ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТР, ОПТИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ И АНАЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК G02B5/28 G02F1/21 

2420-178750RU/085

ОПИСАНИЕ

По этой заявке испрашивается приоритет японской патентной заявки № 2010-165587, поданной 23 июля 2010, которая во всей ее полноте специально включена здесь в качестве ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к интерференционному фильтру, оптическому модулю, обеспеченному этим интерференционным фильтром, и анализирующему устройству, обеспеченному этим оптическим модулем.

Известный уровень техники

Известные интерференционные фильтры включают конфигурацию, в которой зеркала из отражающих пленок размещены лицевой поверхностью к лицевой поверхности на противоположных поверхностях пары подложек. Такие интерференционный фильтры включают пару подложек, удерживаемых параллельно друг другу, и пару зеркал (отражающих пленок), образованных “лицом” к “лицу” на этих подложках с зазором, образованным между ними.

В этом типе интерференционного фильтра свет отражается между парой зеркал, при этом только свету, имеющему особую длину волны, позволяется проходить через них, причем свет, имеющий другие длины волн, гасится интерференцией.

Для этих зеркал обычно используются диэлектрические пленки или металлические пленки. Требуемые функции зеркал представляют собой высокие характеристики отражения и пропускную способность. Учитывая эти функции, серебро (Ag) выступает надежным кандидатом на использование в качестве металлической пленки.

Однако, пленки, изготовленные из серебра (например пленка Ag, далее также называемая «пленка беспримесного серебра»), имеют недостаточную жаростойкость и недостаточную стойкость к обработке. Стойкость к обработке относится, например, к стойкости к различным условиям формирования рельефа для формирования рельефа на осаждаемых зеркалах в требуемой форме. Эти условия включают, например, высокотемпературную сушку и отсоединение резиста с помощью органического растворителя. После таких обработок, отражательная способность пленки Ag значительно снижается, и, так как пленка Ag не может достаточно проявлять требуемые функции зеркал, производительность интерференционного фильтра снижается. Пленка Ag также испытывает значительное снижение отражательной способности по причине окисления.

Учитывая эти недостатки, были проведены различные исследования, касающиеся альтернативных зеркальных материалов.

Например, JP-А-2009-251105 описывает интерференционный фильтр, в котором для этих зеркал использован Ag-C сплав, полученный добавлением углерода (С) к беспримесному серебру.

Однако, полученный интерференционный фильтр до сих пор приводит к снижению производительности, даже с зеркалом из пленки сплава Ag-C, описанным в JP-А-2009-251105. То есть, несмотря на то, что использование пленки сплава Ag-C для зеркал улучшает жаростойкость и стойкость к обработке, отражательная способность снижается по сравнению с пленкой беспримесного серебра. Соответственно, до сих пор требуется интерференционный фильтр, в котором снижение производительности фильтра останавливается.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Преимуществом некоторых аспектов изобретения является обеспечение интерференционного фильтра, оптического модуля и анализирующего устройства, в которых снижение производительности по причине обработки или окисления может быть остановлено.

По одному аспекту изобретения обеспечен интерференционный фильтр, который включает пару отражающих пленок, расположенных лицевой поверхностью к лицевой поверхности (рабочая поверхность к рабочей поверхности) с зазором между ними, причем отражающие (отражательные) пленки включают пленку сплава, в которой пленка сплава представляет собой пленку сплава Ag-Sm-Cu, которая содержит серебро (Ag), самарий (Sm) и медь (Cu), или пленку сплава Ag-Bi-Nd, которая содержит серебро (Ag), висмут (Bi) и неодим (Nd).

Отражательные пленки в интерференционном фильтре имеют характеристику светопроницаемости и характеристики светоотражения. Например, падающий свет между двумя (парой) отражающими пленками, который вошел снаружи через одну из отражающих пленок, отражается между отражающими пленками, при этом свету, имеющему особую длину волны, позволяется проходить через одну из отражающих пленок.

Согласно аспекту изобретения пара противолежащих отражательных пленок включает пленку сплава Ag-Sm-Cu или пленку сплава Ag-Bi-Nd. Эти пленки сплава имеют ту же степень отражательной способности, что и пленка беспримесного серебра, и имеют превосходящие жаростойкость и стойкость к обработке относительно беспримесного серебра или Ag-C сплава. Таким образом, степень снижения отражательной способности по причине обработки или окисления становится меньше, и снижение производительности интерференционного фильтра может быть остановлено.

Отражающие (отражательные) пленки предпочтительно имеют толщину от 30 нм до 80 нм включительно.

Так как отражающие пленки, включающие пленку сплава Ag-Sm-Cu или пленку сплава Ag-Bi-Nd, имеют толщину от 30 нм до 80 нм, включительно, эти отражающие пленки действуют для отражения и пропускания света, при этом изменения отражательной и пропускной способностей в результате обработки или окисления могут быть остановлены. В результате, может быть обеспечен интерференционный фильтр, который может сдерживать отражательную способность и пропускную способность от снижения.

При толщине пленки сплава, меньшей 30 нм, отражательная способность пленки сплава снижается в связи с этой толщиной пленки и снижается еще дополнительно обработкой или окислением. К тому же, когда пленка сплава осаждается с использованием способа напыления, быстрая скорость напыления препятствует управлению толщиной пленки сплава, которая может снижать стабильность производительности. С другой стороны, толщина пленки сплава свыше 80 нм снижает пропускную способность света и уменьшает функциональные возможности зеркал.

Предпочтительно, что пленка сплава Ag-Sm-Cu имеет содержание Sm от 0,1 ат.% до 0,5 ат.% включительно, содержание Cu от 0,1 ат.% до 0,5 ат.% включительно, и полное содержание Sm и Cu 1 ат.% или меньше.

Благодаря вышеупомянутому составу пленки сплава Ag-Sm-Cu, снижение отражательной способности в результате обработки или окисления дополнительно уменьшается, и снижение производительности интерференционного фильтра может быть более надежно остановлено. При содержании Sm и Cu ниже 0,1 ат.% снижение отражательной способности в результате обработки или окисления увеличивается. При содержании Sm и Cu свыше 0,5 ат.% отражательная способность снижается. Отражательная способность также уменьшается, когда полное содержание Sm и Cu превышает 1 ат.%.

Предпочтительно, что пленка сплава Ag-Bi-Nd имеет содержание Bi от 0,1 ат.% до 3 ат.%, включительно, а содержание Nd от 0,1 ат.% до 5 ат.%, включительно.

Благодаря вышеупомянутому составу пленки сплава Ag-Bi-Nd, снижение отражательной способности в результате обработки или окисления дополнительно уменьшается, и снижение производительности интерференционного фильтра может быть более надежно остановлено. При содержании Bi и Nd ниже 0,1 ат.% снижение отражательной способности в результате обработки или окисления увеличивается. Отражательная способность уменьшается, когда содержание Bi превышает 3 ат.% или когда содержание Nd превышает 5 ат.%.

Предпочтительно, что отражающие пленки являются однослойными пленками, образованными из пленки сплава.

Так как отражающие пленки являются однослойными пленками, образованными из пленки сплава Ag-Sm-Cu или пленки сплава Ag-Bi-Nd, эти отражающие пленки предоставляют высокую отражательную способность в пределах широкого диапазона длин волн в видимом диапазоне длин волн света. Отметим, что в изобретении видимый диапазон длин волн света составляет от 400 нм до 700 нм, включительно.

