热辐射光源

技术领域

本发明涉及热辐射光源，其层叠有热辐射层和加热该热辐射层的基板。

背景技术

所述热辐射光源是通过利用基板将热辐射层加热成高温状态，使加热被加热物的辐射光从热辐射层放射。

作为所述热辐射光源，有在由石英玻璃等透光性气密构件形成的密封管的内部以密封状态配设基板和热辐射层，使密封管的内部成为真空状态、或者在密封管的内部封入氮气等惰性气体的热辐射光源(例如参照专利文献1。)。

在专利文献1中，基板由通过流过电流而发热的钨等高熔点金属构成，热辐射层由钽、钼等的金属层形成，将基板或热辐射层以密封状态配设在密封管的内部，从而防止基板或热辐射层因氧化而引起的劣化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-138638号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

以往的热辐射光源是将基板或热辐射层以密封状态配设在密封管的内部，因此整体结构复杂且昂贵，所以迫切希望能够以使基板和热辐射层露出于大气中的状态设置的热辐射光源。

另外，例如为了像加热灯那样通过石英玻璃加热被加热物等目的，迫切希望在4

即，例如在通过石英玻璃加热被加热物时，若放射大于4

本发明是鉴于上述实情而提出的发明，其目的在于提供热辐射光源，该热辐射光源能够以使基板和热辐射层露出于大气中的状态设置，而且，在4

用于解决课题的手段

本发明的热辐射光源是层叠有热辐射层和加热该热辐射层的基板的热辐射光源，其特征构成在于：

上述热辐射层以如下的状态构成：以具备MIM层叠部的辐射控制部和由透明氧化物形成的放射用透明氧化物层的顺序位于靠近上述基板的一侧的形态层叠上述辐射控制部和上述放射用透明氧化物层，所述MIM层叠部使由透明氧化物形成的共振用透明氧化物层位于沿着上述热辐射层与上述基板的层叠方向排列的一对铂层之间，

上述共振用透明氧化物层的厚度是以4

即，由于热辐射层是以如下的状态构成：以具备MIM层叠部的辐射控制部和放射用透明氧化物层的顺序使辐射控制部位于靠近基板的一侧的形态层叠辐射控制部和放射用透明氧化物层，所以若热辐射层被基板加热成高温状态，则具备MIM层叠部的辐射控制部放射辐射光，该辐射光从放射用透明氧化物层放射。

为了加热热辐射层，达到高温状态的基板会发出辐射光，但辐射控制部的MIM层叠部中的与基板相邻的铂层遮蔽基板的辐射光，抑制基板的辐射光透过辐射控制部的内部，因此会抑制基板的辐射光对从辐射控制部放射的辐射光产生影响。

另外，由于折射率比铂小且折射率比空气大的放射用透明氧化物层与位于辐射控制部中的放射用透明氧化物层的存在侧(基板的存在侧的相反侧)的铂层相邻配置，所以位于放射用透明氧化物层的存在侧的铂层的反射率有所下降，使从辐射控制部放射的辐射光良好地发射(放出)到外部。

而且，辐射控制部所具备的MIM层叠部是使共振用透明氧化物层位于沿着热辐射层与基板的层叠方向排列的一对铂层之间，并且，共振用透明氧化物层的厚度是以4

若加以说明，则MIM意思是指金属-绝缘体-金属(metal insulator metal)，MIM层叠部通过使铂层所放射的辐射光中的4

即，4

相对于此，从铂层放射的辐射光中的大于4

其结果，从放射用透明氧化物层发射到外部的辐射光在4

尚需说明的是，MIM层叠部所具备的多个铂层中的与基板相邻的铂层需要遮蔽基板的辐射光，而其他铂层需要使一部分辐射光透过，所以与基板相邻的铂层比其他铂层更厚地形成。

这样，热辐射层使被放大的4

即，MIM层叠部的铂层由铂形成，铂的标准氧化吉布斯能在所有的温度区域均为正大、且在空气中不会氧化，所以即使设置在空气中，也不会因氧化而发生劣化。

另外，放射用透明氧化物层和共振用透明氧化物层会抑制空气中的氧朝着基板透过，因此即使在基板由可被氧化的材料形成的情况下，也可长时间抑制基板因氧化而发生劣化。

因此，热辐射层即使设置在空气中也可长时间维持光学特性。

顺便提及，若形成与基板相邻的铂层的铂被加热至高温，则有可能在基板上流动而聚集，但共振用透明氧化物层发挥抑制铂的移动的作用，另外，相对于共振用透明氧化物层，若形成与放射用透明氧化物层的存在侧相邻的铂层的铂被加热至高温，则有可能在共振用透明氧化物层上流动而聚集，但由于放射用透明氧化物层发挥抑制铂的移动的作用，所以可抑制铂的聚集，从这方面考虑，热辐射层也可长时间维持光学特性。

