JPH0322603B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0322603B2 JPH0322603B2 JP60008585A JP858585A JPH0322603B2 JP H0322603 B2 JPH0322603 B2 JP H0322603B2 JP 60008585 A JP60008585 A JP 60008585A JP 858585 A JP858585 A JP 858585A JP H0322603 B2 JPH0322603 B2 JP H0322603B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- optical filter
- single crystal
- glass film
- glass
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光フイルタおよびその作製法に関す
るものである。
るものである。
第３図に従来の光フイルタの構成を示す。厚い
ガラス板１に金属膜あるいは多層膜からなる光フ
イルタ膜２を形成し、これを図に示すように斜め
に配置すると、入射光の軸３と透過光の軸４の間
に光軸ずれ〓を生じる。この〓は、ガラス板厚を
ｔ、ガラスの屈折率をｎ、入射角をθとすれば次
式で与えられる。
ガラス板１に金属膜あるいは多層膜からなる光フ
イルタ膜２を形成し、これを図に示すように斜め
に配置すると、入射光の軸３と透過光の軸４の間
に光軸ずれ〓を生じる。この〓は、ガラス板厚を
ｔ、ガラスの屈折率をｎ、入射角をθとすれば次
式で与えられる。
例えばθ＝45゜の時には、ｎ＝1.48であるから
となり、ｔ＝１mmでも0.4mmのずれを生じ、光学
系の組立てに大きな問題となる。これを防止する
ためにはガラス板１の厚さを薄くすればよいが、
ガラス板１を薄くした場合には光フイルタの強度
が著しく弱くなるという問題を生じる。
系の組立てに大きな問題となる。これを防止する
ためにはガラス板１の厚さを薄くすればよいが、
ガラス板１を薄くした場合には光フイルタの強度
が著しく弱くなるという問題を生じる。
また、従来の光フイルタとして、第４図に示す
ように、２ケの直角プリズム５，６の斜面に金属
膜または多層膜からなる光フイルタ膜７を形成し
たものが知られている。しかし、プリズムを作製
をすることは加工精度を要し、プリズムの３面を
研磨するので作業量が多く、価格が極めて高くな
るという欠点がある。また、この構造では小形化
が非常に難しいという問題もある。
ように、２ケの直角プリズム５，６の斜面に金属
膜または多層膜からなる光フイルタ膜７を形成し
たものが知られている。しかし、プリズムを作製
をすることは加工精度を要し、プリズムの３面を
研磨するので作業量が多く、価格が極めて高くな
るという欠点がある。また、この構造では小形化
が非常に難しいという問題もある。
本発明では、上記従来の光フイルタで生じる欠
点、すなわち、入射光と透過光の光軸ずれ、光フ
イルタの高価格化、大型化を問題としている。
点、すなわち、入射光と透過光の光軸ずれ、光フ
イルタの高価格化、大型化を問題としている。
本発明のうち、第１の発明である光フイルタ
は、光フイルタ膜を形成した石英系ガラス膜にSi
単結晶の枠を形成してなるものである。
は、光フイルタ膜を形成した石英系ガラス膜にSi
単結晶の枠を形成してなるものである。
また、第２の発明である光フイルタ作製法は、
Si単結晶基板上に石英系ガラスの微粒化を堆積
し、これを熱処理によりガラス膜化するか、直接
CVD法が蒸着法によりガラス膜化し、ガラス膜
と反対側のSi単結晶を選択的に穴状にガラス膜に
達するまでエツチングし、その後ガラス膜の一面
に光フイルタ膜を形成し、さらにSi結晶基板をSi
のへき開面に沿つてへき開を施して光フイルタを
得るようにしたものである。
Si単結晶基板上に石英系ガラスの微粒化を堆積
し、これを熱処理によりガラス膜化するか、直接
CVD法が蒸着法によりガラス膜化し、ガラス膜
と反対側のSi単結晶を選択的に穴状にガラス膜に
