专利名称：光学滤波器及光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学滤波器及光学设备。本申请以日本专利特愿2003-084984号及特愿2003-299223号为基础申请，并引用了其内容。
背景技术：
在生物体试料的观察等中使用的光学设备即荧光显微镜，在使激励光照射经染色处理后的细胞等试料时，通过观察试料产生的荧光，来分析试料的结构和性质。
近年来为了分析基因组，需要对例如由具有502nm波长的激励光激励的、且在526nm波长具有峰值的荧光进行观察。在这种情况下，由于激励光的波长与荧光的波长接近，所以为了有效地检测出荧光，光学滤波器被用作确定荧光的测定灵敏度和精度的非常重要的关键部件，这种光学滤波器利用阻止频带切断激励光，使荧光观察波长的光在透射频带透射。
这种光学滤波器，要求在透射频带和阻止频带的边界处具有分光特性的急剧上升、而且在透射频带基本透射100％的光的性能。另外，希望在透射频带没有相对波长增减的透射率的周期波动(脉动)。
这样，切断规定波长频带的光、而透射其他波长的光的光学滤波器即负滤波器，如图10A所示，通过在基板上形成交替叠层了高折射率层和低折射率层的多层膜制作而成。在图10A中，横轴表示光学膜厚，纵轴表示膜的折射率。在图10B中，把构成膜时透过膜的光的波长与透过率的关系表示为分光特性。
该光学滤波器越增加上述层数，越能够使透射频带和阻止频带的边界处的上升变急剧。并且，如图11A所示，也可以通过进行改变各层的光学膜厚来减少脉动的膜设计。图11B表示减少了脉动的情况。
如图12A所示，使膜的折射率在膜厚方向周期性地连续变化，使其折射率分布形成为被称为波束(Wavelet)的形状，如图12B所示，可以从原理上消除透射频带的脉动(例如，参照非专利文献1“W.H.Southwell，Using Apodization Function to Reduce Sidelobes inRugate Filters，Appl.Opt.，Vol.28(1989)P.5091-5094”)。
另外，还提出有例如图13A所示，通过将连续的折射率分别分割成阶梯状来使其近似的方法，设置使周期的中间部分的高折射率层和低折射率层的各自折射率为一定的反复层的结构等(例如，参照日本专利第3290629号公报的图1，非专利文献2“P.G.Very，J.A.Dobrowolski，W.J.Wild，and R.L.Burton，Synthesis of high rejection filters withthe Fourier transform method，Appl.Opt.，Vol.28(1989)P.2864-2875”，非专利文献2“HAND BOOK OF OPTICS，Second Edition，Vol.1，Fundamentals，Techniques，and Design，OPTICAL SOCIETY OFAMERICA，McGRAW-Hill，1995，p42.50)。
发明内容
本发明的光学滤波器具有基板和形成于所述基板上的薄膜，所述薄膜具有从所述基板侧交替叠层的低折射率层和折射率高于该低折射率层的高折射率层，在该薄膜上还形成有所述高折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变高的第1叠层部；与该第1叠层部邻接，所述高折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的高折射率层中最高的折射率大致相同的第2叠层部；与该第2叠层部邻接，所述高折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变低的第3叠层部，在从所述第1叠层部到所述第3叠层部中至少一个叠层部中，插入所述高折射率层的折射率被设定为低于通过所述低折射率层而邻接的两侧的其他高折射率层的高折射率变动层部。
也可以在所述第2叠层部与所述第1叠层部或所述第3叠层部的边界处或者其附近，插入所述高折射率变动层部。
也可以使所述低折射率层的折射率与所述基板的折射率大致相同。
在把相对阻止透射的波长频带的中心波长(λ)的设计波长设为λ/n(n为整数)时，也可以把所述高折射率层、所述低折射率层和所述高折射率变动层部的光学膜厚，设定为所述设计波长的大致n/4倍。
也可以把所述薄膜中构成与所述基板邻接的初始区域及其相反侧的最终区域的至少一层的光学膜厚，设定为所述设计波长的大致n/2倍。