总而言之，根据本发明的特征构成，可提供热辐射光源，其能够以使基板和热辐射层露出于大气中的状态设置，而且，在4

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：上述辐射控制部以具备多个上述MIM层叠部的形态构成。

即，由于具备多个使共振用透明氧化物层位于沿着热辐射层与基板的层叠方向排列的一对铂层之间的MIM层叠部，所以可充分发挥基于共振作用的放大，可适当地放大4

顺便提及，具备多个MIM层叠部是指，设置3个以上的沿着热辐射层与基板的层叠方向排列的铂层，并使共振用透明氧化物层位于这些铂层中的相邻的铂层彼此之间的形态。

尚需说明的是，例如，在设置3个沿着热辐射层与基板的层叠方向排列的铂层、并使共振用透明氧化物层位于这些铂层中的相邻的铂层彼此之间的形态、即具备2个MIM层叠部的形态中，辐射光除了在相邻的铂层之间反射以外，还在位于热辐射层与基板的层叠方向的两端的铂层之间反射同时被放大。

即，在沿着热辐射层与基板的层叠方向设置3个以上的铂层的情况下，发挥如下的作用：除了使辐射光在相邻的铂层彼此之间重复反射以外，还使辐射光在以夹着其他铂层的形态配置的铂层彼此之间重复反射。

需要说明的是，在具备多个MIM层叠部的情况下，通过改变MIM层叠部的各自的共振频率，作为被放大的4

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，可适当地放大4

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：在上述基板与上述辐射控制部中的与上述基板相邻的上述铂层之间层叠有基板用密合层。

即，由于在基板与辐射控制部中的与基板相邻的铂层之间层叠有基板用密合层，所以在辐射控制部被基板加热时，可抑制辐射控制部从基板上剥离。

即，由于基板的热膨胀率与层叠有多个薄膜的辐射控制部的热膨胀率不同，所以在辐射控制部被基板加热时，辐射控制部有可能从基板上剥离，但通过利用基板用密合层提高基板与辐射控制部中的与基板相邻的铂层的密合性，可抑制辐射控制部从基板上剥离。

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，可抑制辐射控制部从基板上剥离。

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：在上述MIM层叠部中的上述铂层与上述共振用透明氧化物层之间、以及上述放射用透明氧化物层与上述辐射控制部中的与上述放射用透明氧化物层相邻的上述铂层之间分别层叠有铂用密合层。

即，由于铂用密合层设在MIM层叠部中的铂层与共振用透明氧化物层之间、以及放射用透明氧化物层与辐射控制部中的与放射用透明氧化物层相邻的铂层之间，所以在辐射控制部被基板加热成高温状态时，可抑制MIM层叠部中的铂层流动而聚集，还可通过热膨胀率之差抑制铂层与共振用透明氧化物层剥离、或者放射用透明氧化物层与铂层剥离。

即，由于铂与透明氧化物的密合性低，所以在辐射控制部被基板加热成高温状态时，与共振用透明氧化物层相邻的铂层或与放射用透明氧化物层相邻的铂层有可能流动而聚集，但通过层叠铂用密合层，与共振用透明氧化物层相邻的铂层对共振用透明氧化物层的密合性、或与放射用透明氧化物层相邻的铂层对放射用透明氧化物层的密合性得到提高，从而在辐射控制部被基板加热成高温状态时，可抑制MIM层叠部中的铂层流动而聚集，还可抑制铂层与共振用透明氧化物层剥离、或者放射用透明氧化物层与铂层剥离。

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，在辐射控制部被基板加热成高温状态时，可抑制MIM层叠部中的铂层流动而聚集。

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：上述基板用密合层和上述铂用密合层由钛形成。

即，钛可良好地提高与基板相邻的铂层对基板的密合性、或与共振用透明氧化物层相邻的铂层对共振用透明氧化物层的密合性、或与放射用透明氧化物层相邻的铂层对放射用透明氧化物层的密合性，而且其熔点高达1668℃，所以在辐射控制部被基板加热成高温状态时，可适当地抑制MIM层叠部中的铂层流动而聚集。

