(57)【要約】      （修正有）【課題】カットオフ周波数を有するセンサを提供する。【解決手段】本発明は、センサとして機能することが可能な光カットオフ周波数を備える金属光フィルタを提供する。この金属光フィルタは、ほぼ平行な第１の表面および第２の表面を備える誘電体層と、誘電体層の第１の表面上に形成された金属層と、を有する。金属層は、周期的格子を形成するように構成された断面を備える穴を備えており、この穴は屈折率を備える材料を含んでいる。穴の屈折率を変更するか、または、穴の断面を変更することによって、金属光フィルタの光カットオフ周波数を修正できる。【選択図】図１ｃ
2006138842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサとして機能することが可能な光カット・オフ周波数を備える金属光フィルタであって、
ほぼ平行な第１の表面および第２の表面を備える誘電体層と、
前記誘電体層の前記第１の表面上に形成された金属層と、を有し、
前記金属層が、周期的格子を形成するように構成された断面を備える穴を備えており、該穴が屈折率を備える材料を含んでおり、
前記穴の前記屈折率を変更するか、または、前記穴の前記断面を変更することによって、前記金属光フィルタの光カット・オフ周波数を修正できる、金属光フィルタ。
【請求項２】
前記穴の断面がほぼ円形である、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項３】
前記穴の断面がほぼ正方形である、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項４】
前記金属層が金から構成される、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項５】
前記金属層が銀から構成される、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項６】
前記金属層がクロムから構成される、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項７】
前記誘電体層が、二酸化珪素、空気、または、屈折率が約２未満の他の材料から構成される、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項８】
前記穴のうち第１の穴の断面積が前記穴の残りの穴よりも大きい、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項９】
前記穴が、前記誘電体層を貫いている、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項１０】
さらに、前記誘電体層の前記第２の表面上に形成された第２の金属層を有し、該第２の金属層が、前記周期的格子を形成するように構成された前記断面を備える前記穴を含む、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【請求項１１】
前記誘電体層が、ある光周波数範囲にわたって光学的に透過である、請求項１に記載の金属光フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属光フィルタを用いた検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance、ＳＰＲ）ベースのセンサは、とりわけ、バイオセンサ用途において、薄膜厚の測定に用いられるのが一般的である。ＳＰＲ用途において、通常、プリズムを用いて、薄い金属層（典型的には金）の表面プラズモン・モードに光を結合し、光検出器（photo detector）を用いて、金属薄膜からの反射が測定される。入射光の入射角または入射光の波長が、共鳴条件に適合するように変更される。共鳴条件は、金属層の近くの周囲屈折率によって決まるので、金属薄層の下側に付着した薄膜の屈折率が分っている場合、共鳴入射角または共鳴波長の測定によって、薄膜の厚さが得られる。典型的なバイオセンサ用途では、最初に、金属層の下側に、変換層が付着させられる。次に、共鳴入射角または共鳴波長のシフトによって、標的検体と変換層の結合が決定される。
【０００３】
ＳＰＲでは、一般に、かさばり一体化が困難なプリズム結合が必要とされ、ＳＰＲベースのセンサは、一般に、表面プラズモン・モードにとって十分な吸収長を備えるために、およそ数ミリメートルほどのサイズを必要とする。ＳＰＲでは、一般に、垂直入射が認められないので、ＳＰＲセンサをＣＭＯＳ検出器に直接一体化するのがより困難になる。
【０００４】
先行技術文献（例えば、非特許文献１参照）に解説のＳＰＲベース・センサに関する最近の研究によって、金薄膜のナノホール・アレイを通る強化光透過に基づく、ＳＰＲセンサにおける垂直入射が可能になる。従って、サブウェーブレングス・ホール（subwavelength holes）のアレイを通る垂直入射光の透過（transmission）は、下記によって示されるＳＰＲ条件を満たす波長で強化される。
【数１】
2006138842.tif 000003
【０００５】
ここで、ｐはアレイの周期性であり、ｉ及びｊは整数であり、εｆｆは金属・誘電体界面における有効誘電率であり、εｍは金属の誘電率である。表面プラズモン媒介透過度は、サブウェーブレングス・アパーチャ（subwavelength apertures）を通る光の透過に関するベーテの法則（Bethe’s law）から予測されるよりも数桁高い。強化透過は、強力な電界局在化によって達成される。
【０００６】
図１ａには、上述の非特許文献１に示されているようなＳＰＲベース・センサに対しても同様の働きをするように構成された、金属格子構造３９が示されている。厚さ０．４μｍのＳｉ層３４の上に、厚さ０．４μｍの金の金属層３２が付着している。金の金属層３２に深さ０．２μｍまでエッチングを施して、正方形の穴９５が形成されている。正方形の穴３５は、一辺が０．３μｍであり、格子定数が１μｍの正方形の格子を形成している。
【０００７】
図１ｂには、深さが０．２μｍで、屈折率ｎが１．４４の材料で被覆された正方形の穴３５を備える、金属格子構造３９からの垂直入射光に関する反射プロフィール（reflection profile）４５が示されている。反射プロフィール４５には、周波数１９０ＴＨｚ及び２４４ＴＨｚに、それぞれ、ディップ（dip、窪み）５０及び５５が生じる。これらのディップは、ＳＰＲの検討から予測されるように、ディップ５０がλ〜ｎａに対応し、ディップ５５がλ〜ｎａ／√２に対応する金属格子構造３９に関する、金属の表面プラズモン・モードとの結合から生じる共鳴である。透過は−８０ｄＢ未満である。カット・オフ周波数は存在しないという点に留意されたい。
【非特許文献１】Brolo et al, “Langmuir”, 2004, 20, 4813