本发明的光学滤波器由基板和形成于所述基板上的薄膜构成，所述薄膜具有从所述基板侧交替叠层的低折射率层和折射率高于该低折射率层的高折射率层，在该薄膜上还形成有所述高折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变高的第1叠层部；与该第1叠层部邻接，所述高折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的高折射率层中最高的折射率大致相同的第2叠层部；与该第2叠层部邻接，所述高折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变低的第3叠层部，在从所述第1叠层部到所述第3叠层部中至少一个叠层部中，插入所述低折射率层的折射率被设定为高于通过所述高折射率层而邻接的两侧的其他低折射率层的低折射率变动层部。
也可以使所述高折射率层的折射率与所述基板的折射率大致相同。
本发明的光学滤波器由基板和形成于所述基板上的薄膜构成，所述薄膜具有从所述基板侧交替叠层的低折射率层和折射率高于该低折射率层的高折射率层，在该薄膜上还形成有所述高折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变高，并且所述低折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变低的第1叠层部；与该第1叠层部邻接，所述高折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的高折射率层中最高的折射率大致相同，并且所述低折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的低折射率层中最低的折射率大致相同的第2叠层部；与该第2叠层部邻接，所述高折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变低，并且所述低折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变高的第3叠层部，所述高折射率层的折射率被设定为低于通过所述低折射率层而邻接的两侧的其他所述高折射率层的高折射率变动层部、和所述低折射率层的折射率被设定为高于通过所述高折射率层而邻接的两侧的其他所述低折射率层的低折射率变动层部中的至少一方，被插入从所述第1叠层部到所述第3叠层部的至少一个叠层部中。
也可以在所述第2叠层部与所述第1叠层部或所述第3叠层部的边界处或者其附近，插入所述高折射率变动层部和所述低折射率变动层部中的至少一方。
在把相对阻止透射的波长频带的中心波长(λ)的设计波长设为λ/n(n为整数)时，也可以把所述高折射率层、所述低折射率层、所述高折射率变动层部和所述低折射率变动层部的光学膜厚，设定为所述设计波长的大致n/4倍。
也可以把所述薄膜中构成与所述基板邻接的初始区域及其相反侧的最终区域的至少一层的光学膜厚，设定为所述设计波长的大致n/2倍。
本发明的光学设备具有所述光学滤波器。
图1是表示具有本发明的光学滤波器的光学设备的第1实施方式即荧光显微镜的概况的图。
图2A和图2B是表示该荧光显微镜具有的光学滤波器即吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图3是表示该荧光显微镜的波长和透射率的关系的曲线图。
图4A和图4B是表示本发明的光学滤波器的第2实施方式即吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图5A和图5B是表示本发明的光学滤波器的第3实施方式即吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图6A和图6B是表示上述第1实施方式的其他示例的图，是表示吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图7A和图7B是表示上述第1实施方式的其他示例的图，是表示吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图8A和图8B是表示上述第3实施方式的其他示例的图，是表示吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