顺便提及，形成基板用密合层和铂用密合层的钛有时会因在大气中使用热辐射光源而慢慢被氧化变成氧化钛。换言之，若在大气中使用热辐射光源，则基板用密合层和铂用密合层可视为由氧化钛形成。

然而，形成基板用密合层和铂用密合层的钛没有全部变成氧化钛，与铂层密合的部位的钛没有被氧化，继续为与铂层密合的钛的状态(金属状态)。

尚需说明的是，由钛形成的基板用密合层和铂用密合层以具备透光性的方式形成薄膜状态，然后，像这样形成了薄膜状态的钛变成氧化钛，但由于氧化钛具备透明性，所以即使钛变成氧化钛，也不会对热辐射层的性能产生不良影响。

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，在辐射控制部被基板加热成高温状态时，可抑制MIM层叠部中的铂层流动而聚集。

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：形成上述共振用透明氧化物层和上述放射用透明氧化物层的透明氧化物为氧化铝或氧化钛。

即，由于氧化铝和氧化钛是氧扩散系数小的物质，所以通过使用氧化铝或氧化钛作为形成放射用透明氧化物层和共振用透明氧化物层的透明氧化物，可适当地抑制大气中的氧透过，即使在基板由可被氧化的材料形成的情况下，也可适当地避免基板中的层叠辐射控制部的一侧的面因氧化而发生劣化。

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，可适当地避免基板中的层叠辐射控制部的一侧的面因氧化而发生劣化。

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：上述基板以通过通电而自身发热的形态构成。

即，由于基板是以通过通电而自身发热的形态构成，所以通过对基板通电，可使基板自身发热而加热辐射控制部，因此无需设置用于加热基板的特别的外部加热部，故可谋求整体构成的简化。

顺便提及，作为通过通电而自身发热的材料，可列举：Kanthal(坝塔尔合金)、镍铬合金(Nichrome)等金属材料，可利用这些材料构成基板。

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，可谋求整体构成的简化。

本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成在于：上述基板以利用外部加热部进行加热的形态构成。

即，由于是利用外部加热部对基板进行加热，所以例如可使用石英(二氧化硅)或蓝宝石等各种材料来构成基板。

即，使用石英(二氧化硅)或蓝宝石等不发生氧化的材料构成基板，可适当地抑制基板的氧化劣化。

总而言之，根据本发明的热辐射光源的更进一步的特征构成，可适当地抑制基板的氧化劣化。

附图说明

[图1]是显示热辐射光源的基本构成的图。

[图2]是显示热辐射光源的基本构成中的结构例的表。

[图3]是显示热辐射光源的结构例与辐射光谱的关系的曲线图。

[图4]是显示热辐射光源的基本构成中的其他形态的图。

[图5]是显示热辐射光源的基本构成的其他形态与辐射光谱的关系的曲线图。

[图6]是显示热辐射光源的透明氧化物的类别与辐射光谱的关系的曲线图。

[图7]是显示热辐射光源的具体构成的图。

[图8]是显示共振用透明氧化物层的变化的图。

[图9]是显示铂用密合层的厚度与辐射光谱的关系的曲线图。

[图10]是显示共振用透明氧化物层的变化与辐射光谱的关系的曲线图。

[图11]是显示第1铂层的厚度与辐射光谱的关系的曲线图。

[图12]是显示第2铂层的厚度与辐射光谱的关系的曲线图。

[图13]是显示第2铂层的厚度与辐射光谱的关系的曲线图。

[图14]是显示共振用透明氧化物层的厚度与辐射光谱的关系的曲线图。

[图15]是显示共振用透明氧化物层的厚度与辐射光谱的关系的曲线图。

[图16]是显示热辐射光源与加热电极的关系的斜视图(立体图)。

[图17]是显示热辐射光源与加热电极的关系的斜视图。

[图18]是显示热辐射光源与热辐射体的关系的斜视图。

[图19]是显示热辐射光源与高温流体源的关系的斜视图。

[图20]是显示参考例的热辐射光源的图。

具体实施方式

以下，根据附图来说明本发明的实施方式。

[热辐射光源的基本构成]