Предпочтительно, что интерференционный фильтр дополнительно включает подложки, которые поддерживают отражающие пленки, причем отражающие пленки, включающие пленку сплава, включают диэлектрическую пленку, причем диэлектрическая пленка и пленка сплава обеспечены на этих подложках в данном порядке, начиная от стороны подложки, при этом диэлектрическая пленка является однослойной пленкой из оксида титана (TiO₂) или многослойной пленкой, как ламинат, из слоя оксида титана (TiO₂) или окиси тантала (Ta₂O₅) и слоя оксида кремния (SiO₂) или фторида магния (MgF₂).

Так как отражающие пленки включают компаундную диэлектрическую пленку на стороне подложки, отражательная способность на стороне более короткой длины волны видимого диапазона длин волн света может быть улучшена более, чем когда диэлектрическая пленка не предусмотрена.

Предпочтительно, что отражающие пленки, включающие диэлектрическую пленку и пленку сплава, включают защитную пленку, причем диэлектрическая пленка, пленка сплава и защитная пленка обеспечены на подложках в данном порядке, начиная от стороны подложки, при этом защитная пленка содержит оксид кремния (SiO₂), оксинитрид кремния (SiON), нитрид кремния (SiN) или оксид алюминия.

Так как диэлектрическая пленка и пленка сплава защищены защитной пленкой, снижение отражательной способности пленки сплава в отражающих пленках в результате обработки или окисления может быть дополнительно уменьшено, а снижение производительности интерференционного фильтра может быть более надежно остановлено.

По другому аспекту изобретения обеспечен оптический модуль, который включает любой из вышеописанных интерференционных фильтров, и детектор, который обнаруживает количество отобранного (прошедшего) света интерференционным фильтром.

По этому аспекту изобретения снижение производительности интерференционного фильтра может быть остановлено вышеописанным образом. Таким образом, свет, отобранный интерференционным фильтром, может быть обнаружен детектором, и оптический модуль может точно обнаруживать количество света, имеющего требуемую длину волны.

По еще одному другому аспекту изобретения обеспечено анализирующее устройство, которое включает оптический модуль, и процессор, который осуществляет фотометрическую обработку, основанную на количестве света, обнаруженного детектором.

Примеры анализирующего устройства включают светоизмерительное устройство, которое анализирует хроматичность или яркость падающего на интерференционный фильтр света, основываясь на количестве света, обнаруженного оптическим модулем, детектор газа, который обнаруживает типы газов обнаружением длины волны поглощения газа, и устройство оптической связи, которое получает данные, содержащиеся в длине волны принятого света.

Как описано выше, оптический модуль обеспечивает точное обнаружение количества света, имеющего требуемую длину волну, и в связи с этим анализирующее устройство может выполнять точный анализ, основанный на точном количестве света.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи, в которых одинаковые позиции относятся к одинаковым элементам.

Фиг.1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую схематическую конструкцию колориметрического устройства по первому варианту выполнения изобретения.

Фиг.2 представляет вид сверху, иллюстрирующий схематическую конструкцию эталона, который образует интерференционный фильтр первого варианта выполнения.

Фиг.3 представляет собой вид в сечении интерференционного фильтра, взятом вдоль линии III-III на фиг.2.

Фиг.4 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий схематическую конструкцию эталона, который образует интерференционный фильтр по второму варианту выполнения изобретения.

Фиг.5 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий схематическую конструкцию эталона, который образует интерференционный фильтр по третьему варианту выполнения изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Варианты выполнения изобретения описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Первый вариант выполнения

1. Общая конфигурация колориметрического устройства

Фиг.1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую схематическую конструкцию колориметрического устройства по варианту выполнения изобретения.

Колориметрическое устройство 1 представляет собой анализирующее устройство по варианту выполнения изобретения и, как проиллюстрировано на фиг.1, включает блок 2 источника света, который излучает свет на исследуемый объект А, колориметрический датчик 3, в качестве оптического модуля по варианту выполнения изобретения, и блок 4 управления, который управляет всей работой колориметрического устройства 1. Колориметрическое устройство 1 представляет собой устройство, которое анализирует и измеряет хроматичность света исследуемого объекта, особенно цвет исследуемого объекта А, основываясь на выходном сигнале обнаружения, полученном от колориметрического датчика 3 в результате приема света исследуемого объекта в колориметрическом датчике 3 после того, как излученный свет из блока 2 источника света отражается от исследуемого объекта А.

2. Конфигурация блока источника света

Блок 2 источника света включает источник 21 света и множество линз 22 (на фиг.1 показана только одна линза) и излучает белый свет на исследуемый объект А. Линзы 22 включают коллимирующую линзу, с помощью которой блок 2 источника света формирует параллельные лучи из белого света, излученного источником 21 света. Далее, блок 2 источника света излучает образующийся свет по направлению к исследуемому объекту А через проекционную линзу (не проиллюстрирована).

Отметим, что хотя колориметрическое устройство 1 описано, как обеспеченное блоком 2 источника света в настоящем варианте выполнения, колориметрическое устройство 1 может быть выполнено без блока 2 источника света при условии, что исследуемый объект А представляет собой, например, излучающий свет элемент, как например жидкокристаллическая панель.

3. Конфигурация колориметрического датчика

Как проиллюстрировано на фиг.1, колориметрический датчик 3 включает эталон 5 в виде интерференционного фильтра по варианту выполнения изобретения, детектор 31, который принимает свет, пропускаемый через эталон 5, и регулятор 6 напряжения, который изменяет длину волны света, который проходит через эталон 5. Колориметрический датчик 3 также включает линзу для падающего света (не проиллюстрирована), обеспеченную на противоположной стороне эталона 5, который направляет отраженный свет (свет исследуемого объекта) от исследуемого объекта А в датчик. Эталон 5 рассеивает свет, имеющий только предварительно заданную длину волны в свете исследуемого объекта, проходящем через линзу для падающего света. Далее, рассеянный свет от эталона 5 принимается детектором 31 в колориметрическом датчике 3.

Детектор 31 выполнен из множества фотоэлектрических преобразующих элементов и вырабатывает электрический сигнал согласно количеству принятого света. Детектор 31 соединен с блоком 4 управления и выводит сгенерированный электрический сигнал в блок 4 управления в качестве приемного сигнала.

3-1. Схематическая конструкция эталона

Фиг.2 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий схематическую конструкцию эталона 5, выполненного в виде интерференционного фильтра по варианту выполнения изобретения. Фиг.3 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий схематическую конструкцию эталона 5. Отметим, что в отличие от фиг.1, на которой свет исследуемого объекта падает снизу, на фиг.3 свет исследуемого объекта падает сверху. Эталон 5 представляет собой так называемый интерференционный фильтр переменной длины волны, который изменяет размер зазора между двумя (парой) зеркалами внешней силой.

Как проиллюстрировано на фиг.2 эталон 5 представляет собой плоский оптический элемент прямоугольной формы в плоскости со сторонами, имеющими размеры, например, 10 мм в длину. Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг.3, эталон 5 включает две (пару) подложки, которые будут называться первой подложкой 51 и второй подложкой 52 в настоящем варианте выполнения.

Неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 обеспечены в качестве пары отражающих пленок между первой подложкой 51 и второй подложкой 52.

Неподвижное зеркало 56, которое является одной из отражающих пленок, обеспечено на первой подложке 51, тогда как подвижное зеркало 57, которое является другой отражающей пленкой, обеспечено на второй подложке 52. Неподвижное зеркало 56 закреплено на первой подложке 51 на противоположной поверхности от второй подложки 52, а подвижное зеркало 57 закреплено на второй подложке 52 на поверхности, противоположной первой подложке 51. Неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 размещены лицевыми поверхностями друг к другу с зазором G между ними.

Дополнительно, статический привод 54, который регулирует величину зазора G между неподвижным зеркалом 56 и подвижным зеркалом 57, предусмотрен между первой подложкой 51 и второй подложкой 52. Статический привод 54 включает первый электрод 541 смещения (неподвижный электрод), обеспеченный на стороне первой подложки 51, и второй электрод 542 смещения (подвижный электрод), обеспеченный на стороне второй подложки 52. Первый электрод 541 смещения и второй электрод 542 смещения размещены лицевыми поверхностями друг к другу. Под действием напряжения, прилагаемого между первым электродом 541 смещения и вторым электродом 542 смещения, электростатическая сила притяжения действует между первым электродом 541 смещения и вторым электродом 542 смещения, деформируя вторую подложку 52 и изменяя величину зазора G между зеркалами. Далее, длина волны света, излученного из эталона, изменяется согласно величине зазора G между зеркалами.

Перед описанием определенной конфигурации эталона 5 сперва описываются неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57, которые образуют пару отражающих пленок.

3-1-1. Конфигурация пары отражающих пленок

В настоящем варианте выполнения неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57, которые образуют пару отражающих пленок, оба представляют собой однослойные пленки. Однослойная пленка представляет собой либо пленку сплава Ag-Sm-Cu, которая содержит серебро (Ag), самарий (Sm) и медь (Cu), либо пленку сплава Ag-Bi-Nd, который содержит серебро (Ag), висмут (Bi) и неодим (Nd). Пленка сплава Ag-Sm-Cu выполнена по существу из серебра (Ag), самария (Sm) и меди (Cu), а пленка сплава Ag-Sm-Cu выполнена по существу из серебра (Ag), висмута (Bi) и неодима (Nd). Пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd могут также содержать незначительное количество примесных элементов (например таких как кислород, азот и углерод) в дополнение к составляющим элементам пленок сплава, при условии, что преимущества вариантов выполнения не утрачиваются.

Баланс между отражательной способностью и пропускной способностью неподвижного зеркала 56 и подвижного зеркала 57 является важным в эталоне 5. В то время как высокая отражательная способность может быть получена увеличением толщины пленок сплава, образующих неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57, увеличенная толщина пленки снижает пропускную способность и поэтому представляет проблему чувствительности обнаружения для интерференционного фильтра. С другой стороны, в то время как пропускная способность может быть увеличена уменьшением толщины пленок сплава, образующих неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57, уменьшенная толщина пленки снижает отражательную способность и таким образом снижает степень дисперсии интерференционного фильтра.

С этой точки зрения, толщина каждой пленки сплава, образующей неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57, составляет предпочтительно от 30 нм до 80 нм, включительно. При толщине пленки сплава, меньшей 30 нм, отражательная способность пленки сплава снижается в связи с такой толщиной пленки и снижается даже дополнительно обработкой или окислением. Дополнительно, когда пленка сплава осаждается с использованием способа напыления, быстрая скорость напыления препятствует управлению толщиной пленки слава, которая может снижать стабильность производительности. С другой стороны, толщина пленки сплава свыше 80 нм снижает пропускную способность света и уменьшает функциональные возможности эталона 5, обеспеченного неподвижным зеркалом 56 и подвижным зеркалом 57. Учитывая эти альтернативные требования, толщина пленки сплава составляет даже более предпочтительно от 40 нм до 60 нм, включительно.

Когда неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 представляют собой пленки сплава Ag-Sm-Cu, предпочтительно, что пленки сплава Ag-Sm-Cu содержат Sm в составе от 0,1 ат.% до 0,5 ат.%, включительно, а Cu в составе от 0,1 ат.% до 0,5 ат.%, включительно, и что полное содержание Sm и Cu составляет 1 ат.% или меньше. Когда содержания Sm и Cu меньше 0,1 ат.%, отражательная способность снижается еще дополнительно обработкой или окислением. Отражательная способность также снижается, когда содержания Sm и Cu превышают 0,5 ат.%, или когда полное содержание Sm и Cu превышает 1 ат.%. Отметим, что оставшаяся часть, которой является по существу Ag, может содержать незначительное количество примесей, при условии, что преимущества вариантов выполнения не утрачиваются.

Когда неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 представляют собой пленки сплава Ag-Bi-Nd, предпочтительно, что Bi содержится в количестве от 0,1 ат.% до 3 ат.%, включительно, а Nd от 0,1 ат.% до 5 ат.%, включительно. Содержания Bi и Nd в пленке сплава Ag-Bi-Nd составляют предпочтительно от 0,1 ат.% до 2 ат.%, включительно, для Bi, и от 0,1 ат.% до 3 ат.%, включительно, для Nd, и более предпочтительно от 0,1 ат.% до 2 ат.%, включительно, для Bi, и от 0,1 ат.% до 3 ат.%, включительно, для Nd. Когда содержания Bi и Nd меньше 0,1 ат.%, отражательная способность снижается еще дополнительно обработкой или окислением. Отражательная способность также снижается, когда содержание Bi превышает 3 ат.%, или когда содержание Nd превышает 5 ат.%. Отметим, что оставшаяся часть, которая является по существу Ag, может содержать незначительное количество примесей, при условии, что преимущества вариантов выполнения не утрачиваются.

Неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 образованы с использованием целевого материала вышеупомянутого состава пленки сплава, используя известный способ, такой как напыление.

3-1-2. Конфигурация пары подложек

Первая подложка 51 и вторая подложка 52, которые образуют пару подложек, образованы из, например, различных стекол, таких как натриевое стекло, стеклокерамика, плавленый кварц, свинцовое стекло, калийное стекло, боросиликатное стекло и бесщелочное стекло или посредством использования кристаллов. Среди них материалы для пары подложек, например, стекла, которые содержат щелочные металлы, такие как натрий (Na) и калий (К), являются предпочтительными. Используя такие стеклянные материалы для первой подложки 51 и второй подложки 52, адгезия для неподвижного зеркала 56 и подвижного зеркала 57 (отражательных пленок) и для электродов, и прочность соединения подложек могут быть улучшены, как будет описано далее. Дополнительно, так как стекло имеет требуемые характеристики пропускной способности для видимого света, поглощение света первой подложкой 51 и второй подложкой 52 может быть остановлено для измерения цвета исследуемого объекта А, как в настоящем варианте выполнения. Поэтому, стекло подходит для колориметрических процессов. Первая подложка 51 и вторая подложка 52 сформированы в единый блок скреплением с плазма-полимеризованной пленкой (не проиллюстрирована) на соединяющих сторонах 514 и 524, образованных вдоль их периферий.

