JPH10294165A - 赤外線光源及び赤外線光源を用いたガス濃度検出器 - Google Patents
赤外線光源及び赤外線光源を用いたガス濃度検出器Info
- Publication number
- JPH10294165A JPH10294165A JP10123497A JP10123497A JPH10294165A JP H10294165 A JPH10294165 A JP H10294165A JP 10123497 A JP10123497 A JP 10123497A JP 10123497 A JP10123497 A JP 10123497A JP H10294165 A JPH10294165 A JP H10294165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared light
- filament
- light source
- infrared
- silicon substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価な赤外線フィルタを用いることなく、放
射される赤外線に対して必要とする波長を選択的に取り
出す波長選択性を有する赤外線光源を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１と、シリコン基板１にマ
イクロブリッジにより形成されるフィラメント２と、フ
ィラメント２に電流を流すための電極４とを備えた赤外
線光源において、放射させようとする赤外線の波長をλ
とした際、λ／４の整数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる
薄膜を積層した多層反射膜６をフィラメント２下方に設
けるようにした。
射される赤外線に対して必要とする波長を選択的に取り
出す波長選択性を有する赤外線光源を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１と、シリコン基板１にマ
イクロブリッジにより形成されるフィラメント２と、フ
ィラメント２に電流を流すための電極４とを備えた赤外
線光源において、放射させようとする赤外線の波長をλ
とした際、λ／４の整数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる
薄膜を積層した多層反射膜６をフィラメント２下方に設
けるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板上に
マイクロブリッジ形状のフィラメントを有する赤外線光
源に関するものである。
マイクロブリッジ形状のフィラメントを有する赤外線光
源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の赤外線光源の上面図及びＡ−Ａ断
面図を図９に示す。１はシリコン基板であり、基板面上
にフィラメント２と、フィラメント２を設置する台座３
と、フィラメント２に電流を流すための電極４と、掘込
み孔５とが形成されている。台座３及び掘込み孔５の形
成には、シリコン基板１表面もしくは裏面からウエット
エッチングにより台座３を選択的に残すようにして掘込
み孔５を掘抜き形成する。なお、台座３に形成されたフ
ィラメント２は、シリコン単結晶、ポリシリコン及び金
属膜などの抵抗体が用いられる。
面図を図９に示す。１はシリコン基板であり、基板面上
にフィラメント２と、フィラメント２を設置する台座３
と、フィラメント２に電流を流すための電極４と、掘込
み孔５とが形成されている。台座３及び掘込み孔５の形
成には、シリコン基板１表面もしくは裏面からウエット
エッチングにより台座３を選択的に残すようにして掘込
み孔５を掘抜き形成する。なお、台座３に形成されたフ
ィラメント２は、シリコン単結晶、ポリシリコン及び金
属膜などの抵抗体が用いられる。
【０００３】このような赤外線光源では、２つの電極４
間に電流を流し、フィラメント２を発熱させることによ
り赤外線を放射させる。
間に電流を流し、フィラメント２を発熱させることによ
り赤外線を放射させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成の赤外線光源では、赤外線出力は黒体放射のみで
あるため、放射される赤外線の波長は１μｍから１０数
μｍまで広がっているが、その広がりを制御するために
は高価な赤外線フィルタを用いる必要があった。
な構成の赤外線光源では、赤外線出力は黒体放射のみで
あるため、放射される赤外線の波長は１μｍから１０数
μｍまで広がっているが、その広がりを制御するために
は高価な赤外線フィルタを用いる必要があった。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、高価な赤外線フィル
タを用いることなく、放射される赤外線に対して必要と
する波長を選択的に取り出す波長選択性を有する赤外線
光源を提供することにある。
であり、その目的とするところは、高価な赤外線フィル
タを用いることなく、放射される赤外線に対して必要と
する波長を選択的に取り出す波長選択性を有する赤外線
光源を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シリコン基板と、該シリコン基板にマイクロブリッジに
より形成されるフィラメントと、該フィラメントに電流
を流すための電極とを備えた赤外線光源において、放射
させようとする赤外線の波長をλとした際、λ／４の整
