 본 실시 형태의 자외선 조사 장치(1)와 같이, 워크(2)의 폭 W의 외측에도 조사기(3)를 배치하는 구성에 있어서는, 이 조사기(3)로부터 워크(2)에 전해지는 광은 파장 선택 필터(4)에 경사 입사하여 투과한 성분을 많이 포함하기 때문에, 단파장의 성분이 많아진다.
따라서, 종래의 광조사 장치에 있어서는, 투명 기판 상에 고굴절률재의 층과, 이것보다도 어느 정도 굴절률이 낮은 재료의 층을 교대로 적층시킨 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터를 사용함으로써, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 하고 있다. 그러나, 이와 같은 구성의 파장 선택 필터에서는, 파장 시프트량을 작게 하고자 하면, 막수가 대폭으로 많아지기 때문에, 기판에 막을 형성하는 공정에 시간이 걸리고, 그 결과, 파장 선택 필터의 생산성이 악화되어 버린다.
또한, 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터의 입사각에 의한 단파장 시프트는, 막 물질의 흡수를 이용함으로써 파장 시프트량을 경감할 수 있는 것이 알려져 있다. 그러나, 이 경우, 광경화에 필요한 파장 선택 필터의 투과 특성이 얻어지도록 흡수 파장을 조정하는 것이 불가능하기 때문에, 임의의 투과 특성에서의 제작이 곤란하다.
따라서, 본 실시 형태의 자외선 조사 장치(1)에 있어서는, 이하와 같이 파장 선택 필터(4)를 구성함으로써, 막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 파장 시프트량을 저감하고 있다.
도 3은, 파장 선택 필터(4)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
파장 선택 필터(4)는 도 3에 도시한 바와 같이, 투명 기판(21)에 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 포함하는 제1 적층체 L1과, 제3 유전체 다층막 G3 및 제4 유전체 다층막 G4를 포함하는 제2 적층체 L2를 구비하여 구성되어 있다.
투명 기판(21)은 투명한 재료(예를 들어, 석영, 붕규산 유리)로 형성된다. 여기서, 종래와 같이 파장 선택 필터를 색 유리로 구성한 경우에는, 내열성이 낮기 때문에, 램프(11)로부터의 높은 에너지에 의해 고온으로 가열되어, 파장 선택 필터가 히트 쇼크에 의해 파손될 우려도 있다. 본 실시 형태에서는, 투명 기판(21)을 내열성이 비교적 높은 재료, 예를 들어 석영으로 형성함으로써, 파장 선택 필터의 내열성을 확보하고 있다.
제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3은, 제1 굴절률(제1 고굴절률)(nH1)을 가진 제1 고굴절률재(제1 굴절률재)(22)와, 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률(제1 저굴절률)(nL1)을 가진 제1 저굴절률재(제2 굴절률재)(23)를 교대로 적층하여 구성되어 있다.
제2 및 제4 유전체 다층막 G2, G4는, 제3 굴절률(제2 고굴절률)(nH2)을 가진 제2 고굴절률재(제3 굴절률재)(24)와, 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률(제2 저굴절률)(nM)을 가진 제2 저굴절률재(제4 굴절률재)(25)를 교대로 적층하여 구성되어 있다.
제2 굴절률(nL1) 및 제4 굴절률(nM)을 상이하게 하고 있고, 본 실시 형태에서는, 제4 굴절률(nM)을 제2 굴절률(nL1) 보다도 높게 하고 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 굴절률(nH1) 및 제3 굴절률(nH2)도 상이하게 하고 있고, 또한, 제3 굴절률(nH2)을 제1 굴절률(nH1) 보다도 높게 하고 있다.
요컨대, 종래 기술에서는, 굴절률이 서로 다른 2종류의 재료의 층의 조합으로 유전체 다층막이 구성되어 있었던 것에 비해서, 본 실시 형태에서는, 굴절률이 서로 다른 4종류의 재료층, 즉, 제1 굴절률재, 제2 굴절률재, 제3 굴절률재, 제4 굴절률재를 사용하고 있어, 앞의 2개의 것의 교대 적층에 의해 제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3을, 뒤의 2개의 것의 교대 적층에 의해 제2 및 제4 유전체 다층막 G2, G4를 구성하고 있다.