Первая подложка 51 образована травлением стеклянной подложки, образованной с толщиной, например, 500 мкм. Точнее говоря, как проиллюстрировано на фиг.3, первая подложка 51 травится для образования канавки 511 образования электрода и участка 512 крепления зеркала.

Канавка 511 образования электрода предпочтительно образована по окружности вокруг центра плоской поверхности в виде сверху эталона 5, показанного в направлении толщины подложки (далее «вид сверху эталона»). Участок 512 крепления зеркала, как проиллюстрировано на фиг.3, образован, чтобы выступать по направлению ко второй подложке 52 от центрального участка канавки 511 образования электрода.

В канавке 511 образования электрода сформирована кольцеобразная поверхность 511А крепления электрода вдоль внешней периферии участка 512 крепления зеркала и внутренних стенок канавки 511 образования электрода. Неподвижный электрод 541 образован на поверхности 511А крепления электрода. Неподвижный электрод 541 соединен с регулятором 6 напряжения с помощью вывода 541А извлечения неподвижного электрода и внешнего вывода (не проиллюстрирован). Вывод 541А извлечения неподвижного электрода соединен с внешним выводом посредством участка 541В извлечения неподвижного электрода, образованного между соединяющей стороной 514 и соединяемой стороной 524.

Участок 512 крепления зеркала предпочтительно образован в форме цилиндра, концентричного к канавке 511 образования электрода и с радиальным размером, меньшим радиального размера канавки 511 образования электрода. Отметим, что в настоящем варианте выполнения, как проиллюстрировано на фиг.3, сторона 512А крепления зеркала участка 512 крепления зеркала на противоположной стороне от второй подложки 52 находится ближе ко второй подложке 52, чем к поверхности 511А крепления электрода.

Первая подложка 51 также включает просветляющую пленку (AR; не проиллюстрирована) на нижней поверхности, противоположной верхней поверхности, обращенной ко второй подложке 52, и в положении, которое соответствует неподвижному зеркалу 56. Просветляющая пленка образована поочередным наслаиванием пленки с низким показателем преломления и пленки с высоким показателем преломления, и снижает отражательную способность, и увеличивает пропускную способность видимого света на поверхности первой подложки 51.

Вторая подложка 52 сформирована травлением стеклянной подложки, сформированной с толщиной, например, 200 мкм.

Точнее говоря, как показано на виде сверху на фиг.2, вторая подложка 52 включает круглый подвижный участок 521, образованный вокруг центра подложки и соединяющий и удерживающий участок 522, концентричный к подвижному участку 521, который удерживает подвижный участок 521. Соединяющий и удерживающий участок 522 имеет такие размеры, чтобы иметь по существу тот же внешний диаметр, что и внешний диаметр канавки 511 образования электрода первой подложки 51.

Подвижный участок 521 имеет большую толщину, чем толщина соединяющего и удерживающего участка 522. Например, в настоящем варианте выполнения подвижный участок 521 имеет толщину 200 мкм, равно как и вторая подложка 52.

Подвижный участок 521 также включает просветляющую пленку (AR; не проиллюстрирована) на верхней поверхности, противоположной первой подложки 51. Просветляющая пленка имеет ту же конфигурацию, что конфигурация просветляющей пленки, образованной на первой подложке 51, и образована поочередным наслаиванием пленки с низким показателем преломления и пленки с высоким показателем преломления.

Соединяющий и удерживающий участок 522 представляет собой перегородку, окружающую подвижный участок 521, и имеет толщину, например, 50 мкм. Подвижный электрод 542 сформирован в форме кольца на поверхности соединяющего и удерживающего участка 522, противоположного первой подложке 51. Подвижный электрод 542 обращен к неподвижному электроду 541 с электромагнитным зазором около 1 мкм.

Подвижный электрод 542 соединен с регулятором 6 напряжения с помощью вывода 542А извлечения подвижного электрода и внешнего вывода (не проиллюстрирован). Вывод 542А извлечения подвижного электрода соединен с внешним выводом посредством участка 542В извлечения подвижного электрода, образованного между соединяющей стороной 514 и соединяющей стороной 524.

Подвижный электрод 542 и неподвижный электрод 541 образуют статический привод 54.

В эталоне 5 электростатическая сила притяжения создана между неподвижным электродом 541 и подвижным электродом 542 под действием заданного напряжения, прилагаемого к статическому приводу 54. Электростатическая сила притяжения перемещает подвижный участок 521 вдоль направления толщины подложки, и деформирует вторую подложку 52, и изменяет величину зазора G между зеркалами. Величина зазора G между зеркалами управляется регулированием приложенного напряжения и управлением электростатического усилия притяжения, которое создано между электродами 541 и 542, тем самым создавая возможность выбирать диспергированный свет из света исследуемого объекта.

4. Конфигурация блока управления

Блок 4 управления управляет всей работой колориметрического устройства 1.

Блок 4 управления может быть выполнен использованием, например, многоцелевого персонального компьютера, портативного информационного терминала или предназначенного для колориметрии компьютера.

Как проиллюстрировано на фиг.1 блок 4 управления включает регулятор 41 источника света, регулятор 42 колориметрического датчика и колориметрический процессор 43 (процессор по варианту выполнения изобретения) среди прочих.

Регулятор 41 источника света соединен с блоком 2 источника света. Регулятор 41 источника света выдает, например, на основании ввода пользовательских настроек, предварительно заданный сигнал управления блоку 2 источника света, а блок 2 источника света излучает белый свет предварительно заданной яркости.

Регулятор 42 колориметрического датчика соединен с колориметрическим датчиком 3. Регулятор 42 колориметрического датчика устанавливает, например, на основании ввода пользовательских настроек, длину волны света, принимаемого колориметрическим датчиком 3, и выдает сигнал управления колориметрическому датчику 3, сообщающему, что будет обнаружено количество света этой длины волны. В результате, регулятор 6 напряжения колориметрического датчика 3 устанавливает, на основании сигнала управления, приложенное напряжение для статического привода 54 такое, чтобы пропускать только длину волны света, требуемую пользователю.

Колориметрический процессор 43 управляет регулятором 42 колориметрического датчика и изменяет зазор между отражающими пленками эталона 5, чтобы изменять длину волны света, который пропускается через эталон 5. Колориметрический процессор 43 получает, на основании входного приемного сигнала от детектора 31, количество света, которое прошло через эталон 5. Колориметрический процессор 43 вычисляет, на основании количества света каждой длины волны, хроматичность света, отраженного исследуемым объектом А.

5. Способ изготовления эталона

Элементы первой подложки 51, такие как участок 512 крепления зеркала, и элементы второй подложки 52, такие как подвижный участок 521, образуются травлением стеклянной подложки.

После травления пленка сплава Ag-Sm-Cu или пленка сплава Ag-Bi-Nd образуются на каждой из первой подложки 51 и второй подложки 52 с использованием способа напыления. В настоящем варианте выполнения эти пленки образуются в виде однослойных пленок.

Процесс формированием рельефа на напыляемой пленке сплава в требуемой форме осуществляется влажным травлением. Влажное травление включает следующие далее процессы.

(А) Пленка резиста в роли маски для травления образуется на пленке сплава в требуемых рельефах. Пленка сплава подвергается воздействию высокой температуры во время отверждения резиста.