图9A和图9B是表示上述第3实施方式的其他示例的图，是表示吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图10A和图10B是表示以往的吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图11A和图11B是表示以往的吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图12A和图12B是表示所述非专利文献1记载的以往的吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图13A和图13B是表示以往的吸收滤波器的膜结构和分光特性的曲线图。
图14A和图14B是表示本发明的光学滤波器即吸收滤波器的其他实施方式的膜结构和分光特性的曲线图。
图15A和图15B是表示本发明的光学滤波器即吸收滤波器的其他实施方式的膜结构和分光特性的曲线图。
图16A和图16B是表示本发明的光学滤波器即吸收滤波器的其他实施方式的膜结构和分光特性的曲线图。
具体实施例方式
以下，参照图1～图3说明本发明的第1实施方式。
如图1所示，本实施方式的荧光显微镜(光学设备)10具有激励滤波器11、分色镜12、吸收滤波器(光学滤波器)13、目镜14和物镜15。
激励滤波器11被设置在光源16的光路上，并且仅选择性地把从光源16产生的光中特定波长的部分作为激励光透射。
分色镜12是半透射镜，被设定成变更光路以使透射激励滤波器11的光的光路照射到所放置的例如生物体细胞等的标本17上，并且使通过该照射从标本17产生的荧光透射到观察侧。目镜14和物镜15被设置成可以观察上述荧光。
吸收滤波器13由玻璃制基板18、形成于该基板18上的薄膜19、设在薄膜19上的入射侧介质18A构成，仅选择性地使上述荧光透射。入射侧介质18A由具有与基板18相同的折射率的部件(例如玻璃板)构成。
如图2A所示，薄膜19通过从基板18侧交替地叠层折射率相对较低的低折射率层20和折射率相对较高的高折射率层21而构成，具有高折射率层21的折射率从基板18侧逐渐变高的第1叠层部22；与第1叠层部22邻接，高折射率层21的折射率与构成第1叠层部22的高折射率层21中最高的折射率大致相同的第2叠层部23；与第2叠层部23邻接，高折射率层21的折射率从第2叠层部23侧逐渐变低的第3叠层部24。
另外，所述“大致相同”是指折射率完全相同或者折射率的偏差在0.2以内的范围。
低折射率层20主要由氧化硅构成，高折射率层21主要由氧化铌构成。
在本实施方式中，设基板18和入射侧介质18A的折射率为1.52，使高折射率层21的折射率从1.98到2.3进行变化，设低折射率层20的折射率为一定值，即1.72。
在薄膜19中，在第1叠层部22和第3叠层部24内、而且是与第2叠层部23的边界处，各插入一层高折射率变动层部25，其中的高折射率层21的折射率被设定为低于通过低折射率层20而邻接的两侧的其他高折射率层21。
在本实施方式中，第2叠层部23的高折射率层21的折射率为与第1叠层部22的高折射率层21的折射率中的最高值相同的2.3，把高折射率变动层部25的折射率设为2.2。
薄膜19在把相对阻止透射的波长频带的中心波长(λ)的设计波长设为λ/n(n为整数)时，例如n＝1，高折射率层21和低折射率层20的光学膜厚被设定为设计波长的1/4倍，构成与基板18邻接的初始区域26及与其相反侧的入射侧介质18A邻接的最终区域27的各一层的光学膜厚，被设定为设计波长的1/2倍。
在本实施方式中，由于把λ设定为600nm，所以各个光学膜厚分别为150nm、300nm。
另外，图2B表示设叠层总数为45层，作为从薄膜的初始区域26到最终区域27各层没有折射率分散的模拟结果。
下面，说明本实施方式的荧光显微镜10的观察方法。
如图1所示，从光源16射出的光通过激励滤波器11成为特定波长的激励光，然后投射到分色镜12上。该激励光通过分色镜12使光路折弯，并在物镜15聚光后照射到标本17上。通过该照射，从标本17产生荧光。荧光通过物镜15成为平行光，并到达分色镜12，进一步透射后到达吸收滤波器13。
到达吸收滤波器13的荧光从入射侧介质18A侧入射，透过图2A所示的第3叠层部24、第2叠层部23、第1叠层部22后，从图1所示的基板18侧再次射出到外部。