数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる薄膜を積層した多層反
射膜を前記フィラメント下方に設けるようにしたもので
ある。
シリコン基板と、該シリコン基板にマイクロブリッジに
より形成されるフィラメントと、該フィラメントに電流
を流すための電極とを備えた赤外線光源において、放射
させようとする赤外線の波長をλとした際、λ／４の整
数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる薄膜を積層した多層反
射膜を前記フィラメント下方に設けるようにしたもので
ある。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の赤
外線光源において、前記フィラメント下方の前記多層反
射膜の形状を前記フィラメントに対して凹状になるよう
にしたものである。
外線光源において、前記フィラメント下方の前記多層反
射膜の形状を前記フィラメントに対して凹状になるよう
にしたものである。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の赤
外線光源において、前記多層反射膜にレンズを付加する
ようにしたものである。
外線光源において、前記多層反射膜にレンズを付加する
ようにしたものである。
【０００９】請求項４記載の発明は、シリコン基板と、
該シリコン基板にマイクロブリッジにより形成されるフ
ィラメントと、該フィラメントに電流を流すための電極
とを備えた赤外線光源において、放射させようとする赤
外線の波長をλとした際、前記フィラメント下方のシリ
コン基板にλ／４の整数倍径の微小孔を複数施すように
したものである。
該シリコン基板にマイクロブリッジにより形成されるフ
ィラメントと、該フィラメントに電流を流すための電極
とを備えた赤外線光源において、放射させようとする赤
外線の波長をλとした際、前記フィラメント下方のシリ
コン基板にλ／４の整数倍径の微小孔を複数施すように
したものである。
【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４記載の赤外線光源において、前記フィラメント上部
に赤外線を反射する反射膜を設けるようにしたものであ
る。
項４記載の赤外線光源において、前記フィラメント上部
に赤外線を反射する反射膜を設けるようにしたものであ
る。
【００１１】請求項６記載の発明は、請求項５記載の赤
外線光源において、前記フィラメントと前記反射膜との
間にλ／４の整数倍の膜厚を有する薄膜を介在させるよ
うにしたものである。
外線光源において、前記フィラメントと前記反射膜との
間にλ／４の整数倍の膜厚を有する薄膜を介在させるよ
うにしたものである。
【００１２】請求項７記載の発明は、請求項５又は請求
項６記載の赤外線光源において、前記フィラメント下方
と前記多層反射膜との間隔がλ／４の整数倍となるよう
にしたものである。
項６記載の赤外線光源において、前記フィラメント下方
と前記多層反射膜との間隔がλ／４の整数倍となるよう
にしたものである。
【００１３】請求項８記載の発明は、濃度を検出したい
ガスを封入するガス封入部と、封入されたガスに吸収さ
れやすい波長を有する第１の赤外線と吸収されにくい波
長を有する第２の赤外線とを照射する検出用赤外線光源
と、封入されたガスを透過した第１の赤外線の出力と第
２の赤外線の出力との比から封入されたガスの濃度を検
出する検出部とからなるガス濃度検出器において、前記
検出用赤外線光源として請求項１乃至請求項７記載の赤
外線光源を用いるようにしたものである。
ガスを封入するガス封入部と、封入されたガスに吸収さ
れやすい波長を有する第１の赤外線と吸収されにくい波
長を有する第２の赤外線とを照射する検出用赤外線光源
と、封入されたガスを透過した第１の赤外線の出力と第
２の赤外線の出力との比から封入されたガスの濃度を検
出する検出部とからなるガス濃度検出器において、前記
検出用赤外線光源として請求項１乃至請求項７記載の赤
外線光源を用いるようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る赤外線光源の断面図である。
て図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る赤外線光源の断面図である。
【００１５】１はシリコン基板であり、基板面上にフィ
ラメント２と、フィラメント２を設置する台座３と、フ
ィラメント２に電流を流すための電極４と、掘込み孔５
とが形成されている。台座３及び掘込み孔５の形成に
は、シリコン基板１表面もしくは裏面からウエットエッ
チングにより台座３を選択的に残すようにして掘込み孔
５を掘抜き形成する。なお、台座３に形成されたフィラ
メント２には、シリコン単結晶、ポリシリコン及び金属
膜などの抵抗体を用いる。
ラメント２と、フィラメント２を設置する台座３と、フ
ィラメント２に電流を流すための電極４と、掘込み孔５
とが形成されている。台座３及び掘込み孔５の形成に
は、シリコン基板１表面もしくは裏面からウエットエッ
チングにより台座３を選択的に残すようにして掘込み孔
５を掘抜き形成する。なお、台座３に形成されたフィラ
メント２には、シリコン単結晶、ポリシリコン及び金属
膜などの抵抗体を用いる。
【００１６】エッチングにより施された掘込み孔５の下
方には多層反射膜６が付加されている。本実施形態にお
ける多層反射膜６とは、放射させたい赤外線の波長をλ
としたとき、λ／４の整数倍の膜厚を有する高屈折率材