(В) Пленка резиста отделяется с помощью органического средства для отделения резиста. Здесь пленка сплава подвергается воздействию органического раствора.

Так как пленки сплава подвергаются воздействию этих процессов, для пленок сплава требуются жаропрочность и стойкость к органическому растворителю. Пленкам сплава также требуется иметь другие параметры стойкости, включающие жаропрочность и влагостойкость, стойкость к сульфидации и стойкость к галогенам. Далее параметры стойкости, требуемые пленкам сплава на этапах изготовления эталона, также будут в совокупности называться «стойкость к обработке», в частности «стойкость к обработке формированием рельефа» для требуемой стойкости пленок сплава на этапе формирования рельефа.

После обработки влажным травлением неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 образуются на первой подложке 51 и второй подложке 52, соответственно.

Далее, первая подложка 51 и вторая подложка 52 соединяются друг с другом для получения эталона 5. На этапе соединения, например, плазма-полимеризующая пленка осаждается на соединяющих сторонах 514 и 524, при этом эти плазма-полимеризующие пленки совмещаются для соединения первой подложки 51 и второй подложки 52.

6. Преимущества первого варианта выполнения

В эталоне 5 неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 включают пленку сплава Ag-Sm-Cu и пленку сплава Ag-Bi-Nd, которые имеют превосходящую жаропрочность и стойкость к обработке, по сравнению с пленками беспримесного серебра или Ag-C сплава. Пленки сплава Ag-Sm-Cu и Ag-Bi-Nd имеют отражательную способность, сопоставимую с отражательной способностью пленки беспримесного серебра, но имеют превосходящую жаропрочность и стойкость к обработке по сравнению с пленкой беспримесного серебра. Таким образом, предпочтительные пленки сплава не испытывают снижения отражательной способности после обработки, например такой как влажное травление или окисление, при этом снижение производительности эталона 5 может быть остановлено.

Дополнительно, так как неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57, включающие пленку сплава Ag-Sm-Cu или пленку сплава Ag-Bi-Nd в эталоне 5, имеют толщину от 30 нм до 80 нм, включительно, неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 позволяют проходить свету и останавливать изменения пропускной способности после обработки или окисления. В результате, отражательная способность и пропускная способность света в эталоне 5 могут быть сдержаны от снижения.

Дополнительно, так как пленка сплава Ag-Sm-Cu или пленка сплава Ag-Bi-Nd в эталоне 5 имеет вышеупомянутый диапазон состава, снижение отражательной способности в результате обработки или окисления может быть дополнительно уменьшено, при этом снижение производительности эталона 5 может быть более надежно остановлено.

Дополнительно, так как неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 эталона 5 представляют собой однослойные пленки сплава Ag-Sm-Cu или Ag-Bi-Nd, неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 имеют высокую отражательную способность в пределах широкого диапазона длин волн в видимом диапазоне длин волн света.

Дополнительно, так как пленка сплава Ag-Sm-Cu или пленка сплава Ag-Bi-Nd имеет требуемую адгезию для стеклянной подложки, снижение производительности эталона 5, в виде фильтра, в результате недостаточной адгезии может быть предотвращено.

Второй вариант выполнения

Далее следует описание второго варианта выполнения изобретения.

В нижеследующем описании второго варианта выполнения одинаковые составляющие элементы, уже описанные в первом варианте выполнения, будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями, при этом их пояснения будут исключены или упрощены.

Второй вариант выполнения отличается от первого варианта выполнения тем, что неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 эталона 5А включают диэлектрические пленки 561 и 571 и пленки 562 и 572 сплава. Как в первом варианте выполнения, пленки 562 и 572 сплава представляют собой пленки сплава Ag-Sm-Cu или Ag-Bi-Nd.

Как проиллюстрировано на фиг.4, диэлектрическая пленка 561 и пленка 562 сплава обеспечены на первой подложки 51 в данном порядке, начиная от стороны первой подложки 51. Точнее говоря, диэлектрическая пленка 561 обеспечена между первой подложкой 51 и пленкой 562 сплава. Подобным образом диэлектрическая пленка 571 и пленка 572 сплава обеспечены на второй подложке 52 в данном порядке, начиная от стороны второй подложки 52. Точнее говоря, диэлектрическая пленка 571 обеспечена между второй подложкой 52 и пленкой 572 сплава.

Диэлектрические пленки 561 и 571 представляют собой однослойные пленки из оксида титана (TiO₂) или многослойные пленки, которые включают слой оксида титана (TiO₂) или окиси тантала (Ta₂O₅) и слой оксида кремния (SiO₂) или фторида магния (MgF₂). В случае диэлектрической многослойной пленки наслоены слой материала (TiO₂, Ta₂O₅) с высоким показателем преломления и слой материала (SiO₂, MgF₂) с низким показателем преломления. Однослойная пленка и толщина каждого слоя и количество слоев в многослойной пленке соответственно установлены согласно требуемым оптическим характеристикам.

Преимущества второго варианта выполнения

В эталоне 5А по второму варианту выполнения неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 выполнены в качестве ламината из диэлектрической пленки 561 и пленки 562 сплава и ламината из диэлектрической пленки 571 и пленки 572 сплава, соответственно. Эта конфигурация улучшает отражательную способность на стороне более короткой длины волны видимого диапазона света, по сравнению с конфигурацией, которая включает только пленки 562 и 572 сплава. Таким образом, диапазон длин волн для высокой отражательной способности может быть дополнительно расширен, и эталон 5А, обеспеченный неподвижным зеркалом 56 и подвижным зеркалом 57, может иметь высокую отражательную способность в пределах видимого диапазона света.

Дополнительно, благодаря требуемой адгезии между диэлектрическими пленками 561 и 571 и пленками 562 и 572 сплава и между диэлектрическими пленками 561 и 571 и стеклянными подложками, снижение производительности эталона 5А в результате недостаточной адгезии может быть предотвращено.

Третий вариант выполнения

Далее следует описание третьего варианта выполнения по изобретению.

В нижеследующем описании третьего варианта выполнения, одинаковые составляющие элементы, уже описанные в первом и втором вариантах выполнения, будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями, при этом их пояснения будут исключены или упрощены.

Третий вариант выполнения отличается от первого и второго вариантов выполнения тем, что неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 эталона 5В включают защитные пленки 563 и 573 в дополнение к диэлектрическим пленкам 561 и 571 и пленкам 562 и 572 сплава. Пленки 562 и 572 сплава представляют собой пленки сплава Ag-Sm-Cu или пленки сплава Ag-Bi-Nd, как в первом варианте выполнения. Диэлектрические пленки 561 и 571 представляют собой те же пленки, которые описаны во втором варианте выполнения.

Как проиллюстрировано на фиг.5 диэлектрическая пленка 561, пленка 562 сплава и защитная пленка 563 обеспечены на первой подложке 51 в данном порядке, начиная от стороны первой подложки 51. Точнее говоря, защитная пленка 563 обеспечена на противоположной стороне пленки 562 сплава относительно диэлектрической пленки 561. Подобным образом диэлектрическая пленка 571, пленка 572 сплава и защитная пленка 573 обеспечены на второй подложке 52 в данном порядке, начиная от стороны второй подложки 52. Защитная пленка 573 обеспечена на противоположной стороне пленки 572 сплава как диэлектрическая пленка 571.