图1是显示热辐射光源Q的基本构成的图，热辐射光源Q以层叠有热辐射层N和加热该热辐射层N的基板K的形态构成。

热辐射层N以如下的状态构成：以辐射控制部Na和由透明氧化物形成的放射用透明氧化物层Nb的顺序位于靠近基板K的一侧的形态层叠有辐射控制部Na和放射用透明氧化物层Nb。

辐射控制部Na以具备MIM层叠部M的形态构成，所述MIM层叠部M使由透明氧化物形成的共振用透明氧化物层R位于沿着热辐射层N与基板K的层叠方向排列的一对铂层P之间。

共振用透明氧化物层R的厚度设定为以4

在图1所示的热辐射光源Q的基本构成中，辐射控制部Na具备1个MIM层叠部M。

即，在热辐射光源Q的基本构成中，构成MIM层叠部M的铂层P、共振用透明氧化物层R和铂层P、以及放射用透明氧化物层Nb按照该记载的顺序依次层叠于基板K的上部。

尚需说明的是，在以下的记载中，将MIM层叠部M中的与基板K相邻的铂层P称为第1铂层P1，将MIM层叠部M中的与放射用透明氧化物层Nb相邻的铂层P称为第2铂层P2。

而且，以如下的方式构成：通过利用基板K将热辐射层N加热成高温状态(例如800℃)，从而热辐射光源Q从热辐射层N放射辐射光H。

具体而言，以放射辐射光H的方式构成，作为辐射光H，在4

即，若热辐射层N被基板K加热成高温状态(例如800℃)，则辐射控制部Na所具备的MIM层叠部M中的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)放射辐射光，如图3所示，其辐射光(来自铂的辐射光)的辐射率(放射率)在4

而且，由于MIM层叠部M所具备的共振用透明氧化物层R的厚度是以4

若加以说明，则MIM是指金属-绝缘体-金属(metal insulator metal)，MIM层叠部M通过使铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)的辐射光中的4

即，4

相对于此，铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)所放射的辐射光中的大于4

其结果，从热辐射光源Q放射的辐射光H(从放射用透明氧化物层Nb发射到外部的辐射光)在4

然而，为了加热热辐射层N，而从达到高温状态的基板K放射辐射光，但其辐射光向辐射控制部Na的透过被第1铂层P1遮蔽。换言之，第1铂层P1的厚度是可遮蔽来自基板K的辐射光的厚度。

另外，由于放射用透明氧化物层Nb是折射率小于铂且折射率大于空气的层，所以位于放射用透明氧化物层Nb的存在侧的铂层P(第2铂层P2)的反射率有所下降，可使从辐射控制部Na放射的辐射光良好地发射到外部。

尚需说明的是，MIM层叠部M所具备的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)中的与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)需要遮蔽基板K的辐射光，其他的铂层P(第2铂层P2)需要使一部分辐射光透过，所以与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)比其他铂层P(第2铂层P2)更厚地形成，因此铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)中的与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)的辐射强度比其他铂层P(第2铂层P2)变大。

顺便提及，本发明的热辐射光源Q希望具备“4

[基本构成的结构例的说明]

接下来，对热辐射光源Q的基本构成中的结构例进行说明。以下说明的结构例中，形成放射用透明氧化物层Nb和共振用透明氧化物层R的透明氧化物为氧化铝(Aluminumoxide、Al

如图2的表所示，以下说明的结构例是结构1～结构4这4例。尚需说明的是，在图2的表中，将基板K记作层No1、第1铂层P1记作层No2、共振用透明氧化物层R记作层No3、第2铂层P2记作层No4、放射用透明氧化物层Nb记作层No5。

如图3所示，结构1～结构4的热辐射光源Q放射辐射光H，所述辐射光H在包含波长为0.8

而且，在层No3的共振用透明氧化物层R的膜厚(厚度)较薄的情况下，因共振频率发生短波长化，故辐射率的峰位置成为短波长侧，在层No3的共振用透明氧化物层R的膜厚(厚度)较厚的情况下，因共振频率发生长波长化，故辐射率的峰倾向于向长波长移动。

另外，在层No4的第2铂层P2的膜厚(厚度)较厚的情况下，辐射率的光谱的峰倾向于发生窄频带化，在层No4的第2铂层P2的膜厚(厚度)较薄的情况下，辐射率的光谱的峰倾向于发生宽频带化。