と低屈折率材とを少なくとも一層ずつ交互に積層したも
のである。膜材としては、低屈折率材にＳｉＯ2等を用
い、高屈折率材にＧｅ等を用いる。また、低屈折率材に
代えてλ／４の整数倍の厚みを有する空間を設けるよう
にしてもよい。
方には多層反射膜６が付加されている。本実施形態にお
ける多層反射膜６とは、放射させたい赤外線の波長をλ
としたとき、λ／４の整数倍の膜厚を有する高屈折率材
と低屈折率材とを少なくとも一層ずつ交互に積層したも
のである。膜材としては、低屈折率材にＳｉＯ2等を用
い、高屈折率材にＧｅ等を用いる。また、低屈折率材に
代えてλ／４の整数倍の厚みを有する空間を設けるよう
にしてもよい。
【００１７】なお、多層反射膜６をフィラメント２に付
設するようにしてもよい。次に、本実施形態の動作を説
明する。電極４に電流が流れるとフィラメント２が加熱
され、フィラメント２の温度に対応した赤外線が放射さ
れる。ここで、フィラメント２からは、赤外線が放出さ
れることになるが、多層反射膜６に入射した赤外線は、
λ／４の整数倍の膜厚を有する高屈折率材及び低屈折率
材内において反射・干渉しあい、赤外線光源下部から所
望の波長λを有する赤外線を選択的に放射することが可
能となる。
設するようにしてもよい。次に、本実施形態の動作を説
明する。電極４に電流が流れるとフィラメント２が加熱
され、フィラメント２の温度に対応した赤外線が放射さ
れる。ここで、フィラメント２からは、赤外線が放出さ
れることになるが、多層反射膜６に入射した赤外線は、
λ／４の整数倍の膜厚を有する高屈折率材及び低屈折率
材内において反射・干渉しあい、赤外線光源下部から所
望の波長λを有する赤外線を選択的に放射することが可
能となる。
【００１８】本実施形態によれば、多層反射膜６に入射
する赤外線を反射・干渉させることにより所望の波長を
有する赤外線を放射させることが可能となるので、高価
な赤外線フィルタを用いることなく、放射される赤外線
に対して必要とする波長を選択的に放射させることが可
能となる。
する赤外線を反射・干渉させることにより所望の波長を
有する赤外線を放射させることが可能となるので、高価
な赤外線フィルタを用いることなく、放射される赤外線
に対して必要とする波長を選択的に放射させることが可
能となる。
【００１９】図２は、本発明の他の実施形態に係る赤外
線光源の断面図である。本実施形態では、図２に示した
赤外線光源において、多層反射膜６の形状をフィラメン
ト２に対して凹状に加工している。
線光源の断面図である。本実施形態では、図２に示した
赤外線光源において、多層反射膜６の形状をフィラメン
ト２に対して凹状に加工している。
【００２０】多層反射膜６の形状を凹状に加工する方法
として、多層反射膜６を堆積する前に予めシリコン基板
１裏面を凸状にドライエッチング等により加工してお
く。そして、多層反射膜６を堆積させ、シリコン基板１
表面からエッチングにより掘込み孔５を形成する際に凸
状に形成したシリコン基板１を除去することでフィラメ
ント２に対して凹状の多層反射膜６を形成する。
として、多層反射膜６を堆積する前に予めシリコン基板
１裏面を凸状にドライエッチング等により加工してお
く。そして、多層反射膜６を堆積させ、シリコン基板１
表面からエッチングにより掘込み孔５を形成する際に凸
状に形成したシリコン基板１を除去することでフィラメ
ント２に対して凹状の多層反射膜６を形成する。
【００２１】本実施形態によれば、凹状の多層反射膜６
を透過する赤外線を偏向させ平行光とすることが可能と
なるので、フィラメント２からシリコン基板１裏面側に
放射された赤外線はほぼ平行光としてシリコン基板１か
ら放射させることができる。
を透過する赤外線を偏向させ平行光とすることが可能と
なるので、フィラメント２からシリコン基板１裏面側に
放射された赤外線はほぼ平行光としてシリコン基板１か
ら放射させることができる。
【００２２】図３は、本発明の他の実施形態に係る赤外
線光源の断面図である。本実施形態では、図１で示した
赤外線光源の多層反射膜６にレンズ７を付加し、レンズ
７によってシリコン基板１の裏面に放射される赤外線を
偏光させる。なお、レンズ７としてフレネルレンズを用
いることで、レンズ７の厚みを薄くすることができ、赤
外線光源のサイズをコンパクトにすることが可能とな
る。
線光源の断面図である。本実施形態では、図１で示した
赤外線光源の多層反射膜６にレンズ７を付加し、レンズ
７によってシリコン基板１の裏面に放射される赤外線を
偏光させる。なお、レンズ７としてフレネルレンズを用
いることで、レンズ７の厚みを薄くすることができ、赤
外線光源のサイズをコンパクトにすることが可能とな
る。
【００２３】本実施形態によれば、レンズ７の焦点距離
を制御することにより、シリコン基板１下面に放射され
る赤外線を平行光として放射させたり、集光させること
で高出力の赤外線を得ることが可能となる。
を制御することにより、シリコン基板１下面に放射され
る赤外線を平行光として放射させたり、集光させること
で高出力の赤外線を得ることが可能となる。
【００２４】図４は、本発明の他の実施形態に係る赤外
線光源の断面図である。本実施形態では、図１で示した
赤外線光源の多層反射膜６に代えて、シリコン基板１の
下方にλ／４の整数倍の径を有する微小孔８を複数個形
成した構成となっている。
線光源の断面図である。本実施形態では、図１で示した
赤外線光源の多層反射膜６に代えて、シリコン基板１の
下方にλ／４の整数倍の径を有する微小孔８を複数個形
成した構成となっている。
【００２５】本実施形態によれば、λ／４径の微小孔８