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、カットオフ周波数を有するセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ネットワーク・トポロジを備えた金属製光学的バンドギャップ（Metal Photonic Bandgap、ＭＰＢＧ）構造は、誘電体製の光学的バンドギャップ（Photonic Bandgap、ＰＢＧ）構造と同様の周期的穴構造を備える１つ以上の等電位金属層を有している。ＭＰＢＧ構造は、カット・オフ周波数を有している。カットオフ周波数未満では、透過率が大幅に低下する。これは、一般に、光学的バンドギャップが複数の比較的狭い周波数範囲にわたって広がる、純粋に誘電体によるＰＢＧ構造とは対照的である。金属散乱体（scatter）が分離されたＭＰＢＧ構造（例えば、参考までに本明細書において援用されている、Sigalas et al., “Physical Review”, B52, 11744, 1995を参照）は、誘電体構造と同様の特性を示し、カット・オフ周波数がない。
【００１０】
本発明によれば、金属光フィルタ（metal optical filter）であるＭＰＢＧ構造は、屈折率、あるいはまた、試料物質の薄膜厚を測定するためのセンサとして用いることも可能である。金属光フィルタのカット・オフ周波数は、金属光フィルタの穴の周囲屈折率によって決まる。従って、既知の屈折率を有する薄膜の厚さは、金属光フィルタのカット・オフ周波数を測定することによって求めることが可能である。バイオセンサ用途において、変換層は、金属光フィルタの表面及び穴内に付着させることが可能である。次に、変換媒質に対する標的検体の結合が、カット・オフ周波数のシフトによって測定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１ｃには、本発明による実施態様が示されている。金属光フィルタ１９９は、厚さ０．４μｍのＳｉ層１９４の上に付着した厚さ０．４μｍの金の金属層１９２を備えている。金属導波路が形成されるように、金の金属層１９２を完全に貫く、深さ０．４μｍのエッチングを金の金属層１９２に施して、正方形の穴１９５が形成されている。正方形の穴１９５は、一辺が０．３μｍであり、格子定数ａが１μｍの正方形格子を形成している。
【００１２】
図１ｄには、屈折率ｎが１．４４の材料で被覆された正方形の穴１９５を備える金属光フィルタに関する垂直入射光について、反射プロフィール１４５及び透過プロフィール１４４が示されている。反射プロフィール１４５には、図１ｂにおける反射プロフィール４５の反射ディップ５０に対応する反射ディップ１５０が、ほぼ１８２ＴＨｚのあたりに示されており、図１ｂにおける反射プロフィール４５の反射ディップ５５に対応する反射ディップ１５５が、ほぼ２３２ＴＨｚのあたりに示されている。しかし、図１ｂとは対照的に、この場合、カット・オフ周波数１５８が９６ＴＨｚに存在する。カット・オフ周波数が、金属を包囲する屈折率が最高の材料のカット・オフ周波数によって決まることが理解されているものと仮定すると、金属光フィルタ１９９のカット・オフ周波数は、後述する方程式（２）によって概略が示される。反射プロフィール４５におけるＳＰＲに関連した反射ディップ５０及び５５には、反射プロフィール１４５に対応する反射ディップ１５０及び１５５があるが、反射プロフィール４５には、対応するカット・オフ周波数がない。従って、カット・オフ周波数の挙動は、ＳＰＲに関連した特徴とは別個で、異なるものであり、金属導波路としての金属光フィルタ１９９の挙動から生じる。
【００１３】
本発明の実施態様の１つに従って、図１ｅ及び図１ｇには、金属光フィルタ１００が示され、図１ｆには、改良金属光フィルタ１５０が示されている。金属光フィルタ１００の場合、金属層１０２が、一般には、ＳｉＯ２層である層１０４を被覆しており、金属層１０２及び１０４にはエッチングによる穴１０５が開いている。穴１０５は、正方形の格子を形成している。金属層１０２は、一般に、動作周波数に応じて、アルミニウム、銀、金、銅、または、鉄から製作することが可能である。例えば、アルミニウムの場合、可視スペクトル内において、また、銀では明確さの劣るカット・オフ周波数が生じ、金では明瞭なカット・オフ周波数が得られない低周波数紫外スペクトルにおいてさえ、明確なカット・オフ周波数が得られる。銅または鉄は、一般に、約２００ＴＨｚ未満の周波数で有用である。図１ｆの改良金属光フィルタ１５０は、平面図では、図１ｇの金属光フィルタ１００と同様であるが、一般に金属層１０２と同じ組成の追加金属層１６５を備えている。追加金属層１６５は、金属光フィルタ１５０のＱを改善する働きをする。改良金属光フィルタ１５０は、屈折率の低い誘電体基板（不図示）の上に配置することが可能である。
【００１４】
図２ａ及び図２ｂには、それぞれ、正方形格子定数ａが約０．８μｍの、ただし、層１０４が除去された、金属光フィルタ１００に関する反射プロフィール及び透過プロフィールが示されている。金属層１０２は、厚さが約０．８μｍで、半径０．４ａの穴１０５を備えており、金属層１０２の上方と下方の両方、及び、穴１０５内に空気が存在する。図２ａの場合、反射プロフィール２０１には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール２０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール２０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図２ｂの場合、透過プロフィール２０２には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール２０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール２０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。反射係数及び透過係数は、伝達行列法を用いて計算される。図２ａの計算に関して、金属層１０２の誘電率は、３００ＴＨｚにおける銀の誘電率値である、−４８．８＋３．２ｉであるとみなされる。金属の誘電率が周波数依存性であっても、大部分の金属は、一般に、計算において誘電率に一定の値を選んでも、その結果に大きく影響することはない。屈折率の二乗が非磁性材料の誘電率であるという点に留意されたい。
【００１５】
図２ａに示すように、反射は、約２４０ＴＨｚのカット・オフ周波数νｃ未満では、ほぼ１００パーセントまで上昇し、νｃにおいて低下する。図２ｂに示すように、透過は、約２４０ＴＨｚのカット・オフ周波数νｃ未満では、大幅に降下し、νｃの付近においてピークに達する。カット・オフ周波数に関する結果は、単一の完全な金属導波路のカット・オフ周波数に関する近似公式に一致する。
【００１６】