而且，层No5的放射用透明氧化物层Nb的膜厚(厚度)越厚，辐射率的光谱越倾向于向长波长侧移动。

在使热辐射光源Q形成上述的合理构成的情况下，第1铂层P1的膜厚(厚度)的合适范围例如为10nm以上，第2铂层P2的膜厚(厚度)的合适范围例如为1.5nm以上且18nm以下。

以下，对第1铂层P1和第2铂层P2的膜厚(厚度)的合适范围加以说明。

图11例示(示例)在结构2的热辐射光源Q中第1铂层P1的膜厚(厚度)与辐射率的关系。在第1铂层P1的膜厚(厚度)变化至5～150nm的情况下，在第1铂层P1的膜厚(厚度)为5nm的情况下辐射率的峰不超过90%，在10nm的情况下辐射率的峰超过90%。

另外，若第1铂层P1的膜厚(厚度)变厚，则逐渐地辐射光谱不再发生变化，从膜厚(厚度)为60nm左右起辐射光谱几乎固定。这样，在第1铂层P1的膜厚(厚度)的规定上不存在上限。

根据以上的结果，第1铂层P1的膜厚(厚度)的合适范围例如是10nm以上。

图12例示第2铂层P2的膜厚(厚度)与辐射率的关系。其中，图12例示：在将第1铂层P1的厚度设为150nm、共振用透明氧化物层R的厚度设为140nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为75nm的情况下，使第2铂层P2的膜厚(厚度)变为1nm、1.5nm、6nm时的辐射光谱。

第2铂层P2的膜厚若厚于1.5nm，则辐射率的峰超过90%，若薄于1.5nm，则辐射率的峰不会超过90%。

图13例示第2铂层P2的膜厚(厚度)与辐射率的关系。其中，图13是在将第1铂层P1的厚度设为150nm、共振用透明氧化物层R的厚度设为140nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为100nm的情况下使第2铂层P2的膜厚(厚度)变为6nm、15nm、18nm、25nm时的辐射光谱。

第2铂层P2的膜厚为19nm时，辐射率的峰为90%，若厚于19nm，则辐射率的峰变小。

根据以上的结果，第2铂层P2的膜厚(厚度)的合适范围例如是1.5nm以上且18nm以下。

在使热辐射光源Q形成上述的合理构成的情况下，在透明氧化物为氧化铝(Al

以下，对由氧化铝(Al

图14是显示共振用透明氧化物层R的厚度(膜厚)与热辐射光源Q的辐射率的关系的图。其中，图14例示在将第1铂层P1的厚度设为150nm、第2铂层P2的厚度设为6.6nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为94nm的情况下使共振用透明氧化物层R的膜厚(厚度)变为40nm、60nm、80nm、100nm时的辐射光谱。

由该图14可知：辐射率达到峰的800nm的辐射率为90%以上的共振用透明氧化物层R的膜厚(厚度)的下限为60nm。

图15显示共振用透明氧化物层R的厚度(膜厚)与热辐射光源Q的辐射率的关系。其中，图15例示在将第1铂层P1的厚度设为150nm、第2铂层P2的厚度设为10nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为100nm的情况下使共振用透明氧化物层R的膜厚(厚度)变为800nm、1050nm、1200nm时的辐射光谱。

由该图15可知：若共振用透明氧化物层R的膜厚(厚度)厚于1050nm，则在长于4000nm的波长区域(远红外区)出现辐射率的峰。

根据以上的结果，在透明氧化物为氧化铝(Al

然而，共振用透明氧化物层R的厚度(膜厚)的合适范围根据透明氧化物的折射率而发生变化。

合适范围的下限为(各材料的膜厚的下限(单位：nm))=-30.4n+108。需要说明的是，n为各材料的折射率。

另外，合适范围的上限为(各材料的膜厚的上限(单位：nm))=-600n+2030。需要说明的是，n为各材料的折射率。

顺便提及，在使热辐射光源Q形成上述的合理构成的情况下，层No5的放射用透明氧化物层Nb的膜厚(厚度)的合适范围例如是50nm以上且500nm以下。

尚需说明的是，如上所述，图3显示铂(仅为铂)的辐射光谱，通过对比该铂(仅为铂)的辐射光谱与结构1～结构4的辐射光谱可知：在近红外～中红外区辐射率增大，辐射率大的部分与小的部分的对比度增加。