具有荧光以外的波长的激励光等也混合入射到吸收滤波器13。但是，由于薄膜19具有上述的第1叠层部22～第3叠层部24，所以吸收滤波器13一面阻止激励光等所属的波长频带即阻止频带28中的光射出到外部，一面使荧光所属的波长频带即透射频带29中的光透射。
此时，由于插入有高折射率变动层部25，高折射率层21和低折射率层20的光学膜厚被设定为设计波长的1/4倍，所以透射的光因成膜时的膜厚控制性良好而具有稳定的光学特性。
另外，由于把构成初始区域26及其相反侧的最终区域27的各一层的光学膜厚设定为设计波长的1/2倍，所以相对想要检测荧光的波长，能够抑制透射率的脉动。
从吸收滤波器13射出的荧光，透过目镜14而聚光，并到达观察侧。
通过采用吸收滤波器13，例如图2B所示，阻止频带28和透射频带29的边界处的分光特性的上升急剧，并且几乎能够完全抑制在透射频带29的脉动29a。并且，由于是容易进行成膜时的控制的膜结构，所以能够提高光学特性的稳定性。另外，根据这种荧光显微镜10，由于吸收滤波器13具有图3所示的接近理想滤波器的光学特性，所以能够无衰减地透射如果是以往的滤波器则会形成透射光量降低的波长区域的光量(光量增加部分)。结果，能够显著提高荧光测定中的检测灵敏度，并且可以提高基因组分析等的分析精度、检测精度，缩短观察时间。
下面，参照图4A说明本发明的第2实施方式。另外，在以下说明中，对与上述第1实施方式中说明的构成要素相同的要素赋予相同符号，并省略其说明。
本实施方式与上述第1实施方式的不同之处是，在本实施方式的薄膜30中，插入低折射率变动层部31而不是高折射率变动层部25，使构成第1叠层部22和第3叠层部24的低折射率层20的折射率也变化。
即，在薄膜30中，构成第1叠层部22的低折射率层20的折射率形成为从基板18侧逐渐变低，构成第2叠层部23的低折射率层20的折射率形成为与构成第1叠层部22的低折射率层20中最低的折射率大致相同，构成第3叠层部24的低折射率层20的折射率形成为从第2叠层部23侧逐渐变高。
并且，在第2叠层部23和第1叠层部22及第3叠层部24的边界处，各插入一层低折射率变动层部31，其低折射率层20的折射率被设定为高于通过高折射率层21邻接的两侧的低折射率层20。
另外，在本实施方式中，如图4A所示，使第1叠层部22的低折射率层20的折射率从1.5变化到1.72，把第2叠层部23的低折射率层20的折射率设为和第1叠层部22的低折射率层20中最低折射率相同的1.5，把低折射率变动层部31的折射率设为1.53。
并且，图4B表示在上述结构的基础上，设叠层总数为45层，作为从初始区域26到最终区域27各层没有折射率分散的模拟结果。
根据本实施方式的吸收滤波器和荧光显微镜，例如图4B所示，与上述第1实施方式相同，可以减小荧光在透射频带的脉动29a，能够稳定获得充足的光量。
下面，参照图5A说明本发明的第3实施方式。另外，在以下说明中，对和上述第1及第2实施方式中说明的构成要素相同的要素赋予相同符号，并省略其说明。
本实施方式与上述第2实施方式的不同之处是，在薄膜32中插入高折射率变动层部25。
即，在薄膜32中，在第1叠层部22内而且是与第2叠层部23的边界处、以及在第3叠层部24内而且是与第2叠层部23的边界处，各插入一层高折射率变动层部25，其高折射率层21的折射率被设定为低于通过低折射率层20邻接的两侧的高折射率层21。
并且，在第2叠层部23内而且是与第1叠层部22和第3叠层部24的边界处，各插入一层低折射率变动层部31，其低折射率层20的折射率被设定为高于通过高折射率层21邻接的两侧的低折射率层20。
并且，在本实施方式中，如图5A所示，使低折射率层20和高折射率层21的折射率进行与上述各实施方式相同的变化，并且把高折射率变动层部25和低折射率变动层部31的折射率设为与上述各实施方式相同的值。
并且，图5B表示在上述结构的基础上，设叠层总数为45层，作为从初始区域26到最终区域27各层没有折射率分散的模拟结果。
根据本实施方式的吸收滤波器和荧光显微镜，例如图5B所示，与上述各实施方式相同，可以更加良好地抑制透射频带的荧光的脉动，能够稳定获得充足的光量。
另外，在本实施方式中，设n＝1，设设计波长与中心波长相同为600nm，设高折射率层21和低折射率层20的光学膜厚为设计波长的1/4倍，而且把构成初始区域26及其相反侧的最终区域27的各一层的光学膜厚设定为其2倍即1/2倍。但是，如果设n＝2，设设计波长为300nm，设高折射率层21和低折射率层20的光学膜厚为设计波长的1/2倍，而且把构成初始区域26及其相反侧的最终区域27的各一层的光学膜厚设定为其2倍即1/1倍，由此形成薄膜32，也能够获得具有和图5B完全相同的分光特性的吸收滤波器。