νｃ＝ｃ／２ｄｎ        （２）
ここで、ｃは光の速度であり、ｎは金属を包囲する材料の屈折率であり、ｄは穴の直径である。ｄ／ａが一定の格子構造における複数金属導波路の場合、カット・オフ周波数は、格子定数ａと反比例する。
【００１７】
図３ａの場合、反射プロフィール３０１には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール３０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール３０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図３ｂの場合、透過プロフィール３０２には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール３０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール３０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図２ａ、図２ｂと同じ構成に保つが、屈折率が約１．４の材料を穴１０５内部に配置することによって、図３ｂに示すように、カット・オフ周波数が約１６０ＴＨｚに移行する。カット・オフ周波数のシフトは、図２ａ、図２ｂの構成から約３３パーセントである。このシフトを利用して、異なる材料または小分子の屈折率が求められる。反射プロフィール３０１と反射プロフィール３０３及び反射プロフィール３０５、または、透過プロフィール３０２と透過プロフィール３０４及び透過プロフィール３０６を比較すると明らかなように、入射角を約１５度まで増しても、カット・オフ周波数はあまり変化しない。このため、単純なレンズを利用して、ほぼ垂直に入射させることが可能になる。角度依存性が弱くなると、小さいスポット・サイズの利用が可能になり、その上さらに、比較的高いＱ値が維持されて、コンパクトなセンサ・サイズが可能になる。
【００１８】
図４ａの場合、反射プロフィール４０１には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール４０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール４０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図４ｂの場合、透過プロフィール４０２には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール４０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール４０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図４ａ、図４ｂの場合、ＳｉＯ２層１０４が、金属層１０２の下方に追加されており、金属層１０２の上方には空気が存在する。ＳｉＯ２層１０４は、格子定数ａの約０．６倍の、約０．４８μｍの厚さを備えるものとみなされる。他のパラメータは、図２ａ〜図３ｂに関するものと同じである。穴１０５には、空気が充填され、カット・オフ周波数は、ＳｉＯ２層１０４のない図２ａ、図２ｂの２４０ＴＨｚに比較すると、図４ａ、図４ｂに示すように約１５８ＴＨｚである。これは、ＳｉＯ２層１０４の追加による、透過カット・オフ周波数のシフトが約３３パーセントであることを表わしている。
【００１９】
図５ａの場合、反射プロフィール５０１には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール５０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール５０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図５ｂの場合、透過プロフィール５０２には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール５０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール５０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図５ａ、図５ｂは、穴１０５が約１．４の屈折率の材料で充填されている点を除けば、図４ａ、図４ｂと同じパラメータを備えている。カット・オフ周波数は、ＳｉＯ２層１０４のない図３ａ、図３ｂの１６０ＴＨｚに比べると、図５ａ、図５ｂに示すように１１０ＴＨｚにシフトしている。これは、ＳｉＯ２層１０４の追加による、透過カット・オフ周波数のシフトが約３１パーセントであることを表わしている。
【００２０】
図６ａの場合、反射プロフィール６０１には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール６０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール６０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図６ｂの場合、透過プロフィール６０２には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール６０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール６０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図６ａ、図６ｂは、穴の半径が格子定数ａの約０．３倍である約０．２μｍである点を除けば、図４ａ、図４ｂと同じパラメータを備えている。半径が０．２４μｍの穴１０５は、空気が充填されており、カット・オフ周波数は、穴１０５の半径が０．３２μｍである、図４ａ、図４ｂの１５８ＴＨｚに比べると、１７０ＴＨｚにシフトしている。
【００２１】
図７ａの場合、反射プロフィール７０１には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール７０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール７０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図７ｂの場合、透過プロフィール７０２には、金属層１０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール７０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール７０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図７ａ、図７ｂは、半径が０．２４μｍの穴１０５が、屈折率が１．４の材料で充填されている点を除けば、図６ａ、図６ｂと同じパラメータを備えている。カット・オフ周波数は、穴１０５が屈折率が１．４の材料で充填され、半径が０．３２μｍである、図５ａ、図５ｂの１１０ＴＨｚに比べると、１３５ＴＨｚにシフトしている。