[基本构成的其他形态]

在上述的基本构成中，例示了辐射控制部Na具备1个MIM层叠部M的情况，但辐射控制部Na可具备多个MIM层叠部M。

尚需说明的是，具备多个MIM层叠部M是指以下的形态：设置3个以上的沿着热辐射层N与基板K的层叠方向排列的铂层P，使共振用透明氧化物层R位于这些铂层P中的相邻的铂层P彼此之间。

图4例示辐射控制部Na具备2个MIM层叠部M的情况，以下，将例示的热辐射光源Q称为结构5。

结构5具备与基板K相邻的第1铂层P1、与放射用透明氧化物层Nb相邻的第2铂层P2、和位于第1铂层P1与第2铂层P2之间的第3铂层P3作为铂层P。

另外，作为共振用透明氧化物层R，具备位于第1铂层P1与第3铂层P3之间的第1共振用透明氧化物层R1、和位于第2铂层P2与第3铂层P3之间的第2共振用透明氧化物层R2。

结构5中，形成放射用透明氧化物层Nb和共振用透明氧化物层R的透明氧化物为氧化铝(Al

而且，由第1铂层P1、第3铂层P3、和第1共振用透明氧化物层R1构成一个MIM层叠部M，由第2铂层P2、第3铂层P3、和第2共振用透明氧化物层R2构成一个MIM层叠部M，其结果，辐射控制部Na具备2个MIM层叠部M。

在结构5中，将第1铂层P1的厚度设为150nm、第1共振用透明氧化物层R1的厚度设为65nm、第3铂层P3的厚度设为8nm、第2共振用透明氧化物层R2的厚度设为145nm、第2铂层P2的厚度设为5nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为72nm的情况下的辐射光谱见图5。

尚需说明的是，在图5中一并记载上述的结构1的辐射光谱。

在结构5中，由于变化了2个MIM层叠部M的共振频率，所以如图5所示，即使是波长为0.4

[关于透明氧化物的类别]

在热辐射光源Q的上述基本构成和基本构成的其他形态中，例示了形成放射用透明氧化物层Nb和共振用透明氧化物层R的透明氧化物为氧化铝(Al

尚需说明的是，由于氧化铝(Al

图6例示在上述的基本构成中使透明氧化物不同的情况下的辐射光谱。即，例示在将第1铂层P1的厚度设为150nm、共振用透明氧化物层R的厚度设为120nm、第2铂层P2的厚度设为8nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为120nm的情况下，使形成放射用透明氧化物层Nb和共振用透明氧化物层R的透明氧化物不同的情况下的辐射光谱。

如图6所示，即使使用五氧化二钽(Ta

[热辐射光源的具体构成]

作为热辐射光源Q的具体构成，如图7所示，构成如下：在基板K与辐射控制部Na中的与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)之间层叠有基板用密合层S1，另外，在MIM层叠部M中的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)与共振用透明氧化物层R之间、以及放射用透明氧化物层Nb与辐射控制部Na中的与放射用透明氧化物层Nb相邻的铂层P(第2铂层P2)之间分别层叠有铂用密合层S2。

即，由于在基板K与辐射控制部Na中的与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)之间层叠有基板用密合层S1，所以在辐射控制部Na被基板K加热时，可抑制辐射控制部Na从基板K上剥离。

即，由于基板K的热膨胀率与层叠有多个薄膜的辐射控制部Na的热膨胀率大幅不同，所以在辐射控制部Na被基板K加热时，辐射控制部Na有可能从基板K上剥离，但通过利用基板用密合层S1提高基板K与辐射控制部Na中的与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)的密合性，可抑制辐射控制部Na从基板K上剥离。

另外，由于铂用密合层S2设在MIM层叠部M中的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)与共振用透明氧化物层R之间、以及放射用透明氧化物层Nb与辐射控制部Na中的与放射用透明氧化物层Nb相邻的铂层P(第2铂层P2)之间，所以在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，抑制了MIM层叠部M中的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)流动而聚集，可抑制铂层P与共振用透明氧化物层R剥离、或者铂层P与放射用透明氧化物层Nb剥离。

