(57)【要約】【課題】空気層を有するミラーを備え、吸収波長が中赤外域に存在する成分の検知に好適なファブリペロー干渉計を提供する。【解決手段】ギャップ（ＡＧ）を介して対向配置された一対のミラー構造体（３０，５０）は、積層配置された一対の高屈折率層（３１，３２，５１，５２）と、該高屈折率層間に局所的に介在された低屈折率層としての空気層（３３，５３）をそれぞれ有する。ギャップを架橋する架橋部（３４，５４）の少なくとも一方は、変位可能なメンブレン（ＭＥＭ１，ＭＥＭ２）とされ、各架橋部は、高屈折率層間に低屈折率層が介在された少なくとも１つのミラー（Ｍ１，Ｍ２）からなる透過部（Ｓ１，Ｓ２）と、該透過部の周辺に位置する周辺部（Ｔ１，Ｔ２）をそれぞれ有している。少なくとも入射側の全てのミラーは、透過波長域の上限値の７倍よりも幅が広い回折抑制ミラーとされている。【選択図】図１９
2014002261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップ（ＡＧ）を介して対向配置された一対のミラー構造体（３０，５０）を備え、
前記一対のミラー構造体は、積層配置された一対の高屈折率層（３１，３２，５１，５２）と、前記高屈折率層間に局所的に介在された空気層（３３，５３）と、を用いてそれぞれ形成され、
前記一対のミラー構造体における前記ギャップを架橋する架橋部（３４，５４）の少なくとも一方が、変位可能なメンブレン（ＭＥＭ１，ＭＥＭ２）とされ、
前記一対のミラー構造体における前記架橋部は、前記高屈折率層間に前記空気層が介在された少なくとも１つのミラー（Ｍ１，Ｍ２）からなる透過部（Ｓ１，Ｓ２）と、該透過部の周辺に位置する周辺部（Ｔ１，Ｔ２）と、をそれぞれ有し、
前記一対のミラー構造体において、前記透過部同士が対向しており、
前記一対のミラー構造体の対向方向と直交する面に沿う方向の長さを幅とすると、前記一対のミラー構造体のうち、少なくとも入射側の前記ミラー構造体における全ての前記ミラーは、透過波長域の上限値の７倍よりも前記幅の広い回折抑制ミラーとされていることを特徴とするファブリペロー干渉計。
【請求項２】
前記回折抑制ミラーの幅は、透過波長域の上限値の１０倍以上とされていることを特徴とする請求項１に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項３】
前記回折抑制ミラーの幅は、透過波長域の上限値の１５倍以上とされていることを特徴とする請求項２に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項４】
少なくとも入射側の前記ミラー構造体における前記透過部は、前記ミラーを１つのみ有することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項５】
前記一対のミラー構造体は、一対の前記高屈折率層として、第１層（３１，５１）及び第２層（３２，５２）をそれぞれ有し、
前記空気層を覆う前記第２層の上部（３２ａ，５２ａ）とオーバーラップするように配置され、前記第１層上に前記第２層の上部を支持する支持部（３２ｃ，５２ｃ）を有することを特徴とする請求項４に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項６】
前記一対のミラー構造体は、一対の前記高屈折率層として、第１層（３１，５１）及び第２層（３２，５２）をそれぞれ有し、
前記空気層を覆う前記第２層の上部（３２ａ，５２ａ）を、前記第１層上に支持する支持部（３２ｂ，５２ｂ）を有し、
少なくとも入射側の前記ミラー構造体における前記透過部は、前記支持部により区画されてなる複数の前記ミラーを有することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項７】
前記支持部（３２ｂ，３２ｃ，５２ｂ，５２ｃ）は、前記第２層の一部として構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項８】
入射側の前記ミラー構造体における前記ミラーの幅は、出射側の前記ミラー構造体における前記ミラーの幅よりも広いことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載のファブリペロー干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファブリペロー干渉計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載の、ファブリペロー干渉計が知られている。このファブリペロー干渉計は、シリコン、ゲルマニウム等の半導体薄膜からなる高屈折率層の間に、低屈折率層としての空気層が局所的に配置された一対のミラー構造体を備える。これらミラー構造体は、ギャップを介して対向配置されている。また、一対のミラー構造体におけるギャップを架橋する架橋部の少なくとも一方が、変位可能なメンブレンとされている。架橋部は、高屈折率層間に低屈折率層が介在された少なくとも１つのミラーからなる透過部と、該透過部の周辺に位置する周辺部と、をそれぞれ有している。そして、透過部同士が対向するように設けられている。
【０００３】
上記ファブリペロー干渉計では、空気層を有する光学多層膜構造のミラーを採用することで、ミラー自身の高反射な帯域を拡げ、広帯域な分光動作を実現している。一方、空気層を有するミラーは機械的強度が低く、空気層上の高屈折率層に反りなどが生じる恐れがある。そこで、透過部における空気層の配置割合を小さくする、換言すれば、ミラーの幅を狭くすることで、機械的強度を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３４３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ガソリン、水、エタノール等のアルコール、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、ＮＯｘ、二酸化硫黄など、一般的なガスや液体は、その吸収波長が中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）に存在する。このため、上記したファブリペロー干渉計を用いて、赤外線検知器や赤外線光源ととともに赤外吸収式のセンサを構成し、ガスや液体の成分、濃度を検出することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、中赤外の波長域では、機械的強度の向上のためミラーの幅を狭くするほど、ミラーがスリットのように機能して、回折が起きやすくなる。このように回折が起こると、ギャップを介したミラー間において、直進光だけでなく、回折による斜めの光（以下、回折光と示す）も共鳴することとなる。直進光と回折光とでは、ギャップにおける光路長が異なるため、ファブリペロー干渉計を透過する光の半値幅（ＦＷＨＭ）が広くなってしまう。すなわち、赤外吸収式センサの成分を区別する分解能が低下してしまう。この点は本発明者によって確認されている。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、吸収波長が中赤外域に存在するガスや液体の成分検知に好適なファブリペロー干渉計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るファブリペロー干渉計は、ギャップ（ＡＧ）を介して対向配置された一対のミラー構造体（３０，５０）を備え、一対のミラー構造体は、積層配置された一対の高屈折率層（３１，３２，５１，５２）と、該高屈折率層間に局所的に介在された低屈折率層としての空気層（３３，５３）と、を用いてそれぞれ形成され、一対のミラー構造体におけるギャップを架橋する架橋部（３４，５４）の少なくとも一方が、変位可能なメンブレン（ＭＥＭ１，ＭＥＭ２）とされ、一対のミラー構造体における架橋部は、高屈折率層間に低屈折率層が介在された少なくとも１つのミラー（Ｍ１，Ｍ２）からなる透過部（Ｓ１，Ｓ２）と、該透過部の周辺に位置する周辺部（Ｔ１，Ｔ２）と、をそれぞれ有し、一対のミラー構造体において、透過部同士が対向しており、一対のミラー構造体の対向方向と直交する面に沿う方向の長さを幅とすると、一対のミラー構造体のうち、少なくとも入射側のミラー構造体における全てのミラーは、透過波長域の上限値の７倍よりも幅の広い回折抑制ミラーとされていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、空気層を有する光学多層膜構造のミラーを採用している。このようなミラーは、高屈折率層と、低屈折率層としての空気層との屈折率比（高屈折率層の屈折率／低屈折率層の屈折率）が大きい。したがって、ミラーの高反射帯域を広くし、ひいてはファブリペロー干渉計の分光帯域を広くすることができる。
【００１０】
また、本発明者が、鋭意検討を行なったところ、特に所定の回折角度以上となると、回折角度の増加にともなって透過光の半値幅が広くなるとともに、透過光にスプリット（複数の波長における透過強度のピーク）が生じることが明らかとなった。本発明では、この知見に基づいて、少なくとも入射側のミラーを、上記した回折抑制ミラーとしている。これによれば、中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）において、透過光にスプリットが生じないようにすることができる。このため、「スプリットにより、成分分析のピークを正しく検出することができない」という不具合が生じるのを抑制することができる。また、回折角度は、所定角度よりも小さい角度となるので、スプリットが生じる場合に較べて、透過光の半値幅を狭くすることができる。以上により、スプリットが生じる場合に較べて、吸収波長が中赤外域に存在するガスや液体の成分検知に好適なものとなる。
【００１１】
また、本発明のさらなる特徴は、回折抑制ミラーの幅が、透過波長域の上限値の１０倍以上とされていることにある。
【００１２】
本発明者が鋭意検討を行なったところ、ミラーの幅が小さくなるほど、回折角度が大きくなり、且つ、透過光に占める回折光の割合が増加することが明らかとなった。さらには、直進光の光量に対して回折光の光量が半値となる回折角度を半値回折角度とすると、ミラーの最小幅と半値回折角度との関係には変曲点が存在し、ミラーの最小幅が変曲点未満の幅になると、半値回折角度が急激に大きくなることが明らかとなった。
【００１３】
本発明では、この知見に基づいて、少なくとも入射側のミラーを、上記した回折抑制ミラーとしている。これによれば、ミラーの最小幅が変曲点以上の幅となり、半値回折角度を小さくすることができる。したがって、中赤外域において、透過光の半値幅をさらに狭くすることができる。
【００１４】
また、本発明のさらなる特徴は、回折抑制ミラーの幅が、透過波長域の上限値の１５倍以上とされていることにある。
【００１５】
本発明者が、鋭意検討を行なったところ、所定の回折角度までは、透過光の半値幅及び透過光のピーク波長における透過率がそれぞれほぼ一定であり、所定の回折角度を超えると、半値幅が急激に増加するとともに透過率が急激に低下することが明らかとなった。
【００１６】
本発明では、この知見に基づいて、少なくとも入射側のミラーを、上記した回折抑制ミラーとしている。これによれば、中赤外域において、透過光の半値幅を小さくし、透過光のピーク波長における透過率を大きくすることができる。したがって、中赤外域において、透過光の半値幅をさらに狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】単スリットによる回折を示す図である。
【図２】ミラー幅Ｄ毎の、波長λとＤ２／λとの関係を示す図である。
【図３】フレネル領域とフラウンホーファー領域を示す図である。
【図４】λ＝１０μｍにおいて、ミラー幅Ｄ毎の、回折角度θと規格化後光パワーとの関係を示す図である。
【図５】λ＝１０μｍにおいて、ミラー幅Ｄと半値回折角度θとの関係を示す図である。
【図６】λ＝２μｍにおいて、ミラー幅Ｄ毎の、回折角度θと規格化後光パワーとの関係を示す図である。
【図７】λ＝２μｍにおいて、ミラー幅Ｄと半値回折角度θとの関係を示す図である。
【図８】λ＝６μｍにおいて、ミラー幅Ｄ毎の、回折角度θと規格化した透過光の光量との関係を示す図である。
【図９】λ＝６μｍにおいて、ミラー幅Ｄと半値回折角度θとの関係を示す図である。
【図１０】ファブリペロー干渉器での回折を示す図である。
【図１１】ファブリペロー干渉器での回折を、多層膜解析でモデル化した図である。
【図１２】λ＝１０μｍにおいて、入射角度θ毎の、透過光の波長と透過率との関係を示す図である。
【図１３】λ＝１０μｍにおいて、入射角度θ、ピーク透過率、半値幅の関係を示す図である。
【図１４】λ＝２μｍにおいて、入射角度θ毎の、透過光の波長と透過率との関係を示す図である。
【図１５】λ＝２μｍにおいて、入射角度θ、ピーク透過率、半値幅の関係を示す図である。
【図１６】λ＝６μｍにおいて、入射角度θ毎の、透過光の波長と透過率との関係を示す図である。
【図１７】λ＝６μｍにおいて、入射角度θ、ピーク透過率、半値幅の関係を示す図である。
【図１８】第１実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す平面図である。
【図１９】図１８のXIX-XIX線に沿う断面図である。
【図２０】第２実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す平面図である。
【図２１】図２０のXXI-XXI線に沿う断面図である。
【図２２】第３実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す平面図である。
【図２３】図２２のXXIII-XXIII線に沿う断面図である。
【図２４】第４実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す平面図である。
【図２５】図２４のXXV-XXV線に沿う断面図である。
【図２６】第５実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す平面図である。
【図２７】図２６のXXVII-XXVII線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。ギャップを介して対向配置された一対のミラー構造体の、互いに対向する方向を、以下単に対向方向と示す。また、対向方向に直交する面に沿う方向を幅方向と示すとともに、幅方向の長さを幅と示す。