또한, 제2 굴절률(nL1) 및 제4 굴절률(nM), 및 제1 굴절률(nH1) 및 제3 굴절률(nH2)을 상이하게 하는 이유에 대해서는 후술한다.
또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 제1 적층체 L1과 제2 적층체 L2는, 투명 기판(21)의 서로 다른 면에 각각 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 원하는 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시키기 위해서, 투명 기판(21)의 한쪽 면에 형성한 제1 적층체 L1이 내로우 밴드패스형(NBP형) 필터를 구성하고, 투명 기판(21)의 다른쪽 면에 형성한 제2 적층체 L2가 브로드 밴드패스형(BBP형) 필터를 구성하고 있다.
NBP형의 제1 적층체 L1은, 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막 G2, 제1 유전체 다층막 G1을 적층하여 구성된다.
BBP형의 제2 적층체 L2는, 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막 G3, 제4 유전체 다층막 G4를 적층하여 구성된다.
또한, 제1 유전체 다층막 G1과 제2 유전체 다층막 G2는, 한쪽이 쇼트 웨이브패스형(SWP형) 필터, 다른쪽이 롱 웨이브패스형(LWP형) 필터를 기본적 막 구성으로 하고, 각각 각 층의 막 두께를 최적화하여 구성된다.
또한, 제3 유전체 다층막 G3과 제4 유전체 다층막 G4도, 마찬가지로, 한쪽이 쇼트 웨이브패스형(SWP형) 필터, 다른쪽이 롱 웨이브패스형(LWP형) 필터를 기본적 막 구성으로 하고, 각각 각 층의 막 두께를 최적화하여 구성된다.
본 실시 형태에서는, 중심 파장을 680nm로 하고, 원하는 분광 투과율을 만족하도록, 시판하고 있는 막 설계 소프트(소프트웨어 스펙트라사의 TFCalc)를 사용하고, 각 층의 막 두께를 최적화하여, 도 4 및 도 5의 결과를 얻었다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서의 원하는 분광 투과율이란, 수직 입사에서의 투과율 특성에 있어서, 400 내지 600nm의 파장 범위에 최대 투과율이 85％ 이상으로 되는 투과 파장 영역과, 600 내지 800nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 가시 영역 및 근적외 광측 커트 파장 영역과, 200 내지 400nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 자외측 커트 파장 영역을 갖는 것이다.
구체적으로는, BBP형의 제1 적층체 L1에 의해, 400 내지 600nm의 파장 범위에 최대 투과율이 85％ 이상으로 되는 투과 파장 영역과, 투과 파장 영역의 단파장측의 투과율이 85％로부터 5％ 이하로 되는 투과율 곡선의 경사와, 장파장측의 투과율이 85％로부터 5％ 이하로 되는 투과율 곡선의 경사를 구성하고 있다. 또한, NBP형의 제2 적층체 L2에 의해, 600 내지 800nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 가시 영역 및 근적외 광측 커트 파장 영역과, 200 내지 400nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 자외측 커트 파장 영역을 구성하고 있다.
굴절률이 1.45 내지 1.53인 투명 기판을 사용했을 때, 제1 굴절률(nH1), 제2 굴절률(nL1), 제3 굴절률(nH2), 제4 굴절률(nM)을 파장 500nm의 광에 대하여 각각 2.26 내지 2.40, 1.38 내지 1.50, 2.42 내지 2.70, 1.58 내지 2.00으로 함으로써, 이러한 원하는 분광 투과율을 만족할 수 있다.
도 4는 파장 선택 필터(4)의 NBP형의 제1 적층체 L1의 구성을 도시하는 표이며, 도 5는 파장 선택 필터(4)의 BBP형의 제2 적층체 L2의 구성을 도시하는 표이다.