即，由于铂与透明氧化物的密合性低，所以在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，与共振用透明氧化物层R相邻的铂层P或与放射用透明氧化物层Nb相邻的铂层P有可能流动而聚集，但通过层叠铂用密合层S2，与共振用透明氧化物层R相邻的铂层P对共振用透明氧化物层R的密合性、或与放射用透明氧化物层Nb相邻的铂层P对放射用透明氧化物层Nb的密合性得到提高，从而在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，抑制了MIM层叠部M中的铂层P流动而聚集。

作为形成基板用密合层S1和铂用密合层S2的材料，从熔点和密合性的观点来看，钛(Ti)或铬(Cr)优异。特别希望是钛(Ti)。以下，作为基板用密合层S1和铂用密合层S2由钛(Ti)形成的情况进行说明。

即，由于钛(Ti)可良好地提高与基板K相邻的铂层P(第1铂层P1)对基板K的密合性、或与共振用透明氧化物层R相邻的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)对共振用透明氧化物层R的密合性、或与放射用透明氧化物层Nb相邻的铂层P(第2铂层P2)对放射用透明氧化物层Nb的密合性、而且其熔点高达1668℃，所以在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，可适当地抑制MIM层叠部M中的铂层P(第1铂层P1和第2铂层P2)流动而聚集。

[基板用密合层的厚度]

若基板用密合层S1达到高温状态，则放射大于4

然而，若基板用密合层S1过厚，则在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，钛(Ti)因热而到处移动，有可能产生在第1铂层P1的共振用透明氧化物层R的存在侧的表面出现的现象。若产生这种现象，则辐射控制部Na的热辐射控制结构被破坏，因此热辐射的控制变难。

另外，若基板用密合层S1过薄，则无法适应具备多个薄膜的辐射控制部Na的热膨胀率与基板K的热膨胀率的不同，在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，辐射控制部Na有可能从基板K上剥离。

鉴于这样的观点，基板用密合层S1的膜厚(钛的膜厚)希望是2nm以上且15nm以下。

[铂用密合层的厚度]

铂用密合层S2的厚度(膜厚)需要从光学性和耐久性这两个观点进行设定。

即，若铂用密合层S2的厚度(膜厚)过厚，则在光学上是不利的。即，若铂用密合层S2达到高温状态，则放射大于4

另外，若铂用密合层S2的厚度(膜厚)过厚，则其会遮蔽辐射光，所以需要避免铂用密合层S2的厚度(膜厚)过厚。尚需说明的是，若变得过厚，则4

然而，铂用密合层S2不是使基板K与薄膜密合、而是使薄膜彼此密合，因此即使薄于基板用密合层S1，也会产生密合效果。

鉴于这样的观点，铂用密合层S2的厚度(膜厚)希望是0.1nm以上且10nm以下。

图9是显示铂用密合层S2的厚度(膜厚)与热辐射光源Q的辐射率(放射率)的关系的图。

尚需说明的是，图9是在将基板用密合层S1的厚度设为7nm、第1铂层P1的厚度设为150nm、共振用透明氧化物层的厚度设为120nm、第2铂层P2的厚度设为6nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为120nm的情况下使铂用密合层S2的厚度(膜厚)发生变化的图。

考察该图9可知：铂用密合层S2的厚度(膜厚)越厚，长于4

[关于钛的氧化]

形成基板用密合层S1和铂用密合层S2的钛(Ti)因在大气中使用热辐射光源Q而很有可能慢慢被氧化变成氧化钛(TiO

然而，如图8所示，形成铂用密合层S2的钛没有全部变成氧化钛，与铂层P(第2铂层P2)密合的部位的钛没有被氧化，继续为与铂层P(第2铂层P2)密合的钛的状态(金属状态)。

虽然省略了图示，但形成基板用密合层S1的钛也没有全部变成氧化钛，与铂层P(第1铂层P1)密合的部位的钛没有被氧化，继续为与铂层P(第1铂层P1)密合的钛的状态(金属状态)。

即，形成基板用密合层S1和铂用密合层S2的钛没有全部变成氧化钛，与铂层P密合的部位的钛没有被氧化，继续为与铂层P密合的钛的状态，继续发挥作为基板用密合层S1和铂用密合层S2的功能。

对其加以说明如下：因铂(Pt)的标准氧化吉布斯能变化为+200k/mol/O

顺便提及，由钛形成的基板用密合层S1和铂用密合层S2以具备透光性的方式形成薄膜状态，然后，形成薄膜状态的钛变成氧化钛，但由于氧化钛具备透明性，所以即使钛变成氧化钛，也不会对热辐射层N的性能产生不良影响。

