JPS6039602A - 遠赤外用ロングパスフイルタ− - Google Patents
遠赤外用ロングパスフイルタ−Info
- Publication number
- JPS6039602A JPS6039602A JP14741983A JP14741983A JPS6039602A JP S6039602 A JPS6039602 A JP S6039602A JP 14741983 A JP14741983 A JP 14741983A JP 14741983 A JP14741983 A JP 14741983A JP S6039602 A JPS6039602 A JP S6039602A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- wave number
- basic constituent
- opaque
- opaque band
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
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】
本発明は遠赤外用ロングパスフィルターに関するもので
ある。
ある。
20μm内外以上の遠赤外域を透過し、他をカットする
遠赤外用ロングパスフィルターの従来例としては、 T
e、Ge等の高屈折率物質をポリエチレン等のポリマー
中に混入したものと、LiF2. CaF2等の低屈折
率物質をポリマー中に混入したものとを交互に接着ある
いは加熱圧着したものが知られている。この例ではポリ
エチレンの膜厚0.01μmオーダーで制御しないとフ
ィルターの立上り波長を所望の値に管理できないという
欠点やポリエチレンを使用しているため耐熱性や耐摩耗
性に問題があった。また、その製造工程が煩雑でありコ
スト高となる欠点もあった。
遠赤外用ロングパスフィルターの従来例としては、 T
e、Ge等の高屈折率物質をポリエチレン等のポリマー
中に混入したものと、LiF2. CaF2等の低屈折
率物質をポリマー中に混入したものとを交互に接着ある
いは加熱圧着したものが知られている。この例ではポリ
エチレンの膜厚0.01μmオーダーで制御しないとフ
ィルターの立上り波長を所望の値に管理できないという
欠点やポリエチレンを使用しているため耐熱性や耐摩耗
性に問題があった。また、その製造工程が煩雑でありコ
スト高となる欠点もあった。
他の従来例としては、高屈折率及び低屈折率の層を交互
に連続された単層系を不規則な表面構造のKR5s(タ
リウムブロマイドヨウ化物)から成るポリ結晶物質担体
上に順次蒸着し、さらに、この担体を複数サンドイッチ
し、加圧結合された多重層から成るフィルターが知られ
ている。この従来のフィルターも担体にKR3gを使用
しているため湿気によって曇ったり蒸着膜の剥離がおこ
る等の欠点があった。
に連続された単層系を不規則な表面構造のKR5s(タ
リウムブロマイドヨウ化物)から成るポリ結晶物質担体
上に順次蒸着し、さらに、この担体を複数サンドイッチ
し、加圧結合された多重層から成るフィルターが知られ
ている。この従来のフィルターも担体にKR3gを使用
しているため湿気によって曇ったり蒸着膜の剥離がおこ
る等の欠点があった。
また一般に第1図に示すようにある波数例えば500以
下の長波長側を透過し、それよりも低い波長域をカット
する太線イで示したような模式的な透過特性を有するロ
ングパスフィルターを作る場合、従来は、1次不透過帯
域の中心波数IK1とその幅Δに1 をもつ第1基本構
成膜口を、次に1次不透過帯域の中心波数IK2とその
幅Δに2 をもつ第2基本構成膜八を、以下同様に順に
1次不透過帯域の中心波数IKnとその幅Δknをもつ
第n基本構成膜二を蒸着することにより、これら1次不
透過帯域を総合して所定波数以上の波数帯域をカットす
るように構成していた。
下の長波長側を透過し、それよりも低い波長域をカット
する太線イで示したような模式的な透過特性を有するロ
ングパスフィルターを作る場合、従来は、1次不透過帯
域の中心波数IK1とその幅Δに1 をもつ第1基本構
成膜口を、次に1次不透過帯域の中心波数IK2とその
幅Δに2 をもつ第2基本構成膜八を、以下同様に順に
1次不透過帯域の中心波数IKnとその幅Δknをもつ
第n基本構成膜二を蒸着することにより、これら1次不
透過帯域を総合して所定波数以上の波数帯域をカットす
るように構成していた。
このように従来は基本構成膜の1次不透過帯域のみを利
用していたため、遠赤外のような長波長域のロングパス
フィルターを作る場合カットしなければならない波長域