파장 선택 필터(4)는 제1 고굴절률재(22)에 Ta2O5를, 제1 저굴절률재(23)에SiO2를, 제2 고굴절률재(24)에 TiO2를, 제2 저굴절률재(25)에 Al2O3을 선정하고 있다. 여기서, Ta2O5, SiO2, TiO2, Al2O3의 각 층 굴절률은, 파장 500nm의 광에 대하여 각각 2.27, 1.48, 2.57, 1.70이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 투명 기판(21)의 굴절률은 1.462로 한다.
상세하게 설명하면, 투명 기판(21)의 한쪽 면에는, 도 4에 도시한 바와 같이, TiO2를 포함하는 제2 고굴절률재(24)와, Al2O3을 포함하는 제2 저굴절률재(25)를 교대로 적층하여 제2 유전체 다층막 G2를 구성하고 있다. 또한, 제2 유전체 다층막 G2 상에 Ta2O5를 포함하는 제1 고굴절률재(22)와, SiO2를 포함하는 제1 저굴절률재(23)를 교대로 적층하여 제1 유전체 다층막 G1을 구성하고 있다.
또한, 투명 기판(21)의 다른쪽 면에는, 도 5에 도시한 바와 같이, Ta2O5를 포함하는 제1 고굴절률재(22)와, SiO2를 포함하는 제1 저굴절률재(23)를 교대로 적층하여 제3 유전체 다층막 G3을 구성하고 있다. 또한, 제3 유전체 다층막 G3 상에 TiO2를 포함하는 제2 고굴절률재(24)와, Al2O3을 포함하는 제2 저굴절률재(25)를 교대로 적층하여 제4 유전체 다층막 G4를 구성하고 있다.
또한, 투명 기판(21)에 저굴절률재 또는 고굴절률재 중 어느 쪽이 인접하는지는, 시뮬레이션 결과에 의존하는데, 투명 기판(21)에 고굴절률재가 인접하는 경우가 많다. 본 실시 형태에서는, 석영 유리로 구성한 투명 기판(21)의 굴절률이 1.462이므로, 소위 중간 굴절률재라면, 투명 기판(21)과의 사이에 굴절률차가 발생하기 때문에, 투명 기판(21)에 인접 가능하다. 여기서, 이 명세서에 있어서는, 중간 굴절률재란, 제4 굴절률(nM: 1.58 내지 2.00)을 갖는 것으로 한다.
또한, 제1 유전체 다층막 G1과 제2 유전체 다층막 G2의 인접부, 및 제3 유전체 다층막 G3과 제4 유전체 다층막 G4의 인접부에 있어서는, NBP형의 제31층과 제32층, 또는 BBP형의 제20층과 제21층에 도시한 바와 같이, 고굴절률재와 저굴절률재가 인접하게 배치된다. 또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)는 증착 방법으로서 이온 플레이팅을 사용하여 얻어진 것이다.
도 6은 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 6의 (A)는 본 실시 형태의 파장 선택 필터의 경우, 도 6의 (B)는 종래예인 고굴절률재와 저굴절률재의 2가지의 막 물질만으로 이루어지는 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터의 경우를 도시한다. 또한, 도 6 중, 횡축은 파장(nm)을 종축은 투과율(％)을 도시한다. 또한, 도 6 중의 그래프는, 시뮬레이션으로 얻어진 결과를 나타내고, 파선은 수직 입사 시의 결과를, 실선은 60° 경사 입사의 경우의 결과를 도시한다.
본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 수직 입사에서의 투과율 특성에 있어서, 200 내지 400nm까지의 투과율이 1％ 미만, 420 내지 510nm까지의 투과율이 88％ 이상, 550 내지 800nm까지의 투과율이 3％ 미만이 되었다. 또한, 이 파장 선택 필터(4)에서는, 수직 입사와 60도 경사 입사의 투과율 특성의 비교에 있어서, 투과 파장 영역의 단파장측의 투과율이 50％가 되는 파장 및 장파장측의 투과율이 50％가 되는 파장의 평균 파장 시프트량은 34nm가 되었다.
