光学元件制造技术

光学元件(1A)具备包括相对于太赫兹波的折射率相互不同的第一折射率层(4)及第二折射率层(5)的层叠体(P)，层叠体(P)具有层叠有多个由第一折射率层(4)和第二折射率层(5)构成的配对层(6)的配对层组(7)，第一折射率层(4)的厚度及第二折射率层(5)的厚度均小于太赫兹波的波长，配对层(6)分别对应于第一折射率层(4)和第二折射率层(5)的厚度之比而具有相对于太赫兹波的规定的有效折射率。于太赫兹波的规定的有效折射率。于太赫兹波的规定的有效折射率。

【技术实现步骤摘要】
光学元件


[0001]本专利技术涉及一种光学元件。

技术介绍

[0002]近年来，为了实现使用太赫兹波(太赫兹波段的电磁波)的各种技术，进行能够在太赫兹波段使用的光学元件的研究开发。例如在非专利文献1(GongjieXu,et al.,"0.1-20THz ultra-broadband perfect absorber via a flatmulti-layer structure"Optics Express 24,23177(2016))中公开了一种太赫兹波的吸收体。在该非专利文献1中，例示了通过氧化钛微粒或中空的聚苯乙烯小球体之类的纳米粒子调整折射率的反射防止膜设置于高掺杂硅基板上的方式。

