(57)【要約】【課題】光フィルタ、及びそれを含む分光器を提供する。【解決手段】第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３…を有し、それぞれの部分フィルタが、互いに異なる厚さ、または構成物質のそれぞれ互いに異なる混合の比率を有するスペクトル変調層を含み、これら複数のスペクトル変調層が、それぞれ互いに異なる透過スペクトルを有する光フィルタ２００。【選択図】図１
2019032515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ互いに異なる厚さ、または構成物質のそれぞれ互いに異なる混合の比率を有し、それぞれ互いに異なる透過スペクトルを有する複数のスペクトル変調層を含む光フィルタ。
【請求項２】
前記複数のスペクトル変調層は、アレイ状に配列されたことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。
【請求項３】
前記透過スペクトルは、非線形関係を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光フィルタ。
【請求項４】
前記透過スペクトルは、互いに平行ではないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項５】
前記透過スペクトルは、互いに交差しないことを特徴とする請求項４に記載の光フィルタ。
【請求項６】
前記スペクトル変調層は、量子点（ＱＤｓ）、無機物及びポリマーのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項７】
前記量子点は、同一サイズを有し、同一物質を含む１種類の量子点を含むことを特徴とする請求項６に記載の光フィルタ。
【請求項８】
前記スペクトル変調層は、前記１種類の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも一つにより、互いに異なる厚さを有するように設けられることを特徴とする請求項７に記載の光フィルタ。
【請求項９】
前記スペクトル変調層は、前記１種類の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するように設けられることを特徴とする請求項７に記載の光フィルタ。
【請求項１０】
前記量子点は、互いに異なる大きさ、及び互いに異なる物質のうち少なくとも一つを有する２種類以上の量子点を含むことを特徴とする請求項６に記載の光フィルタ。
【請求項１１】
前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも一つにより、互いに異なる厚さを有するように設けられることを特徴とする請求項１０に記載の光フィルタ。
【請求項１２】
前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するように設けられることを特徴とする請求項１０に記載の光フィルタ。
【請求項１３】
前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点が、互いに異なる混合の比率を有するように設けられることを特徴とする請求項１０に記載の光フィルタ。
【請求項１４】
前記スペクトル変調層は、１０ｎｍ〜１００μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１つに記載の光フィルタと、
前記光フィルタを透過した光を受光するセンシング部と、を含む分光器。
【請求項１６】
前記光フィルタは、複数の部分フィルタを含み、
前記複数の部分フィルタのそれぞれが、複数のスペクトル変調層のそれぞれを含むことを特徴とする請求項１５に記載の分光器。
【請求項１７】
前記センシング部は、イメージセンサまたはフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の分光器。
【請求項１８】
前記分光器は、１ｎｍ以下の分解能を有することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１つに記載の分光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光フィルタ、及びそれを含む分光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型分光器は、その小サイズにより、携帯性と適用性とにすぐれ、それにより、生体センサ、携帯用ガスセンサのように、多様な分野に適用が可能である。しかし、かような小サイズの分光器を具現するためには、格子（ｇｒａｔｉｎｇ）構造を利用した分光方法は使用し難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００６１４８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、光フィルタ、及びそれを含む分光器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一側面において、  それぞれ互いに異なる厚さ、または構成物質のそれぞれ互いに異なる混合の比率（ｍｉｘｉｎｇ  ｒａｔｉｏ）を有し、それぞれ互いに異なる透過スペクトルを有する複数のスペクトル変調層を含む光フィルタが提供される。
【０００６】
前記複数のスペクトル変調層は、アレイ形態にも配列される。
【０００７】
前記透過スペクトルは、非線形関係（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｌａｔｉｏｎ）を有することができる。
【０００８】
前記透過スペクトルは、互いに平行ではない。前記透過スペクトルは、互いに交差しない。
【０００９】
前記スペクトル変調層は、量子点（ＱＤｓ：ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔｓ）、無機物及びポリマーのうち少なくとも一つを含んでもよい。
【００１０】
前記量子点は、同一サイズを有し、同一物質を含む１種類の量子点を含んでもよい。
【００１１】
前記スペクトル変調層は、前記１種類の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも一つにより、互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。前記スペクトル変調層は、前記１種類の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。
【００１２】
前記量子点は、互いに異なる大きさ、及び互いに異なる物質のうち少なくとも一つを有する２種類以上の量子点を含んでもよい。
【００１３】
前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも一つにより、互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点が、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。
【００１４】
前記スペクトル変調層は、例えば、およそ１０ｎｍ〜１００μｍの厚さを有することができる。
【００１５】
他の側面において、
複数の部分フィルタを含む光フィルタと、
前記光フィルタを透過した光を受光するセンシング部と、を含み、
前記複数の部分フィルタは、それぞれ互いに異なる厚さ、または構成物質のそれぞれ互いに異なる混合の比率（ｍｉｘｉｎｇ  ｒａｔｉｏ）を有し、それぞれ互いに異なる透過スペクトルを有する複数のスペクトル変調層を含む分光器が提供される。