【００１９】
先ず、本発明の実施の形態を説明する前に、本発明者が本発明を創作するに至った経緯を説明する。
【００２０】
本出願人は、特開２００８−１３４３８８号公報などに記載のように、ポリシリコンなどからなる一対の高屈折率層間に、低屈折率層としての空気層が局所的に介在された一対のミラー構造体を備え、この一対のミラー構造体がギャップを介して対向配置されたファブリペロー干渉計について、種々提案してきている。このファブリペロー干渉計において、一対のミラー構造体におけるギャップを架橋する架橋部の少なくとも一方は、変位可能なメンブレンとされている。架橋部は、高屈折率層間に低屈折率層が介在された少なくとも１つのミラーからなる透過部と、低屈折率層が介在されない部分であり、透過部の周辺に位置する周辺部と、をそれぞれ有している。そして、架橋部のうち、透過部同士が対向するように設けられている。
【００２１】
このように空気層を有するファブリペロー干渉計は、ミラーの機械的強度が低い。このため、ミラーが形成された領域、すなわち赤外線を選択的に透過させる透過部において、空気層の配置割合を小さくする、換言すれば、ミラーの幅を狭くし、機械的強度を確保するようにしている。このようにミラーの幅を狭くしなければならないため、ガソリン、水、エタノール等のアルコール、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、ＮＯｘ、二酸化硫黄といった各種成分の吸収波長が存在する中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）において、回折が起こりやすい。
【００２２】
そこで、本発明者は、回折が透過光の光量に与える影響について、シミュレーションにより鋭意検討を行なった。その際、図１に示すように、単スリット１００による光の回折について検討を行った。なお、単スリット１００が、ファブリペロー干渉計における入射側の１つのミラーに相当し、単スリット１００からｚ方向にＲ離れた位置に配置されたスクリーン１０１が、赤外線検知器に相当する。また、単スリット１００のサイズ、すなわちミラーの幅をＤとした。
【００２３】
ここで、回折は、Ｒ＜（Ｄ２／λ）の領域、すなわち距離Ｒがミラー幅Ｄに較べて小さく、波長λに対して大きい領域であるフレネル領域の回折と、Ｒ＞（Ｄ２／λ）の領域、すなわち距離Ｒがミラー幅Ｄに較べて大きく、波長λに対して小さい領域であるフラウンホーファー領域の回折とに分かれる。図２は、ミラー幅Ｄ毎の、波長λとＤ２／λとの関係を示す図である。図２に示すミラー幅Ｄの単位は［ｍ］であり、Ｄ＝１×１０−２とは、１０ｍｍを示す。上記したファブリペロー干渉計は、ＭＥＭＳ技術を利用して形成されており、機械的強度を確保する観点から、ミラー幅Ｄの上限は１５０μｍ程度である。したがって、図２に示すように、中赤外域である２μｍ〜１０μｍにおいては、（Ｄ２／λ）＜１×１０−２［ｍ］、すなわち１０ｍｍ程度となる。
【００２４】
図３は、フレネル領域とフラウンホーファー領域を示す図である。上記したファブリペロー干渉計の場合、入射側のミラーから赤外線検知器までの距離Ｒは、ファブリペロー干渉計と赤外線検知器の実装容易性などから、通常１０ｍｍ以上となる。距離Ｒが１０ｍｍ以上、且つ、上記した（Ｄ２／λ）＜１０ｍｍを満たすのは、図３に示す斜線領域となる。したがって、フラウンホーファー回折を考慮することとした。
【００２５】
フラウンホーファー回折において、回折光の振幅ｕｐは数式１にて示される。また、光パワーＩ（光量）は数式２で示される。数式１において、Ａ’は入射光の振幅、波長、検知距離に関する定数、ｋは波数、ｘ０は、図１に示すｘ０方向における任意の点Ｐの位置である。
【数１】
2014002261.tif 000003
【数２】
2014002261.tif 000004
【００２６】
また、図１より、回折角度θは数式３で示される。
【数３】
2014002261.tif 000005
【００２７】
図４は、数式１〜３を用いて算出した、回折角度θと、直進光のパワーを１として規格化した回折光の規格化後パワーとの関係を示す図である。その際、波長λ＝１０μｍ、距離Ｒ＝１０ｍｍとした。図４に示すように、ミラー幅Ｄが小さくなるほど、透過光中において、回折角度θの大きな回折光の割合が増加した。
【００２８】
図５は、図４に示す結果を、ミラー幅Ｄと、規格化後の光パワーが、直進光のパワーに対して半分（図４に破線で示す０．５）となる回折角度θ（以下、半値回折角度θと示す）との関係にまとめ直した図である。図５に示すように、ミラー幅Ｄが１×１０−４［ｍ］、すなわち１００μｍよりも小さくなると、半値回折角度θが、僅かなミラー幅Ｄの減少で急激に大きくなることが明らかとなった。このように、波長λ＝１０μｍにおいて、ミラー幅Ｄを１００μｍ以上とする、すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの１０倍以上（Ｄ≧１０λ）とすると、半値回折角度θを小さくすることができることが明らかとなった。
【００２９】
発明者は、中赤外域の他の波長についても同様の検討を行った。図６は、波長λ＝２μｍ、距離Ｒ＝１０ｍｍのときの、回折角度θと回折光の規格化後パワーとの関係を示す図である。図７は、図６に示す結果を、ミラー幅Ｄと、半値回折角度θとの関係にまとめ直した図である。図８は、波長λ＝６μｍ、距離Ｒ＝１０ｍｍのときの、回折角度θと回折光の規格化後パワーとの関係を示す図である。図９は、図８に示す結果を、ミラー幅Ｄと、半値回折角度θとの関係にまとめ直した図である。
【００３０】
図６及び図８においても、図４同様、ミラー幅Ｄが小さくなるほど、透過光中において、回折角度θの大きな回折光の割合が増加した。また、図７に示すように、ミラー幅Ｄが２×１０−５［ｍ］、すなわち２０μｍよりも小さくなると、半値回折角度θが、僅かなミラー幅Ｄの減少で急激に大きくなることが明らかとなった。このように、波長λ＝２μｍにおいて、ミラー幅Ｄを２０μｍ以上とする、すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの１０倍以上（Ｄ≧１０λ）とすると、半値回折角度θを小さくすることができることが明らかとなった。同じく図９に示すように、ミラー幅Ｄが６×１０−５［ｍ］、すなわち６０μｍよりも小さくなると、半値回折角度θが、僅かなミラー幅Ｄの減少で急激に大きくなることが明らかとなった。このように、波長λ＝６μｍにおいて、ミラー幅Ｄを６０μｍ以上とする、すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの１０倍以上（Ｄ≧１０λ）とすると、半値回折角度θを小さくすることができることが明らかとなった。
【００３１】
以上より、本発明者は、「中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）では、ミラー幅Ｄを波長λの１０倍以上（Ｄ≧１０λ）とすると、半値回折角度θを小さくすることができる」という知見を得た。すなわち、透過光の半値幅を小さくできるという第１の知見を得た。
【００３２】
次に、本発明者は、回折が、透過波長、透過率に与える影響について、シミュレーションにより鋭意検討を行なった。図１０は、実際のファブリペロー干渉計において、対向方向に沿う入射光が、ギャップＡＧ内に入射される様子を示している。なお、図１０において、符号Ｍ１は出射側のミラー、符号Ｍ２は入射側のミラーであり、符号３１，３２はミラーＭ１を構成する高屈折率層、符号３３はミラーＭ１を構成する空気層である。また、符号５１，５２はミラーＭ２を構成する高屈折率層、符号５３はミラーＭ２を構成する空気層である。また、符号ＡＧは、ギャップであり、符号２０は、ミラーＭ１を有するミラー構造体を支持する基板であり、符号２１は、そのうちの半導体基板、符号２２は、絶縁膜である。
【００３３】
図１０に示すように、実際のファブリペロー干渉計では、入射光が対向方向に沿った状態で、高屈折率層５２、空気層５３、高屈折率層５１の順に透過する。そして、ミラーＭ２を通過してギャップＡＧに入射した光（の一部）は、角度θで回折する。
【００３４】
この回折現象を、多層膜解析において、図１１に示すように再現し、回折が透過波長、透過率に与える影響の検討を行なった。具体的には、図１１に示すように、入射側のミラーＭ２を構成する外側の高屈折率層５２に、図１０に示す回折角度θと同じ角度θを有する光、すなわち、対向方向及び幅方向に対して斜めに傾いた光を入射させることとした。この斜め入射光は、高屈折率層５２に入射する際に屈折するものの、空気層５３に入射する際に角度θの光に戻る。また、高屈折率層５１に入射する際に屈折するものの、ギャップＡＧに入射する際に角度θの光に戻る。したがって、入射角度θを有する光を仮定したシミュレーションを行えば、回折角度θの回折光が透過波長、透過率に与える影響について検討することができる。
【００３５】
一例として示すが、波長λ＝１０μｍの場合、入射側のミラーＭ２を構成する高屈折率層５２を厚さ４４０ｎｍのノンドープポリシリコン、空気層５３を２０４０ｎｍ、高屈折率層５１を厚さ４４０ｎｍのノンドープポリシリコンとした。また、ギャップＡＧを厚さ５５００ｎｍの空隙、出射側のミラーＭ１を構成する高屈折率層３２を厚さ４４０ｎｍのノンドープポリシリコン、空気層３３を２０４０ｎｍ、高屈折率層３１を厚さ４４０ｎｍのノンドープポリシリコンとした。また、支持基板２０を構成する絶縁膜２２を、厚さ８００ｎｍの二酸化シリコン、半導体基板２１を厚さ４００μｍのシリコンとした。
【００３６】
図１２は、波長λ＝１０μｍのとき、斜めに入射した光の、透過光波長について計算した結果を示している。図１２に示すように、入射角度θが大きくなるほど、透過光の波長は短波長側にシフトしている。ここで、斜めに入射する場合の波数ｋは数式４で示される。なお、ｌは定在波数、ｎはミラー間のギャップの屈折率、ｄはミラー間の対向距離、θは入射角度（回折角度）である。
【数４】
2014002261.tif 000006
【００３７】
数式４より、入射角度θが大きいほど波数ｋが大きくなる。波数ｋが大きいほど波長λは短くなる。したがって、数式４からも、入射角度θが大きくなるほど、透過光の波長は短波長側にシフトすることがわかる。
【００３８】
また、入射角度θ、すなわち回折角度θが２０°以上では、入射角度θの増加にともなって透過光の半値幅が広くなるとともに、透過光にスプリット（複数の波長における透過強度のピーク）が生じることが明らかとなった。ピークとは、透過率の増減が確認できるものをピークとした。詳しくは、０°、５°、１０°、１２°、１４°、１５°、１６°、１８°、１９°において、スプリットが生じず、２０°、２２°においてスプリットが生じた。図５に示した関係から、波長λ＝１０μｍの場合、ミラー幅Ｄが７０μｍより広くなると、回折角度θ（半値回折角度θ）が２０°より小さい角度となる。すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの７倍よりも広く（Ｄ＞７λ）すると、スプリットを抑制しつつ、半値幅の増加を抑制できることが明らかとなった。
【００３９】
また、図１３は、図１２に示す結果を、入射角度θ、透過スペクトルのピーク波長の透過率（以下、ピーク透過率と示す）、透過光の半値幅の関係にまとめ直した図である。図１３に示すように、入射角度θが１２°以下では、ピーク透過率は３２％程度でほぼ一定の値を示し、半値幅も１２５ｎｍ程度でほぼ一定の値をしめしている。一方、入射角度θが１２°を超えると、入射角度θの増加にともなって、ピーク透過率が急激に低下するとともに、半値幅も急激に大きくなる。図５に示した関係から、波長λ＝１０μｍの場合、ミラー幅Ｄが１５０μｍより長くなると、回折角度θ（半値回折角度θ）が１２°より小さい角度となる。すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの１５倍以上（Ｄ≧１５λ）とすると、ピーク透過率を高くしつつ、半値幅をさらに小さくすることができることが明らかとなった。
【００４０】
発明者は、中赤外域の他の波長についても同様の検討を行った。図１４は、波長λ＝２μｍのとき、斜めに入射した光の、透過光波長について計算した結果を示している。図１５は、図１４に示す結果を、入射角度θ、ピーク透過率、透過光の半値幅の関係にまとめ直した図である。図１６は、波長λ＝６μｍのとき、斜めに入射した光の、透過光波長について計算した結果を示している。図１７は、図１６に示す結果を、入射角度θ、ピーク透過率、透過光の半値幅の関係にまとめ直した図である。
【００４１】
図１４においても、図１２同様、入射角度θが大きくなるほど、透過光の波長は短波長側にシフトしている。また、図１４に示すように、入射角度θ、すなわち回折角度θが２２°以上では、入射角度θの増加にともなって透過光の半値幅が広くなるとともに、透過光にスプリットが生じることが明らかとなった。詳しくは、０°、１０°、１５°、１８°、１９°、２０°、２１°において、スプリットが生じず、２２°、２３°、２５°においてスプリットが生じた。図７に示した関係から、波長λ＝２μｍの場合、ミラー幅Ｄが１４μｍより広くなると、回折角度θ（半値回折角度θ）が２２°より小さい角度となる。すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの７倍よりも広く（Ｄ＞７λ）すると、スプリットを抑制しつつ、半値幅の増加を抑制できることが明らかとなった。
【００４２】
また、図１５に示すように、入射角度θが１０°以下では、ピーク透過率は６５％程度でほぼ一定の値を示し、半値幅も３５ｎｍ程度でほぼ一定の値をしめしている。一方、入射角度θが１０°を超えると、入射角度θの増加にともなって、ピーク透過率が急激に低下するとともに、半値幅も急激に大きくなる。図７に示した関係から、波長λ＝２μｍの場合、ミラー幅Ｄが３０μｍより長くなると、回折角度θ（半値回折角度θ）が１０°より小さい角度となる。すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの１５倍以上（Ｄ≧１５λ）とすると、ピーク透過率を高くしつつ、半値幅をさらに小さくすることができることが明らかとなった。
【００４３】
図１６においても、図１２同様、入射角度θが大きくなるほど、透過光の波長は短波長側にシフトしている。また、図１６に示すように、入射角度θ、すなわち回折角度θが１８°以上では、入射角度θの増加にともなって透過光の半値幅が広くなるとともに、透過光にスプリットが生じることが明らかとなった。詳しくは、０°、５°、７°、８°、９°、１０°、１２°、１４°、１６°において、スプリットが生じず、１８°、２０°においてスプリットが生じた。図９に示した関係から、波長λ＝６μｍの場合、ミラー幅Ｄが４０μｍより長くなると、回折角度θ（半値回折角度θ）が１８°より小さい角度となる。すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの７倍よりも広く（Ｄ＞７λ）すると、スプリットを抑制しつつ、半値幅の増加を抑制できることが明らかとなった。
【００４４】
また、図１７に示すように、入射角度θが１０°以下では、ピーク透過率は５５％程度でほぼ一定の値を示し、半値幅も５０ｎｍ程度でほぼ一定の値をしめしている。一方、入射角度θが１０°を超えると、入射角度θの増加にともなって、ピーク透過率が急激に低下するとともに、半値幅も急激に大きくなる。図９に示した関係から、波長λ＝６μｍの場合、ミラー幅Ｄが９０μｍより広くなると、回折角度θ（半値回折角度θ）が１０°より小さい角度となる。すなわち、ミラー幅Ｄを波長λの１５倍以上（Ｄ≧１５λ）とすると、ピーク透過率を高くしつつ、半値幅をさらに小さくすることができることが明らかとなった。
【００４５】
以上より、本発明者は、「中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）では、ミラー幅Ｄを波長λの７倍よりも広く（Ｄ＞７λ）すると、スプリットを抑制するとともに、半値幅の増加を抑制できる」という第２の知見を得た。また、「中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）では、ミラー幅Ｄを波長λの１５倍以上（Ｄ≧１５λ）とすると、ピーク透過率を高くしつつ、半値幅をさらに小さくすることができる」という第３の知見を得た。
【００４６】
本発明は、これら知見に基づくものであり、以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００４７】
（第１実施形態）
本実施形態に係るファブリペロー干渉計の構造及び製造方法は、本出願人による特開２００８−１３４３８８号公報等に記載のものと基本的に同じである。したがって、同じ部分についての説明は簡略化する。
【００４８】
先ず、図１８及び図１９を用いて、ファブリペロー干渉計１０の概略構成を説明する。
【００４９】
図１８及び図１９に示すファブリペロー干渉計１０は、基板２０、第１ミラー構造体３０、スペーサ４０、第２ミラー構造体５０を備えている。なお、第１ミラー構造体３０及び第２ミラー構造体５０が、一対のミラー構造体に相当する。
【００５０】
基板２０は、単結晶シリコンなどからなる半導体基板２１と、半導体基板２１の一面上に形成された、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等からなる絶縁膜２２と、を有している。そして、基板２０における絶縁膜２２上に、第１ミラー構造体３０が配置されている。本実施形態では、第１ミラー構造体３０の配置面と反対の面（以下、裏面と示す）側から基板２０がエッチングされ、貫通孔２３が形成されている。これにより、第１ミラー構造体３０における透過部Ｓ１の部分がメンブレンＭＥＭ１となっている。
【００５１】
第１ミラー構造体３０は、空気よりも屈折率の高い材料、例えばシリコン及びゲルマニウムの少なくとも一方を含む半導体薄膜からなり、基板２０における絶縁膜２２上に積層された高屈折率層３１と、該高屈折率層３１に同じくシリコンなどの高屈折率材料からなり、高屈折率層３１上に積層された高屈折率層３２とを有する。本実施形態においては、高屈折率層３１，３２が、ともにポリシリコンからなる。なお、高屈折率層３１が第１層、高屈折率層３２が第２層に相当する。
【００５２】
そして、透過部Ｓ１における高屈折率層３１，３２間には、低屈折率層としての空気層３３が介在され、この部分が光学多層膜構造のミラーＭ１となっている。ミラーＭ１は、図１８に示すように、平面略円形状のメンブレンＭＥＭ２の中央領域に形成されたミラーＭ２に対向して形成されている。詳しくは、透過部Ｓ１において、高屈折率層３２は、空気層３３の上面を覆う上部３２ａと、上部３２ａを高屈折率層３１上に支持する支持部３２ｂと、を有している。支持部３２ｂは、ミラーＭ１の外形輪郭を規定する部分でもあり、空気層３３の側面を覆う部分と、高屈折率層３１に接する部分とにより構成されている。そして、支持部３２ｂにより空気層３３が区画されて、透過部Ｓ１は複数のミラーＭ１を有している。なお、ミラーＭ１の形成パターンはミラーＭ２と同じハニカム状となっており、同一パターン及び大きさを有するミラーＭ１が複数集合して透過部Ｓ１をなしている。ミラーＭ１の幅はＤ１とされており、幅Ｄ１とは、空気層３３の上面のうち、幅方向の長さが最も短い部分の長さである。
【００５３】
また、第１ミラー構造体３０において、ギャップＡＧを架橋する架橋部３４のうち、透過部Ｓ１を除く周辺部Ｔ１では、高屈折率層３１，３２が互いに接触して配置されている。そして、第１ミラー構造体３０のうち、透過部Ｓ１を除く部分、すなわち周辺部Ｔ１を含む外側の部分は、基板２０によって支持されている。架橋部３４は、全体がメンブレンＭＥＭ２とされた第２ミラー構造体５０の架橋部５４の対向部位でもある。
【００５４】
なお、図１９に示す符号３５は、第１ミラー構造体３０において、ミラーＭ１における高屈折率層３１，３２の部分に形成された貫通孔であり、基板２０の裏面側から貫通孔３５を介してエッチングすることで、空気層３３、ギャップＡＧ、空気層５３が形成されるようになっている。また、符号３６は、高屈折率層３１，３２に、例えばｐ導電型の不純物がイオン注入されてなる電極である。この電極３６は、第２ミラー構造体５０の電極５６と少なくとも一部が対向するように設けられている。また、符号３７は、Ａｕ／Ｃｒ等からなり、高屈折率層３２上に形成されたパッドであり、電極３６とオーミック接触されている。
【００５５】
スペーサ４０は、第１ミラー構造体３０における高屈折率層３２上の、架橋部３４、及び、パッド３７の形成領域を除く部分に配置されている。このスペーサ４０は、第１ミラー構造体３０上に第２ミラー構造体７０を支持するとともに、第１ミラー構造体３０と第２ミラー構造体５０との間に、ギャップＡＧを構成する機能を果たすものである。本実施形態では、スペーサ４０が二酸化シリコンからなり、スペーサ４０における架橋部３４，５４に対応する中央部分がくり抜かれて空隙であるギャップＡＧが形成されている。また、パッド３７に対応する部分には、開口部４１が形成されている。
【００５６】
第２ミラー構造体５０は、空気よりも屈折率の高い材料、例えばシリコン及びゲルマニウムの少なくとも一方を含む半導体薄膜からなり、ギャップＡＧを架橋してスペーサ４０の表面上に配置された高屈折率層５１と、該高屈折率層５１に同じくシリコンなどの高屈折率材料からなり、高屈折率層５１上に積層された高屈折率層５２とを有する。本実施形態においては、高屈折率層５１，５２が、ともにポリシリコンからなる。なお、高屈折率層５１が第１層、高屈折率層５２が第２層に相当する。
【００５７】
そして、透過部Ｓ１における高屈折率層５１，５２間には、低屈折率層としての空気層５３が介在され、この部分が光学多層膜構造のミラーＭ２となっている。ミラーＭ２は、図１８に示すように、平面略円形状のメンブレンＭＥＭ２の中央領域に形成されている。詳しくは、透過部Ｓ２において、高屈折率層５２は、空気層５３の上面を覆う上部５２ａと、上部５２ａを高屈折率層５１上に支持する支持部５２ｂと、を有している。支持部５２ｂは、ミラーＭ２の外形輪郭を規定する部分でもあり、空気層５３の側面を覆う部分と、高屈折率層５１に接する部分とにより構成されている。そして、支持部５２ｂにより空気層５３が区画されて、透過部Ｓ２は複数のミラーＭ２を有している。なお、ミラーＭ２の形成パターンは図１８に示すハニカム状となっており、同一パターン及び大きさを有するミラーＭ２が複数集合して透過部Ｓ２をなしている。ミラーＭ２の幅はＤ２とされており、幅Ｄ２とは、空気層５３の上面のうち、幅方向の長さが最も短い部分の長さである。本実施形態では、ミラーＭ１とミラーＭ２の形成パターン及び大きさが一致するとともに、各ミラーＭ１，Ｍ２が一対一で対応するように設けられ、ミラーＭ１の幅Ｄ１とミラーＭ２の幅Ｄ２が同一の長さとなっている。
【００５８】
また、第２ミラー構造体５０において、ギャップＡＧを架橋する架橋部５４のうち、透過部Ｓ２を除く周辺部Ｔ２では、高屈折率層５１，５２が互いに接触して配置されている。そして、第２ミラー構造体５０のうち、架橋部５４を除く外側の部分は、スペーサ４０によって支持されている。
【００５９】
なお、図１９に示す符号５５は、第２ミラー構造体５０において、ミラーＭ２における高屈折率層５１の部分に形成された貫通孔であり、ギャップ側ＡＧ側から貫通孔５５を介してエッチングすることで、空気層５３が形成されるようになっている。また、符号５６は、高屈折率層５１，５２に、例えばｐ導電型の不純物がイオン注入されてなる電極である。また、符号５７は、Ａｕ／Ｃｒ等からなり、高屈折率層５２上に形成されたパッドであり、電極５６とオーミック接触されている。
【００６０】
このように構成されたファブリペロー干渉計１０では、パッド３７，５７を介して、電極３６，５６に所定の駆動電圧を印加すると、電極３６，５６間に生じる静電気力により、第１ミラー構造体３０のメンブレンＭＥＭ１と第２ミラー構造体５０のメンブレンＭＥＭ２が、互いに近づく方向にそれぞれ変位する。したがって、ミラーＭ１，Ｍ２間の対向距離に応じて、赤外線を波長選択的に透過させることができる。
【００６１】
また、高屈折率層３１，３２，５１，５２として、ポリシリコンを採用しているため、波長２〜１０μｍ程度の赤外光に対して好適である。なお、ポリシリコン以外にも、ポリゲルマニウムやポリシリコンゲルマニウムなど、シリコン及びゲルマニウムの少なくとも一方を含む半導体薄膜を採用すると、同様の効果を期待することができる。
【００６２】
加えて、上記したように、ミラーＭ１，Ｍ２の低屈折率層として空気層３３，５３を採用している。これにより、高屈折率層の屈折率ｎＨ（例えばＳｉでは３．４５、Ｇｅでは４）と低屈折率層の屈折率ｎＬ（空気では１）との屈折率比（ｎＨ／ｎＬ）を大きく（例えば３．３以上と）することができる。したがって、上記した波長２〜１０μｍ程度の赤外光を選択的に透過させることのできるファブリペロー干渉計１０を安価に実現することができる。
【００６３】
また、それぞれの透過部Ｓ１，Ｓ２が、支持部３２ｂ，５２ｂにより区画された複数のミラーＭ１，Ｍ２を有する。したがって、透過部Ｓ１，Ｓ２の大きさを同じとすると、透過部Ｓ１，Ｓ２が１つのミラーＭ１，Ｍ２からなる構成に較べて、機械的強度を向上することができる。また、支持部３２ｂ，５２ｂが、第２層としての高屈折率層３２，５２の一部として構成されているので、支持部として別部材を用いる場合に較べて、構成を簡素化することができる。
【００６４】
また、基板２０が、透過部Ｓ１に対応して貫通孔２３を有するので、基板２０による赤外線吸収のロスを低減することができる。
【００６５】
次に、本実施形態に示すファブリペロー干渉計１０の特徴部分について説明する。
【００６６】
図１９では、白抜き矢印が光の進行方向を示している。本実施形態では、上記した第２の知見に基づき、入射側の全てのミラーＭ２が、透過波長域である中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）の上限値、すなわち１０μｍの７倍よりも幅Ｄ２の広い回折抑制ミラー（Ｄ２＞７０μｍ）となっている。このため、上記したように、中赤外域において、透過光にスプリットが生じないようにすることができる。このため、「スプリットにより、成分分析のピークを正しく検出することができない」という不具合が生じるのを抑制することができる。また、スプリットが生じる場合に較べて、回折角度θを小さくすることができるので、透過光の半値幅を狭くすることができる。以上により、スプリットが生じる場合に較べて、吸収波長が中赤外域に存在するガスや液体の成分検知に好適なものとなる。なお、本実施形態では、出射側のミラーＭ１も、中赤外域の上限値の７倍よりも幅Ｄ１の広い回折抑制ミラー（Ｄ１＞７０μｍ）となっている。
【００６７】
また、上記した第２の知見に基づき、少なくとも入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２を、中赤外域の上限値の１０倍以上（Ｄ２≧１００μｍ）とするとなお良い。これによれば、中赤外域において、半値回折角度θを小さくすることができる。したがって、中赤外域において、透過光の半値幅をさらに狭くすることができる。
【００６８】
また、上記した第３の知見に基づき、少なくとも入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２を、中赤外域の上限値の１５倍以上（Ｄ２≧１５０μｍ）とするとさらに良い。これによれば、中赤外域において、透過光の半値幅を小さくし、透過光のピーク波長における透過率を大きくすることができる。したがって、中赤外域において、透過光の半値幅をさらに狭くすることができる。なお、ミラーＭ１，Ｍ２は、低屈折率層としてそれぞれ空気層３３，５３を有するので、機械的強度の観点から、上記したように幅Ｄ１，Ｄ２は１５０μｍ程度が上限である。したがって、少なくとも入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２を、例えば１５０μｍとすると、中赤外域において、透過光の半値幅をさらに狭くすることができる。
【００６９】
本実施形態では、第１ミラー構造体３０のメンブレンＭＥＭ１の形成範囲が、透過部Ｓ１と一致する例を示したが、メンブレンＭＥＭ２同様、架橋部３４全体をメンブレンＭＥＭ１としても良い。また、出射側のミラーＭ１の幅Ｄ１を入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２より狭くしても良い。さらには、第１ミラー構造体３０を入射側、第２ミラー構造体５０を出射側としても良い。
【００７０】
（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７１】
図２０及び図２１に示すように、本実施形態では、基板２０が貫通孔２３を有しておらず、このため、第１ミラー構造体３０がメンブレンＭＥＭ１を有していない。そして、ミラーＭ１が入射側とされ、入射側のミラーＭ１の幅Ｄ１が、出射側のミラーＭ２の幅Ｄ２よりも広くされている点を特徴とする。なお、第２ミラー構造体５０側からのエッチングにより、空気層５３、ギャップＡＧ、空気層３３を形成すべく、第２ミラー構造体５０におけるミラーＭ２の高屈折率層５２、周辺部Ｔ２における高屈折率層５１，５２に、それぞれ貫通孔５５が形成されている。また、第１ミラー構造体３０におけるミラーＭ１の高屈折率層３２に貫通孔３５が形成されている。それ以外の構成は、第１実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と同じとなっている。
【００７２】
本実施形態でも、第１実施形態同様、少なくとも入射側のミラーＭ１の幅Ｄ１は、中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）の上限値、すなわち１０μｍの７倍よりも広く（Ｄ１＞７０μｍ）となっている。より好ましくは、幅Ｄ１が、中赤外域の上限値の１０倍以上（Ｄ１≧１００μｍ）となっている。さらに好ましくは、幅Ｄ１が、中赤外域の上限値の１５倍以上（Ｄ１≧１５０μｍ）となっている。したがって、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、入射側のミラーＭ１の幅Ｄ１を、出射側のミラーＭ２の幅Ｄ２よりも広くするため、入射側と出射側の幅が等しい構成や、出射側の方が広い構成に較べて、回折による透過光の半値幅増大を抑制することができる。
【００７４】
さらに本実施形態では、メンブレンＭＥＭ１を有さない第１ミラー構造体３０を入射側とし、入射側のミラーＭ１の幅Ｄ１を広くしつつ、出射側のミラーＭ２の幅Ｄ２を、幅Ｄ１よりも狭くしている。第１ミラー構造体３０はメンブレンＭＥＭ１を有さないため、メンブレンＭＥＭ１を有する構成に較べて、ミラーＭ１の幅Ｄ１を大きくしやすい。一方、第２ミラー構造体５０はメンブレンＭＥＭ２を有するため、ミラーＭ２の幅Ｄ２を狭くして透過部Ｓ２に占める支持部５２ｂの割合を増やし、機械的強度を確保するようにしている。このように、本実施形態によれば、透過光の半値幅を狭くしつつ、機械的強度も向上することができる。なお、出射側の第２ミラーＭ２の幅Ｄ２については、Ｄ２＜Ｄ１を満たせば特に限定されるものではない。
【００７５】
（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７６】
図２２及び図２３に示すように、本実施形態では、第１ミラー構造体３０の透過部Ｓ１がミラーＭ１を１つのみを有し、第２ミラー構造体５０の透過部Ｓ２もミラーＭ２を１つのみ有する点を特徴とする。また、ミラーＭ１とミラーＭ２の形成パターン及び大きさが一致しており、ミラーＭ１の幅Ｄ１とミラーＭ２の幅Ｄ２が同一の長さとなっている。それ以外の構成は、第２実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と同じとなっている。このファブリペロー干渉計１０の場合、ミラー構造体３０，５０のいずれを入射側としても良い。
【００７７】
例えば第２ミラー構造体５０を入射側とすると、第１実施形態同様、少なくとも入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２は、中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）の上限値、すなわち１０μｍの７倍よりも広く（Ｄ２＞７０μｍ）となっている。より好ましくは、幅Ｄ２が、中赤外域の上限値の１０倍以上（Ｄ２≧１００μｍ）となっている。さらに好ましくは、幅Ｄ２が、中赤外域の上限値の１５倍以上（Ｄ１≧１５０μｍ）となっている。したがって、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、入射側の第２ミラー構造体５０における透過部Ｓ２が、ミラーＭ２を１つのみ有するため、複数のミラーＭ２を有する構成のように、複数のミラーＭ２（スリット）を透過した光の干渉が生じない。これにより、透過光の半値幅をより狭くすることができる。
【００７９】
（第４実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８０】
図２４及び図２５に示すように、本実施形態では、第１実施形態同様、基板２０に、透過部Ｓ１に対応して貫通孔２３が形成されている。また、第２ミラー構造体５０が入射側とされ、入射側の透過部Ｓ２がミラーＭ２を１つのみ有し、出射側の透過部Ｓ１が複数のミラーＭ１を有する点を特徴とする。それ以外の構成は、上記実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と同じとなっている。
【００８１】
本実施形態でも、第１実施形態同様、少なくとも入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２は、中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）の上限値、すなわち１０μｍの７倍よりも広く（Ｄ２＞７０μｍ）となっている。より好ましくは、幅Ｄ２が、中赤外域の上限値の１０倍以上（Ｄ２≧１００μｍ）となっている。さらに好ましくは、幅Ｄ２が、中赤外域の上限値の１５倍以上（Ｄ１≧１５０μｍ）となっている。したがって、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、第１実施形態同様、基板２０が、透過部Ｓ１に対応して貫通孔２３を有するので、基板２０による赤外線吸収のロスを低減することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、入射側の第２ミラー構造体５０における透過部Ｓ２が、ミラーＭ２を１つのみ有するため、複数のミラーＭ２を有する構成のように、複数のミラーＭ２（スリット）を透過した光の干渉が生じない。これにより、透過光の半値幅をより狭くすることができる。
【００８４】
また、本実施形態では、第２実施形態同様、入射側のミラーＭ１の幅Ｄ２を、出射側のミラーＭ２の幅Ｄ１よりも広くする。したがって、回折による透過光の半値幅増大を抑制することができる。また、出射側のミラーＭ１の幅Ｄ１を狭くして透過部Ｓ１に占める支持部３２ｂの割合を増やすため、メンブレンＭＥＭ１の機械的強度を向上することができる。なお、出射側のミラー１の幅Ｄ１については、Ｄ１＜Ｄ２を満たせば特に限定されるものではない。
【００８５】
なお、本実施形態では、第２ミラー構造体５０を入射側とし、透過部Ｓ２がミラーＭ２を１つのみ、透過部Ｓ１がミラーＭ１を複数有する構成を示したが、第１ミラー構造体３０を入射側とし、透過部Ｓ１がミラーＭ１を１つのみ、透過部Ｓ２がミラーＭ２を複数有する構成としても良い。
【００８６】
（第５実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したファブリペロー干渉計１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８７】
図２６及び図２７に示すように、本実施形態のファブリペロー干渉計１０は、第３実施形態に示したファブリペロー干渉計１０とほぼ同じ構造を有している。異なる点は、空気層３３，５３を覆う高屈折率層３２，５２の上部３２ａ，５２ａとオーバーラップするように配置され、高屈折率層３１，５１上に上部３２ａ，５２ａを支持する支持部３２ｃ，５２ｃを有する点である。この支持部３２ｃ，５２ｃは、上記したミラーＭ１，Ｍ２の外形輪郭を規定する支持部３２ｂ，５２ｂとは異なり、ミラーＭ１，Ｍ２の面内において、ミラーＭ１，Ｍ２を複数に分割（区画）しないように設けられている。本実施形態では、図２６及び図２７に示すように、外形輪郭が略円形のミラーＭ１，Ｍ２に対し、その中心に支持部３２ｃ，５２ｃがそれぞれ設けられている。このような構成を採用すると、単一のミラーＭ１，Ｍ２において、機械的強度を向上することができる。
【００８８】
なお、本実施形態でも、例えば第２ミラー構造体５０を入射側とすると、少なくとも入射側のミラーＭ２の幅Ｄ２は、中赤外域（２μｍ〜１０μｍ）の上限値、すなわち１０μｍの７倍よりも広く（Ｄ２＞７０μｍ）となっている。より好ましくは、幅Ｄ２が、中赤外域の上限値の１０倍以上（Ｄ２≧１００μｍ）となっている。さらに好ましくは、幅Ｄ２が、中赤外域の上限値の１５倍以上（Ｄ１≧１５０μｍ）となっている。したがって、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８９】
また、入射側の第２ミラー構造体５０における透過部Ｓ２が、ミラーＭ２を１つのみ有するため、複数のミラーＭ２を有する構成のように、複数のミラーＭ２（スリット）を透過した光の干渉が生じない。これにより、透過光の半値幅をより狭くすることができる。
【００９０】
なお、各ミラーＭ１，Ｍ２における支持部３２ｃ，５２ｃの個数は、１つに限定されず、複数設けても良い。また、高屈折率層３２，５２の一部により支持部３２ｃ，５２ｃを構成する例を示したが、別部材の支持部を採用することもできる。
【００９１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００９２】
本実施形態では、半導体基板２１の一面上に絶縁膜２２が形成された基板２０を採用する例を示した。しかしながら、基板２０としては上記例に限定されるものではなく、ガラスなどの絶縁基板を採用することも可能である。その場合、絶縁膜２２を不要とすることができる。
【００９３】
本実施形態では、第２ミラー構造体５０が、スペーサ４０を介して第１ミラー構造体３０上に支持される例を示した。しかしながら、メンブレンＭＥＭ２（架橋部５４）よりも外側に位置する第２ミラー構造体５０の部分が、第１ミラー構造体３０に接して、メンブレンＭＥＭ２を支持する支持部材としての機能を果たす構成を採用することもできる。すなわち、スペーサ４０を有さない構成とすることもできる。この場合、製造工程において、犠牲層としてのスペーサ４０を、第１ミラー構造体３０の高屈折率層層３２の表面全面ではなく、メンブレンＭＥＭ２に対向する部分のみに形成する。そして、このスペーサ４０を覆うように第２ミラー構造体５０を形成し、エッチングにより、スペーサ４０を全て除去してギャップＡＧとすれば良い。
【００９４】
本実施形態では、静電気力により、ミラーＭ１，Ｍ２間の対向距離を変化させる例を示した。しかしながら、圧電効果を利用しても良い。例えばスペーサ４０を伸縮させてミラーＭ１，Ｍ２間の対向距離を変化させても良い。また、ミラー構造体３０，５０として、バイモルフのように熱によって変形する構成を採用することで、ミラーＭ１，Ｍ２間の対向距離を変化させても良い。さらには、電磁力により、ミラーＭ１，Ｍ２間の対向距離を変化させても良い。
【００９５】
また、ギャップＡＧを介して対向配置された一対のミラー構造体３０，５０を備え、前記一対のミラー構造体は、積層配置された一対の高屈折率層３１，３２，５１，５２と、前記高屈折率層間に局所的に介在された空気層３３，５３と、を用いてそれぞれ形成され、前記一対のミラー構造体における前記ギャップを架橋する架橋部３４，５４の少なくとも一方が、変位可能なメンブレンＭＥＭ１，ＭＥＭ２とされ、前記一対のミラー構造体における前記架橋部は、前記高屈折率層間に前記空気層が介在された少なくとも１つのミラーＭ１，Ｍ２からなる透過部Ｓ１，Ｓ２と、該透過部の周辺に位置する周辺部Ｔ１，Ｔ２と、をそれぞれ有し、前記一対のミラー構造体において、前記透過部同士が対向しており、前記一対のミラー構造体の対向方向と直交する面に沿う方向の長さを幅とすると、入射側の前記ミラー構造体における前記ミラーの幅が、出射側の前記ミラー構造体における前記ミラーの幅よりも広いことを特徴とするファブリペロー干渉計を採用しても良い。このように、入射側のミラーの幅を出射側のミラーの幅よりも広くすると、回折による透過光の半値幅増大を抑制することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０・・・ファブリペロー干渉計、２０・・・基板、２１・・・半導体基板、２２・・・絶縁膜、２３・・・貫通孔、３０・・・第１ミラー構造体、３１，３２・・・高屈折率層、３２ａ・・・上部、３２ｂ，３２ｃ・・・支持部、３３・・・空気層、３４・・・架橋部、３５・・・貫通孔、３６・・・電極、３７・・・パッド、４０・・・スペーサ、４１・・・開口部、５０・・・第２ミラー構造体、５１，５２・・・高屈折率層、５２ａ・・・上部、５２ｂ，５２ｃ・・・支持部、５３・・・空気層、５４・・・架橋部、５５・・・貫通孔、５６・・・電極、５７・・・パッド、１００・・・スリット、１０１・・・スクリーン、ＡＧ・・・ギャップ、Ｍ１，Ｍ２・・・ミラー、ＭＥＭ１，ＭＥＭ２・・・メンブレン、Ｓ１，Ｓ２・・・透過部、Ｔ１，Ｔ２・・・周辺部、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２・・・幅
【図１】
2014002261.tif 000007
【図２】
2014002261.tif 000008
【図３】
2014002261.tif 000009
【図４】
2014002261.tif 000010
【図５】
2014002261.tif 000011
【図６】
2014002261.tif 000012
【図７】
2014002261.tif 000013
【図８】
2014002261.tif 000014
【図９】
2014002261.tif 000015
【図１０】
2014002261.tif 000016
【図１１】
2014002261.tif 000017
【図１２】
2014002261.tif 000018
【図１３】
2014002261.tif 000019
【図１４】
2014002261.tif 000020
【図１５】
2014002261.tif 000021
【図１６】
2014002261.tif 000022
【図１７】
2014002261.tif 000023
【図１８】
2014002261.tif 000024
【図１９】
2014002261.tif 000025
【図２０】
2014002261.tif 000026
【図２１】
2014002261.tif 000027
【図２２】
2014002261.tif 000028
【図２３】
2014002261.tif 000029
【図２４】
2014002261.tif 000030
【図２５】
2014002261.tif 000031
【図２６】
2014002261.tif 000032
【図２７】
2014002261.tif 000033