Защитные пленки 563 и 573 содержат оксид кремния (SiO₂), оксинитрид кремния (SiON), нитрид кремния (SiN) или оксид алюминия. Каждая защитная пленка имеет толщину предпочтительно от 10 нм до 20 нм включительно. При таком диапазоне толщины неподвижное зеркало 56 и подвижное зеркало 57 могут быть защищены без снижения отражательной способности и пропускной способности.

Преимущества третьего варианта выполнения

В эталоне 5В по третьему варианту выполнения, так как диэлектрические пленки 561 и 571 и пленки 562 и 572 сплава защищены защитными пленками 563 и 573, снижение отражательной способности пленок 562 и 572 сплава в неподвижном зеркале 56 и подвижном зеркале 57 в результате обработки или окисления может быть остановлено, и таким образом снижение производительности интерференционного фильтра может быть надежно предотвращено.

Другие варианты выполнения

Следует отметить, что изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами выполнения, и различные варианты, преобразования и другие изменения также находятся в пределах объема этого изобретения.

В вышеупомянутых вариантах выполнения, эталон описан, как имеющий плоскую прямоугольную форму. Однако, эталоны не ограничены этим и, например, могут иметь плоскую круглую форму или плоскую многоугольную форму.

Дополнительно, для неподвижного зеркала 56 и подвижного зеркала 57 не обязательно требуется образование одинаковых пленок сплава. Например, неподвижное зеркало 56 может быть пленкой сплава Ag-Sm-Cu, а подвижное зеркало 57 может быть пленкой сплава Ag-Bi-Nd и наоборот.

Дополнительно, в следующих далее вариантах выполнения эталоны описаны в виде интерференционных фильтров переменной длины волны. Однако, это изобретение не ограничено этим, и пара зеркал, использующая пленки сплава, также может быть использована для интерференционных фильтров, в которых зазор между этими зеркалами не изменяется.

Дополнительно, высоты поверхности 511А крепления электрода и стороны 512А крепления зеркала не ограничены конфигурациями вышеупомянутых вариантов выполнения и соответственно устанавливаются согласно величине зазора G между неподвижным зеркалом 56, прикрепленным к стороне 512А крепления зеркала, и подвижным зеркалом 57, образованным на второй подложке 52, величине зазора между неподвижным электродом 541 и подвижным электродом 542, и толщине неподвижного зеркала 56 и подвижного зеркала 57. Например, когда толщина диэлектрических многослойных пленок, обеспеченных на неподвижном зеркале 56 и подвижном зеркале 57, выполняется с возможностью увеличения, поверхность 511А крепления электрода и сторона 512А крепления зеркала могут быть образованы на одной и той же плоскости, или сторона 512А крепления зеркала может быть образована на нижней поверхности цилиндрической канавки крепления зеркала, образованной в центральном участке поверхности 511А крепления электрода.

Следующие далее варианты выполнения описывают конфигурацию, в которой обеспечен единственный электрод извлечения для неподвижного электрода 541. Однако, изобретение не ограничено этим, и могут быть обеспечены более чем один электрод для извлечения. В этом случае один из двух электродов извлечения может быть использован в качестве терминала приложения напряжения для приложения напряжения к неподвижному электроду 541, в то время как другой используется в качестве терминала обнаружения заряда для обнаружения заряда, удерживаемого неподвижным электродом 541. То же самое касается случая для подвижного электрода 542.

Дополнительно, несмотря на то, что предыдущие варианты выполнения описывали эталоны, в которых зазор G между зеркалами регулируется с помощью статического привода 54, зазор G между этими зеркалами может быть создан регулируемым с помощью других приводных элементов. Например, может быть использован статический привод или пьезоэлектрический элемент, который обеспечивается на стороне второй подложки 52, противоположной первой подложке 51, и который надавливает на вторую подложку 52 отталкивающим усилием.

Дополнительно, изобретение не ограничено конфигурацией, в которой, как в третьем варианте выполнения, диэлектрическая пленка, пленка сплава и защитная пленка наслаиваются на подложку и может быть выполнено с возможностью включать пленку сплава и защитную пленку, наслоенные на подложку без диэлектрической пленки.

Особые конструкции и процедуры для осуществления изобретения могут быть соответственно изменены до степени, при которой такие изменения могут выполнять задачу изобретения.

Примеры

Ниже описано изобретение более подробно, основываясь на жаростойкости и стойкости к обработке пленок сплава, в качестве примера. Отметим, однако, что изобретение не ограничено каким-либо образом описанием следующего далее примера.

1. Жаростойкость

Была оценена жаростойкость пленки беспримесного серебра и пленок сплава (пленка сплава Ag-C, пленка сплава Ag-Sm-Cu, пленка сплава Ag-Bi-Nd).

Пленка беспримесного серебра и пленки сплава были образованы на плоской стеклянной подложке толщиной 40 нм напылением, используя пленку беспримесного серебра и целевые материалы следующих далее составов.

Ag-C: содержание С 5,0 ат.%, оставшаяся часть представляет собой по существу Ag.

Ag-Sm-Cu: содержание Sm 0,5 ат.%, содержание Cu 0,5 ат.%, а оставшаяся часть представляет собой по существу Ag.

Ag-Bi-Nd: содержание Bi 1,0 ат.%, содержание Nd 0,5 ат.%, а оставшаяся часть представляет собой по существу Ag.

Жаростойкость была оценена сравнением пленки беспримесного серебра и пленок сплава касательно начальной отражательной способности после осаждения и отражательной способности после термообработки, выполняемой при 250°С в течение 1 часа в атмосферной среде (после испытания высокой температурой). Отражательная способность была измерена в видимом диапазоне света, особенно при длине волны от 400 нм до 700 нм, включительно, используя спектрофотометр.

Таблица 1 представляет начальную отражательную способность (%) и отражательную способность (%) после термообработки пленки беспримесного серебра и пленок сплава при 400 нм, 550 нм и 700 нм. Таблица 1 также представляет изменения отражательной способности (снижение в процентах), вычисленные, как разность между начальной отражательной способностью и отражательной способностью после термообработки.

Таблица 1     Начальная
отражательная
способность
[%] Отражательная способность после испытания высокой температурой
[%] Изменение отражательной способности
[%] Длина волны [нм] 400 550 700 400 550 700 400 550 700 Состав пленки Беспримесное серебро 74,1 90,1 95 48,2 78,5 86,6 25,9 11,6 8,4 Ag-C 65,5 85,1 91,8 61,4 82,3 90,1 4,1 2,8 1,7 Ag-Sm-Cu 71,4 90,4 94,6 70,3 89,7 94,4 1,1 0,7 0,2 Ag-Bi-Nd 71,1 90,4 94,8 70,5 89,9 94,7 0,6 0,5 0,1

Как может быть видно на Таблице 1, пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd имели примерно одинаковые уровни начальной отражательной способности, несмотря на то, что эти значения были меньше значений пленки беспримесного серебра при некоторых длинах волн. Однако, было обнаружено, что спад отражательной способности пленок сплава после испытания высокой температурой был меньше спада, наблюдаемого в пленке беспримесного серебра и пленке сплава Ag-C. Снижение отражательной способности было в частности меньше в пленке сплава Ag-Bi-Nd во всем видимом диапазоне длин волн.