達するまでエツチングし、その後ガラス膜の一面
に光フイルタ膜を形成し、さらにSi結晶基板をSi
のへき開面に沿つてへき開を施して光フイルタを
得るようにしたものである。
第１図は本発明による光フイルタの構成を示す
図である。この図において、８はSi単結晶、９は
石英系ガラス膜、１０は金属膜または誘電体多層
膜からなる光のフイルタ膜、１１は防反射膜であ
る。図に示されるように光フイルタは、窓枠状に
形成されたSi単結晶８の一方の側の面に石英系ガ
ラス膜９が形成され、石英系ガラス膜９の一方の
側の面に光フイルタ膜１０が形成されると共に同
他方の側の面に防反射膜１１が形成されたもので
ある。光フイルタ膜１０は、波長識別フイルタ
膜、半透鏡、偏波分離フイルタ膜等である。この
光フイルタでは、石英系ガラス膜９にSi単結晶８
の枠が形成されているので、Si単結晶８によつて
光フイルタ全体の強度を高めることができ、これ
によつて石英系ガラス膜９の膜厚を薄くすること
ができ、入射光と透過光との光軸ずれを僅かに抑
えることができる。
図である。この図において、８はSi単結晶、９は
石英系ガラス膜、１０は金属膜または誘電体多層
膜からなる光のフイルタ膜、１１は防反射膜であ
る。図に示されるように光フイルタは、窓枠状に
形成されたSi単結晶８の一方の側の面に石英系ガ
ラス膜９が形成され、石英系ガラス膜９の一方の
側の面に光フイルタ膜１０が形成されると共に同
他方の側の面に防反射膜１１が形成されたもので
ある。光フイルタ膜１０は、波長識別フイルタ
膜、半透鏡、偏波分離フイルタ膜等である。この
光フイルタでは、石英系ガラス膜９にSi単結晶８
の枠が形成されているので、Si単結晶８によつて
光フイルタ全体の強度を高めることができ、これ
によつて石英系ガラス膜９の膜厚を薄くすること
ができ、入射光と透過光との光軸ずれを僅かに抑
えることができる。
第２図ａ〜ｆは上記の光フイルタの作製方法を
示す図である。
示す図である。
光フイルタを作製するには、まず、第２図ａに
示すように、（100）面を研磨したSi単結晶８の基
板上にGeO2を34mol％ドープしたSiO2系微粒子
ガラス１３を堆積し、1300℃にて２時間加熱し、
このSiO2系微粒子ガラス１３を透明化し石英系
ガラス膜９を形成する（第２図ｂ参照）。GeO2を
ドープする理由はSi単結晶８の熱膨張係数と石英
系ガラス膜の熱膨張係数とほぼ一致させるためで
ある。石英系ガラス膜の他の形成法としては、電
子ビーム蒸着法がある。この場合にも蒸着源に
GeO2が34mol％含まれるSiO2ガラスを用いる。
このほかCVD法によつても石英系ガラス膜９を
Si単結晶８基板上に形成することができる。電子
ビーム蒸着法やCVD法によつて形成した石英系
ガラス膜９は膜形成直後でも使用できるが、膜９
と基板８の付着性を上げるにはやはり膜形成後
1000℃、１時間加熱焼鈍する必要がある。
示すように、（100）面を研磨したSi単結晶８の基
板上にGeO2を34mol％ドープしたSiO2系微粒子
ガラス１３を堆積し、1300℃にて２時間加熱し、
このSiO2系微粒子ガラス１３を透明化し石英系
ガラス膜９を形成する（第２図ｂ参照）。GeO2を
ドープする理由はSi単結晶８の熱膨張係数と石英
系ガラス膜の熱膨張係数とほぼ一致させるためで
ある。石英系ガラス膜の他の形成法としては、電
子ビーム蒸着法がある。この場合にも蒸着源に
GeO2が34mol％含まれるSiO2ガラスを用いる。
このほかCVD法によつても石英系ガラス膜９を
Si単結晶８基板上に形成することができる。電子
ビーム蒸着法やCVD法によつて形成した石英系
ガラス膜９は膜形成直後でも使用できるが、膜９
と基板８の付着性を上げるにはやはり膜形成後
1000℃、１時間加熱焼鈍する必要がある。
つぎに後の工程でSi単結晶基板８上の光フイル
タを分離するために第２図ｃに示すようにへき開
用の溝１５を作る。すなわち最終的に得られる窓
ガラス状の光フイルタのSi単結晶のフレームとな
るようにSi単結晶基板８上にSi単結晶８のへき開
面（110）と平行に基盤目状の浅い溝１５を形成
