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投稿: August 2017 | 光学テクノロジー最前線の全ての記事を確認する

半導体スーパーミラー

光学用のスーパー (ポリッシュ) ミラーは、極めて高い反射率と散乱や吸収の超低損失特性から、すぐに注目を集めるようになりました。研究開発分野だけでなく、分光解析や測量及び高精度な製造や光センシングといった発展途上の産業アプリケーションに極めて重要な製品です。スーパーミラーの超低光学損失特性は、気体サンプルを今までよりも高感度、高スループットで分析するキャビティリングダウン分光システムに使用できます。

この市場動向にアプローチするため、新たなクラスの半導体スーパーミラーが開発されました。このミラーは、単結晶の光学干渉膜を採用し、光学損失 (散乱と吸収) を近赤外域 (1064 – 1550nm) で3ppm 以下、また中赤外域 (3 - 4μm) では159ppm以下に抑えます。半導体スーパーミラーは、99.9%以上の反射率に低光学損失及び低機械損失、更に高い熱伝導性から、現在市場に流通するどのIR用ミラーよりも光学性能の点で勝ります。

 

現在のスーパーミラー技術の中で最も低い機械損失と最も高い熱伝導特性

 

イオンビームスパッタリングを採用した多層膜ミラーよりも優れた中赤外域における超低光学損失特性

 

約3Åの面粗さ

 

洗浄可能で特性が劣化しないロバストな反射面

 

キャビティリングダウン分光やレーザー安定化に向けた参照キャビティを始め、要求の厳しいアプリケーションに最適

 

材料 & コーティング部門においてプリズムアワードを受賞

結晶化コーティングの構造

スーパーポリッシュしたシリコンや合成石英ガラス基板に単結晶のGaAs (ガリウム砒素) の高屈折率層とAl0.92Ga0.08As の低屈折率層を1/4波長の光学膜厚で交互に積層します。コーティングのプロセスや材料構造、及び光学性能の詳細は、以下のトレーニング資料欄にある研究紙に紹介されています。

Semiconductor Supermirror
Figure 1: NIR (近赤外域) で機能する半導体スーパーミラーの構造と分光反射特性サンプル
Semiconductor Supermirror
Figure 2: MIR (中赤外域) で機能する半導体スーパーミラーの構造と分光反射特性サンプル
図の資料元 (許可を得た上で使用): "High-performance near- and mid-infrared crystalline coatings" Optica 6 June 2016: Vol. 3, No.6

FAQ (よくある質問)

  スーパーミラーとは?
スーパーミラーは、極めて高い反射率と極めて低い光学損失に向け最適化したブラッグミラーです。スーパーミラーの反射率は、通常で99.98%以上、また極端なケースでは99.9999%まで高めることも可能です。誘電体コーティングが一般に使われる現在、この半導体スーパーミラーには新手の結晶コーティング技術を代わりに使用し、散乱や吸収損失を前例のないレベルにまで下げ、超低位のブラウニアンノイズと高い熱伝導性を実現します。
  他のスーパーミラーとはどう違う?

結晶コーティングを用いることで、イオンビームスパッタリングを用いた誘電体膜ミラーよりも機械損失や熱抵抗を低くさせます。

現時点での在庫販売の可能性、及びこの興味深い新技術に関する追加情報は、お問い合わせください。

学習用資料

Technical Article Icon

High-Performance Near- and Mid-Infrared Crystalline Coatings

この新たな結晶コーティング技術に関する詳細情報 (英語文献)

読む
Technical Article Icon

Cavity Ring-down Spectroscopy

こうした中赤外用ミラーを可能にしたキャビティリングダウン分光発見に関する研究 (英語文献)

読む
Semiconductor Super Mirror
 

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