が極めて広い場合には、非常に多数の基本構成膜を使わ
なければならずその構成層数も膨大なものとなり、製造
上多くの問題点を有していた。
用していたため、遠赤外のような長波長域のロングパス
フィルターを作る場合カットしなければならない波長域
が極めて広い場合には、非常に多数の基本構成膜を使わ
なければならずその構成層数も膨大なものとなり、製造
上多くの問題点を有していた。
本発明は係る従来の遠赤外用ロングパスフィルターの欠
点を解消するためになされたもので、その第1の目的は
光学的モニタが利用でき、それにより膜厚を精度良く制
御し立上り波長を再現性良く製造でき、しかも赤外域で
吸収が少なく、さらに耐久性の良い、より実用性の高い
遠赤外用ロングパスフィルターを提供することにある。
点を解消するためになされたもので、その第1の目的は
光学的モニタが利用でき、それにより膜厚を精度良く制
御し立上り波長を再現性良く製造でき、しかも赤外域で
吸収が少なく、さらに耐久性の良い、より実用性の高い
遠赤外用ロングパスフィルターを提供することにある。
また、その第2の目的は、従来のフィルターに比べ構成
層数が少なく低コスト、高作業性のある遠赤外用ロング
パスフィルターを提供することにある。
層数が少なく低コスト、高作業性のある遠赤外用ロング
パスフィルターを提供することにある。
これら目的を達成するための本発明に係る遠赤外用ロン
グパフイルターの構成上の特徴は、高屈折率物質をH1
低屈折率物質をLとするとき、折率物質と低屈折率物質
との交互層を有する基本構成膜をN個(Nは自然数)有
する遠赤外用ロングパスフィルターにおいて、 前記基本構成膜のそれぞれはn次(nは自然数)の不透
過帯域を有し、少なくとも1つの前記基本構成膜の高次
の不透過帯域と協働するように構成したことにより予め
定めた波長域のみを透過するようにした点にある。
グパフイルターの構成上の特徴は、高屈折率物質をH1
低屈折率物質をLとするとき、折率物質と低屈折率物質
との交互層を有する基本構成膜をN個(Nは自然数)有
する遠赤外用ロングパスフィルターにおいて、 前記基本構成膜のそれぞれはn次(nは自然数)の不透
過帯域を有し、少なくとも1つの前記基本構成膜の高次
の不透過帯域と協働するように構成したことにより予め
定めた波長域のみを透過するようにした点にある。
これにより、従来のフィルターに比して少ない暦数で充
分な特性が得られSまた膜厚制御がしやすく、かつ耐久
性にすぐれた遠赤外用ロングパスフィルターを提供する
ことができる。
分な特性が得られSまた膜厚制御がしやすく、かつ耐久
性にすぐれた遠赤外用ロングパスフィルターを提供する
ことができる。
まず本発明の構成原理を説明する。今、基本となる膜構
成を とする。ここでp、α、βは所望の透過特性を得るため
に高屈折率物質Hと、低屈折率物質しに何を選択したか
により、それらの物質の屈折率に応じて定まる係数であ
る。この基本となる膜の分光特性を孜式図に示したのが
第2図の太線1である。
成を とする。ここでp、α、βは所望の透過特性を得るため
に高屈折率物質Hと、低屈折率物質しに何を選択したか
により、それらの物質の屈折率に応じて定まる係数であ
る。この基本となる膜の分光特性を孜式図に示したのが
第2図の太線1である。
図かられかるようにこの膜は中心波数xK1でその幅を
Δに1 とする1次不透過帯域11と、中心波数2に1
で、その幅Δに2をもつ2次不透過帯域12と、中心波
数3に1その幅Δka の3次不透過帯域13を有し、
以下同様に中心波数nK1でその幅Δknのn次不透過
帯域を有している。ここで、2次不透過帯域の中心波数
2に1 は1次不透過帯域の中心波数xKx の3倍、
31に1の波数を有し、第3次不透過帯域の中心波数a
Ki は1次不透過帯域の中心波数xK、xの5倍、5
1に1の波数を有している。以下、n次の不透過帯域の
中心波数nu1は1次不透過帯域の中心波数1に1の(
2m+1)倍(ここでmは自然数)の波数をもつ関係に
ある。
Δに1 とする1次不透過帯域11と、中心波数2に1
で、その幅Δに2をもつ2次不透過帯域12と、中心波
数3に1その幅Δka の3次不透過帯域13を有し、
以下同様に中心波数nK1でその幅Δknのn次不透過
帯域を有している。ここで、2次不透過帯域の中心波数
2に1 は1次不透過帯域の中心波数xKx の3倍、
31に1の波数を有し、第3次不透過帯域の中心波数a
Ki は1次不透過帯域の中心波数xK、xの5倍、5
1に1の波数を有している。以下、n次の不透過帯域の
中心波数nu1は1次不透過帯域の中心波数1に1の(
2m+1)倍(ここでmは自然数)の波数をもつ関係に