する。マスク材としてはCr膜１６、エツチング
液としてピロカテコール・エチレン・ジアミンを
用いる。
タを分離するために第２図ｃに示すようにへき開
用の溝１５を作る。すなわち最終的に得られる窓
ガラス状の光フイルタのSi単結晶のフレームとな
るようにSi単結晶基板８上にSi単結晶８のへき開
面（110）と平行に基盤目状の浅い溝１５を形成
する。マスク材としてはCr膜１６、エツチング
液としてピロカテコール・エチレン・ジアミンを
用いる。
溝１５の形成後には、Cr膜（マスク）１６を
除去する。このCr膜１６の除去には、（赤血塩＋
NaOH＋H2O）あるいは（硝酸第２セリウム＋
過塩酸＋H2O）のエツチング液を用いる。
除去する。このCr膜１６の除去には、（赤血塩＋
NaOH＋H2O）あるいは（硝酸第２セリウム＋
過塩酸＋H2O）のエツチング液を用いる。
ついで、第２図ｄに示すように所定の大きさの
窓ガラス状となるようにSi単結晶基板８の裏面を
ホトエツチングでSi単結晶を除去する。この場合
も、Si単結晶のエツチング時には、マスク材１７
としてCr膜またはSi3N4膜を用い、エツチング液
としてはピロカテロール・エチレン・ジアミンを
用いる。Si単結晶をエツチング後マスク材がCr
膜である場合は（赤血球＋NaOH＋H2O）ある
いは（硝酸第２セリウム＋過塩酸＋H2O）のエ
ツチ液で、Si3N4膜である場合はCF4のプラズマ
エツチングでこれらを除去する。石英系ガラス膜
９の表面がSi単結晶のエツチング時に影響受ける
場合には石英系ガラス膜９にCr膜を薄く蒸着し
て保護する。
窓ガラス状となるようにSi単結晶基板８の裏面を
ホトエツチングでSi単結晶を除去する。この場合
も、Si単結晶のエツチング時には、マスク材１７
としてCr膜またはSi3N4膜を用い、エツチング液
としてはピロカテロール・エチレン・ジアミンを
用いる。Si単結晶をエツチング後マスク材がCr
膜である場合は（赤血球＋NaOH＋H2O）ある
いは（硝酸第２セリウム＋過塩酸＋H2O）のエ
ツチ液で、Si3N4膜である場合はCF4のプラズマ
エツチングでこれらを除去する。石英系ガラス膜
９の表面がSi単結晶のエツチング時に影響受ける
場合には石英系ガラス膜９にCr膜を薄く蒸着し
て保護する。
つぎに、第２図ｅに示すように、石英系ガラス
膜９上に金属膜あるいは誘電体多層からなる光フ
イルタ膜１０を形成する。さらにその反対面に防
反射膜１１を形成する。この防反射膜１１は必ら
ずしも形成する必要はない。また光フイルタ膜１
０の形成は石英系ガラス膜９形成直後に形成して
もよい。この場合にはSi単結晶エツチングの保護
のために薄いCr膜を蒸着により形成する。最終
的に第２図ｆに示すようにへき開により溝１５に
沿つてSi単結晶基板８を割つて、第１図に示すよ
うにSi単結晶８をフレームとして光フイルタを形
成する。実験例では、３インチ直径、厚さ0.2mm
のSi単結晶基板から、外側５mm□ 、内側３mm□ の
光フイルタが105枚得られた。なお、石英系ガラ
ス膜はガラス微粒子を透明化して作られ、膜厚は
15μｍである。
膜９上に金属膜あるいは誘電体多層からなる光フ
イルタ膜１０を形成する。さらにその反対面に防
反射膜１１を形成する。この防反射膜１１は必ら
ずしも形成する必要はない。また光フイルタ膜１
０の形成は石英系ガラス膜９形成直後に形成して
もよい。この場合にはSi単結晶エツチングの保護
のために薄いCr膜を蒸着により形成する。最終
的に第２図ｆに示すようにへき開により溝１５に
沿つてSi単結晶基板８を割つて、第１図に示すよ
うにSi単結晶８をフレームとして光フイルタを形
成する。実験例では、３インチ直径、厚さ0.2mm
のSi単結晶基板から、外側５mm□ 、内側３mm□ の
光フイルタが105枚得られた。なお、石英系ガラ
ス膜はガラス微粒子を透明化して作られ、膜厚は
15μｍである。
本発明によれば、光フイルタ膜が形成された石
英系ガラス膜にSi単結晶の枠を形成した構造であ
るので、Si単結晶が補強材となつて石英系ガラス
膜の膜厚を薄くすることができ、これによつて入
射光と透過光との軸ずれを極めて小さくすること
