いいえ。標準的な薄膜光学干渉フィルターは、角度調整によって長波長側（赤色側）へシフトさせることはできません。干渉フィルターを垂直入射（0°）から傾けると、中心透過帯域は必ず短波長側（青色側）へシフトします。
「ブルーシフト」が発生する理由
光学バンドパスフィルターおよびエッジフィルターは、高精度に形成された誘電体材料の交互層で構成されています。特定の波長では強め合う干渉を、その他の波長では弱め合う干渉を生じさせることで機能します。
フィルターを傾けると、入射角が大きくなります。光が各層を斜めに通過するため物理的な光路が長くなるように思えますが、光学的にはそうではありません。光が空気中からフィルターに入射すると、屈折率の高いコーティング材料内で屈折します。この屈折の物理法則により、実効光路長、すなわち薄膜内部の境界面で反射する光線間の位相差は、実際には小さくなります。
この実効光路長が短くなるため、強め合う干渉の条件を正確に満たす波長も短くなければなりません。
数学的原理
この関係は実効屈折率の式によって表されます。以下に式をプレーンテキストで示します:
角度入射時の波長 = 垂直入射時の波長 * [ 1 - (sin(角度) / 実効屈折率)2 ] の平方根
- 標準波長: 入射角 0° における中心波長。
- 角度： 入射角。
- 有効屈折率：フィルターに使用される特定のコーティング材料の特性。
0より大きい角度の正弦はすべて正であるため、項[sin(角度) / 実効屈折率)2]は常に正になります。これを1から減算すると、平方根内の値は常に1未満になります。初期波長に分数を掛けると、必ず小さい数値、つまり短い波長になります。
赤方偏移の代替方法
光学系をより長い波長に調整する必要がある場合、角度調整は適切な方法ではありません。代わりに、光学エンジニアは一般に次の方法を使用します。
- 温度チューニング： 干渉フィルターを加熱すると、通常は長波長側にごくわずかにシフトします。これは、熱膨張によって誘電体層の物理的な厚さが増加し、屈折率も変化するためです。
- ブルーシフトを考慮した設計: 業界では、目標波長より中心波長がわずかに長い（赤色側の）フィルターを意図的に調達するのが一般的です。その後、オペレーターはフィルターの角度を精密に調整し、目的の波長に正確に合わせることができます。
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