ハードコーティング干渉フィルターは、入射角が0°でない場合にどのような性能を示しますか?

|K WONG

ハードコート干渉フィルターは高精度に設計されていますが、その性能は光の入射角に大きく左右されます。フィルターを法線(入射角0∘)から傾けると、内部の光路長が変化し、予測可能ではあるものの、場合によっては問題となる複数の性能変化が生じます。

  1. 中心波長(CWL)の短波長側へのシフト

入射角がゼロでない場合に最もよく見られる影響は、フィルターの透過帯域が短波長側にシフトすることです。これは「ブルーシフト」と呼ばれます。

角度が大きくなると、光が通過するコーティング層の実効厚さが変化します。新しい波長は次の式で推定できます。

入射角における波長 = (0度における波長) * [ 1 - (入射角の正弦 / 実効屈折率)^2 ] の平方根

  1. 偏光分離

角度が大きくなると、フィルターは光の偏光状態によって異なる挙動を示し始めます:

  • P偏光(入射面に平行)は通常、S偏光よりも速く、より大きく短波長側へシフトします。
  • 非偏光を使用すると、この分離によって透過ピークが広く、平坦に見えたり、2つの別々のピークに「分裂」して見えたりすることがあります。
  1. 帯域幅と透過率の変化

入射角(AOI)が大きくなると、一般に次の現象が見られます:

  • 帯域幅の拡大: 通常、フィルターの「窓」(FWHM)が広がります。
  • ピーク透過率の低下: 斜めに入射するビームに対して内部層が完全には整合しないため、透過する光の最大量は通常減少します。

性能変化の概要

パラメータ 入射角が大きい場合の影響
中心波長 短波長側へシフト(ブルーシフト)
ピーク透過率 低下
帯域幅(FWHM) 増加(広帯域化)
偏光 S偏光状態とP偏光状態の間に大きな差異

 

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