が可能となる。本発明では、石英系ガラス膜を
10μｍ以下とすることも可能である。またエツチ
ングによつて小形のものを含めた種々の大きさ形
状が実現できると同時に、一枚のSi単結晶基板か
ら数枚から数十枚の光フイルタを作製することが
でき、光フイルタを安価に得ることができる。
英系ガラス膜にSi単結晶の枠を形成した構造であ
るので、Si単結晶が補強材となつて石英系ガラス
膜の膜厚を薄くすることができ、これによつて入
射光と透過光との軸ずれを極めて小さくすること
が可能となる。本発明では、石英系ガラス膜を
10μｍ以下とすることも可能である。またエツチ
ングによつて小形のものを含めた種々の大きさ形
状が実現できると同時に、一枚のSi単結晶基板か
ら数枚から数十枚の光フイルタを作製することが
でき、光フイルタを安価に得ることができる。
第１図は本発明の一実施例として示した光フイ
ルタの斜視図、第２図ａ〜ｆは本発明の光フイル
タ作製方法を示す説明図、第３図、第４図はいず
れも従来の光フイルタの側面図である。 ８……Si単結晶、９……石英系ガラス膜、１０
……光フイルタ膜、１３……石英系ガラス微粒
子。
ルタの斜視図、第２図ａ〜ｆは本発明の光フイル
タ作製方法を示す説明図、第３図、第４図はいず
れも従来の光フイルタの側面図である。 ８……Si単結晶、９……石英系ガラス膜、１０
……光フイルタ膜、１３……石英系ガラス微粒
子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石英系ガラス膜上に光フイルタ膜が形成さ
れ、かつ該石英系ガラス膜にSi単結晶の枠が形成
されていることを特徴とする光フイルタ。 ２ Si単結晶基板上に石英系ガラスの微粒子を堆
積し、これを熱処理によりガラス膜化するか、直
接CVD法や蒸着法によりガラス膜化し、ガラス
膜と反対側のSi単結晶を選択的に穴状にガラス膜
に達するまでエツチングし、その後ガラス膜の一
面に光フイルタ膜を形成し、さらにSi単結晶基板
をSiのへき開面に沿つてへき開を施して光フイル
タを得ることを特徴とする光フイルタ作製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008585A JPS61167904A (ja) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | 光フイルタおよび光フイルタ作製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008585A JPS61167904A (ja) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | 光フイルタおよび光フイルタ作製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61167904A JPS61167904A (ja) | 1986-07-29 |
| JPH0322603B2 true JPH0322603B2 (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=11697077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60008585A Granted JPS61167904A (ja) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | 光フイルタおよび光フイルタ作製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61167904A (ja) |
-
1985
- 1985-01-21 JP JP60008585A patent/JPS61167904A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61167904A (ja) | 1986-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |