[其他]用于氣體分析器的多層膜干涉濾光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000006181
• 申請日: 1985-08-16
• 公開（公告）號: CN85106181B
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石田正彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社堀場制作所
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 李強(qiáng)

本發(fā)明涉及用于氨氣、乙烯等氣體分析器的多層膜干涉濾光器，其目的是要在物理強(qiáng)度和耐久性上對之進(jìn)行改進(jìn)。在由紅外線可穿透材料制作的基片上，制作出了一種多層膜，在這種多層膜中鍺被用作高折射率材料，而硫化鋅被用作低折射率材料。

本發(fā)明涉及用于氣體分析器，特別是氨（NH₃）、乙烯（C₂H₂）等氣體分析器的多層膜干涉濾光器。

氨氣和乙烯有如圖1（a）和1（b）所示的光譜測定特性。它們二者都有2到3μm附近的吸收帶，但它們的這些吸收帶同水的吸收帶重疊，所以，通常用大約8到13μm的吸收帶測定氨氣和乙烯，相應(yīng)地，多層膜干涉濾光器必須是起始透過波長在8μm附近的長波可穿透濾光器。可是，8μm比較長，所以這樣的濾光器的膜層組的數(shù)目要比起始透過波長約為6μm或比6μm小的濾光器大，并且濾光器的厚度也隨之增加。濾光器厚度的增長可能導(dǎo)致物理強(qiáng)度和耐久力減小，從而引起缺陷。

在用真空蒸發(fā)的BaF₂制成的基片上，用交替涂上做為高折射材料的Te（碲）和做為低折射材料的T₁Br（溴化鉈）的方法，已經(jīng)制成了起始透過波長在8μm附近的濾光器。因為這個濾光器在其中使用了Te，具有3.4μm或更小波長的紅外線被To吸收，所以有膜層組的數(shù)目隨之減小的優(yōu)點。另一方面，由于膜是一種軟涂層，所以出現(xiàn)了因老化而使濾光器變質(zhì)，或因與其它東西輕觸導(dǎo)致偏移而使濾光器損壞等缺陷。

本發(fā)明的一個目的是通過選取具有高折射率的適當(dāng)材料和具有低折射率的合適材料，提供多層膜干涉濾光器。這種濾光器沒有先有技術(shù)的缺點，并且在強(qiáng)度和耐久力上是優(yōu)越的。

為了達(dá)到上述目的，此項發(fā)明的特征在于起始透過在8μm波長附近的濾光器是由多層膜組成的，其中做為高折射率材料的鍺層和做為低折射率材料的硫化鋅層被用在由紅外線可穿透材料制成的基片上。

一般的濾光器維持不了一天，而依據(jù)此項發(fā)明的濾光器甚至在三個月之后也不產(chǎn)生脫落。這個令人滿意的結(jié)果是通過一種脫落實驗得到的，在這種實驗中，依據(jù)此項發(fā)明的濾光器和傳統(tǒng)的濾光器（具有在開頭描述的那樣的結(jié)構(gòu)）被浸入鹽水溶液（7g/l）中。上述的原因在于依據(jù)此項發(fā)明的濾光器是由Ge和ZnS的多層膜組成的。這就是說，由于使用了Ge和ZnS，膜是硬涂層，所以強(qiáng)度和耐久性得到了改進(jìn)，從而在上述脫落實驗中得到了這樣令人滿意的結(jié)果。因此，此項發(fā)明能夠提供適合在惡劣條件下使用的氣體分析器的濾光器。

圖1（a）顯示了NH₃光譜測定特性。

圖1（b）顯示了C₂H₂光譜測定特性。

圖2顯示了一套依據(jù)此項發(fā)明的濾光器的一個實施方案;

圖3顯示了由FZ方法制成的Si基片和由CZ方法制成的Si基片的光譜測定特性。

圖4是顯示了依據(jù)此項發(fā)明的濾光器的一個實施方案的光譜測定特性圖。

參見圖2，所示的是此項發(fā)明的一種實施方案的結(jié)構(gòu)。其中（1）表示由紅外線可穿透材料制成的基片，（2）表示在所述基片（1）上制成并由高折射率材料（H）和低折射材料（L）構(gòu)成的多層膜。在此項發(fā)明中，如上所述，用鍺（Ge）做為高折射率材料（H）而用硫化鋅（ZnS）做為低折射率材料（L）。

最好用硅（Si）基片制做基片（1），尤其希望采用具有高電阻率并用FZ（floating zone）方法，也就是熔區(qū)法制成的Si基片。上述理由在于Si基片在價格和光譜測定特性上優(yōu)于其它材料制成的基片。另外，所以特別需要用FZ方法制成的硅基片，其理由在于吸收帶在9μm附近的Si基片與用CZ方法（Czochralski方法）制成的Si基片相差不大，如圖3所示。