종래의 고굴절률재(Ta2O5)와 저굴절률재(SiO2)의 2가지의 막 물질만으로 이루어지는 파장 선택 필터의 일례에서는, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 48nm가 되었다.
따라서, 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 적층한 NBP형의 제1 적층체 L1과 BBP형의 제2 적층체 L2를 광이 투과하도록 구성함으로써, 입사각에 의한 파장 시프트를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, NBP형의 제1 적층체 L1의 막층수는 52층이 되고, BBP형의 제2 적층체 L2의 막층수는 44층이 되고, 총막층수는 96층이 된다.
또한, 종래의 파장 선택 필터를, 파장 선택 필터(4)와 동등한 분광 투과율을 만족하도록 형성한 경우에는, 막층수는 NBP형과 BBP형으로 각각 44층과 38층이 되고, 총막층수는 82층이 된다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 종래보다도 막층수가 약간 증가하였다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 파장 시프트량은 크게 삭감됨과 함께, 투과대의 파장 폭의 크기의 면에서, 60° 경사 입사 시에도 폭의 축소가 작게 끝난다는 이점이 있다.
이것에 추가로, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이, 종래의 파장 선택 필터(4)에서는, 불필요한 파장 영역(일반적으로, 필요한 투과 파장 영역의 장파장측의 영역(도 6의 (B)의 경우에는 650 내지 800nm의 영역))에 있어서, 광의 투과를 피할 수 없다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이, 그러한 파장 영역에서의 광투과가 거의 없다.
계속해서, 투명 기판(21)의 양면에 다층막을 형성할 필요성에 대하여 설명한다.
도 7은 파장 선택 필터(4)의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 7의 (A)는 투명 기판(21)의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 제1 적층체 L1, L2를 형성한 경우(이하, 간단히 「양면 막 형성의 경우」라고 한다.), 도 7의 (B)는 투명 기판(21)의 한쪽 면에 NBP형의 제1 적층체 L1을 형성한 경우(이하, 간단히 「NBP만 편면 막 형성의 경우」라고 한다.), 도 7의 (C)는 투명 기판(21)의 한쪽 면에 BBP형의 제2 적층체 L2를 형성한 경우(이하, 간단히 「BBP만 편면 막 형성의 경우」라고 한다.)를 도시한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 도 7의 (B)에서는 투과대보다 조금 떨어진 장파장역측의 광이 충분히 커트되어 있지 않고, 도 7의 (C)에서는 투과대의 장파장역측의 광이 충분히 커트되어 있지 않다. 파장 시프트량은, 도 7의 (A) 내지 도 7의 (C)에서 동등하다.
즉, 투명 기판(21)의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 제1 적층체 L1, L2를 형성할 필요가 있는 것은, 각각 단독으로는 밴드패스 필터로서 필요한 커트 특성이 얻어지지 않기 때문이며, 파장 시프트 경감과의 관련성은 없다.
또한, 투명 기판(21)의 양면에 각각 제1 적층체 L1, L2를 형성함으로써, 분광 투과율 곡선의 상승을 샤프하게 할 수 있다.
계속해서, 막의 적층 방향의 파장 시프트량에의 영향에 대하여 설명한다.
도 8은 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이며, 도 9는 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이다. 도 10은 다층막을 도 4의 예와 역순으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 10의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 10의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 10의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 8 및 도 9에 도시하는 파장 선택 필터에서는, NBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제1 유전체 다층막, 제2 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있다. 또한, BBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제4 유전체 다층막, 제3 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있다.
도 10의 (A) 내지 도 10의 (C)의 모두에 있어서, 투과대의 리플(파문)이 발생하고 있지만, 파장 시프트량은, 도 7과 도 10에서 각각 동등하다.
즉, 파장 시프트량은, 적층의 방향과 관계는 없다. 또한, NBP형에 대해서는 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막 G2, 제1 유전체 다층막 G1을 적층하고, BBP형에 대해서는 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막 G3, 제4 유전체 다층막 G4를 적층함으로써 리플을 억제할 수 있다.
계속해서, 고굴절률재를 1종류로 한 경우에 대하여 설명한다.