【００２２】
本発明のもう１つの実施態様に従って、図８には、金属光フィルタ８００のスーパーセル（supercell）８１０の平面図がしめされている。格子定数ａは０．８μｍである。穴８０５の半径は０．２４μｍであり、一方、穴８０６の半径は０．３２μｍである。金属光フィルタ８００の場合、スーパーセル８１０が、４つの平面方向全てにおいて繰り返される。穴８０６のカット・オフ周波数は穴８０５より低いので、反射プロフィールまたは透過プロフィールに第２のより低いカット・オフ周波数が生じることになる。
【００２３】
図９ａの場合、反射プロフィール９０１には、金属層８０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール９０３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール９０５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図９ｂの場合、透過プロフィール９０２には、金属層８０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール９０４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール９０６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。穴８０５及び８０６には、空気が充填されており、図９ａ、図９ｂには、図８の本発明による実施態様に関する約１６７ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。約１６７ＴＨｚの透過ピーク及び反射ディップは、全ての穴１０５の半径が０．２４μｍで、空気が充填されている、図６ａ、図６ｂに示す約１７０ＴＨｚのカット・オフ周波数に近い。図９ａには、１３２ＴＨｚの反射ディップが示され、図９ｂには、より大きい穴８０６のために生じる、約１３２ＴＨｚの透過ピークも示されている。
【００２４】
図１０ａの場合、反射プロフィール１００１には、金属層８０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が示されており、反射プロフィール１００３には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の反射係数が示されており、反射プロフィール１００５には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の反射係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。図１０ｂの場合、透過プロフィール１００２には、金属層８０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が示されており、透過プロフィール１００４には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＭ（横磁界）偏光した光の透過係数が示されており、透過プロフィール１００６には、垂線に対して約１５度の入射角で入射する、ＴＥ（横電界）偏光した光の透過係数が示されているが、全て、周波数と対比されている。穴８０５及び８０６には、屈折率が１．４の材料が充填されており、図１０ａ、図１０ｂには、約１３０ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。約１３０ＴＨｚの透過ピークは、全ての穴１０５の半径が０．２４μｍで、屈折率が１．４の材料が充填されている、図７ａ、図７ｂに示す約１３５ＴＨｚのカット・オフ周波数に近い。図１０ａ、図１０ｂには、より大きい穴８０６のために生じる、約１０４ＴＨｚの反射ディップ及び透過ピークも示されている。単一分子の検出が求められる場合、一般に、穴１０５の１つを除く全てに材料が充填され、穴１０５のうち１つだけ空いた状態にする。これによって、分子の検知が穴１０５においてのみ行われるという保証が得られる。充填材料は、屈折率が約１．４のガラスまたはＳｉＯ２とすることが可能である。これによって、カットオフ周波数がより低い周波数に移行し（カット・オフ周波数と屈折率との関係に関する方程式２参照）、このカット・オフ周波数では、穴１０５に分子が存在することによる影響はほとんどないといって差し支えない。しかし、穴８０６の場合、図８に示す穴のサイズを拡大すると、カット・オフ周波数がさらに低い周波数へと移行する可能性があり（方程式２参照）、穴８０６内に単一分子が存在する場合に、カット・オフ周波数の変化による検出が可能になる。
【００２５】
図１１には、一般に実施態様１００及び８００が組み込まれた、フィルタ・アレイ１１００の本発明による実施態様が示されている。金属光フィルタ１１５０、１１５５、及び、１１６０は、カット・オフ周波数が異なっている。フィルタ・アレイ１１００は、上部から照射され、検出器は、フィルタ・アレイ１１００の下方に配置されている。フィルタ・アレイ１１００は、任意の数の金属光フィルタに拡張することが可能である点に留意されたい。例えば、各金属光フィルタは、約２０μｍ２であり、１ｍｍ２の領域内に、２５００までの金属光フィルタを配列することが可能である。
【００２６】
図１２ａには、ＤＵＴ１２０７に関して反射スペクトルと透過スペクトルの両方を測定するための典型的な測定システムに関する本発明による実施態様が示されている。例えば、ＤＵＴ１２０７は、フィルタ・アレイ１１００とすることもできるし、あるいは、個別金属光フィルタ１００及び８００とすることも可能である。波長可変レーザ源１２５０によって、光ビームが発生し、この光ビームが、一般に、所望の周波数範囲にわたって掃引され、偏光コントローラ１２４０を通過して、所望の偏光状態を発生する。一般に、直径が約１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲のビームを生じるピグテール・コリメータとすることが可能なコリメータ１２２０によって、ほぼ平面波がビーム・スプリッタ１２８７に対して出射され、ビーム・スプリッタによって、入射ビームの一部が入射パワー検出モニタ１２０９に送られ、入射ビームの一部が低開口数レンズ１２８８に送られる。コリメータ１２２０及び低開口数レンズ１２８８によって、ビーム直径が検知領域に適合させられる。ビームの一部は、低開口数レンズ１２８８から被測定物（ＤＵＴ）１２０７に向かう。ビームの一部は、ＤＵＴ１２０７を通って、透過パワー検出モニタ１２０８に送られる。透過パワー検出モニタ１２０８は、金属光フィルタ１００または８００の透過をモニタする単一検出器とすることもできるし、あるいは、フィルタ・アレイ１１００の透過をモニタする検出器アレイとすることも可能である。ＤＵＴ１２０７に達するビームの一部は、反射によってビーム・スプリッタ１２８７に戻され、反射ビームの一部は、ビーム・スプリッタ１２８７によってビーム・スプリッタ１２８６に送られる。ビーム・スプリッタ１２８６によって、反射ビームの一部は、ＤＵＴ１２０７の画像化に用いられるカメラ１２１０に送られ、反射ビームの一部は、反射パワー検出モニタ１２１１に送られる。反射パワー検出モニタ１２１１は、金属光フィルタ１００または８００からの反射をモニタする単一検出器とすることもできるし、あるいは、フィルタ・アレイ１１００からの反射をモニタする検出器アレイとすることも可能である。