【００１６】
前記複数のスペクトル変調層は、アレイ形態にも配列される。
【００１７】
前記透過スペクトルは、非線形関係を有することができる。
【００１８】
前記透過スペクトルは、互いに平行ではない。前記透過スペクトルは、互いに交差しない。
【００１９】
前記スペクトル変調層は、量子点、無機物及びポリマーのうち少なくとも一つを含んでもよい。
【００２０】
前記量子点は、同一サイズを有し、同一物質を含む１種類の量子点を含んでもよい。
【００２１】
前記スペクトル変調層は、前記１種類の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも一つにより、互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。前記スペクトル変調層は、前記１種類の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。
【００２２】
前記量子点は、互いに異なる大きさ、及び互いに異なる物質のうち少なくとも一つを有する２種類以上の量子点を含んでもよい。
【００２３】
前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも一つにより、互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点、前記無機物、及び前記ポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。前記スペクトル変調層は、前記２種類以上の量子点が、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。
【００２４】
前記センシング部は、イメージセンサまたはフォトダイオードを含んでもよい。
【００２５】
前記分光器は、例えば、１ｎｍ以下の分解能を有することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施形態によれば、部分フィルタを構成するスペクトル変調層を、互いに厚さを異にするか、あるいは構成物質の混合の比率が互いに異なるようにすることにより、部分フィルタが互いに異なる形態の透過スペクトルを形成することができる。従って、およそ１００ｎｍ波長範囲で、１００個以上の透過スペクトルを形成することになれば、１ｎｍ以下の高分解能を具現することができる。また、厚さや、構成物質の混合比率は、比較的容易に調節することができるので、合成を介して、量子点の大きさを調節する場合に比べ、容易に高分解能を有する分光器を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】例示的な実施形態による分光器を図示した斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。
【図３】他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図４】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図５】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図６】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図７】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図８】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図９】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図１０】さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【図１１】１種類の量子点を使用して厚さを調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。
【図１２Ａ】図１１に図示された結果から再構成された入力スペクトル（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）と、実際入力スペクトル（ｒｅａｌ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）とを比較して図示したグラフである。
【図１２Ｂ】図１１に図示された結果から再構成された入力スペクトル（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）と、実際入力スペクトル（ｒｅａｌ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）とを比較して図示したグラフである。
【図１３Ａ】望ましくない部分フィルタの透過スペクトルを例示的に図示したグラフである。
【図１３Ｂ】望ましくない部分フィルタの透過スペクトルを例示的に図示したグラフである。
【図１４】２種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。
【図１５Ａ】実際入力スペクトルと、図１４に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図１５Ｂ】実際入力スペクトルと、図１４に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図１６】１０種類の量子点を使用し、厚さを調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。
【図１７Ａ】実際入力スペクトルと、図１６に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図１７Ｂ】実際入力スペクトルと、図１６に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図１８】１１種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。
【図１９Ａ】実際入力スペクトルと、図１８に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図１９Ｂ】実際入力スペクトルと、図１８に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図２０】２種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。
【図２１】図２０のＡ部分を拡大して図示したグラフである。
【図２２Ａ】実際入力スペクトルと、図２１に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図２２Ｂ】実際入力スペクトルと、図２１に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【図２３】図２０のＢ部分を拡大して図示したグラフである。
【図２４Ａ】実際入力スペクトルと、図２３に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。
【図２４Ｂ】実際入力スペクトルと、図２３に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。
【図２５】１種類の量子点、及びポリマーを使用し、厚さを調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示した実験結果である。