도 11은 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 12는 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 13은 도 12의 계속이다. 도 14는, 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 14의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 14의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 14의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 11 내지 도 13에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta2O5와 Al2O3, Ta2O5와 SiO2의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 90층과 147층이 되고, 층수가 과다하여 막 제작이 비현실적이다.
도 15는 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 16은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 17은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 17의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 17의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 17의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 15 및 도 16에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta2O5와 Al2O3, TiO2와 Al2O3의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 85층과 75층이 되어, 층수가 많다.
따라서, 제2 굴절률(nL1) 및 제4 굴절률(nM)을 상이하게 함으로써 층막수를 삭감할 수 있다. 또한, 제1 굴절률(nH1) 및 제3 굴절률(nH2)도 상이하게 함으로써 보다 층막수를 삭감할 수 있다.
또한, 도 7과 도 14 및 도 17에서, 파장 시프트량은 변함없다.
계속해서, 굴절률차에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시하는 파장 선택 필터(4)에 있어서는, 제1 굴절률(nH1)과 제2 굴절률(nL1)의 평균값인 제1 평균 굴절률은, 1.875(=(2.27+1.48)/2)가 된다. 또한, 제3 굴절률(nH2)과 제4 굴절률(nM)의 평균값인 제2 평균 굴절률은, 2.135(=2.57+1.70)/2)가 된다. 그리고, 제1 평균 굴절률과 제2 평균 굴절률의 차(굴절률차)는 0.26이 된다.
여기서, 굴절률차를 0.1 미만으로 하는 경우에는, 제1과 제2 유전체 다층막로 동일한 2종류의 막 물질을 사용하는 종래의 막 구성에 가깝게 되기 때문에, 총막층수가 과다가 되는 방향으로 향하고, 본 실시 형태의 효과를 발휘하지 않는다. 한편, 굴절률차가 0.6 초과인 경우에는, 대응하는 막 물질이 존재하지 않는 듯한 굴절률의 조합이 되어, 시뮬레이션에 의한 막 설계 자체가 불가능하다.
도 18은 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 19는 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 20은, 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 20의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 20의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 20의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 18 및 도 19에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta2O5와 MgF2(굴절률 1.38), TiO2와 LaF3(굴절률 1.586)의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 48층과 47층이 된다.
또한, 도 18 및 도 19에 도시하는 파장 선택 필터에서는, 도 20에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 32nm가 된다.
도 21은 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 22는 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 23은, 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 23의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 23의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 23의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 21 및 도 22에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta2O5와 MgF2, TiO2와 Al2O3의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 44층과 50층이 된다.
또한, 도 21 및 도 22에 도시하는 파장 선택 필터에서는, 도 23에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 31nm가 된다.
도 24는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 25는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 26은, 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 26의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 26 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 26의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 24 및 도 25에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta2O5와 MgF2, TiO2와 Y2O3(굴절률 1.90)의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 56층과 51층이 된다.
또한, 도 24 및 도 25에 도시하는 파장 선택 필터에서는, 도 26에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 32nm가 된다.
상술한 바와 같이, 단파장 시프트는, 막 물질의 흡수를 이용함으로써 파장 시프트량을 경감할 수 있다. TiO2는 광을 비교적 많이 흡수하는 재료이다.
계속해서, TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 한 경우에 대하여 설명한다. 이 명세서에 있어서는, 상술한 바와 같이, 중간 굴절률재란, 제4 굴절률(nM: 1.58 내지 2.00)을 갖는 것으로 한다.
도 27은 TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 28은 TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 29는, TiO2와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 29의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 29의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 29의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 27 및 도 28에 도시하는 파장 선택 필터는, TiO2와 Al2O3의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 79층과 74층이 되고, 총막층수의 증가에 수반하여 TiO2층의 수가 증가하기 때문에, TiO2의 흡수에 의해 파장 400nm 부근의 투과율이 저하된다.
