入射角 (AOI) の変化は、阻止帯域の光学濃度 (OD) にどのような影響を与えますか？

薄膜光学バンドパスフィルターでは、入射角（AOI）を設計角度（通常は0°、すなわち垂直入射）から変更すると、遮断帯域の光学濃度（OD）に大きな影響が生じます。

AOIを大きくした場合の最も顕著な影響は、フィルターの分光応答全体が短波長側へシフトすることです。これは一般に「ブルーシフト」と呼ばれます。

このAOIの変化が、阻止帯域の光学濃度 に具体的にどのような影響を与えるかを説明します：

1. 波長固有の光学濃度低下

AOIが大きくなると、透過およびブロッキングプロファイル全体が短波長側へシフトするため、特定の目標波長におけるODが大幅に変化する場合があります。

• 1064nmの特定のレーザーラインを遮断するために、フィルターの高い OD（例：OD6）を利用する場合、 AOIが大きくなると、フィルターの透過帯域は短波長側へシフトします。
• 透過帯域または側帯域のリップルが目的波長上にシフトすると、その特定波長でのODが急激に低下し、光が漏れます。

2. 偏光分離（S偏光およびP偏光）

垂直入射（0°）では、光は偏光状態にかかわらず同じ挙動を示します。しかし、AOIが大きくなると、入射光は互いに直交する2つの偏光状態、s偏光とp偏光に分かれます。

• P偏光では、s偏光よりもはるかに大きなブルーシフトが生じます。
• S偏光のシフト量は小さいものの、透過帯域のエッジが狭くなることが多く、阻止帯域も異なる挙動を示す場合があります。
• ODへの影響：2つの偏光状態はそれぞれ異なる量だけシフトするため、透過帯域と遮断帯域の間の急峻な遷移エッジが「ぼやける」、つまり広がります。非偏光を使用する場合、この分離によってフィルターエッジの急峻性が低下し、通過帯域のすぐ隣にある遷移領域で実質的に OD が低下します。

3. 最大光学濃度の低下

薄膜干渉フィルターは、高屈折率材料と低屈折率材料を交互に積層して構成され、特定の角度で阻止域に完全な弱め合いの干渉が生じるように最適化されています。

• 角度が変化すると、これらの微細な層を通る光路長も変化します。
• この位相不整合により、弱め合う干渉の効率が低下します。その結果、角度が大きくなると、阻止帯域で得られる絶対的な最大阻止深度が低下する場合があります。0°でOD 7を達成するフィルターでも、これらの位相誤差により、45°では全体的な阻止性能が低下する可能性があります。

シフトの式