另外，相对中心波长600nm，把设计波长设为600/n(n为整数)nm，把高折射率层21和低折射率层20的光学膜厚为设计波长的1/4倍，而且把构成初始区域26及其相反侧的最终区域27的各一层的光学膜厚设定为其2倍即n/2倍，由此形成薄膜，也能够获得具有相同分光特性的吸收滤波器。
另外，本发明的技术范围不限于上述各实施方式，可以在不脱离本发明宗旨的范围内施加各种变更。
例如，作为上述第1实施方式的其他示例，如图6A所示，也可以采用在图2A所示薄膜结构中不插入低折射率变动层部31，而使低折射率层20的折射率逐渐变化的薄膜33。另外，如图7A所示，也可以采用在第2叠层部23内而且是与第1叠层部22和第3叠层部24的边界附近各插入一层高折射率变动层部25的薄膜34。无论在哪种情况下，作为使用了各个薄膜的模拟结果，如图6B和图7B所示，可以获得和上述实施方式相同的作用、效果。
并且，作为上述第3实施方式的其他示例，如图8A所示，也可以采用在第1叠层部22和第3叠层部24内各插入一层高折射率变动层部25的薄膜35。同样，图8B表示模拟结果。根据该薄膜35，与第1实施方式相比更加能够抑制脉动。
并且，如图9A所示，也可以采用把高折射率层21和低折射率层20的全部光学膜厚设定为设计波长的1/4倍的薄膜36。同样，图9B表示模拟结果。在该薄膜36中，也可以减小脉动29a。
该情况下，相对中心波长600nm，把设计波长设为600/n(n为整数)nm，把高折射率层21和低折射率层20的光学膜厚设为设计波长的n/4倍，由此形成薄膜，也能够获得具有和图9B完全相同的分光特性的吸收滤波器。
另外，作为其他实施方式，也可以采用如图14A所示结构，在把形成薄膜37的基板18的折射率设为1.8时，低折射率层20的折射率与基板18的折射率相同为一定值即1.8，使第1叠层部22的高折射率层21的折射率以变化率逐渐变大的形式从1.82逐渐变高到2.2，使第3叠层部24的高折射率层21的折射率以变化率逐渐变小的形式从2.2逐渐变低到1.82。此时，在第1叠层部22内而且是与第2叠层部23的边界处、以及在第3叠层部24内而且是与第2叠层部23的边界处，各插入一层折射率为2.12的高折射率变动层部25。
另外，薄膜37的光学膜厚为设计波长的1/4倍，相对λ＝600为150nm，设叠层总数为70层。
图14B表示作为从初始区域26到最终区域27各层没有折射率分散的模拟结果。
如图14B所示，该薄膜37也能够获得和上述第1实施方式相同的作用、效果，可以抑制脉动。并且，也能够充分阻止在阻止频带的光的透射，使透射频带的光更加良好地透射。
并且，作为其他示例，也可以采用如图15A所示结构，把形成薄膜38的基板18的折射率设为1.5时，低折射率层20的折射率与基板18相同为一定值即1.5，使第1叠层部22的高折射率层21的折射率以直线性变化率从1.6变高到2.3，使第3叠层部24的高折射率层21的折射率以直线性变化率从2.3变低到1.6。此时，在第1叠层部22内而且是与第2叠层部23的边界处、以及在第3叠层部24内而且是与第2叠层部23的边界处，各插入一层折射率为2.18的高折射率变动层部25。
另外，薄膜38的光学膜厚为设计波长的1/4倍，相对λ＝600为150nm，设叠层总数为47层。
图15B表示作为从初始区域26到最终区域27各层没有折射率分散的模拟结果。
如图15B所示，该薄膜38也能够获得和上述第1实施方式相同的作用、效果，可以抑制脉动。
如以上说明的那样，与高折射率层21的折射率的变化率无关，无论在哪种情况下都能够抑制脉动。并且，可以减小基板18和薄膜38之间的损耗，使透射频带的光更加良好地透射。
另外，作为其他实施方式，也可以采用如图16A所示结构，在把形成薄膜39的基板18的折射率设为1.8时，使高折射率层21的折射率与基板18的折射率相同为一定值即1.8，使第1叠层部22的低折射率层20的折射率以直线式变化率从1.76变低到1.4，使第3叠层部24的低折射率层20的折射率以直线式变化率从1.4变高到1.76。
此时，在第1叠层部22内而且是与第2叠层部23的边界处、以及在第3叠层部24内而且是与第2叠层部23的边界处，各插入一层折射率为1.48的低折射率变动层部31。