Пленка беспримесного серебра имела высокую начальную отражательную способность после осаждения по всему видимому диапазону длины волны света. Однако, пленка беспримесного серебра после воздействия высокой температуры развивала зернистые агрегаты, которые увеличивали шероховатость поверхности и значительно снижали отражательную способность. Снижение отражательной способности в пленке беспримесного серебра было особо заметно на стороне более короткой длины волны (400 нм).

Пленка сплава Ag-C имела более низкую начальную отражательную способность после осаждения, чем пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd, и показывала значительное снижение отражательной способности после испытания высокой температурой, по сравнению с другими пленками сплава.

2. Стойкость к обработке

Пленка беспримесного серебра и пленки сплава (пленка сплава Ag-C, пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd) были оценены касательно стойкости к обработке.

Как при оценке жаростойкости, пленка беспримесного серебра и пленки сплава были образованы на плоской стеклянной подложке напылением, используя целевые материалы пленки беспримесного серебра и пленки сплава вышеупомянутых составов.

Стойкость к обработке формированием рельефа была оценена как стойкость к обработке. Обработка формированием рельефа представлена ниже.

(1) Нанесение позитивного резиста на пленку беспримесного серебра и пленки сплава, образованные на стеклянное подложке, используя спин-кутер.

(2) Предварительный отжиг при 90°С в течение 15 минут в чистой камере после нанесения позитивного резиста.

(3) Воздействие посредством фотомаски, используя установку контактной литографии.

(4) Проявление с помощью проявителя в виде водного раствора гидроокиси тетраметиламмония.

(5) Последующая сушка при 120°С в течение 20 минут в чистой камере.

(6) Травление пленки беспримесного серебра и пленок сплава с помощью водного раствора фосфорной кислоты, азотной кислоты и уксусной кислоты, используя резист, в качестве маски для травления.

(7) Отсоединение резиста с помощью органического средства отсоединения резиста.

а. Отражательная способность

Как при оценке жаростойкости, пленка беспримесного серебра и пленки сплава сравнивались в отношении начальной отражательной способности после осаждения и отражательной способности после обработки формированием рельефа.

Таблица 2 представляет начальную отражательную способность (%) и отражательную способность (%) после обработки формированием рельефа пленки беспримесного серебра и пленок сплава при 400 нм, 550 нм и 700 нм.

Таблица 2 также представляет изменения отражательной способности (изменение в процентах), вычисленные как разность между начальной отражательной способностью и отражательной способностью после обработки формированием рельефа.

Таблица 2     Начальная отражательная способность
[%] Отражательная способность после обработки формированием рельефа
[%] Изменение отражательной способности
[%] Длина волны [нм] 400 550 700 400 550 700 400 550 700

Состав пленки Беспримесное серебро 74,1 90,1 95,0 46,8 75,9 84,1 27,3 14,2 10,9 Ag-C 65,5 85,1 91,8 62,5 84,6 91,5 3,0 0,5 0,3 Ag-Sm-Cu 71,4 90,4 94,6 69,9 90,2 94,6 1,5 0,2 0,0 Ag-Bi-Nd 71,1 90,4 94,8 68,3 89,9 94,7 2,8 0,5 0,1

Как может быть видно в Таблице 2, пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd имели примерно одинаковые уровни начальной отражательной способности, несмотря на то, что эти значения были меньше значений пленок беспримесного серебра при некоторых длинах волн. Однако, было обнаружено, что спад отражательной способности пленок сплава после обработки формированием рельефа был меньше. Снижение отражательной способности было в частности меньше в пленке сплава Ag-Sm-Cu по всему видимому диапазону длины волны света.

Пленка беспримесного серебра имела высокую начальную отражательную способность после осаждения по всему видимому диапазону длины волны света. Однако, отражательная способность пленки беспримесного серебра значительно снижалась после обработки формированием рельефа. Снижение отражательной способности в пленке беспримесного серебра была особо заметно на стороне более короткой длины волны (400 нм). Такое уменьшение отражательной способности пленки беспримесного серебра возникает по причине воздействия высокой температуры при термообработке резиста или воздействия органического растворителя во время отсоединения резиста.

Пленка сплава Ag-C имела более низкую начальную отражательную способность после осаждения, чем пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd, и показывала большее снижение отражательной способности после обработки формированием рельефа, по сравнению с другими пленками сплава.

b. Пропускная способность

Изменения пропускной способности пленок сплава (пленки Ag-С сплава, пленки сплава Ag-Sm-Cu и пленки сплава Ag-Bi-Nd) после обработки формированием рельефа также были измерены как стойкость к обработке.

Точнее говоря, пленки сплава сравнивались в отношении начальной пропускной способности после осаждения и пропускной способности после обработки формированием рельефа.

Таблица 3 представляет начальную пропускную способность (%) и пропускную способность (%) после обработки формированием рельефа пленок сплава при 400 нм, 550 нм и 700 нм. Таблица 3 также представляет изменения пропускной способности (увеличение в процентах), вычисленные как разность между начальной пропускной способности и пропускной способностью после обработки формированием рельефа.

Таблица 3     Начальная пропускная способность [%] Пропускная способность после обработки формированием рельефа
[%] Изменения пропускной способности
[%] Длина волны [нм] 400 550 700 400 550 700 400 550 700 Состав пленки Ag-C 17,6 8,2 4,2 20,4 8,7 4,5 2,8 0,5 0,3 Ag-Sm-Cu 20,1 6,9 3,6 21,5 7,1 3,6 1,4 0,2 0,0 Ag-Bi-Nd 19,7 7,6 4,0 22,3 8,0 4,1 2,6 0,5 0,1

Как может быть видно в Таблице 3, пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd имели более низкие значения начальной пропускной способности, чем значения пропускной способности пленки сплава Ag-C после осаждения при некоторых длинах волн. Однако, было обнаружено, что рост пропускной способности этих пленок сплава после обработки формированием рельефа был меньшим. Рост пропускной способности был в частности меньше в пленке сплава Ag-Sm-Cu по всему видимому диапазону длин волн.

В результате было обнаружено, что пленка сплава Ag-Sm-Cu и пленка сплава Ag-Bi-Nd проявляют незначительные изменения пропускной способности после испытания высокой температурой и незначительные изменения отражательной и пропускной способностей после обработки формированием рельефа.

В связи с этим, было обнаружено, что снижение производительности может быть остановлено в интерференционном фильтре переменной длины волны (эталоне), который использует эти пленки сплава как пару отражающих пленок. Также было обнаружено, что снижение производительности в результате окисления после погружения в воду изделия для интерференционного фильтрования переменной длины волны может также быть остановлено, и что может быть обеспечен высоко надежный интерференционный фильтр переменной длины волны.

Интерференционный фильтр содержит первую отражательную пленку и вторую отражательную пленку, размещенную так, чтобы обращаться к первой отражательной пленке с зазором между ними. В первом варианте первая и вторая отражательные пленки включают пленку сплава Ag-Sm-Cu. Во втором варианте первая и вторая отражательные пленки включают пленку сплава Ag-Bi-Nd. В третьем варианте первая и вторая отражательные пленки включают одну из пленок сплава Ag-Sm-Cu и сплава Ag-Bi-Nd. Первая и вторая пленки сплава имеют толщину менее чем 80 нм. Технический результат - повышение жаропрочности и стойкости к обработке при сохранении отражательной способности, а так же повышение пропускной способности. 7 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Интерференционный фильтр, содержащий:
первую отражательную пленку; и
вторую отражательную пленку, размещенную так, чтобы обращаться к первой отражательной пленке с зазором между ними,
в котором первая отражательная пленка включает первую пленку сплава Ag-Sm-Cu, которая содержит серебро (Ag), самарий (Sm) и медь (Cu), и
вторая отражательная пленка включает вторую пленку сплава Ag-Sm-Cu, которая содержит серебро (Ag), самарий (Sm) и медь (Cu), при этом первая и вторая пленки сплава Ag-Sm-Cu имеют толщину менее, чем 80 нм.

2. Интерференционный фильтр по п. 1, в котором каждая из первой и второй пленок сплава Ag-Sm-Cu имеет:
содержание Sm от 0,1 ат. % до 0,5 ат. % включительно;
содержание Cu от 0,1 ат. % до 0,5 ат. % включительно;
полное содержание Sm и Cu 1 ат. % или меньше.

3. Интерференционный фильтр по п. 1, в котором:
первая отражательная пленка представляет собой первую однослойную пленку, образованную из первой пленки сплава Ag-Sm-Cu; и
вторая отражательная пленка представляет собой вторую однослойную пленку, образованную из второй пленки сплава Ag-Sm-Cu.

4. Интерференционный фильтр по п. 1, дополнительно содержащий:
первую подложку, поддерживающую первую отражательную пленку, и
вторую подложку, поддерживающую вторую отражательную пленку, и
в котором первая отражательная пленка включает первую диэлектрическую пленку, обеспеченную между первой пленкой сплава Ag-Sm-Cu и первой подложкой,
вторая отражательная пленка включает вторую диэлектрическую пленку, обеспеченную между второй пленкой сплава Ag-Sm-Cu и второй подложкой, и
каждая из первой и второй диэлектрических пленок представляет собой одну из:
однослойной пленки из оксида титана (TiO₂); и
многослойной пленки, которая представляет собой ламинат из:
слоя оксида титана (TiO₂) или окиси тантала (Ta₂O₅); и
слоя оксида кремния (SiO₂) или фторида магния (MgF₂).

5. Интерференционный фильтр по п. 4,
в котором первая отражательная пленка включает первую защитную пленку, обеспеченную на первой пленке сплава Ag-Sm-Cu, противоположной первой диэлектрической пленке,
вторая отражательная пленка включает вторую защитную пленку, обеспеченную на второй пленке сплава Ag-Sm-Cu, противоположной второй диэлектрической пленке, и
каждая из первой и второй защитных пленок содержит оксид кремния (SiO₂), оксинитрид кремния (SiON), нитрид кремния (SiN) или оксид алюминия.

6. Интерференционный фильтр, содержащий:
первую отражательную пленку; и
вторую отражательную пленку, размещенную так, чтобы обращаться к первой отражательной пленке с зазором между ними,
в котором первая отражательная пленка включает первую пленку сплава Ag-Bi-Nd, которая содержит серебро (Ag), висмут (Bi) и неодим (Nd), и
вторая отражательная пленка включает вторую пленку сплава Ag-Bi-Nd, которая содержит серебро (Ag), висмут (Bi) и неодим (Nd), при этом первая и вторая пленки сплава Ag-Bi-Nd имеют толщину менее, чем 80 нм.

7. Интерференционный фильтр по п. 6, в котором каждая из первой и второй пленок сплава Ag-Bi-Nd имеет:
содержание Bi от 0,1 ат. % до 3 ат. % включительно;
содержание Nd от 0,1 ат. % до 5 ат. % включительно.

8. Оптический модуль, содержащий:
интерференционный фильтр по одному из пп. 1-4; и
детектор, который обнаруживает количество света, отбираемого этим интерференционным фильтром.

9. Оптический модуль, содержащий:
интерференционный фильтр по одному из пп. 6 и 7; и
детектор, который обнаруживает количество света, отбираемого этим интерференционным фильтром.

10. Анализирующее устройство, содержащее:
интерференционный фильтр по одному из пп. 1-4;
детектор, который обнаруживает количество света, отбираемого этим интерференционным фильтром; и
процессор, который выполняет фотометрический процесс, основанный на количестве света, обнаруженного детектором.

11. Анализирующее устройство, содержащее:
интерференционный фильтр по одному из пп. 6 и 7;
детектор, который обнаруживает количество света, отбираемого этим интерференционным фильтром; и
процессор, который выполняет фотометрический процесс, основанный на количестве света, обнаруженного детектором.

12. Интерференционный фильтр, содержащий:
первую отражательную пленку; и
вторую отражательную пленку, размещенную так, чтобы обращаться к первой отражательной пленке с зазором между ними,
в котором первая и вторая отражательные пленки включают одну из:
пленки сплава Ag-Sm-Cu, которая содержит серебро (Ag), самарий (Sm) и медь (Cu); и
пленки сплава Ag-Bi-Nd, которая содержит серебро (Ag), висмут (Bi) и неодим (Nd), при этом пленки сплава Ag-Sm-Cu и пленки сплава Ag-Bi-Nd имеют толщину менее, чем 80 нм.

13. Интерференционный фильтр по п. 12, в котором
пленка сплава Ag-Sm-Cu имеет:
содержание Sm от 0,1 ат. % до 0,5 ат. % включительно;
содержание Cu от 0,1 ат. % до 0,5 ат. % включительно; и
полное содержание Sm и Cu 1 ат. % или меньше, и
пленка сплава Ag-Bi-Nd имеет:
содержание Bi от 0,1 ат. % до 3 ат. % включительно;
содержание Nd от 0,1 ат. % до 5 ат. % включительно.

14. Интерференционный фильтр по п. 12, дополнительно содержащий:
первую подложку, поддерживающую первую отражательную пленку, и
вторую подложку, поддерживающую вторую отражательную пленку, и
в котором первая отражательная пленка включает первую диэлектрическую пленку, обеспеченную между первой пленкой сплава, которая представляет собой одну из пленки сплава Ag-Sm-Cu и пленки сплава Ag-Bi-Nd, и первой подложкой,
вторая отражательная пленка включает вторую диэлектрическую пленку, обеспеченную между второй пленкой сплава, которая представляет собой одну из пленки сплава Ag-Sm-Cu и пленки сплава Ag-Bi-Nd, и второй подложкой, и
каждая из первой и второй диэлектрических пленок представляет собой одну из:
однослойной пленки из оксида титана (TiO₂); и
многослойной пленки, которая представляет собой ламинат из:
слоя оксида титана (TiO₂) или окиси тантала (Ta₂O₅); и
слоя оксида кремния (SiO₂) или фторида магния (MgF₂).

15. Интерференционный фильтр по п. 14,
в котором первая отражательная пленка включает первую защитную пленку, обеспеченную на первой пленке сплава, противоположной первой диэлектрической пленке,
вторая отражательная пленка включает вторую защитную пленку, обеспеченную на второй пленке сплава, противоположной второй диэлектрической пленке, и
каждая из первой и второй защитных пленок содержит оксид кремния (SiO₂), оксинитрид кремния (SiON), нитрид кремния (SiN) или оксид алюминия.