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この図に示されている層の数は実際のバンドパスフィルタにおける層の数を表すものではありません。また図の縮尺率も実物と整合してはいません。

ハードコーティングバンドパスフィルタの構造

バンドパスフィルタは基板の表面に物質の層を重ねて作製されます。当社のハードコーティングバンドパスフィルタは、誘電体多層膜と誘電体スペーサ層とが交互に重ねられ、薄いフィルタ膜の積層構造になっています。各誘電体多層膜は、低屈折率と高屈折率の誘電体が交互に重なった多数の層で構成されています。誘電体多層膜内の各層の厚さはλ/4で、λはバンドパスフィルタの中心波長(すなわち、フィルタを透過する波長の中で最も高い透過率を示す波長)です。スペーサ層はそれらの誘電体多層膜の間に配置されます。その厚さは(nλ)/2で、nは整数です。誘電体多層膜に挟まれたスペーサ層によりファブリペロー共振器が形成されます。フィルタは保護と扱いやすさのために、刻印付きの金属製リング内に取り付けられてい

フィルタ動作の概要

ファブリペロー共振器は、そこで強め合うように干渉する中心波長とその両側の狭い波長域の光を効率的に伝搬させ、その一方で弱め合うように干渉する透過帯域外の光の伝搬を阻止します。しかし中心波長の両側で阻止できる波長域は広くありません。 フィルタの阻止波長域を広げるために、基板に広い阻止波長域を有する材料を使用するか、または広い阻止波長域を有する材料でコーティングされたスペーサ層を使用します。このような材料は帯域外の入射光を効率的に遮断しますが、透過帯域内の透過量も低減させます。　

フィルタの透過方向

フィルタの縁に刻印されている矢印は、推奨する光の透過方向を示しています。コーティング面を光源側に向けると、不要な散乱光と光源に戻る反射光を低減できます。しかし、フィルタを反対の向きで使用しても、フィルタの性能に著しい影響はありません。左下のグラフは、フィルタに低強度の広帯域光を入射し、測定された透過率を波長の関数としてプロットしたものです。このプロット図により、フィルタの透過方向は透過する光の強度やスペクトルにあまり影響しないことが分かります。前向きと後向きでの透過率曲線の小さな差は、フィルタを取り外してひっくり返し、そして再び冶具に取り付ける際に生じた入射角のわずかな変化による可能性があります。　

フィルタは、フィルタ表面にコリメート光を垂直に入射して使用するように作られています。非コリメート光や表面に垂直に入射されていない光では、中心波長(透過率がピークとなる波長)が短波長方向にシフトし、透過波長域(透過帯域)の形状が変化します。入射角度を僅かに変化させることは、透過帯域を狭い範囲で僅かに調整する方法として有効です。入射角度を大きく変化させると中心波長も大きく移動しますが、透過帯域の形状を著しく歪ませ、さらに重要なことですが透過帯域の透過率を大きく低下させる原因になります(右下のグラフ参照)。

フィルタの温度

バンドパスフィルタ上の中心波長は、フィルタの温度を変えることによって僅かに(フィルタの動作範囲で約1 nm)チューニングすることができます。これは主に層の僅かな熱膨張や収縮によって起こります。

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グラフはプレミアムバンドパスフィルタFBH800-10およびFBH800-40を前向き(実線)と後向き(破線)で使用したときの透過率を示しています。実線と破線がほぼ重なることから、フィルタの透過方向は透過する光の強度やスペクトルにあまり影響しないことが分かります。

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このグラフはプレミアムバンドパスフィルタFBH800-10の様々な入射角に対する透過率を示しています。