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ダイクロイックフィルタアレイの特許のパターン化コーティング技術

今日の光学コーティング技術は、かつて従来の光学設計および製造方法では不可能だったような小型化および最適化されてきました。現在、オーシャンシンフィルムによって開拓された革新的な技術は、光学フィルタ技術の新世代において先導しています。

従来のフィルタ技術

最近まで全ての光学面は、パターン付きの光学フィルタコーティングの精密な堆積が金属マスキングの使用に応じて制限されていましたが、バンドパスフィルタで非常に簡単にコーティング可能でした。金属マスキングは、耐久性のある誘電多層を生産するために必要な真空プロセス加熱に耐えますが、製造が高価で、基板に合わせる事が難しく、そして既存のパターンへきれいに整列 -- すなわち、ギャップやオーバーラップなしのエッヂトゥエッヂ -- させる事が可能な堆積するパターンを生産する事ができません。

光の波長を透過および反射するために使用される他のコーティング技術は、同じように制限されます。例えばアセンブリを形成するための個々のフィルタのダイシングやボンディングは、材料の取り扱いやダイシングの制約によって制限された小型化で最高時にくどいプロセスです。同様に、ゲルや着色ガラスのような材料は非常に丈夫ではなく、一部のアプリケーションに十分な透過または遮断効率を提供できません。

マイクロリソグラフィック精度の光学コーティング

オーシャンシンフィルムは、最新の光学薄膜堆積技術をマイクロリソグラフィック製法と組み合わせた光学コーティングの生産原理体系を開拓してきました。この特許を受けた工程は、単一基板上に光学薄膜のダイクロイックコーティングのマイクロスケール精度のパターニングを可能にします。(ダイクロイックフィルタはその波長によって選択的に光を透過します。)

その新しい工程でオーシャンシンフィルムは、DWDM、微小機械式装置(一般にMEMSと呼ばれます)、および光導波路ベースの装置に用いられる異なる光学フィルタのマルチパターン化されたアレイを構築する事が可能です。プロセスは同様に、デジタルデータプロジェクタやCCDカメラディテクタの製造に共通のマルチパート接着のフィルタアプリケーションへ適用可能です。実際、様々な光学コーティングはパターン化可能で、誘電体多層リフレクタ、バンドパスフィルタ、ダイクロイックエッヂフィルタ、およびブロードバンドアンチリフレクションコーティングを含んでいます。さらにオーシャンインサイトの技術は、改良金属リフレクタ、低反射の不透明金属、および電気伝導の透明なパターンを堆積させるためにご使用いただけます。

オーシャンシンフィルムプロセス

パターン付き光学多層コーティングされた素子の製造は、表面へのフォトレジストの適用から始まります。パターンを生成するために同社はマスクを位置調整し、そしてフォトレジストを露出させて作成します。これはコーティング面上にレジストパターンを構築します。次に、準備された基板は多層コーティングの制御された堆積のために真空チャンバへ置かれます。

フィルタの堆積後、パターンコーティングは全ての不必要な多層とレジストを取り除き、望ましいパターンフィルタコーティングを残す溶剤で洗い落とされます。このシーケンスは必要に応じて繰り返し可能で、多数のフィルタの堆積を可能にします。

精密パターニングプロセスのアドバンテージ

オーシャンシンフィルムのプロセスが堆積コーティングをパターン化するためにカットされた金属マスクではなく精密なマイクロリソグラフィに頼っているので、2μmもの小ささ(コーティングエリア)の特徴は1μm以内の間隙のレジストレーションで生産可能です。同様に他のアドバンテージがあります:

望まれていない"シャドーイング"あるいはパターンエッヂでのコーティングの膜厚減少 -- 切断されたマスクでは避けられません -- は、リフトオフ工程で生産されたパターンエッヂブレイクのためになくされます。あらゆる形や大きさの複雑なコーティングパターンは、金属マスクに固有の加工の制限なしで製造可能です。マイクロリソグラフィック細工の価格は、パターンの複雑さでそれほど増しません。カットされた金属マスクは、マイクロリソグラフィック細工より耐久性が劣ります。金属マスクは、コーティングの沈殿物を取り除くために頻繁にクリーニングしなければならず、取り扱う際に容易にダメージを受ける可能性があります。

パターン化されたダイクロイックフィルタコーティングは、従来のパターン化でないコーティングに相当する光学的および物理的な特性を持っており、非常に高い耐久性と耐熱性を備えています。そして、コーティングが直接基板やデバイスに適用されるので、衝撃や振動へのそれら物理的な耐性は一般に使用された接着された個別フィルタウィンドウに対する改良点です。

デザイン技術者への影響

フォトニクス技術はより小型にそしてエレクトロニクスや微小機械システムへより一般に組み込まれるようになってきています。オーシャンシンフィルムのダイクロイックフィルタ製造プロセスで、エンジニアはずっと早く波長選択フィルタリング製造を設計工程に組み込む事ができます。その上、イオンアシストの堆積プロセスが多層光学構造を直接コンポーネントへ与えるので、波長選択式の組込みの光電子工学とオプトメカニカルのデバイスのため、ミクロンサイズ、オンチップ構造から巨視的なさいの目に切られ接着された光学フィルタ素子まで -- そして再び戻す -- 物理的に変化させる必要はもはやありません。

例えば光学バンドパスフィルタは、微細な波長選択ディテクタを構築ために導波路構造またはアクティブな光検出器部へ直接堆積できます。これは、技術の結合から生じるグレーティングのない分光器や多機能ファイバ光学センサーのような新しいシステムで、オーシャンインサイトのコアの分光学および光学センシングの技術の将来のための大きな影響を持ちます。

それはまさに氷山の一角です。多層RGBカラーフィルタは、CCDカメラのディテクタやLCDディスプレイパネルのようなデバイス用の単一フィルタアレイとして、あるいはプロジェクタディスプレイアプリケーション用の回転フィルタホイールとして生産可能です。選択されたバンドパスフィルタは、マルチスペクトルディテクタシステム用にアレイに組み合わせる、あるいは産業および医療のためのファイバ光学装置にリング構造でパターン化する事ができます。同様にパターン化されたバンドパスフィルタは、DWDMやフォトニクスベースのマイクロプロセッサアプリケーションでご使用いただけます。光学フィルタコーティングは、"調節可能"なフィルタ素子、導波路リレー、および微小機械式マウント上の(堆積されたリフレクタとビームスプリッタからの)スイッチを形成するためにMEMS構造体へ堆積可能です。

オーシャンシンフィルムは、様々な光学薄膜コーティングを全ての新世代の光学機械式そして光電子工学の装置設計および製造に統合するための正確で費用効果のよい方法を供給する光学コーティング技術を開拓しました。

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