【図２６】図２５のＣ部分に該当する波長範囲において、実際入力スペクトルと、図２５に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付された図面を参照し、一実施形態について詳細に説明する。図面において、同一参照符号は、同一構成要素を指し、各構成要素の大きさや厚さは、説明の明瞭性のために誇張されている。また、所定物質層が、基板上や他層上に存在すると説明されるとき、該物質層は、該基板や該他階に直接接しながら存在することもあり、その間に、他の第３層が存在することもある。そして、以下の実施形態において、各層をなす物質は、例示的なものであるので、それら以外に、他の物質が使用されもする。
【００２９】
図１は、例示的な実施形態による分光器を図示した斜視図である。
【００３０】
図１を参照すれば、分光器２０００は、センシング部（ｓｅｎｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）１００と、該センシング部１００上に設けられる光フィルタ（ｌｉｇｈｔ  ｆｉｌｔｅｒ）２００と、を含む。光フィルタ２００は、二次元アレイ状に配列される複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…を含んでもよい。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎず、複数のフィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…は、一次元アレイ状に配列されることも可能である。
【００３１】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。図２には、光フィルタを構成する複数の部分フィルタのうち３個だけが例示的に図示されている。
【００３２】
図２を参照すれば、第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、それぞれ第１スペクトル変調層２１０、第２スペクトル変調層２２０及び第３スペクトル変調層２３０を含む。つまり、光フィルタは、複数の部分フィルタを含み、複数の部分フィルタのそれぞれが、複数のスペクトル変調層のそれぞれを含むものとなっている。
【００３３】
第１スペクトル変調層２１０、第２スペクトル変調層２２０及び第３スペクトル変調層２３０は、量子点（ＱＤｓ：ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔｓ）２１１、例えば、コロイド量子点（ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ＱＤｓ）を含んでもよい。量子点２１１は、数ｎｍサイズを有する半導体粒子、例えば、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰまたはＣｄＳｅＳなどによっても形成される。しかし、それらは、ただ例示的なものに過ぎず、それら以外にも、他の多様な半導体物質を含んでもよい。一方、第１スペクトル変調層２１０、第２スペクトル変調層２２０及び第３スペクトル変調層２３０は、例えば、ガラス基板のような透明な基板（図示せず）上にも設けられる。
【００３４】
第１スペクトル変調層２１０、第２スペクトル変調層２２０及び第３スペクトル変調層２３０は、１種類の量子点２１１を含んでもよい。ここで、１種類の量子点２１１というのは、同一サイズを有し、同一物質を含む量子点を意味する。具体的な例示として、１種類の量子点２１１として、例えば、５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子が使用される。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎない。
【００３５】
本実施形態では、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…が、互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層２１０、第２スペクトル変調層２２０及び第３スペクトル変調層２３０が、互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。具体的な例を挙げれば、第１スペクトル変調層２１０、第２スペクトル変調層２２０及び第３スペクトル変調層２３０は、５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子を含み、その厚さが、それぞれ１０ｎｍ、４０ｎｍ及び７０ｎｍにもなる。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎず、本実施形態は、それに限定されるものではない。かようなスペクトル変調層２１０，２２０，２３０は、およそ１０ｎｍ〜１００μｍほどの厚さを有することができる。
【００３６】
センシング部１００は、光フィルタ２００を透過した光を受光し、それを電気的な信号に変換することができる。光フィルタ２００に入射される光は、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…を透過し、かような部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…を透過した光は、センシング部１００のピクセル（図示せず）に達する。センシング部１００は、ピクセルに入射された光を電気的な信号に変換する。センシング部１００は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサのようなイメージセンサや、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）を含んでもよい。
【００３７】
部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の透過スペクトル（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒａ）と、センシング部１００の信号（ｓｉｇｎａｌｓ）とを利用し、分光器２０００に入力されたスペクトルを再構成（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）することができる。
【００３８】
具体的には、部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の透過スペクトルと、センシング部１００の信号との関係は、次の式（１）によっても規定される。
【００３９】
ｒ＝Ｈｓ＋ｎ    …（１）
ここで、ｒ、Ｈ、ｓ及びｎは、それぞれセンシング部１００の信号、部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の透過スペクトル行列、入力スペクトル（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）及びノイズ（ｎｏｉｓｅ）を意味し、次（下記数１）のような行列（ｍａｔｒｉｘ）形態によっても定義される。ここで、該透過スペクトル行列Ｈは、部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の透過スペクトルにおいて、各波長による透過度（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）を行列状に表示することにより、実験によって測定された値である。透過スペクトル行列Ｈは、すでに知っている波長別に、入力スペクトルｓ値と測定された信号ｒによっても計算される。
【００４０】