另外，薄膜39的光学膜厚为设计波长λ＝600nm的1/4倍即150nm，设叠层总数为57层。
图16B表示作为从初始区域26到最终区域27各层没有折射率分散的模拟结果。
如图16B所示，该薄膜39也能够获得和上述其他实施方式相同的作用、效果，可以抑制脉动。并且，可以减小基板18和薄膜39之间的损耗，使透射频带的光更加良好地透射。
另外，中心波长(λ)不限于600nm，根据激励光的波长和想要检测的荧光的波长，通过适当变更λ的值，可以获得所期望的光学特性。
并且，基板的材质不限于玻璃，也可以采用塑料。另外，也可以设置多层低折射率变动层部31，高折射率变动层部25和低折射率变动层部31至少插入一层即可。
其中，上述高折射率变动层部25的插入位置为第2叠层部23与第1叠层部22或第3叠层部24的边界处或其附近位置(例如距边界为4层以内)时，可以获得更加良好的效果。
第1叠层部22的低折射率层20、第1叠层部22的高折射率层21的折射率的变化率，第3叠层部24的低折射率层20、第3叠层部24的高折射率层21的折射率的变化率，可以是直线式也可以是曲线式，都能够获得相同的作用、效果。
如以上说明的那样，本发明可以发挥以下效果。
根据本发明的光学滤波器，在使光透射时，阻止相当于规定的波长附近的阻止频带的光，使相当于除此以外的波长的透射频带的光透射，根据这种滤波特性，可以使透射频带和阻止频带的边界变陡峻，增加透射光量，并且抑制透射频带的脉动。即，由于具有第1叠层部至第3叠层部、和插入从第1叠层部到第3叠层部中至少一个叠层部中的折射率变动层部，所以能够使阻止频带和透射频带的边界处的分光特性的上升变急剧。并且，可以几乎完全抑制在透射频带的脉动，形成容易进行成膜时的膜厚控制的膜结构，能够获得阻止频带和透射频带的边界更加明确的高性能的滤波特性。
并且，在使低折射率层的折射率和基板的折射率相同的情况下，能够在阻止频带充分阻止光，并且在透射频带进一步增加透射光量。
并且，在把高折射率层、低折射率层、高折射率变动层部的光学膜厚设为设计波长的大致n/4倍时，能够使实际成膜时的膜厚控制性能提高，获得稳定的光学特性。
并且，在把与基板邻接的初始区域及其相反侧的最终区域的至少一层的光学膜厚设为设计波长的大致n/2倍时，能够进一步抑制在透射频带脉动，提高分光特性。
本发明的光学设备具有光学滤波器，该光学滤波器在使透射的波长和阻止透射的波长接近时，在透射频带和阻止频带之间具有陡峻的边界，由此能够使透射频带的波长的光量有效透射并且不会被削减，可以发挥分光特性良好的滤波性能。即，通过具有本发明的光学滤波器，可以在观察时切断不需要的光，而有效选择所期望波长的光，与以往的技术相比，能够提高荧光等光的检测灵敏度。
本发明涉及光学滤波器和光学设备。根据本发明的光学滤波器，具有从第1叠层部到第3叠层部、和插入从第1叠层部到第3叠层部中至少一个叠层部中的折射率变动层部，所以能够使阻止频带和透射频带的边界处的分光特性的上升变急剧。并且，可以几乎完全抑制在透射频带的脉动，形成容易进行成膜时的膜厚控制的膜结构，能够获得阻止频带和透射频带的边界更加明确的高性能的滤波特性。
并且，根据本发明的光学设备，由于具有本发明涉及的光学滤波器，所以在观察时能够切断不需要的光，而有效选择所期望波长的光，与以往技术相比，能够提高荧光等光的检测灵敏度。
权利要求
1.一种光学滤波器，具有基板和形成于所述基板上的薄膜，所述薄膜具有从所述基板侧交替叠层的低折射率层和折射率高于该低折射率层的高折射率层，在该薄膜上还形成有所述高折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变高的第1叠层部；与该第1叠层部邻接，所述高折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的高折射率层中最高的折射率大致相同的第2叠层部；与该第2叠层部邻接，所述高折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变低的第3叠层部，在从所述第1叠层部到所述第3叠层部中至少一个叠层部中，插入所述高折射率层的折射率被设定为低于通过所述低折射率层而邻接的两侧的其他高折射率层的高折射率变动层部。
2.根据权利要求1所述的光学滤波器，所述高折射率变动层部被插入在所述第2叠层部与所述第1叠层部或所述第3叠层部的边界处或者其附近。
3.根据权利要求1所述的光学滤波器，所述低折射率层的折射率与所述基板的折射率大致相同。