ある。
今、上述の(1)の膜構成により波数に0を立上り波数
とするロングパスフィルターを考えると、(1)の膜構
成からなる立上り波数K。を決定する特性用膜1の波数
KO以上の波数領域にある透過率A。
とするロングパスフィルターを考えると、(1)の膜構
成からなる立上り波数K。を決定する特性用膜1の波数
KO以上の波数領域にある透過率A。
B、C・・・を不透過にするために以下の方法をとる・
膜の構成物質で定まる中心波数にと不透過帯域幅Δにと
の間に Δk なる関係をもっとき、膜1の1次不透過帯域の中心波数
1に1に対し、 なる関係をもつ1次中心波数1に2でその帯域幅をΔP
1 とする膜2を膜1に重ねる。この膜2は波数IKz
の3倍の31に2の位置に幅ΔP2 の2次不透過帯域
21をもち、これは膜1の第2の透過帯域Bと重なって
いる5次に、 なる関係をもつ1次中心波数iK3でその幅ΔQ1の゛
膜3を重ねる。この膜2、及び@3により特性膜1の第
1の透過、帯域Aは不透過帯域とされる。
膜の構成物質で定まる中心波数にと不透過帯域幅Δにと
の間に Δk なる関係をもっとき、膜1の1次不透過帯域の中心波数
1に1に対し、 なる関係をもつ1次中心波数1に2でその帯域幅をΔP
1 とする膜2を膜1に重ねる。この膜2は波数IKz
の3倍の31に2の位置に幅ΔP2 の2次不透過帯域
21をもち、これは膜1の第2の透過帯域Bと重なって
いる5次に、 なる関係をもつ1次中心波数iK3でその幅ΔQ1の゛
膜3を重ねる。この膜2、及び@3により特性膜1の第
1の透過、帯域Aは不透過帯域とされる。
次に、膜1の第2透過帯域Bの内、膜2の2次不透過帯
域21によっても不透過帯域とされ得なかったbx 、
b2 領域を不透過帯域とするために。
域21によっても不透過帯域とされ得なかったbx 、
b2 領域を不透過帯域とするために。
なる関係をもつ1次中心波数1に4でその幅ΔR1のr
lA4と の関係をもつ1次中心波数1にSでその幅ΔS1を有す
る@5を重ねる。この膜5は特性膜1の第3透過帯域C
の内、膜3の2次不透過帯域32で不透過帯域とされ得
なかった領域C1の部分も不透過帯域にするよう作用す
る。
lA4と の関係をもつ1次中心波数1にSでその幅ΔS1を有す
る@5を重ねる。この膜5は特性膜1の第3透過帯域C
の内、膜3の2次不透過帯域32で不透過帯域とされ得
なかった領域C1の部分も不透過帯域にするよう作用す
る。
このように本発明は特性膜1の所望の立上り波数に0よ
り大きな波数帯域、すなわち短波長域Xは、自己の2次
、3次、・・・の不透過帯域と膜2゜3・・・の他の1
次および高次の不透過帯域との協働によって全て不透過
帯域となり理想的なロングパスフィルターを従来よりも
少ない層数で実現することができる。
り大きな波数帯域、すなわち短波長域Xは、自己の2次
、3次、・・・の不透過帯域と膜2゜3・・・の他の1
次および高次の不透過帯域との協働によって全て不透過
帯域となり理想的なロングパスフィルターを従来よりも
少ない層数で実現することができる。
次に本発明の詳細な説明する。第3図に模式的に示すよ
うにシリコン基板100の片面101には所望の立上り
波数を出すための特性用膜102が蒸着されている。こ
の特性用膜102は の膜構成をもつ、その透過特性を第4図に示す。
うにシリコン基板100の片面101には所望の立上り
波数を出すための特性用膜102が蒸着されている。こ
の特性用膜102は の膜構成をもつ、その透過特性を第4図に示す。
他方シリコン基板100の他面103には上記特性膜の
立上り波数以上の透過帯域をカッ1へするためのカット
用膜104が蒸着されている。そのカッ1−用膜の膜構
成は の構成をもつ。その透過特性を第5図に実線aで示す。
立上り波数以上の透過帯域をカッ1へするためのカット
用膜104が蒸着されている。そのカッ1−用膜の膜構
成は の構成をもつ。その透過特性を第5図に実線aで示す。
上記の特性膜及びカット用膜のいずれもその膜構成中H
は高屈折率物質を示し、例えばPbTeやPb5eが使
われる。一方、Lは低屈折率物質を示し、例えばCdT
e、 ZnTe、 C’dSe、またはZn5eが使わ
わる。
は高屈折率物質を示し、例えばPbTeやPb5eが使
われる。一方、Lは低屈折率物質を示し、例えばCdT
e、 ZnTe、 C’dSe、またはZn5eが使わ
わる。
第4図、第5図にそれぞれ示した本実施例の特性膜、カ
ット用膜のHはPbTeを、LはCdSeを使った場合
の透過特性を示している。なお、カット用膜の膜厚は4
0d=14.0μm、特性用膜の膜厚は4nd =21
μmを基準としている。− なお、第5図のカット用膜の透過特性に波数1.380
、及び2,240のリークb、cを有しているが、この
リーク部分は第4図に示す特性膜の2次不透過帯域と3
次不透過帯域にそれぞれ対応しているため、特性膜およ
びカット用膜の両者の重ね合せた実際のロングパスフィ
ルターとしての透過特性は第5図に点線dで示すように
まったくリークのない(0,01%以下)フィルターが
得られる。
ット用膜のHはPbTeを、LはCdSeを使った場合
の透過特性を示している。なお、カット用膜の膜厚は4
0d=14.0μm、特性用膜の膜厚は4nd =21
μmを基準としている。− なお、第5図のカット用膜の透過特性に波数1.380
、及び2,240のリークb、cを有しているが、この
リーク部分は第4図に示す特性膜の2次不透過帯域と3
次不透過帯域にそれぞれ対応しているため、特性膜およ
びカット用膜の両者の重ね合せた実際のロングパスフィ
ルターとしての透過特性は第5図に点線dで示すように
まったくリークのない(0,01%以下)フィルターが
得られる。
このように本発明は、特性用膜の高次の不透過帯域と、
カット用膜の複数の基本構成膜の1次あるいは高次の不
透過帯域を協働させて、所望の立上り波数以上の波数領
域を不透過帯域としているため、その層構成枚数は従来
の1次不透過帯域しか利用しない場合に比べ少なくでき
る。例えば従来の方法で本実施例のカット用膜を構成す
ると、の構成をとらなければならず、従来例では本実施
例に比べ15層も多い膜構成を特徴とする特にCdSe
の様に完全透明でない物質を膜物質として利用する場合
、この暦数低減は透過域の透過率向上に効果が大きい。
カット用膜の複数の基本構成膜の1次あるいは高次の不
透過帯域を協働させて、所望の立上り波数以上の波数領
域を不透過帯域としているため、その層構成枚数は従来
の1次不透過帯域しか利用しない場合に比べ少なくでき
る。例えば従来の方法で本実施例のカット用膜を構成す
ると、の構成をとらなければならず、従来例では本実施
例に比べ15層も多い膜構成を特徴とする特にCdSe
の様に完全透明でない物質を膜物質として利用する場合
、この暦数低減は透過域の透過率向上に効果が大きい。
また、本発明は一般的な光学コーティング技術が利用で
きるため、その膜厚制御も光学モニタリングが利用でき
前述の従来例に比べはるかに膜厚制御が容易で、且つそ
の制御精度が高いため立上り特性がよく、再現性も高い
フィルターが得られる。
きるため、その膜厚制御も光学モニタリングが利用でき
前述の従来例に比べはるかに膜厚制御が容易で、且つそ
の制御精度が高いため立上り特性がよく、再現性も高い
フィルターが得られる。
また、本実施例で使用したPbTe、 CdSeは吸収
が比較的少なく、しかも耐久性が良いため従来例のよう
に湿気により膜はがれがおきるようなことはない。
が比較的少なく、しかも耐久性が良いため従来例のよう
に湿気により膜はがれがおきるようなことはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のフィルター構成原理を模式的に示す透過
特性図、第2図は本発明のフィルターの構成原理を模式
的に示す透過特性図、第3図は本発明のフィルターの実
施例を示す断面図、第4図は上記実施例の特性用膜の透
過特性を示す図、第5図は上記実施例のカット用膜及び
フィルターの透過特性を示す図である。 100・・・シリコン基板、102・・・特性用膜。 103・・・カット用膜。
特性図、第2図は本発明のフィルターの構成原理を模式
的に示す透過特性図、第3図は本発明のフィルターの実
施例を示す断面図、第4図は上記実施例の特性用膜の透
過特性を示す図、第5図は上記実施例のカット用膜及び
フィルターの透過特性を示す図である。 100・・・シリコン基板、102・・・特性用膜。 103・・・カット用膜。
Claims (1)
- (1)高屈折率物質をH1低屈折率物質をLとする屈折
率物質と低屈折率物質との交互層を有する基本構成膜を
N個(Nは自然数)有する遠赤外用ロングパスフィルタ
ーにおいて、 前記基本構成膜のそれぞれはn次(nは自然数)の不透
過帯域を有し、少なくとも1つの前記基本構成膜の高次
の不透過帯域は他の基本構成膜の少なくとも1次の不透
過帯域と協働するように構成したことにより予め定めた
波長域のみを透過することを特徴とする遠赤外用ロング
パスフィルター(2)基本構成膜は少なくとも5つであ
り、第2の基本構成膜の1次不透過帯域の中心波数IK
2と第3の基本構成膜の1次不透過帯域の中心波数IK
Bはそれぞれ、第1の基本構成膜の1次不透過帯域と2
次不透過帯域の間の波数をもち、゛第4の基本構成膜の
1次不透過帯域の中心波数11いと第5の基本構成膜の
1次不透過帯域の中心波数iKI;はそれぞtb、前記
第1の基本構成膜の前記2次不透過帯域と3次子透過f
域との170の波数をもつように構成されたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の遠赤外用ロングパス
フィルタ(3)基本構成膜の膜材によって決まる不透過
1)域の幅Δにと前記基本構成膜の中心波数にとの間に
Δk の関係をもつどき、第1番目の基本構成膜の1次不透過
帯域の中心波数をxKlとするとき、第2番目の基本構
成膜の1次不透過帯域の中心波数1に2は の値をもち、第3番目の基本構成膜の1次不透過帯域の
中心波数IKBは の値をもち、第4番目の基本構成膜の1次透過帯域の中
心波数IK4は の値をもち、かつ第5番目の基本構成膜の1次不透過帯
域の中心波数iK5は の値をもつことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
の遠赤外用ロングパスフィルター6(4)高屈折率物質
はPb5eまたはPbTeであり、低屈折率物質はCd
Te、 Zn5e−ZnTeまたはCdSeであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいず
れかに記載の遠赤外用ロングパスフィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14741983A JPS6039602A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 遠赤外用ロングパスフイルタ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14741983A JPS6039602A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 遠赤外用ロングパスフイルタ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039602A true JPS6039602A (ja) | 1985-03-01 |
Family
ID=15429882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14741983A Pending JPS6039602A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 遠赤外用ロングパスフイルタ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016520861A (ja) * | 2013-04-19 | 2016-07-14 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 広範な可視光/赤外線カバレッジのための重複調波を備えた多層積層体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5828708A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Tokyo Optical Co Ltd | ロングパスフイルタ− |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14741983A patent/JPS6039602A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5828708A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Tokyo Optical Co Ltd | ロングパスフイルタ− |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016520861A (ja) * | 2013-04-19 | 2016-07-14 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 広範な可視光/赤外線カバレッジのための重複調波を備えた多層積層体 |
| CN111158071A (zh) * | 2013-04-19 | 2020-05-15 | 3M创新有限公司 | 用于宽的可见红外覆盖的具有重叠谐波的多层叠堆 |
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