をフィラメント２下方に複数個形成することにより、微
小孔８を通り抜ける赤外線が互いに干渉するため、フィ
ルタ機能により赤外線光源下部より波長λの赤外線を出
力させることが可能となる。
をフィラメント２下方に複数個形成することにより、微
小孔８を通り抜ける赤外線が互いに干渉するため、フィ
ルタ機能により赤外線光源下部より波長λの赤外線を出
力させることが可能となる。
【００２６】図５は、本発明の他の実施形態に係る赤外
線光源の断面図である。本実施形態では、図１に示した
赤外線光源のフィラメント２上部に赤外線を反射する反
射膜９を付加した構成となっている。なお、反射膜９の
部材としては、金等の赤外線を反射するものであればよ
い。
線光源の断面図である。本実施形態では、図１に示した
赤外線光源のフィラメント２上部に赤外線を反射する反
射膜９を付加した構成となっている。なお、反射膜９の
部材としては、金等の赤外線を反射するものであればよ
い。
【００２７】本実施形態によれば、赤外線を反射する反
射膜９をフィラメント２上部に付加することにより、フ
ィラメント２上方に放射されていた赤外線がフィラメン
ト２下方に反射されるようになるので、多層反射膜６に
入射する赤外線の量を増加させることが可能となる。
射膜９をフィラメント２上部に付加することにより、フ
ィラメント２上方に放射されていた赤外線がフィラメン
ト２下方に反射されるようになるので、多層反射膜６に
入射する赤外線の量を増加させることが可能となる。
【００２８】図６は、本発明の他の実施形態に係る赤外
線光源の断面図である。本実施形態では、図５に示した
赤外線光源のフィラメント２と反射膜９との間にλ／４
の整数倍の膜厚を有する薄膜１０を付加したものであ
る。ここで用いる薄膜１０の部材としては、酸化膜や窒
化膜、酸化窒化膜等が考えられる。なお、フィラメント
２と反射膜９との間にλ／４の整数倍の膜厚を有する空
間を設けるようにしてもよい。
線光源の断面図である。本実施形態では、図５に示した
赤外線光源のフィラメント２と反射膜９との間にλ／４
の整数倍の膜厚を有する薄膜１０を付加したものであ
る。ここで用いる薄膜１０の部材としては、酸化膜や窒
化膜、酸化窒化膜等が考えられる。なお、フィラメント
２と反射膜９との間にλ／４の整数倍の膜厚を有する空
間を設けるようにしてもよい。
【００２９】本実施形態によれば、フィラメント２上方
に放射されていた赤外線がフィラメント２下方に反射さ
れる際、λ／４の整数倍の膜厚を有する薄膜１０を透過
するので、フィラメント２の上部から放射される赤外線
に対しても波長選択性を導入することができ、より狭い
帯域を持った赤外線光源を赤外線光源下部から放射する
ことが可能となる。
に放射されていた赤外線がフィラメント２下方に反射さ
れる際、λ／４の整数倍の膜厚を有する薄膜１０を透過
するので、フィラメント２の上部から放射される赤外線
に対しても波長選択性を導入することができ、より狭い
帯域を持った赤外線光源を赤外線光源下部から放射する
ことが可能となる。
【００３０】図７は、本発明の他の実施形態に係る赤外
線光源の断面図である。本実施形態では、図６に示した
赤外線光源において、フィラメント２下部と多層反射膜
６との間隔がλ／４の整数倍となるようにしている。
線光源の断面図である。本実施形態では、図６に示した
赤外線光源において、フィラメント２下部と多層反射膜
６との間隔がλ／４の整数倍となるようにしている。
【００３１】本実施形態によれば、多層反射膜６と反射
膜９との間隔をλ／４の整数倍とすることで共振構造を
得ることができ、所望の波長λのみが特に強められ、狭
帯域の赤外線を得ることができる。
膜９との間隔をλ／４の整数倍とすることで共振構造を
得ることができ、所望の波長λのみが特に強められ、狭
帯域の赤外線を得ることができる。
【００３２】図８は、本発明の赤外線光源を用いたガス
濃度検出器の概略構成図である。１１はガス封入部であ
り、濃度を検出したいガスを封入するものである。１２
は検出用赤外線光源であり、上述の波長選択性を有する
赤外線光源を用いて、ガス封入部１１に封入されたガス
に吸収されやすい波長を有する第１の赤外線と吸収され
にくい波長を有する第２の赤外線とを照射する。１３は
検出部であり、封入されたガスを透過した第１の赤外線
の出力と第２の赤外線の出力との比から封入されたガス
の濃度を検出する。
濃度検出器の概略構成図である。１１はガス封入部であ
り、濃度を検出したいガスを封入するものである。１２
は検出用赤外線光源であり、上述の波長選択性を有する
赤外線光源を用いて、ガス封入部１１に封入されたガス
に吸収されやすい波長を有する第１の赤外線と吸収され
にくい波長を有する第２の赤外線とを照射する。１３は
検出部であり、封入されたガスを透過した第１の赤外線
の出力と第２の赤外線の出力との比から封入されたガス
の濃度を検出する。
【００３３】なお、検出用赤外線光源１２を２つ用意
し、一方から第１の赤外線を、もう一方から第２の赤外
線を出力するようにしてもよい。
し、一方から第１の赤外線を、もう一方から第２の赤外
線を出力するようにしてもよい。
【００３４】次に、本実施形態の動作について説明す
る。まず、ガス封入部１１に対し、検出用赤外線光源１
２から交互に第１の赤外線及び第２の赤外線を放射す
る。そして、放射された赤外線を検出部１３において検
出し、第１の赤外線の出力と第２の赤外線の出力との比
から赤外線がどの程度吸収されているかを調べ、これに
より封入されているガスの濃度を出力する。
る。まず、ガス封入部１１に対し、検出用赤外線光源１
２から交互に第１の赤外線及び第２の赤外線を放射す
る。そして、放射された赤外線を検出部１３において検
出し、第１の赤外線の出力と第２の赤外線の出力との比
から赤外線がどの程度吸収されているかを調べ、これに
より封入されているガスの濃度を出力する。
【００３５】本実施形態のような構成のガス濃度検出器
では、第１の赤外線の出力と第２の赤外線の出力との比
からガス濃度を計測するので、時間の経過とともに発生
する赤外線の特性変化や放射部における汚れによる出力
変化等の経時変化に伴う誤差を小さくすることが可能と
なる。
では、第１の赤外線の出力と第２の赤外線の出力との比
からガス濃度を計測するので、時間の経過とともに発生
する赤外線の特性変化や放射部における汚れによる出力
変化等の経時変化に伴う誤差を小さくすることが可能と
なる。
【００３６】本実施形態によれば、高価な赤外線フィル
タを用いることなく、封入したガスに所望の波長を有す
る赤外線を放射することができるので、安価なガス濃度
検出器を構成することが可能となる。
タを用いることなく、封入したガスに所望の波長を有す
る赤外線を放射することができるので、安価なガス濃度
検出器を構成することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明にあ
っては、シリコン基板と、シリコン基板にマイクロブリ
ッジにより形成されるフィラメントと、フィラメントに
電流を流すための電極とを備えた赤外線光源において、
放射させようとする赤外線の波長をλとした際、λ／４
の整数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる薄膜を積層した多
層反射膜をフィラメント下方に設けるようにしたので、
多層反射膜に入射する赤外線を反射・干渉させることに
より所望の波長を有する赤外線を放射させることが可能
となり、高価な赤外線フィルタを用いることなく、放射
される赤外線に対して必要とする波長を選択的に取り出
す波長選択性を有する赤外線光源を提供することができ
た。
っては、シリコン基板と、シリコン基板にマイクロブリ
ッジにより形成されるフィラメントと、フィラメントに
電流を流すための電極とを備えた赤外線光源において、
放射させようとする赤外線の波長をλとした際、λ／４
の整数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる薄膜を積層した多
層反射膜をフィラメント下方に設けるようにしたので、
多層反射膜に入射する赤外線を反射・干渉させることに
より所望の波長を有する赤外線を放射させることが可能
となり、高価な赤外線フィルタを用いることなく、放射
される赤外線に対して必要とする波長を選択的に取り出
す波長選択性を有する赤外線光源を提供することができ
た。
【００３８】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の発明において、フィラメント下方の多層反射膜の
形状をフィラメントに対して凹状になるようにしたの
で、凹状の多層反射膜を透過する赤外線を偏向させ平行
光とすることが可能となり、フィラメントからシリコン
基板裏面側に放射された赤外線はほぼ平行光としてシリ
コン基板から放射させることができる。
記載の発明において、フィラメント下方の多層反射膜の
形状をフィラメントに対して凹状になるようにしたの
で、凹状の多層反射膜を透過する赤外線を偏向させ平行
光とすることが可能となり、フィラメントからシリコン
基板裏面側に放射された赤外線はほぼ平行光としてシリ
コン基板から放射させることができる。
【００３９】請求項３記載の発明にあっては、請求項１
記載の発明において、多層反射膜にレンズを付加するよ
うにしたので、レンズの焦点距離を制御することによ
り、シリコン基板下面に放射される赤外線を平行光とし
て放射させたり、集光させることで高出力の赤外線を得
ることが可能となる。
記載の発明において、多層反射膜にレンズを付加するよ
うにしたので、レンズの焦点距離を制御することによ
り、シリコン基板下面に放射される赤外線を平行光とし
て放射させたり、集光させることで高出力の赤外線を得
ることが可能となる。
【００４０】請求項４記載の発明にあっては、シリコン
基板と、シリコン基板にマイクロブリッジにより形成さ
れるフィラメントと、フィラメントに電流を流すための
電極とを備えた赤外線光源において、放射させようとす
る赤外線の波長をλとした際、フィラメント下方のシリ
コン基板にλ／４の整数倍径の微小孔を複数施すように
したので、微小孔を通り抜ける赤外線が互いに干渉し、
所望の波長λ付近の波長を有する赤外線のみが微小孔を
通り抜けるため、赤外線光源下部より波長λの赤外線を
出力させることが可能となる。
基板と、シリコン基板にマイクロブリッジにより形成さ
れるフィラメントと、フィラメントに電流を流すための
電極とを備えた赤外線光源において、放射させようとす
る赤外線の波長をλとした際、フィラメント下方のシリ
コン基板にλ／４の整数倍径の微小孔を複数施すように
したので、微小孔を通り抜ける赤外線が互いに干渉し、
所望の波長λ付近の波長を有する赤外線のみが微小孔を
通り抜けるため、赤外線光源下部より波長λの赤外線を
出力させることが可能となる。
【００４１】請求項５記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４記載の発明において、フィラメント上部に
赤外線を反射する反射膜を設けるようにしたので、フィ
ラメント上方に放射されていた赤外線がフィラメント下
方に反射されるようになり、多層反射膜に入射する赤外
線の量を増加させることが可能となる。
乃至請求項４記載の発明において、フィラメント上部に
赤外線を反射する反射膜を設けるようにしたので、フィ
ラメント上方に放射されていた赤外線がフィラメント下
方に反射されるようになり、多層反射膜に入射する赤外
線の量を増加させることが可能となる。
【００４２】請求項６記載の発明にあっては、請求項５
記載の発明において、フィラメントと反射膜との間にλ
／４の整数倍の膜厚を有する薄膜を介在させるようにし
たので、フィラメント上方に放射されていた赤外線がフ
ィラメント下方に反射される際、λ／４の整数倍の膜厚
を有する薄膜を透過するため、フィラメントの上部から
放射される赤外線に対しても波長選択性を導入すること
ができ、より狭い帯域を持った赤外線光源を赤外線光源
下部から放射することが可能となる。
記載の発明において、フィラメントと反射膜との間にλ
／４の整数倍の膜厚を有する薄膜を介在させるようにし
たので、フィラメント上方に放射されていた赤外線がフ
ィラメント下方に反射される際、λ／４の整数倍の膜厚
を有する薄膜を透過するため、フィラメントの上部から
放射される赤外線に対しても波長選択性を導入すること
ができ、より狭い帯域を持った赤外線光源を赤外線光源
下部から放射することが可能となる。
【００４３】請求項７記載の発明にあっては、請求項５
又は請求項６記載の発明において、フィラメント下方と
多層反射膜との間隔がλ／４の整数倍となるようにした
ので、多層反射膜と反射膜との間に共振構造を得ること
ができ、所望の波長λのみが特に強められ、狭帯域の赤
外線を得ることができる。
又は請求項６記載の発明において、フィラメント下方と
多層反射膜との間隔がλ／４の整数倍となるようにした
ので、多層反射膜と反射膜との間に共振構造を得ること
ができ、所望の波長λのみが特に強められ、狭帯域の赤
外線を得ることができる。
【００４４】請求項８記載の発明にあっては、濃度を検
出したいガスを封入するガス封入部と、封入されたガス
に吸収されやすい波長を有する第１の赤外線と吸収され
にくい波長を有する第２の赤外線とを照射する検出用赤
外線光源と、封入されたガスを透過した第１の赤外線の
出力と第２の赤外線の出力との比から封入されたガスの
濃度を検出する検出部とからなるガス濃度検出器におい
て、検出用赤外線光源として請求項１乃至請求項７記載
の赤外線光源を用いるようにしたので、高価な赤外線フ
ィルタを用いることなく、封入したガスに所望の波長を
有する赤外線を放射することが可能となり、安価なガス
濃度検出器を構成することができる。
出したいガスを封入するガス封入部と、封入されたガス
に吸収されやすい波長を有する第１の赤外線と吸収され
にくい波長を有する第２の赤外線とを照射する検出用赤
外線光源と、封入されたガスを透過した第１の赤外線の
出力と第２の赤外線の出力との比から封入されたガスの
濃度を検出する検出部とからなるガス濃度検出器におい
て、検出用赤外線光源として請求項１乃至請求項７記載
の赤外線光源を用いるようにしたので、高価な赤外線フ
ィルタを用いることなく、封入したガスに所望の波長を
有する赤外線を放射することが可能となり、安価なガス
濃度検出器を構成することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る赤外線光源の断面図
である。
である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る赤外線光源の断面
図である。
図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る赤外線光源の断面
図である。
図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る赤外線光源の断面
図である。
図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る赤外線光源の断面
図である。
図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る赤外線光源の断面
図である。
図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る赤外線光源の断面
図である。
図である。
【図８】本発明の赤外線光源を用いたガス濃度検出器の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図９】従来の赤外線光源の上面図及びＡ−Ａ断面図で
ある。
ある。
１ シリコン基板 ２ フィラメント ３ 台座 ４ 電極 ５ 掘込み孔 ６ 多層反射膜 ７ レンズ ８ 微小孔 ９ 反射膜 １０ 薄膜 １１ ガス封入部 １２ 検出用赤外線光源 １３ 検出部
Claims (8)
- 【請求項１】 シリコン基板と、該シリコン基板にマイ
クロブリッジにより形成されるフィラメントと、該フィ
ラメントに電流を流すための電極とを備えた赤外線光源
において、放射させようとする赤外線の波長をλとした
際、λ／４の整数倍の膜厚を持つ屈折率の異なる薄膜を
積層した多層反射膜を前記フィラメント下方に設けるよ
うにしたことを特徴とする赤外線光源。 - 【請求項２】 前記フィラメント下方の前記多層反射膜
の形状を前記フィラメントに対して凹状になるようにし
たことを特徴とする請求項１記載の赤外線光源。 - 【請求項３】 前記多層反射膜にレンズを付加するよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の赤外線光源。 - 【請求項４】 シリコン基板と、該シリコン基板にマイ
クロブリッジにより形成されるフィラメントと、該フィ
ラメントに電流を流すための電極とを備えた赤外線光源
において、放射させようとする赤外線の波長をλとした
際、前記フィラメント下方のシリコン基板にλ／４の整
数倍径の微小孔を複数施すようにしたことを特徴とする
赤外線光源。 - 【請求項５】 前記フィラメント上部に赤外線を反射す
る反射膜を設けるようにしたことを特徴とする請求項１
乃至請求項４記載の赤外線光源。 - 【請求項６】 前記フィラメントと前記反射膜との間に
λ／４の整数倍の膜厚を有する薄膜を介在させるように
したことを特徴とする請求項５記載の赤外線光源。 - 【請求項７】 前記フィラメント下方と前記多層反射膜
との間隔がλ／４の整数倍となるようにしたことを特徴
とする請求項５又は請求項６記載の赤外線光源。 - 【請求項８】 濃度を検出したいガスを封入するガス封
入部と、封入されたガスに吸収されやすい波長を有する
第１の赤外線と吸収されにくい波長を有する第２の赤外
線とを照射する検出用赤外線光源と、封入されたガスを
透過した第１の赤外線の出力と第２の赤外線の出力との
比から封入されたガスの濃度を検出する検出部とからな
るガス濃度検出器において、前記検出用赤外線光源とし
て請求項１乃至請求項７記載の赤外線光源を用いるよう
にしたことを特徴とするガス濃度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10123497A JP3849223B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 赤外線光源及び赤外線光源を用いたガス濃度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10123497A JP3849223B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 赤外線光源及び赤外線光源を用いたガス濃度検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294165A true JPH10294165A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3849223B2 JP3849223B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=14295219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10123497A Expired - Fee Related JP3849223B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 赤外線光源及び赤外線光源を用いたガス濃度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3849223B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7378656B2 (en) | 2003-10-27 | 2008-05-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Infrared radiation element and gas sensor using it |
| KR100864504B1 (ko) | 2007-03-30 | 2008-10-20 | (주)유우일렉트로닉스 | Ｎｄｉｒ 가스 센서용 고감도 적외선 감지 소자 및 그제조방법 |
| JP2009210289A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線検出システム |
| JP2009210290A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線放射素子 |
| JP2010236934A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線放射素子 |
| JP2012225829A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 赤外線放射素子、赤外線光源 |
| DE102005002208B4 (de) * | 2004-01-22 | 2013-05-23 | Denso Corporation | Infrarotlichtquelle und Infrarot-Gassensor, der die Infrarotlichtquelle enthält |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP10123497A patent/JP3849223B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7378656B2 (en) | 2003-10-27 | 2008-05-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Infrared radiation element and gas sensor using it |
