JP2010186146A - 赤外線光学フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Si基板からなる基板1の一表面側に形成された各フィルタ部21,22は、屈折率が異なり且つ光学膜厚が等しい複数種類の薄膜21a,21bが積層された第1のλ/4多層膜21と、上記複数種類の薄膜21a,21bが積層された第2のλ/4多層膜22と、第1のλ/4多層膜21と第2のλ/4多層膜22との間に介在し上記選択波長に応じて光学膜厚を各薄膜21a,21bの光学膜厚とは異ならせた波長選択層231,232とを備え、薄膜21bが第1のλ/4多層膜21および第2のλ/4多層膜22により設定される赤外線の反射帯域よりも長波長域の遠赤外線を吸収する遠赤外線吸収材料により形成されている。
【選択図】図1
Description
21,22 フィルタ部
21 第1のλ/4多層膜
21a 薄膜
21b 薄膜
22 第2のλ/4多層膜
231,232 波長選択層
Claims (16)
- 800nm〜20000nmの波長域の赤外線を制御する赤外線光学フィルタであって、基板と、当該基板の一表面側に形成され所望の選択波長の赤外線を選択的に透過させるフィルタ部とを備え、フィルタ部は、屈折率が異なり且つ光学膜厚が等しい複数種類の薄膜が積層された第1のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜における基板側とは反対側に形成され前記複数種類の薄膜が積層された第2のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜と第2のλ/4多層膜との間に介在し前記選択波長に応じて光学膜厚を各薄膜の光学膜厚とは異ならせた波長選択層とを備え、前記複数種類の薄膜のうち少なくとも1種類の薄膜が第1のλ/4多層膜および第2のλ/4多層膜により設定される赤外線の反射帯域よりも長波長域の遠赤外線を吸収する遠赤外線吸収材料により形成されてなることを特徴とする赤外線光学フィルタ。
- 前記遠赤外線吸収材料は、酸化物もしくは窒化物であることを特徴とする請求項1記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記遠赤外線吸収材料は、Al2O3であることを特徴とする請求項1記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記遠赤外線吸収材料は、Ta2O5であることを特徴とする請求項1記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記遠赤外線吸収材料は、SiNxであることを特徴とする請求項1記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記遠赤外線吸収材料は、SiOxであることを特徴とする請求項1記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記第1のλ/4多層膜および前記第2のλ/4多層膜は、前記遠赤外線吸収材料よりも高屈折率材料であるGeにより形成された前記薄膜と前記遠赤外線吸収材料により形成された前記薄膜とが交互に積層されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記第1のλ/4多層膜および前記第2のλ/4多層膜は、前記遠赤外線吸収材料よりも高屈折率材料であるSiにより形成された前記薄膜と前記遠赤外線吸収材料により形成された前記薄膜とが交互に積層されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の赤外線光学フィルタ。
- 前記基板は、Si基板であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の赤外線光学フィルタ。
- 800nm〜20000nmの波長域の赤外線を制御する赤外線光学フィルタであって、基板と、当該基板の一表面側に形成され所望の選択波長の赤外線を選択的に透過させるフィルタ部とを備え、フィルタ部は、屈折率が異なり且つ光学膜厚が等しい複数種類の薄膜が積層された第1のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜におけるSi基板側とは反対側に形成され前記複数種類の薄膜が積層された第2のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜と第2のλ/4多層膜との間に介在し前記選択波長に応じて光学膜厚を各薄膜の光学膜厚とは異ならせた波長選択層とを備え、第1のλ/4多層膜および第2のλ/4多層膜による光の干渉効果と、第1のλ/4多層膜および第2のλ/4多層膜を構成する薄膜の遠赤外線吸収材料での遠赤外線吸収効果とにより、近赤外線から遠赤外線までの広帯域における赤外線遮断機能を有することを特徴とする赤外線光学フィルタ。