4.根据权利要求1所述的光学滤波器，在把相对阻止透射的波长频带的中心波长(λ)的设计波长设为λ/n(n为整数)时，所述高折射率层、所述低折射率层和所述高折射率变动层部的光学膜厚，被设定为所述设计波长的大致n/4倍。
5.根据权利要求4所述的光学滤波器，所述薄膜中的构成与所述基板邻接的初始区域及其相反侧的最终区域的至少一层的光学膜厚，被设定为所述设计波长的大致n/2倍。
6.一种光学滤波器，由基板和形成于所述基板上的薄膜构成，所述薄膜具有从所述基板侧交替叠层的低折射率层和折射率高于该低折射率层的高折射率层，在该薄膜上还形成有所述高折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变高的第1叠层部；与该第1叠层部邻接，所述高折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的高折射率层中最高的折射率大致相同的第2叠层部；与该第2叠层部邻接，所述高折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变低的第3叠层部，在从所述第1叠层部到所述第3叠层部中至少一个叠层部中，插入所述低折射率层的折射率被设定为高于通过所述高折射率层而邻接的两侧的其他低折射率层的低折射率变动层部。
7.根据权利要求6所述的光学滤波器，所述高折射率层的折射率与所述基板的折射率大致相同。
8.一种光学滤波器，由基板和形成于所述基板上的薄膜构成，所述薄膜具有从所述基板侧交替叠层的低折射率层和折射率高于该低折射率层的高折射率层，在该薄膜上还形成有所述高折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变高，并且所述低折射率层的折射率从所述基板侧逐渐变低的第1叠层部；与该第1叠层部邻接，所述高折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的高折射率层中最高的折射率大致相同，并且所述低折射率层的折射率与构成所述第1叠层部的低折射率层中最低的折射率大致相同的第2叠层部；与该第2叠层部邻接，所述高折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变低，并且所述低折射率层的折射率从所述第2叠层部侧逐渐变高的第3叠层部，在从所述第1叠层部到所述第3叠层部的至少一个叠层部中，插入所述高折射率层的折射率被设定为低于通过所述低折射率层而邻接的两侧的其他所述高折射率层的高折射率变动层部、和所述低折射率层的折射率被设定为高于通过所述高折射率层而邻接的两侧的其他所述低折射率层的低折射率变动层部中的至少一方。
9.根据权利要求6或8所述的光学滤波器，所述高折射率变动层部和所述低折射率变动层部中的至少一方，被插入在所述第2叠层部与所述第1叠层部或所述第3叠层部的边界处或者其附近。
10.根据权利要求6或8所述的光学滤波器，在把相对阻止透射的波长频带的中心波长(λ)的设计波长设为λ/n(n为整数)时，把所述高折射率层、所述低折射率层、所述高折射率变动层部和所述低折射率变动层部的光学膜厚，设定为所述设计波长的大致n/4倍。
11.根据权利要求10所述的光学滤波器，把所述薄膜中构成与所述基板邻接的初始区域及其相反侧的最终区域的至少一层的光学膜厚，设定为所述设计波长的大致n/2倍。
12.一种光学设备，具有权利要求1、6、8中任意一项所述的光学滤波器。
全文摘要
一种光学滤波器，通过将折射率相对较低的低折射率层(20)和折射率相对较高的高折射率层(21)交替叠层而构成，而且具有薄膜(19)，该薄膜(19)具有高折射率层(21)的折射率从基板(18)侧逐渐变高的第1叠层部(22)；高折射率层(21)的折射率大于等于构成第1叠层部(22)的高折射率层(21)中的最高折射率的第2叠层部(23)；和高折射率层(21)的折射率从第2叠层部(23)侧逐渐变低的第3叠层部(24)，在该薄膜(19)中插入高折射率层(21)的折射率被设定为低于通过低折射率层(20)而邻接的两侧的其他高折射率层(21)的高折射率变动层部(25)。
文档编号G02B21/16GK1761891SQ200480007650
公开日2006年4月19日 申请日期2004年3月23日 优先权日2003年3月26日
发明者和田顺雄, 川俣健, 丰原延好 申请人:奥林巴斯株式会社