| DE102005002208B4 (de) * | 2004-01-22 | 2013-05-23 | Denso Corporation | Infrarotlichtquelle und Infrarot-Gassensor, der die Infrarotlichtquelle enthält |
| KR100864504B1 (ko) | 2007-03-30 | 2008-10-20 | (주)유우일렉트로닉스 | Ｎｄｉｒ 가스 센서용 고감도 적외선 감지 소자 및 그제조방법 |
| JP2009210289A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線検出システム |
| JP2009210290A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線放射素子 |
| JP2010236934A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線放射素子 |
| JP2012225829A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 赤外線放射素子、赤外線光源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3849223B2 (ja) | 2006-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11243115B2 (en) | Optical system for reference switching | |
| JP4214178B2 (ja) | 赤外光源およびその製造方法 | |
| TWI458944B (zh) | 感測器 | |
| CN103884696A (zh) | 分光计组件及方法 | |
| JP7188436B2 (ja) | 電磁波センサ | |
| US20150192517A1 (en) | Miniature gas sensor | |
| CN102575983A (zh) | 红外线式气体检测器以及红外线式气体测量装置 | |
| US20160245745A1 (en) | Apparatus and method for measuring deposition rate | |
| JPH10294165A (ja) | 赤外線光源及び赤外線光源を用いたガス濃度検出器 | |
| JP2004257885A (ja) | 多素子型赤外線検出器 | |
| JP2005114534A (ja) | 赤外線光源 | |
| JP4103807B2 (ja) | 赤外線光源、及び、その製造方法 | |
| US11933489B2 (en) | Optical device, and method of fabricating optical device | |
| JP4989366B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子の設計方法 | |
| JP3309957B2 (ja) | 赤外線検出素子 | |
| JP2006275632A (ja) | 分光式ガスセンサ | |
| CN110109128B (zh) | 一种红外发射和探测集成芯片 | |
| JP7240666B2 (ja) | 赤外線吸収体および赤外線吸収体を備えるガスセンサ | |
| KR20160140255A (ko) | 감도와 신뢰성 향상을 위한 광학적 가스 센서 | |
| JPH1144583A (ja) | 赤外線検出器及びこれを用いたガス検出器 | |
| JP2002221449A (ja) | 放射検出装置 | |
| JPH0256804A (ja) | 光源装置 | |
| WO2024052740A1 (en) | Thermal light emitting device with integrated filter | |
| JPH1144582A (ja) | 赤外線検出器及びこれを用いたガス検出器 | |
| JPH04359858A (ja) | 面光源装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040326 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060313 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060425 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060518 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060808 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060821 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110908 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110908 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130908 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |