CWLとFWHMの標準製造公差はどの程度ですか？

2026年3月10日|K WONG

光学フィルター、特にバンドパスフィルターでは、CWL（中心波長）とFWHM （半値全幅）が最も重要な2つの分光パラメータです。薄膜成膜は極めて精密である一方、物理的なプロセスでもあるため、メーカーはフィルターの品質グレードや波長範囲に応じて異なる「標準」公差を提示しています。

1. 中心波長（CWL）

CWLは、透過帯域の数学的な中点です。この公差は、コーティングの総層数と基板全体にわたる成膜の均一性に左右されます。

フィルター等級	標準公差	代表的な用途
市販 / 標準	±2nm～±5nm	一般照明、表示灯。
精密 / 分析	±0.5nm～±1nm	蛍光顕微鏡、臨床化学。
レーザーライン / 超高精度	±0.1nm～±0.2nm	ラマン分光法、LIDAR、レーザーラインのクリーンアップ。

注記: IRフィルターのCWL公差は、多くの場合、波長に対する割合で表されます（例：±1%）。

FWHMは、最大透過率の50%におけるフィルターの帯域幅を定義します。これは薄膜積層内の「キャビティ」の設計によって決まります。

標準公差：通常は公称±10%から±20%の FWHM値です。
- 例：10 nm FWHMのフィルターの場合、実際の結果は通常8 nmから12 nmの範囲になります。
精密公差: 高度な用途では±5%、さらには±2%まで厳しくできますが、製造コストが大幅に増加し、歩留まりが低下します。

フィルターが仕様どおりに完全に製造されていても、使用中に以下の要因によって実効CWLおよびFWHMがシフトすることがあります。

入射角（AOI）：角度が大きくなると、 CWLは短波長側にシフトします（ブルーシフト）。
温度: ほとんどのコーティングでは、温度の上昇に伴って長波長側へシフト（赤方偏移）し、その変化率は通常0.01 nm/°C～0.03 nm/°Cです。
使用環境: 高湿度により、「シフター」フィルター（ハードコーティングなし）が膨潤し、分光特性が変化する場合があります。最新のハードコーティング（Ion Slung Deposition）フィルターは、はるかに安定しています。