- 前記フィルタ部を複数備え、前記各フィルタ部ごとに前記波長選択層の光学膜厚が異なることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の赤外線光学フィルタ。
- 請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の赤外線光学フィルタの製造方法であって、前記遠赤外線吸収材料からなる前記薄膜の成膜にあたっては、イオンビームアシスト蒸着法により成膜することを特徴とする赤外線光学フィルタの製造方法。
- 請求項11記載の赤外線光学フィルタの製造方法であって、基板の一表面側に前記複数種類の薄膜を積層する基本工程の途中で、当該途中における積層膜の上から2番目の層と同じ材料からなる薄膜であって各フィルタ部のうちの任意の1つのフィルタ部の選択波長に応じて光学膜厚を設定した薄膜を前記積層膜上に成膜し、前記積層膜上に成膜した薄膜のうち前記任意の1つのフィルタ部に対応する部分以外の部分をエッチングすることで少なくとも1つの波長選択層のパターンを形成することを特徴とする赤外線光学フィルタの製造方法。
- 請求項11記載の赤外線光学フィルタの製造方法であって、基板の一表面側に第1のλ/4多層膜を形成する第1のλ/4多層膜形成工程と、第1のλ/4多層膜における基板側とは反対側に第2のλ/4多層膜を形成する第2のλ/4多層膜形成工程との間で、各フィルタ部に対応する各部位それぞれに互いに光学膜厚の異なる波長選択層をマスク蒸着により形成することを特徴とする赤外線光学フィルタの製造方法。
- 基板と、当該基板の一表面側に形成され所望の選択波長の赤外線を選択的に透過させるフィルタ部とを備え、フィルタ部は、屈折率が異なり且つ光学膜厚が等しい2種類の薄膜が積層された第1のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜における基板側とは反対側に形成され前記2種類の薄膜が積層された第2のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜と第2のλ/4多層膜との間に介在し前記選択波長に応じて光学膜厚を各薄膜の光学膜厚とは異ならせた波長選択層とを備え、前記2種類の薄膜のうちの一方の薄膜が第1のλ/4多層膜および第2のλ/4多層膜により設定される赤外線の反射帯域よりも長波長域の遠赤外線を吸収する遠赤外線吸収材料であるSiOxもしくはSiNxにより形成され、前記2種類の薄膜のうちの他方の薄膜がSiにより形成されてなる赤外線光学フィルタの製造方法であって、Siを蒸発源とするイオンビームアシスト蒸着装置を用い、Siからなる薄膜を成膜するときは真空雰囲気とし、SiOxからなる薄膜を成膜するときは酸素イオンビームを照射し、SiNxからなる薄膜を成膜するときは窒素イオンビームを照射することを特徴とする赤外線光学フィルタの製造方法。
- 基板と、当該基板の一表面側に形成され所望の選択波長の赤外線を選択的に透過させるフィルタ部とを備え、フィルタ部は、屈折率が異なり且つ光学膜厚が等しい2種類の薄膜が積層された第1のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜における基板側とは反対側に形成され前記2種類の薄膜が積層された第2のλ/4多層膜と、第1のλ/4多層膜と第2のλ/4多層膜との間に介在し前記選択波長に応じて光学膜厚を各薄膜の光学膜厚とは異ならせた波長選択層とを備え、前記2種類の薄膜のうちの一方の薄膜が第1のλ/4多層膜および第2のλ/4多層膜により設定される赤外線の反射帯域よりも長波長域の遠赤外線を吸収する遠赤外線吸収材料であるSiOxもしくはSiNxにより形成され、前記2種類の薄膜のうちの他方の薄膜がSiにより形成されてなる赤外線光学フィルタの製造方法であって、Siをターゲットとするスパッタ装置を用い、Siからなる薄膜を成膜するときは真空雰囲気とし、SiOxからなる薄膜を成膜するときは酸素雰囲気とし、SiNxからなる薄膜を成膜するときは窒素雰囲気とすることを特徴とする赤外線光学フィルタの製造方法。
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