【数１】
2019032515.tif 000003
【００４１】
ここで、λは、波長を示し、Ｎは、部分フィルタ数を示し、Ｍは、信号数を示す。
【００４２】
初期実験において、透過スペクトル行列Ｈパラメータが決定されれば、入力スペクトルｓは、光フィルタ２００の透過スペクトル行列Ｈの逆行列（ｉｎｖｅｒｓｅ  ｍａｔｒｉｘ）、及びセンシング部１００の信号ｒによっても計算される。ノイズｎ値は、センシング部１００で発生するダークノイズを指し、一般的には、無視することができるほどに小さな値である。計算の正確度を高めるために、必要な場合には、暗室環境で測定されたダークノイズ値が使用される。
【００４３】
本実施形態においては、１種類の量子点２１１を含むスペクトル変調層２１０，２２０，２３０の厚さを変化させ、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…を形成することにより、互いに異なる透過スペクトルを形成することができ、かような部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の透過スペクトルを利用し、入力スペクトルを計算することができる。
【００４４】
一方、部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の互いに異なる透過スペクトルは、計算された入力スペクトルの正確度を高めることができる。一例として、図１１に示すように、互いに異なる透過スペクトルは、互いに非線形関係（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｌａｔｉｏｎ）を有することができる。それと異なり、図１３Ａに図示されているように、互いに直線的でかつ平行であるか、あるいは図１３Ｂに図示されているように、交差点を有する透過スペクトルは、計算中にエラーを発生させたり、計算された入力スペクトルの正確度を低めたりしてしまい、好ましくない。従って、透過スペクトルは、互いに平行ではないことが好ましく、また互いに交差しないことが好ましい。
【００４５】
以上のように、１種類の量子点２１１を含むスペクトル変調層２１０，２２０，２３０の厚さを互いに異ならせることにより、部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…が互いに異なる透過スペクトルを形成することができる。例えば、１００ｎｍ波長範囲内において、前述のように、互いに異なる１００個以上の透過スペクトルを形成すれば、およそ１ｎｍ以下の高分解能を有する分光器を具現することができる。スペクトル変調層２１０，２２０，２３０の厚さは、比較的容易に調節することができるので、容易に高分解能を有する分光器２０００を作製することができる。
【００４６】
図３は、他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００４７】
図３を参照すれば、光フィルタ３００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。図３には、便宜上３個の第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３だけが図示されている。複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、二次元アレイ状または一次元アレイ状にも配列される。
【００４８】
第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層３１０、第２スペクトル変調層３２０及び第３スペクトル変調層３３０を含む。これら第１スペクトル変調層３１０、第２スペクトル変調層３２０及び第３スペクトル変調層３３０は、同一の厚さを有することができる。例えば、第１スペクトル変調層３１０、第２スペクトル変調層３２０及び第２スペクトル変調層３３０は、およそ１０ｎｍ〜１００μｍ範囲の厚さを有することができるが、それに限定されるものではない。
【００４９】
第１スペクトル変調層３１０、第２スペクトル変調層３２０及び第３スペクトル変調層３３０は、それぞれ２種類の量子点３１１ａ，３１１ｂを含んでもよい。２種類の量子点は、大きさ及び物質のうち少なくとも一つが異なる第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂを含む。例えば、２種類の量子点は、大きさが互いに異なる第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂを含むか、あるいは物質が互いに異なる第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂを含んでもよい。また、２種類の量子点は、大きさ及び物質がいずれも異なる第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂにもなる。
【００５０】
具体的な例を挙げれば、２種類の量子点は、４ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子からなる第１量子点３１１ａ、及び５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子からなる第２量子点３１１ｂを含んでもよい。または、２種類の量子点は、４ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子からなる第１量子点３１１ａ、及び４ｎｍ径を有するＣｄＳ粒子からなる第２量子点３１１ｂを含んでもよい。または、２種類の量子点は、４ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子からなる第１量子点３１１ａ、及び５ｎｍ径を有するＣｄＳ粒子からなる第２量子点３１１ｂを含んでもよい。
【００５１】
本実施形態においては、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が、互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層３１０、第２スペクトル変調層３２０及び第３スペクトル変調層３３０が、互いに異なる量子点混合の比率（ｍｉｘｉｎｇ  ｒａｔｉｏ）を有するようにも設けられる。言い換えれば、第１スペクトル変調層３１０、第２スペクトル変調層３２０及び第３スペクトル変調層３３０は、互いに異なる第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂの混合比率を有することができる。
【００５２】
具体的な例を挙げれば、第１スペクトル変調層３１０においては、第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂの混合比率が０．０１：０．９９になり、第２スペクトル変調層３２０においては、第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂの混合比率が０．０２：０．９８になり、第３スペクトル変調層３３０においては、第１量子点３１１ａ及び第２量子点３１１ｂの混合比率が０．０３：０．９７にもなる。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎず、本実施形態は、それらに限定されるものではない。
【００５３】