따라서, TiO2를 간단히 사용하는 것만으로는 충분하지 않고, 근자외 영역의 흡수가 작은 Ta2O5도 사용한다고 하는 것처럼, 고굴절률재로서 2종류를 사용함과 함께, 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 적층하고, 저굴절률재에 대해서도 2종류 사용하여 제2 굴절률 및 제4 굴절률을 상이하게 함으로써 막수를 삭감할 수 있다.
또한, 도 7과 도 29에서, 파장 시프트량은 변함없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 투명 기판(21) 상에 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 포함하는 제1 적층체 L1과, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체 L2를 구비하고, 제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3은, 제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재(22)와, 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재(23)를 교대로 적층하여 구성되고, 제2 및 제4 유전체 다층막 G2, G4는, 제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재(24)와, 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재(25)를 교대로 적층하여 구성되고, 제1 굴절률 및 제3 굴절률이 상이하고, 제2 굴절률 및 제4 굴절률이 상이한 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 파장 시프트량을 저감할 수 있고, 그 결과, 필요한 광투과 파장 영역의 폭을 확보하고, 불필요한 파장 영역의 광 투과를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 적층체 L1과 제2 적층체 L2는, 투명 기판(21)의 다른 면에 각각 형성되어 있는 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 투과율 곡선의 리플을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 적층체 L1은 내로우 밴드패스형 필터를 구성하고, 제2 적층체 L2는 브로드 밴드패스형 필터를 구성했기 때문에, 원하는 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 굴절률과 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 제3 굴절률과 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률의 차를 0.1 내지 0.6으로 하는 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 원하는 분광 투과율을 만족하면서, 파장 시프트량을 원하는 소정 값 이하로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 파장 500nm의 광에 대하여 투명 기판의 굴절률이 1.45 내지 1.53이며, 제1 굴절률이 2.26 내지 2.40, 제2 굴절률이 1.38 내지 1.50, 제3 굴절률이 2.42 내지 2.70, 제4 굴절률이 1.58 내지 2.00인 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 수직 입사와 60도 경사 입사와의 투과율 특성의 비교에 있어서, 투과 파장 영역의 단파장측의 투과율이 50％가 되는 파장 및 장파장측의 투과율이 50％가 되는 파장의 평균 파장 시프트량을 35nm 이하로 할 수 있다.
단, 상술한 실시 형태는 본 발명의 일 형태이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 파장 선택 필터(4)는 밴드패스 필터로서 필요한 커트 특성을 얻기 위해서, 투명 기판의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 적층체를 형성하여 구성되어 있었지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 투명 기판의 한쪽 면에 NBP형 또는 BBP형을 형성해도 되고, 투명 기판의 한쪽 면에 NBP형 및 BBP형을 형성해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, NBP형의 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성하고, BBP형의 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제1 유전체 다층막, 제2 유전체 다층막을 적층하여 구성하고 있었다. 그러나, NBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제1 유전체 다층막, 제2 유전체 다층막을 적층하여 구성되고, BBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 제1 고굴절률재(22)에 Ta2O5를, 제1 저굴절률재(23)에 SiO2를, 제2 고굴절률재(24)에 TiO2를, 제2 저굴절률재(25)에 Al2O3을 사용하고 있었지만, 이 물질에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 굴절률재에 사용하는 막 물질은 단일 물질에 한정되는 것은 아니라, 각 굴절률재에 복수의 물질을 조합해도 된다. 투명 기판에는, 석영 유리의 이외에, 굴절률이 1.45 내지 1.53의 범위 광학 유리(BK7 등), 열선 흡수 유리 등을 사용할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 제1 굴절률(nH1) 및 제3 굴절률(nH2)도 상이하게 하고 있었지만, 원하는 분광 투과율이 파장 선택 필터(4)와 상이하고, 막층수를 저감할 수 있으면, 제1 굴절률과 제3 굴절률을 동일하게 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 파장 선택 필터(4)는 증착 방법으로서 이온 플레이팅을 사용하고 있었지만, 성막의 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 램프(11)에 메탈할라이드 램프가 사용되고 있지만, 램프의 종류는 이것에 한정되는 것은 아니라, 예를 들어 수은 램프여도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 파장 선택 필터(4)는 단독으로 설치되어 있었지만, 그 파장 선택 필터(4)는 예를 들어 편광 소자 등, 다른 광학 부재와 조합하여 사용할 수 있다.