技术实现思路

[0003]作为光学元件，除了上述的吸收体之外，还可举出透镜、偏振器、分光器、传感器等各种元件。在能够在太赫兹波段使用的光学元件的构建时，相对于太赫兹波的折射率的调整成为重要的技术事项。在上述的非专利文献1中，控制分散于树脂中的纳米粒子的浓度而形成任意的折射率层，从纳米粒子的浓度高的折射率层依次层叠，由此制作太赫兹波的吸收体。然而，在这样的方法中，因为需要制作与各个折射率层对应的多个浓度的复合材料，所以存在光学元件的制造工序复杂这样的问题。
[0004]本专利技术为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种制造简单且相对于太赫兹波的折射率的调整容易的光学元件。
[0005]为了解决上述问题，本申请专利技术人们在重复深入研究的过程中着眼于光的波长和构成光学元件的层的厚度的关系。于是，发现了在构成光学元件的层的厚度相对于太赫兹波的波长足够小的情况下，该层不具有相对于太赫兹波的灵敏度。在可见光的波长频带中，为了使构成光学元件的层的厚度相对于光的波长足够小，例如需要将层的厚度设为1nm以下，这样的层的制造方法非常有限。另外，在可见光区域中，即使不考虑光的波长和层的厚度的关系，也存在许多光学元件的选项。另一方面，太赫兹波的波长频带比可见光的波长频带靠长波长侧，能够使构成光学元件的层的厚度相对于光的波长足够小。因此，本申请专利技术人们获得通过组合不具有相对于太赫兹波的灵敏度的层而能够实现制造简单且相对于太赫兹波的折射率的调整容易的光学元件的见解并直至完成本专利技术。
[0006]本专利技术的一方面所涉及的光学元件具备包括相对于太赫兹波的折射率相互不同的第一折射率层及第二折射率层的层叠体，层叠体具有层叠有多个由第一折射率层和第二折射率层构成的配对(pair)层的配对层组，第一折射率层的厚度及第二折射率层的厚度均小于太赫兹波的波长，配对层分别对应于第一折射率层和第二折射率层的厚度之比而具有相对于太赫兹波的规定的有效折射率。
[0007]在该光学元件中，第一折射率层及第二折射率层均成为小于太赫兹波的波长的厚度。因此，第一折射率层及第二折射率层不具有相对于太赫兹波的灵敏度，由第一折射率层
和第二折射率层构成的配对层的有效折射率对应于这些层的厚度之比而可取第一折射率层的折射率和第二折射率层的折射率之间的值。因此，在该光学元件中，通过配对层中的第一折射率层的厚度和第二折射率层的厚度之比的调整，能够将相对于太赫兹波的有效折射率调整到所希望的值。另外，在该光学元件中，因为仅使用折射率相互不同的两种折射率层而获得所希望的折射率，所以与制作与各个折射率层对应的多个浓度的复合材料的情况相比，制造变得容易。
[0008]也可以是如下方式：光学元件还具有支承层叠体的主体部，在配对层组中，越是接近主体部的配对层，相对于太赫兹波的配对层的有效折射率越是接近相对于太赫兹波的主体部的折射率。在该情况下，能够将伪蛾眼构造形成于主体部。因此，能够将相对于太赫兹波频带宽的反射防止构造形成于主体部。因为该构造仅使用两种折射率层而形成，所以也能够维持制造容易性。
[0009]也可以是如下方式：光学元件还具有支承层叠体的主体部，在配对层组中，相对于太赫兹波的配对层的有效折射率彼此相等。在该情况下，能够将与单层的反射防止膜相同的反射防止构造形成于主体部。因为该构造仅使用两种折射率层而形成，所以也能够维持制造容易性。
[0010]也可以是如下方式：光学元件还具有支承层叠体的主体部，在层叠体中，具有相对于太赫兹波的第一有效折射率的第一配对层组和具有相对于太赫兹波的第二有效折射率的第二配对层组交替地层叠。在该情况下，能够将与电介质多层膜相同的构造形成于主体部。因为该构造仅使用两种折射率层而形成，所以也能够维持制造容易性。
[0011]也可以是如下方式：在层叠体中，相对于太赫兹波具有相互不同的有效折射率的多个配对层组沿与配对层的层叠方向交叉的方向分布。在该情况下，能够使有效折射率不同的区域分布于与配对层的层叠方向交叉的方向的任意的区域。因为该折射率分布仅使用两种折射率层而形成，所以也能够维持制造容易性。
[0012]第一折射率层的厚度及第二折射率层的厚度也可以均为太赫兹波的波长的1/10以下。在该情况下，能够使第一折射率层及第二折射率层的相对于太赫兹波的灵敏度足够小。因此，能够使配对层的有效折射率高精度地接近目标值。
[0013]第一折射率层的厚度及第二折射率层的厚度也可以均为太赫兹波的波长的1/100以下。在该情况下，能够使第一折射率层及第二折射率层的相对于太赫兹波的灵敏度进一步足够小。因此，能够使配对层的有效折射率进一步高精度地接近目标值。
[0014]根据本专利技术，能够提供一种制造简单且相对于太赫兹波的折射率的调整容易的光学元件。
附图说明
[0015]图1是表示第一实施方式所涉及的光学元件的层结构的概略截面图。
[0016]图2是表示第二实施方式所涉及的光学元件的层结构的概略截面图。
[0017]图3是表示第三实施方式所涉及的光学元件的层结构的概略截面图。
[0018]图4是表示第四实施方式所涉及的光学元件的层结构的概略截面图。
[0019]图5是表示第五实施方式所涉及的光学元件的层结构的概略截面图。
[0020]图6是表示用于模拟的光学元件的层构造的概略截面图。
[0021]图7A是表示模拟结果的图。
[0022]图7B是表示模拟结果的图。
[0023]图8A是表示模拟结果的图。
[0024]图8B是表示模拟结果的图。
[0025]图9A是表示模拟结果的图。
[0026]图9B是表示模拟结果的图。
[0027]图10A是表示模拟结果的图。
[0028]图10B是表示模拟结果的图。
[0029]图11A是表示模拟结果的图。
[0030]图11B是表示模拟结果的图。
具体实施方式
[0031]以下，参照附图，对本专利技术的一方面所涉及的光学元件的优选的实施方式进行详细的说明。
[0032][第一实施方式][0033]图1是表示第一实施方式所涉及的光学元件的层结构的概略截面图。第一实施方式所涉及的光学元件是相对于太赫兹波段的电磁波(以下称为“太赫兹波”)进行利用的元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件，其中，具备包括相对于太赫兹波的折射率相互不同的第一折射率层及第二折射率层的层叠体，所述层叠体具有层叠有多个由所述第一折射率层和所述第二折射率层构成的配对层的配对层组，所述第一折射率层的厚度及所述第二折射率层的厚度均小于所述太赫兹波的波长，所述配对层分别对应于所述第一折射率层和所述第二折射率层的厚度之比而具有相对于所述太赫兹波的规定的有效折射率。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，还具有支承所述层叠体的主体部，在所述配对层组中，越是接近所述主体部的配对层，相对于所述太赫兹波的所述配对层的有效折射率越是接近相对于所述太赫兹波的所述主体部的折射率。3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，还具有支承所述层叠体的主体部，在所述配对层组中，相对于所述太赫兹波...

【专利技术属性】
技术研发人员：河田阳一，里园浩，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：