以上のように、２種類の量子点３１１ａ，３１１ｂの混合比率を異ならせ、スペクトル変調層３１０，３２０，３３０を形成することにより、部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が、互いに異なる透過スペクトルを形成することができる。例えば、１００ｎｍ波長範囲内において、前述のように、互いに異なる１００個以上の透過スペクトルを形成すれば、およそ１ｎｍ以下の高分解能を有する分光器を具現することができる。また、スペクトル変調層３１０，３２０，３３０の量子点混合の比率は、比較的容易に調節することができるので、容易に高分解能を有する分光器を作製することができる。
【００５４】
一方、以上では、スペクトル変調層３１０，３２０，３３０がそれぞれ２種類の量子点を含む場合が例示的に説明された。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎず、スペクトル変調層３１０，３２０，３３０それぞれは、３種類以上の量子点を含む場合も可能である。ここで、該３種類の量子点は、大きさ及び構成物質のうち少なくとも一つが互いに異なる第１量子点、第２量子点及び第３量子点を含んでもよい。
【００５５】
図４は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００５６】
図４を参照すれば、光フィルタ４００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。図４には、便宜上３個の第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３だけが図示されている。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層４１０、第２及スペクトル変調層４２０及び第３スペクトル変調層４３０を含む。
【００５７】
本実施形態においては、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層４１０、第２及スペクトル変調層４２０及び第３スペクトル変調層４３０が互いに異なる量子点４１１ａ，４１１ｂの混合の比率、及び互いに異なる厚さを有することができる。互いに異なる量子点４１１ａ，４１１ｂの混合の比率、及び互いに異なる厚さに係わる内容は、図３及び図４の説明において同一であるので、以下省略する。
【００５８】
図５は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００５９】
図５を参照すれば、光フィルタ５００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。図５には、便宜上、３個の第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３だけが図示されている。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層５１０、第２スペクトル変調層５２０及び第３スペクトル変調層５３０を含む。
【００６０】
第１スペクトル変調層５１０、第２スペクトル変調層５２０及び第３スペクトル変調層５３０は、それぞれ量子点５１１及びポリマー５１２を含んでもよい。ここで、量子点５１１は、１種類の量子点５１１を含んでもよい。１種類の量子点５１１は、同一サイズを有し、同一物質を含む量子点を意味する。かような量子点５１１は、ポリマー５１２内に分散されている形態にも設けられる。ポリマー５１２は、例えば、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）またはポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）などを含んでもよいが、それらは、ただ例示的なものに過ぎず、それら以外にも、他の多様な有機物質を含んでもよい。
【００６１】
本実施形態においては、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層５１０、第２スペクトル変調層５２０及び第３スペクトル変調層５３０が互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。かようなスペクトル変調層５１０，５２０，５３０は、例えば、およそ１０ｎｍ〜１００μｍ範囲の厚さを有することができるが、それに限定されるものではない。
【００６２】
図６は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００６３】
図６を参照すれば、光フィルタ６００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０を含む。第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０は、同一の厚さを有することができる。例えば、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第２スペクトル変調層６３０は、およそ１０ｎｍ〜１００μｍ範囲の厚さを有することができるが、それに限定されるものではない。
【００６４】
第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０は、それぞれ２種類の量子点６１１ａ，６１１ｂ、及びポリマー６１２を含んでもよい。２種類の量子点は、大きさ及び物質のうち少なくとも一つが異なる第１量子点６１１ａ及び第２量子点６１１ｂを含んでもよい。
【００６５】
かような２種類の量子点６１１ａ，６１１ｂは、ポリマー６１２内に分散されている形態にも設けられる。ポリマー６１２は、例えば、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）またはポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）などを含んでもよいが、それらは、ただ例示的なものに過ぎず、それら以外にも他の多様な有機物質を含んでもよい。
【００６６】
本実施形態では複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が、互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０が、構成物質が、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０は、第１量子点６１１ａ、第２量子点６１１ｂ及びポリマー６１２のうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。具体的な例を挙げれば、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０は、第１量子点６１１ａ及び第２量子点６１１ｂが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。また、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０は、第１量子点６１１ａ及び第２量子点６１１ｂのうち少なくとも一つと、ポリマー６１２とが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。
【００６７】
一方、以上では、スペクトル変調層６１０，６２０，６３０が、それぞれ２種類の量子点６１１ａ，６１１ｂ、及びポリマー６１２を含む場合が説明された。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎず、本実施形態は、それに限定されるものではなく、スペクトル変調層６１０，６２０，６３０が、それぞれ３種類以上の量子点、及びポリマーを含む場合も可能である。その場合、スペクトル変調層６１０，６２０，６３０は、３種類の量子点、及びポリマーのうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有するようにも設けられる。