1: 자외선 조사 장치(광조사 장치)
4: 파장 선택 필터
21: 투명 기판
22: 제1 고굴절률재(제1 굴절률재)
23: 제1 저굴절률재(제2 굴절률재)
24: 제2 고굴절률재(제3 굴절률재)
25: 제2 저굴절률재(제4 굴절률재)
G1: 제1 유전체 다층막
G2: 제2 유전체 다층막
G3: 제3 유전체 다층막
G4: 제4 유전체 다층막
L1: 내로우 밴드패스형의 제1 적층체
L2: 브로드 밴드패스형의 제2 적층체
nH1: 제1 굴절률(제1 고굴절률)
nL1: 제2 굴절률(제1 저굴절률)
nH2: 제3 굴절률(제2 고굴절률)
nM: 제4 굴절률(제2 저굴절률)

Claims (10)

  1. 투명 기판 상에, 제1 유전체 다층막 및 제2 유전체 다층막을 포함하는 제1 적층체와, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체를 구비하고,
    상기 제1 및 제3 유전체 다층막은,
    제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재와,
    상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재
    를 교대로 적층하여 구성되고,
    상기 제2 및 제4 유전체 다층막은,
    제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재와,
    상기 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재
    를 교대로 적층하여 구성되고,
    상기 제1 굴절률 및 상기 제3 굴절률이 상이하고,
    상기 제2 굴절률 및 상기 제4 굴절률이 상이한 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체는, 상기 투명 기판의 서로 다른 면에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 상기 제3 굴절률과 상기 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률과의 차를, 파장 시프트량이 소정 값 이하로 되는 값으로 한 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 적층체는 내로우 밴드패스형 필터를 구성하고, 상기 제2 적층체는 브로드 밴드패스형 필터를 구성하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 상기 제3 굴절률과 상기 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률과의 차를 0.1 내지 0.6으로 한 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 500nm의 광에 대하여 투명 기판의 굴절률이 1.45 내지 1.53이며,
    제1 굴절률이 2.26 내지 2.40,
    제2 굴절률이 1.38 내지 1.50,
    제3 굴절률이 2.42 내지 2.70,
    제4 굴절률이 1.58 내지 2.00인 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 기판에 제1 굴절률재 및/또는 제3 굴절률재가 인접하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체를 상기 투명 기판의 일면 또는 양면에 적층하고,
    상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체의 인접부는, 상기 제1 굴절률재와 상기 제4 굴절률재가 인접하거나, 또는, 상기 제2 굴절률재와 상기 제3 굴절률재가 인접하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 굴절률을 상기 제2 굴절률보다도 높게 하고, 상기 제3 굴절률을 상기 제1 굴절률보다도 높게 하고,
    상기 제1 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성되고,
    상기 제2 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막, 제4 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파장 선택 필터.
  10. 하우징 내에 광원을 수용하고, 상기 하우징의 광 출사 개구에 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 파장 선택 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111796353A (zh) * 2019-04-08 2020-10-20 采钰科技股份有限公司 光学滤波器及其形成方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6919248B2 (ja) * 2016-07-27 2021-08-18 株式会社リコー 多層フィルム、多層フィルム複合体、光学部品、及び窓
CN106443848A (zh) * 2016-11-16 2017-02-22 天津津航技术物理研究所 一种宽带激光薄膜反射镜
CN106842793A (zh) * 2017-02-16 2017-06-13 深圳市华星光电技术有限公司 一种光谱转换器和投影电视光源系统
TWI715740B (zh) * 2017-03-09 2021-01-11 台灣超微光學股份有限公司 光源裝置及其光濾波組件
JP6950522B2 (ja) * 2017-12-27 2021-10-13 ウシオ電機株式会社 微生物の不活化処理装置および細胞活性化処理装置、並びに微生物の不活化処理方法
CN108706889A (zh) * 2018-05-08 2018-10-26 北京汉能光伏投资有限公司 一种镀膜板及其制备方法和一种太阳能组件
CN110109210B (zh) * 2019-06-05 2024-06-18 信阳舜宇光学有限公司 滤光片
JP7427387B2 (ja) * 2019-08-09 2024-02-05 浜松ホトニクス株式会社 光学素子
CN110879435B (zh) * 2019-11-18 2021-08-06 中国科学院上海技术物理研究所 一种以硒化锌晶体为基底的中长波红外宽光谱分色片
CN111123423B (zh) * 2020-03-27 2020-06-23 上海翼捷工业安全设备股份有限公司 火焰探测用双通道红外滤光片组合及其制备方法和应用
CN111552019B (zh) * 2020-05-29 2022-07-19 无锡奥夫特光学技术有限公司 一种具有高质量面形偏差的窄带滤波片
CN113433607B (zh) * 2021-05-28 2023-06-27 浙江晶驰光电科技有限公司 一种双带通滤光片及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183525A (ja) * 2005-12-07 2007-07-19 Murakami Corp 誘電体多層膜フィルタ
JP2008020563A (ja) 2006-07-11 2008-01-31 Murakami Corp 誘電体多層膜フィルタ
JP2010175941A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Canon Electronics Inc 光学フィルタ及び光学フィルタの製造方法、並びにこれらの光学フィルタを有する撮像装置
EP2416183A1 (en) * 2009-04-01 2012-02-08 Tokai Optical Co., Ltd. Light-emitting member, plastic lens for glasses, and production method therefor
JP2013168274A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Iwasaki Electric Co Ltd 紫外線照射装置、照度調整方法、及び照度分布測定用具

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3637294A (en) * 1969-12-19 1972-01-25 Bell Telephone Labor Inc Interference filter with alternately designed pairs of dielectric layers
JP3153334B2 (ja) * 1992-06-04 2001-04-09 旭光学工業株式会社 紫外線照射装置の多層膜フィルタ
JP3153333B2 (ja) * 1992-06-04 2001-04-09 旭光学工業株式会社 紫外線照射装置の多層膜フィルタ
JPH11202127A (ja) * 1998-01-14 1999-07-30 Canon Inc ダイクロイックミラー
JP2000338325A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Fuji Photo Film Co Ltd 光学フィルターおよび反射防止膜
JP2008158036A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Olympus Corp 光学素子および光学機器
JP5458983B2 (ja) * 2010-03-15 2014-04-02 セイコーエプソン株式会社 光フィルターの製造方法
JP2013073024A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Toshiba Corp 干渉フィルタ及び表示装置
CN202693835U (zh) * 2012-07-28 2013-01-23 杭州科汀光学技术有限公司 一种用于图像芯片的光学滤波器
JP2014048402A (ja) * 2012-08-30 2014-03-17 Kyocera Corp 光学フィルタ部材および撮像装置
TWI623731B (zh) * 2013-01-29 2018-05-11 唯亞威方案公司 光學濾波器以及光學濾波器之製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183525A (ja) * 2005-12-07 2007-07-19 Murakami Corp 誘電体多層膜フィルタ
JP2008020563A (ja) 2006-07-11 2008-01-31 Murakami Corp 誘電体多層膜フィルタ
JP2010175941A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Canon Electronics Inc 光学フィルタ及び光学フィルタの製造方法、並びにこれらの光学フィルタを有する撮像装置
EP2416183A1 (en) * 2009-04-01 2012-02-08 Tokai Optical Co., Ltd. Light-emitting member, plastic lens for glasses, and production method therefor
JP2013168274A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Iwasaki Electric Co Ltd 紫外線照射装置、照度調整方法、及び照度分布測定用具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111796353A (zh) * 2019-04-08 2020-10-20 采钰科技股份有限公司 光学滤波器及其形成方法

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Publication number Publication date
CN105511004B (zh) 2019-07-30
TW201621354A (zh) 2016-06-16
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CN105511004A (zh) 2016-04-20
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