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公開番号2024056528
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022163489
出願日2022-10-11
発明の名称メタサーフェス光学素子
出願人株式会社タムロン
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G02B 5/00 20060101AFI20240416BHJP(光学)
要約【課題】700～850nmの波長でも光学特性に優れ、かつ生産性にも優れるメタサーフェス光学素子を提供する。
【解決手段】メタサーフェス光学素子は、基板と、基板の表面に配列されたa-Si:H製のピラーと、を有する。基板の表面におけるピラーの中心間距離は300～450nmの範囲内にあり、ピラーの高さは300～580nmの範囲内にあり、ピラーの径は100～250nmの範囲内にある。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に配列された水素化アモルファスシリコン製のピラーと、
を有し、
前記基板の表面における前記ピラーの中心間距離が３００～４５０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの高さが３００～５８０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの径が１００～２５０ｎｍの範囲内にある、
メタサーフェス光学素子。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記ピラーの高さが一定である、請求項１に記載のメタサーフェス光学素子。
【請求項３】
前記ピラーの断面形状は円形、楕円形または多角形である、請求項１に記載のメタサーフェス光学素子。
【請求項４】
前記基板の表面における前記ピラーの中心間距離が３００ｎｍであり、
前記ピラーの高さが３００～４００ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの径が１００～２００ｎｍの範囲内にある、
請求項１～３のいずれか一項に記載のメタサーフェス光学素子。
【請求項５】
前記基板の表面における前記ピラーの中心間距離が３５０～４００ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの高さが４００～５５０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの径が１００～２２０ｎｍの範囲内にある、
請求項１～３のいずれか一項に記載のメタサーフェス光学素子。
【請求項６】
前記基板の表面における前記ピラーの中心間距離が３５０～４５０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの高さが４００～５５０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの径が１００～２５０ｎｍの範囲内にある、
請求項１～３のいずれか一項に記載のメタサーフェス光学素子。
【請求項７】
前記基板の表面における前記ピラーの中心間距離が３５０～４５０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの高さが３８０～５８０ｎｍの範囲内にあり、
前記ピラーの径が１００～２５０ｎｍの範囲内にある、
請求項１～３のいずれか一項に記載のメタサーフェス光学素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタサーフェス光学素子に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近赤外波長の光は様々な産業分野で利用されている。たとえば、医療用検査機器、医療用の治療器、ヘルスケア用測定器、各種非破壊検査としては食品検査、農産物の生育状況の検査、さらには交通監視、測量、光通信および自動運転車用の物体認識装置、生体の認証装置、ならびに、バーコード読み取り装置などである。
【０００３】
これらの用途で近赤外光が用いられる理由としては、主に二つある。一つは、人間の眼では見えないために眩しくなく、視認の妨害要因にもならないため、である。もう一つは、この波長領域の光は、物質における原子間の結合状態を反映した振動励起波長に対応することから、物質の化学結合状態を反映した情報を取得することができるため、である。
【０００４】
さらに、特殊な用途として医療用途では、近赤外は生体透過性の高い波長領域であり、この波長領域では生体の内部情報を観察することができる。
【０００５】
現在、これらの用途で用いられる近赤外用レンズには、プラスチックレンズおよびガラスレンズなどの屈折タイプのレンズが用いられている。
【０００６】
近年、平板基板上にナノサイズのピラーを配置して入射する光の屈折を制御する、メタレンズと呼ばれるメタサーフェス光学素子が活発に開発されている。メタサーフェス光学素子の例には、水素化されたアモルファスシリコン（以下、単に「ａ－Ｓｉ：Ｈ」とも表記する）を材料として形成されたナノサイズのピラーが透明基板上に配列してなるメタサーフェス光学素子が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２０２０－５３７１９３号公報
特開２０２１－１２３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
メタサーフェス光学素子では、目的とする光の高い透過率に加えて様々な位相シフト量を有するピラーを適宜に配置する必要がある。また、光学素子には、一般に、小型化および薄膜化に加えて生産性が求められる。上記の従来技術では、ａ－Ｓｉ：Ｈのピラーを有するメタサーフェス光学素子において、７００～８５０nmの波長域の透過性および屈折率などの光学特性が不十分であり、所望の光学特性を発現させるピラーの製造が困難なことがある。
【０００９】
本発明の一態様は、７００～８５０ｎｍの波長でも光学特性に優れ、かつ生産性にも優れるメタサーフェス光学素子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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るメタサーフェス光学素子は、基板と、前記基板の表面に配列された水素化アモルファスシリコン製のピラーと、を有し、前記基板の表面における前記ピラーの中心間距離が３００～４５０ｎｍの範囲内にあり、前記ピラーの高さが３００～５８０ｎｍの範囲内にあり、前記ピラーの径が１００～２５０ｎｍの範囲内にある。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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