【００２７】
図１２ｂには、ＤＵＴ１２０７に関して反射スペクトルと透過スペクトルの両方を測定するための典型的な測定システムに関する本発明による実施態様が示されている。例えば、ＤＵＴ１２０７は、フィルタ・アレイ１１００とすることもできるし、あるいは、個別金属光フィルタ１００及び８００とすることも可能である。広帯域光源１２５１によって、光ビームが発生し、この光ビームが、偏光子１２４１に通されて、直線偏光ビームを生じることになる。直線偏光ビームは、一般に、直径が約１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲のビームを生じるピグテール・コリメータとすることが可能なコリメータ１２２０を通過する。コリメータ１２２０によって、ほぼ平面波がビーム・スプリッタ１２８７に対して出射され、ビーム・スプリッタによって、入射ビームの一部が入射パワー検出モニタ１２０９に送られ、入射ビームの一部がＤＵＴ１２０７に送られる。ビームの一部は、ＤＵＴ１２０７を通って分散素子１２９８に送られる。分散素子１２９８は、例えば、回折格子とすることも可能である。分散素子１２９８によって、ビームの透過部分が、透過パワー検出モニタ１２０８によって検出される成分波長に分割される。透過パワー検出モニタ１２０８は、金属光フィルタ１００または８００の透過をモニタする単一検出器とすることもできるし、あるいは、フィルタ・アレイ１１００の透過をモニタする検出器アレイとすることも可能である。ＤＵＴ１２０７に達するビームの一部は、反射によってビーム・スプリッタ１２８７に戻され、反射ビームの一部は、ビーム・スプリッタ１２８７によってビーム・スプリッタ１２８６に送られる。ビーム・スプリッタ１２８６によって、反射ビームの一部は、ＤＵＴ１２０７の画像化に用いられるカメラ１２１０に送られ、反射ビームの一部は、分散素子１２９９に送られる。分散素子１２９９は、例えば、回折格子とすることも可能である。分散素子１２９９によって、ビームの反射部分が、反射パワー検出モニタ１２１１によって検出される成分波長に分割される。反射パワー検出モニタ１２１１は、金属光フィルタ１００または８００からの反射をモニタする単一検出器とすることもできるし、あるいは、フィルタ・アレイ１１００からの反射をモニタする検出器アレイとすることも可能である。
【００２８】
図１３ａ、図１３ｂには、それぞれ、本発明による実施態様の平面図及び側面図が示されている。金属光フィルタ１３００には、入射導波路１３０５と出射導波路１３１０を備えており、入射導波路１３０５及び出射導波路１３１０は、両方とも、波長がｗｄで、厚さがｔである。図１３ａ、図１３ｂに示すように、入射導波路１３０５と出射導波路１３１０の間には、長さＬ、幅ｗｍ、及び、厚さｔの金属板１３１５及び１３２０が配置されている。金属板１３１５及び１３２０は、幅ｗのギャップ１３７５に離隔されている。ギャップ１３７５に屈折率の異なる材料を挿入すると、金属光フィルタ１３００の透過特性が変化し、材料のわずかな試料を利用して屈折率を求めることが可能になる。
【００２９】
図１４には、金属光フィルタ１３００の透過が周波数の関数として示されている。図１４の目的上、金属板１３１５及び１３２０は、完全な導体であると仮定される。本発明による実施態様の場合、金属板１３１５及び１３２０は、一般に、約２００ＴＨｚ未満の周波数の場合、金、銀、または、アルミニウムから製作されることになり、図１４は、これらの金属に当てはまる。約４００〜７００ＴＨｚ以上の範囲にわたる周波数の場合、図１４は、もはや、金の金属板の性能に関する良いモデルではない。透過プロフィール１４０５には、ギャップ１３７５に空気が充填されており、導波路１３０５及び１３１０の屈折率が、約３．４で、ｗｄ〜１．４ａ、ｗｍ〜ｗ〜０．５ａ、Ｌ〜ａ、及びｔ〜０．６ａの場合の、金属光フィルタ１３００の透過が示されている。金属板１３１５及び１３２０の長さによって、上述の金属光フィルタ１００及び８００のような、２次元金属光フィルタにおける格子間隔ａに類似した、特性長が得られる。透過プロフィール１４１０には、ギャップ１３７５に屈折率が約１．４の材料が充填されており、導波路１３０５及び１３１０の屈折率が、約３．４で、ｗｄ〜１．４ａ、ｗｍ〜ｗ〜０．５ａ、Ｌ〜ａ、及びｔ〜０．６ａの場合の、金属光フィルタ１３００の透過が示されている。透過プロフィール１４０５及び１４１０は、金属光フィルタ１００及び８００を透過する場合の上述の透過プロフィールに類似している。透過プロフィール１４０５及び１４１０は、カット・オフ周波数未満では透過率が低く、カット・オフ周波数において、透過プロフィール１４０５の場合は１．２３ｃ／ａ、透過プロフィール１４１０の場合は０．９ｃ／ａである、透過率のピークを示す。透過プロフィール１４０５から透過プロフィール１４１０へのカット・オフ周波数のシフトは約２７パーセントである。透過プロフィール１４０５の場合、導波路１３０５及び１３１０とギャップ１３７５内の空気との屈折率不整合が大きいため、透過率は、カット・オフ周波数で約４パーセントに過ぎない。透過プロフィール１４１０の場合、屈折率不整合が低減するため、カット・オフ周波数における透過率は、６．５パーセントまで改善される。
【００３０】
他の全てのパラメータを同じにしておいて、図１３ａ、図１３ｂの導波路１３０５及び１３１０の屈折率を約３．４から約２に低下させると、図１５ａに示すように、カット・オフ周波数における透過率が上昇する。透過プロフィール１５０５及び１５１０に示すように、透過率は、それぞれ、約１０パーセント及び３５パーセントまで上昇する。しかし、透過プロフィール１５０５及び１５１０には、カット・オフ周波数における所望の急峻な降下は存在しない。導波路１３０５及び１３１０と、空気または屈折率が約１．４の他の材料といった、まわりの材料との屈折率対比が減少するので、電磁波閉じ込めが弱められる。
【００３１】
図１５ｂには、ギャップ１３７５のさまざまなｗ値に関する金属光フィルタ１３００の透過が周波数の関数として示されている。他の全ての値は、金属光フィルタ１３００に関して上述の通りである。透過プロフィール１５２５は、ｗ〜０．３７５ａに対応し、透過プロフィール１５３５は、ｗ〜０．５ａに対応し、透過プロフィール１５４５は、ｗ〜０．６２５ａに対応する。図１５ｂの透過プロフィール１５２５、１５３５、及び、１５４５の比較から明らかなように、透過はギャップ１３７５の幅ｗを広げることによって増進される。
【００３２】
金属光フィルタ１６００の場合、図１６の側面図に示すように、金属板１６１５及び１６２０の厚さｔをｔ〜１．２ａに増すと、カット・オフ周波数未満における透過の減少が増す。図１７には、これが示されている。透過プロフィール１７０５は、空気が充填されたギャップ１３７５に関するものであり、透過プロフィール１７１０は、屈折率が約１．４の材料が充填されたギャップに関するものである。ａ〜１．２μｍとすると、ｔ〜１．４４μｍが得られ、透過プロフィール１７０５の場合、カット・オフ周波数が約３０８ＴＨｚになり、透過プロフィール１７１０の場合、カット・オフ周波数が約２２５ＴＨｚになる。
【００３３】
図１８には、図１３ａ、図１３ｂ、及び、図１６に示す実施態様を組み合わせて、マルチ・センサ構成１８００が実行されている、本発明によるマルチ・センサ構成１８００の実施態様の１つが示されている。入射導波路１８０５は、それぞれ金属板１８３１によって包囲された、幅の異なる可能性のある、ギャップ１８５５、１８６５、及び、１８７５に光を送り込む。入射導波路は、単一入射モードが、一般に、異なるサイズのギャップ１８５５、１８６５、及び、１８７５に入射することを保証するため、一般に、テーパ状になっている。モードが異なれば、カット・オフ周波数も多少異なるので、ギャップに２つ以上のモードを入射させるのは望ましくない。出射導波路１８１０、１８２０、及び、１８３０は、それぞれ、各ギャップ１８５５、１８６５、及び、１８７５の透過プロフィールを求めるのに適した検出器に出射光を送る。
【００３４】
図１９には、例えば、一辺が約０．４８μｍの正方形の穴１９０５を備えた、格子定数が約０．８μｍの、本発明による実施態様が示されている。例えば、層１９０２にエッチングを施して、十字形とすることも可能な正方形の穴１９０５を形成することが可能であり、層１９０２は、厚さが一般に約０．３２μｍの金層とすることが可能である。層１９０２は、一般に、厚さが一般に約０．４８μｍのＳｉＯ２層（不図示）の上に位置している。
【００３５】
図２０ａの場合、反射プロフィール２００５には、屈折率が１．４の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、金層１９０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。反射プロフィール２０１０には、屈折率が１．４１の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、金層１９０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。図２０ａ、図２０ｂに関する結果は、金の周波数依存屈折率を用いて得られた。
【００３６】
図２０ｂの場合、透過プロフィール２０１５には、屈折率が１．４の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、金層に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。カット・オフ周波数は、約１９６．３ＴＨｚである。透過プロフィール２０２０には、屈折率が１．４１の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、金層１９０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。カット・オフ周波数は、約１９５ＴＨｚである。屈折率が、それぞれ、１．４及び１．４１の場合のカット・オフ周波数である約１９６．３ＴＨｚと約１９５ＴＨｚを比較すると、Δλ／Δｎ〜１０００ｎｍの感度の目安が得られる。この感度は、一般に、米国特許出願公開第１０／７９９，０２０号明細書に記載の誘電体２次元フォトニック結晶構造から得られる約２００ｎｍ程度の感度の４倍を超える。金属光フィルタ１９００に関する感度が増大するのは、金層１９０２によって、光の大部分が正方形の穴１９０５に近接した領域に閉じ込められ、同時に、誘電体２次元フォトニック結晶構造によって、光の大部分が誘電体領域に閉じ込められるためである。
【００３７】
層１９０２の金属に関する本発明によるもう１つの選択は、クロムである。図２１ａ、図２１ｂには、厚さが一般に約０．３２μｍで、他のパラメータが図１９と同じであるクロム層１９０２の結果が示されている。図２１ａの場合、反射プロフィール２１０５には、屈折率が１．４の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、クロム層１９０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。反射プロフィール２１１０には、屈折率が１．４１の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、クロム層１９０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。図２１ａ、図２１ｂの結果が、クロムの周波数依存反射係数を用いて得られたという点に留意されたい。クロムは反強磁性のため、クロムの誘電率の実部は、周波数とともに急激に増大し、約２３５ＴＨｚにおいて正になり（金属は、紫外領域を除くと、一般に、誘電率の値が負である）、約２８０ＴＨｚで最大値に達し、その後、減少して、約３５０ＴＨｚで再び負になる。
【００３８】
図２１ｂの場合、透過プロフィール２１１５には、屈折率が１．４の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、クロム層に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。カット・オフ周波数は、約１９７ＴＨｚである。透過プロフィール２１２０には、屈折率が１．４１の材料が充填された正方形の穴１９０５に関して、クロム層１９０２に対する垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。カット・オフ周波数は、約１９５．１ＴＨｚである。屈折率が、それぞれ、１．４及び１．４１の場合のカット・オフ周波数である約１９６．３ＴＨｚと約１９５ＴＨｚを比較すると、Δλ／Δｎ＝１５００ｎｍのシフトが得られる。金属層１９０２にクロムを利用すると、金属層１９０２に金を用いることによって得られるシフトに対してシフト量が増すが、損失が大幅に増し、狭帯域光源を用いる場合、Ｓ／Ｎ比が悪いので、カット・オフ周波数の測定がいっそう困難になる。金属層１９０２にクロムを用いる場合にシフト量が増すのは、上述のクロムに関する誘電率の実部が急激に増大するためである。他の材料も、周波数とともに、誘電率の急激な変化を示す。例えば、ＡｌＡｓは、大部分の周波数について、誘電率の実部が正であるが、約１２ＴＨｚにおいて、ＡｌＡｓ材料は、ＡｌＡｓ結晶構造の振動モードに起因する鋭い共鳴を示し、これが、誘電率の急激な変化に変換され、誘電率の実部が、１１ＴＨｚと１２ＴＨｚの間で負になる。
【００３９】
図２２ａ、図２２ｂの場合、格子定数ａは約１μｍであり、正方形の穴１９０５の辺は、約０．４μｍの長さであり、正方形の穴１９０５には、空気が充填されている。図２２ａ、図２２ｂの結果が、金の周波数依存屈折率を利用して得られたという点に留意されたい。図２２ａの場合、反射プロフィール２２０５には、厚さが約０．４μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。反射プロフィール２２１０には、厚さが約０．１μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。反射プロフィール２２１５には、厚さが約０．０５μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。
【００４０】
図２２ｂの場合、透過プロフィール２２０６には、厚さが約０．４μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。透過プロフィール２２１１には、厚さが約０．１μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。透過プロフィール２２１６には、厚さが約０．０５μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。品質係数（quality factor）Ｑは、透過プロフィール２２０６の場合、約２２であり、透過プロフィール２２１１の場合、約１０であり、透過プロフィール２２１６の場合、約７である。これによって明らかなように、０．４ａ以上の金層１９０２は（ここで、ａは格子定数である）、一般に、優れたＱをもたらす。
【００４１】
図２３ａ、図２３ｂの場合、格子定数ａは、約１μｍであり、正方形の穴１９０５の辺は、約０．６μｍの長さであり、正方形の穴１９０５には、空気が充填されている。図２３ａ、図２３ｂの結果が、金の周波数依存屈折率を利用して得られたという点に留意されたい。図２３ａの場合、反射プロフィール２３０５には、厚さが約０．４μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。反射プロフィール２３１０には、厚さが約０．１μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。反射プロフィール２３１５には、厚さが約０．０５μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の反射係数が周波数と対比して示されている。図２２ａの反射プロフィール２２０５、２２１０、及び、２２１５と、図２３ａの反射プロフィール２３０５、２３１０、及び、２３１５を比較すると明らかなように、反射ディップは、図２３ａのほうが目立たない。これから分るように、辺長が０．４ａ未満の正方形の穴は（ここで、ａは格子定数である）、一般に、より高いＱをもたらす。
【００４２】
図２３ｂの場合、透過プロフィール２３０６には、厚さが約０．４μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。透過プロフィール２３１６には、厚さが約０．１μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。透過プロフィール２３１６には、厚さが約０．０５μｍの金層１９０２の垂線に対して約０度の入射角で入射する光の透過係数が周波数と対比して示されている。図２２ｂの透過プロフィール２２０６、２２１１、及び、２２１６と、図２３ｂの透過プロフィール２３０６、２３１１、及び、２３１６を比較すると明らかなように、透過ピークは、図２３ｂのほうが目立たない。これから分るように、辺長が０．４ａ未満の正方形の穴は（ここで、ａは格子定数である）、一般に、より高いＱをもたらす。
【００４３】
図２４ａ、図２４ｂには、層１９０２が銀であり、正方形の穴１９０５の辺長が約０．３６μｍであり、格子定数が約０．６μｍである場合の図１９の構造に関して、透過プロフィール及び反射プロフィールが周波数と対比して示されている。銀層１９０２は、厚さが約２４０ｎｍで、上面と底面の両方とも、空気によって包囲されている。図２４ａ、図２４ｂには、銀層１９０２の上面及び底面、さらに、正方形の穴１９０５の内部に、それぞれ、厚さが約３０ｎｍ及び屈折率が１．４の薄膜層を付着させると、反射プロフィール及び透過プロフィールがどれほど変化するかが示されている。反射プロフィール２４０１及び透過プロフィール２４１１には、薄膜が存在しない場合の、約３３６ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。反射プロフィール２４０２及び透過プロフィール２４１２には、単一薄膜層を付着させた場合の、約２９６ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。反射プロフィール２４０３及び透過プロフィール２４１３には、２つの薄膜層を付着させた場合の、約２７７ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。反射プロフィール２４０４及び透過プロフィール２４１４には、３つの薄膜層を付着させた場合の、約２６５ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。反射プロフィール２４０５及び透過プロフィール２４１５には、６つの薄膜層を付着させた場合の、約２５５ＴＨｚのカット・オフ周波数が示されている。付着した３０ｎｍの第１の薄膜層によって、カット・オフ周波数に約３３６ＴＨｚ〜２９６ＴＨｚの最大シフトが生じることになる。これは、電磁界分布が、正方形の穴１９０５の壁面近くで最大になり、中心において最小になることを示している。薄膜層が、中心に向かって弱くなる電磁界分布部分に入り込むにつれて、薄膜層の効果は低減する。
【００４４】
本発明の説明は特定の実施態様に関連して行われたが、当該技術者であれば分るように、以上の説明に鑑みて、多くの代替、修正、及び、変更実施態様が明らかになる。従って、本発明は、付属の請求項の理念及び範囲内にある、こうした代替、修正、及び、変更実施態様を包含することを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ】先行技術による金属格子構造を示す図である。
【図１ｂ】図１ａの先行技術による金属格子構造に関する反射プロフィールを示す図である。
【図１ｃ】本発明による実施態様の１つを示す図である。
【図１ｄ】図１ｃに示す実施態様に関する反射及び透過プロフィールを示す図である。
【図１ｅ】本発明による実施態様の１つの側面図である。
【図１ｆ】本発明による実施態様の１つの側面図である。
【図１ｇ】本発明による実施態様の１つの平面図である。
【図２ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図２ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図３ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図３ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図４ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図４ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図５ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図５ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図６ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図６ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図７ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図７ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図８】本発明による実施態様の１つの平面図である。
【図９ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図９ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図１０ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図１０ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図１１】本発明による実施態様の１つを示す図である。
【図１２ａ】波長可変レーザ源を利用した測定システムに関する本発明による実施態様の１つを示す図である。
【図１２ｂ】広帯域光源を利用した測定システムに関する本発明による実施態様の１つを示す図である。
【図１３ａ】本発明による実施態様の１つの平面図である。
【図１３ｂ】本発明による実施態様の１つの側面図である。
【図１４】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図１５ａ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図１５ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図１６】本発明による実施態様の１つの側面図である。
【図１７】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図１８】本発明によるマルチセンサ実施態様の１つを示す図である。
【図１９】本発明による実施態様の１つを示す図である。
【図２０ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図２０ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図２１ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図２１ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図２２ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図２２ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図２３ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図２３ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【図２４ａ】本発明による実施態様の１つに関する反射プロフィールを示す図である。
【図２４ｂ】本発明による実施態様の１つに関する透過プロフィールを示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  金属光フィルタ
１０２  金属層
１０４  誘電体層
１０５  穴
１５０  金属光フィルタ
１６５  第２の金属層
１９２  金属層
１９４  誘電体層
１９５  穴
１９９  金属光フィルタ
【図１ａ】
2006138842.tif 000004
【図１ｂ】
2006138842.tif 000005
【図１ｃ】
2006138842.tif 000006
【図１ｄ】
2006138842.tif 000007
【図１ｅ】
2006138842.tif 000008
【図１ｆ】
2006138842.tif 000009
【図１ｇ】
2006138842.tif 000010
【図２ａ】
2006138842.tif 000011
【図２ｂ】
2006138842.tif 000012
【図３ａ】
2006138842.tif 000013
【図３ｂ】
2006138842.tif 000014
【図４ａ】
2006138842.tif 000015
【図４ｂ】
2006138842.tif 000016
【図５ａ】
2006138842.tif 000017
【図５ｂ】
2006138842.tif 000018
【図６ａ】
2006138842.tif 000019
【図６ｂ】
2006138842.tif 000020
【図７ａ】
2006138842.tif 000021
【図７ｂ】
2006138842.tif 000022
【図８】
2006138842.tif 000023
【図９ａ】
2006138842.tif 000024
【図９ｂ】
2006138842.tif 000025
【図１０ａ】
2006138842.tif 000026
【図１０ｂ】
2006138842.tif 000027
【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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