【００６８】
以上では、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０が、厚さが同一状態であり、構成物質の混合比率が互いに異なる場合が例示的に説明されたが、第１スペクトル変調層６１０、第２スペクトル変調層６２０及び第３スペクトル変調層６３０は、厚さ及び構成物質の混合比率がいずれも異なるようにも設けられる。
【００６９】
図７は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００７０】
図７を参照すれば、光フィルタ７００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層７１０、第２スペクトル変調層７２０及び第３スペクトル変調層７３０を含む。第１スペクトル変調層７１０、第２スペクトル変調層７２０及び第３スペクトル変調層７３０は、それぞれ１種類の量子点７１１、及び無機物７１３を含み、互いに異なる厚さを有することができる。１種類の量子点７１１は、無機物７１３内に分散されている形態にも設けられる。無機物７１３は、例えば、ＶＩ族半導体物質、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体物質またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体物質を含んでもよい。しかし、それは、ただ例示的なものに過ぎず、無機物７１３は、それら以外にも、他の多様な物質を含んでもよい。それら以外の内容は、前述のところと同一であり、省略する。
【００７１】
図８は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００７２】
図８を参照すれば、光フィルタ８００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層８１０、第２スペクトル変調層８２０及び第３スペクトル変調層８３０を含む。
【００７３】
第１スペクトル変調層８１０、第２スペクトル変調層８２０及び第３スペクトル変調層８３０は、同一の厚さを有することができ、それぞれ互いに異なる混合の比率を有する量子点８１１ａ，８１１ｂ及び無機物８１３を含んでもよい。２種類の量子点８１１ａ，８１１ｂは、無機物８１３内に分散されている形態にも設けられる。無機物８１３は、例えば、ＶＩ族半導体物質、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体物質またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体物質を含んでもよいが、それに限定されるものではない。この外の内容は前述のところと同一であり、省略する。
【００７４】
図９は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００７５】
図９を参照すれば、光フィルタ９００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層９１０、第２スペクトル変調層９２０及び第３スペクトル変調層９３０を含む。
【００７６】
第１スペクトル変調層９１０、第２スペクトル変調層９２０及び第３スペクトル変調層９３０は、それぞれ量子点９１１、無機物９１３及びポリマー９１２を含んでもよい。ここで、量子点９１１は、１種類の量子点７１１を含んでもよい。そして、無機物９１３は、例えば、ＶＩ族半導体物質、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体物質またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体物質を含んでもよいが、それらに限定されるものではない。また、ポリマー９１２は、例えば、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）またはポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）などを含んでもよいが、それに限定されるものではない。
【００７７】
本実施形態においては、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層９１０、第２スペクトル変調層９２０及び第３スペクトル変調層９３０が互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。かようなスペクトル変調層９１０，９２０，９３０は、例えば、およそ１０ｎｍ〜１００μｍ範囲の厚さを有することができるが、それに限定されるものではない。
【００７８】
以上では、スペクトル変調層９１０，９２０，９３０が１種類の量子点を含む場合が説明された。しかし、スペクトル変調層が２種類以上の量子点を含んでもよい。その場合、スペクトル変調層の構成物質（すなわち、２種類以上の量子点、無機物、及びポリマー）のうち少なくとも二つが、互いに異なる混合の比率を有することにより、フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が互いに異なる透過スペクトルを形成することができる。この場合、スペクトル変調層９１０，９２０，９３０の厚さは、互いに同じでであっても異なっていてもよい。
【００７９】
図１０は、さらに他の例示的な実施形態による光フィルタの断面図である。
【００８０】
図１０を参照すれば、光フィルタ１０００は、アレイ状に配列されている複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。第１部分フィルタＰ１、第２部分フィルタＰ２及び第３部分フィルタＰ３は、第１スペクトル変調層１０１０、第２スペクトル変調層１０２０及び第３スペクトル変調層１０３０を含む。
【００８１】
第１スペクトル変調層１０１０、第２スペクトル変調層１０２０及び第３スペクトル変調層１０３０は、それぞれ無機物１０１３及びポリマー１０１２を含んでもよい。無機物１０１３は、例えば、ＶＩ族半導体物質、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体物質またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体物質を含んでもよいが、それらに限定されるものではない。そして、ポリマー１０１２は、例えば、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）またはポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）などを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
【００８２】
本実施形態においては、複数の部分フィルタＰ１，Ｐ２，Ｐ３が、互いに異なる透過スペクトルを形成するために、第１スペクトル変調層１０１０、第２スペクトル変調層１０２０及び第３スペクトル変調層１０３０が互いに異なる厚さを有するようにも設けられる。
【００８３】
以上では、無機物１０１３及びポリマー１０１２を含むスペクトル変調層１０１０，１０２０，１０３０の厚さを変化させ、互いに異なる透過スペクトルを形成させる場合が説明された。一方、スペクトル変調層１０１０，１０２０，１０３０の構成物質である無機物１０１３とポリマー１０１２との混合比率を変化させることにより、互いに異なる透過スペクトルを形成することも可能である。ここで、スペクトル変調層１０１０，１０２０，１０３０の厚さは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００８４】
図１１は、１種類の量子点を使用し、厚さを調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。ここで、１種類の量子点としては、５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子を使用し、部分フィルタの厚さを１０ｎｍから３μｍの間において、３０ｎｍずつ変化させ、１００個のスペクトル変調層を形成した。
【００８５】
図１１を参照すれば、１種類の量子点を使用し、厚さを調節したフィルタにおいては、およそ５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲において、１００個の透過スペクトルが互いに異なるように形成されるということが分かる。図１１に図示されているように、透過スペクトルは、互いに直線的で平行でもなく、また交差もしない。従って、計算上のエラーなしに、高い正確度でもって、入力スペクトルを計算することができる高分解能分光器を具現することができる。
【００８６】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、実際入力スペクトル（ｒｅａｌ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）と、図１１に図示された結果から再構成された入力スペクトル（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  ｉｎｐｕｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）とを比較して図示したものである。ここで、該再構成された入力スペクトルは、前述の式（１）を利用して計算される。それは、以下でも同一である。
【００８７】
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すれば、実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）は、およそ１％ほどと非常に小さく、再構成された入力スペクトルが、フィルタに実際入力されたスペクトルとほとんど一致しているということが分かる。それにより、再構成された入力スペクトルから、実際入力されたスペクトルを正確に測定することができる。
【００８８】
再構成された入力スペクトルを計算するためには、部分フィルタの透過スペクトルが、互いに異なる形態を有することが望ましい。例えば、図１３Ａに図示されているように、フィルタの透過スペクトルが、互いに直線的に平行になるように形成されるか、あるいは図１３Ｂに図示されているように、フィルタの透過スペクトルが、互いに交差するように形成される場合には、入力スペクトルを計算し難かったり、正確度が低くなったりするという点で好ましくない。本実施形態のように、１種類の量子点を使用したスペクトル変調層の厚さを適切に調節し、部分フィルタを作製すれば、図１１に図示されているように、透過スペクトルを互いに異なる形状（非線形）に形成することができる。
【００８９】
図１４は、２種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。ここで、２種類の量子点としては、５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子、及び４ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子を使用した。そして、該２種類量子点の混合比率を、０．０１：０．９９、０．０２：０９８、…、０．９９：０．０１、１．００：０．００に変化させ、１００個のスペクトル変調層を作製した。
【００９０】
図１４を参照すれば、２種類の量子点を使用し、量子点の混合比率を調節した部分フィルタにおいては、およそ５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲において、１００個の透過スペクトルが、互いに異なるように形成されるということが分かる。それにより、高分解能を有する分光器を具現することができる。
【００９１】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、実際入力スペクトルと、図１４に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。
【００９２】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すれば、実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差は、およそ１％〜２％ほどと非常に小さくて再構成された入力スペクトルがフィルタに実際入力されたスペクトルとほぼ一致していることが分かる。
【００９３】
図１６は、１０種類の量子点を使用し、厚さを調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。ここで、１０種類の量子点としては、それぞれ４．１ｎｍ，４．２ｎｍ，…，４．９ｎｍ，５．０ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子が使用された。かような１０種類の量子点に対応し、１０個のグループを作り、各グループごとに厚さを変化させることにより、１００個のスペクトル変調層を作製した。
【００９４】
図１６を参照すれば、１０種類の量子点を使用し、厚さを調節した部分フィルタにおいては、およそ５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲において、１００個の透過スペクトルが互いに異なるように形成されることが分かる。
【００９５】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、実際入力スペクトルと、図１６に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。
【００９６】
図１７Ａ及び図１７Ｂを参照すれば、実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差は、およそ１％ほどと非常に小さく、再構成された入力スペクトルが、フィルタに実際入力されたスペクトルとほぼ一致していることが分かる。それにより、再構成された入力スペクトルから、実際入力されたスペクトルを正確に測定することができる。
【００９７】
図１８は、１１種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。ここで、１１種類の量子点としては、それぞれ４．０、４．１ｎｍ、…、４．９ｎｍ、５．０ｎｍの直径を有するＣｄＳｅ粒子が使用された。かような１１種類の量子点のうち２種類の量子点において、１０個のグループを作り、各グループごとに、量子点混合の比率を変化させることにより、１００個のスペクトル変調層を作製した。
【００９８】
図１８を参照すれば、１１種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタにおいては、およそ５２０ｎｍ〜６２０ｎｍの波長範囲で、１００個の透過スペクトルが互いに異なるように形成されることが分かる。
【００９９】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、実際入力スペクトルと、図１８に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。
【０１００】
図１９Ａ及び図１９Ｂを参照すれば、実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差は、およそ１％ほどと非常に小さく、再構成された入力スペクトルが、部分フィルタに実際入力されたスペクトルとほぼ一致していることが分かる。それにより、再構成された入力スペクトルから、実際入力されたスペクトルを正確に測定することができる。
【０１０１】
図２０は、２種類の量子点を使用し、量子点混合の比率を調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示したシミュレーション結果である。図２０には、４００ｎｍ〜８００ｎｍ波長範囲での透過スペクトルが図示されている。ここで、２種類の量子点としては、５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子、及び４ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子を使用した。そして、該２種類量子点の混合比率を、０．０１：０．９９、０．０２：０９８、…、０．９９：０．０１、１．００：０．００に変化させ、１００個のスペクトル変調層を作製した。
【０１０２】
図２１は、図２０のＡ部分を拡大して図示したものである。図２１には、図２０に図示された透過スペクトルのうち、６３０ｎｍ〜７３０ｎｍ波長範囲の透過スペクトルが図示されている。図２２Ａ及び図２２Ｂは、実際入力スペクトルと、図２１に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。図２２Ａ及び図２２Ｂを参照すれば、６３０ｎｍ〜７３０ｎｍ波長範囲での実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差は、およそ１％〜２％ほどになるということが分かる。
【０１０３】
図２３は、図２０のＢ部分を拡大して図示したものである。図２３には、図２０に図示された透過スペクトルのうち、５３０ｎｍ〜６３０ｎｍ波長範囲の透過スペクトルが図示されている。図２４Ａ及び図２４Ｂは、実際入力スペクトルと、図２３に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。図２４Ａ及び図２４Ｂを参照すれば、５３０ｎｍ〜６３０ｎｍ波長範囲の実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差は、およそ１％ほどになるということが分かる。
【０１０４】
このように、実際入力スペクトルと、再構成された入力スペクトルとの偏差は、６３０ｎｍ〜７３０ｎｍの波長範囲より、５３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長範囲において、さらに小さいということが分かる。従って、適当な波長範囲選択を介して、再構成された入力スペクトルの正確度を高めることができる。
【０１０５】
図２５は、１種類の量子点、及びポリマーを使用し、厚さを調節した部分フィルタの透過スペクトルを図示した実験結果である。ここで、１種類の量子点としては、５ｎｍ径を有するＣｄＳｅ粒子を使用し、厚さを２０ｎｍ〜３０ｎｍずつ変化させ、８個のスペクトル変調層を形成した。
【０１０６】
図２６は、図２５のＣ部分に該当する波長範囲において、実際入力スペクトルと、図２６に図示された結果から再構成された入力スペクトルとを比較して図示したものである。図２６には、５６０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長範囲において、１０ｎｍ間隔で８個のデータを測定した結果が図示されている。図２６を参照すれば、再構成された入力スペクトルは、実際入力スペクトルとほぼ正確に一致している。それにより、高い正確度を有する再構成された入力スペクトルを得る可能性があるということが分かる。
【０１０７】
以上の実施形態によれば、部分フィルタを構成するスペクトル変調層を、互いに厚さを異にするか、あるいは構成物質の混合比率が互いに異なるようにすることにより、部分フィルタが互いに異なる形態の透過スペクトルを形成することができる。従って、およそ１００ｎｍ波長範囲において、１００個以上の透過スペクトルを形成すれば、１ｎｍ以下の高分解能を具現することができる。また、厚さや構成物質の混合比率は、比較的容易に調節することができるので、合成を介して、量子点の大きさを調節する場合に比べ、容易に高分解能を有する分光器を作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の、光フィルタ、及びそれを含む分光器は、例えば、センサ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１００  センシング部
２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００  光フィルタ
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、１０１０  第１スペクトル変調層
２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０  第２スペクトル変調層
２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０、９３０、１０３０  第３スペクトル変調層
２１１、３１１ａ、３１１ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、５１１、６１１ａ、６１１ｂ、７１１、８１１ａ、８１１ｂ、９１１  量子点
５１２、６１２、７１２、９１２、１０１２  ポリマー
７１３、８１３、９１３，１０１３  無機物
２０００  分光器
Ｐ１  第１部分フィルタ
Ｐ２  第２部分フィルタ
Ｐ３  第３部分フィルタ
【図１】
2019032515.tif 000004
【図２】
2019032515.tif 000005
【図３】
2019032515.tif 000006
【図４】
2019032515.tif 000007
【図５】
2019032515.tif 000008
【図６】
2019032515.tif 000009
【図７】
2019032515.tif 000010
【図８】
2019032515.tif 000011
【図９】
2019032515.tif 000012
【図１０】
2019032515.tif 000013
【図１１】
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【図１２Ａ】
2019032515.tif 000015
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
2019032515.tif 000019
【図１５Ａ】
2019032515.tif 000020
【図１５Ｂ】
2019032515.tif 000021
【図１６】
2019032515.tif 000022
【図１７Ａ】
2019032515.tif 000023
【図１７Ｂ】
2019032515.tif 000024
【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
2019032515.tif 000032
【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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