尚需说明的是，若考虑到形成基板用密合层S1和铂用密合层S2的材料发生氧化，则铬(Cr)氧化后变成黑色，因此氧化后变成黑色的铬从控制辐射的观点来看不适合作为密合层，氧化后形成透明的氧化钛(TiO

然而，认为只要铂用密合层S2的钛(Ti)随时间发生氧化，即使铂用密合层S2较厚，也都接近于图8的厚度(膜厚)较薄的情况下的热辐射。然而，在厚度(膜厚)较厚的情况下，在辐射控制部Na被基板K加热成高温状态时，钛(Ti)因热而到处移动，有可能产生在第2铂层P2的表面出现的现象。若产生这种现象，则辐射控制部Na的热辐射控制结构破坏，故热辐射的控制变难。特别是，由于第2铂层P2的铂较薄，所以钛(Ti)的移动对热辐射控制结构的破坏产生较大的影响。

因此，铂用密合层S2的厚度(膜厚)希望是亚nm左右(1nm以下左右)。

[关于热辐射光源的经时性变化]

图10是显示将实际制作的热辐射光源Q在大气中加热至800℃后使用时的热辐射光谱的经时性变化的图。

顺便提及，图10是例示在基板K中使用蓝宝石、并将基板用密合层S1的厚度设为7nm、第1铂层P1的厚度设为150nm、共振用透明氧化物层的厚度设为120nm、第2铂层P2的厚度设为6nm、放射用透明氧化物层Nb的厚度设为120nm、且铂用密合层S2的厚度设为0.5nm时的热辐射光源Q的热辐射光谱的图。

需要说明的是，如图20所示，虽然具备基板K、基板用密合层S1、第1铂层P1、铂用密合层S2、共振用透明氧化物层R、第2铂层P2，但若省略相对于第2铂层P2中的放射用透明氧化物层Nb的存在侧的表面的铂用密合层S2、和放射用透明氧化物层Nb，则在加热过程中第2铂层P2的铂(Pt)聚集而散射光，无法适当地放射辐射光。

如图10所示，加热了120小时(5天)的热辐射光谱与加热了24小时(1天)的热辐射光谱略同。

刚刚成膜后的热辐射光谱与加热24小时、120小时后的热辐射光谱不同，认为其原因在于：通过加热，氧化铝(Al

理论值(计算值)的热辐射光谱是利用结晶性高的氧化铝(Al

刚刚成膜后的热辐射光谱与理论值(计算值)的热辐射光谱有偏离，但加热后的热辐射光谱成为与理论值(计算值)的热辐射光谱非常接近的值，因此认为：氧化铝(Al

如上述的结果所示，本发明的热辐射光源Q是可在大气中加热至800℃左右进行使用的热辐射光源。

尚需说明的是，本发明的热辐射光源Q的构成材料的熔点如下：铂(Pt)为1768℃、氧化铝(Al

[关于基板]

达到高温状态的基板K的热辐射光被第1铂层P1遮蔽，鉴于不透过辐射控制部Na这一点，作为基板K的材料(母材)，可使用石英(SiO

在使用氧化物系材料的基板K的情况下尤其没有问题，但在使用金属系材料的基板K的情况下，在大气中加热进行使用的情况下，基板K的氧化劣化成为问题，但由于存在共振用透明氧化物层R和放射用透明氧化物层Nb，如上所述，基板K中的热辐射层N的存在侧的表面的氧化劣化得到防止。

尚需说明的是，基板K中的热辐射层N的存在侧的表面形成不发生漫反射的程度的镜面。

基板K可按照通过通电而自身发热的形态构成，也可按照利用外部加热部U进行加热的形态构成。

即，在基板K由Kanthal、镍铬合金等通电后发热的材料构成的情况下，可按照通过通电而自身发热的形态构成基板K。

在基板K由石英(SiO

图16和图17是外部加热部U以具备通过通电而发热的加热线的板状加热电极Ud的形式构成的情况，热辐射光源Q的基板K与加热电极Ud配设成密合状态。

尚需说明的是，图17是在加热电极Ud的单面侧配设热辐射光源Q的情况，图16例示在加热电极Ud的两面侧配设热辐射光源Q的情况。

图18是外部加热部U以放射波长不受控制的热辐射光G的热辐射源Ug的形式构成的情况，热辐射光源Q的基板K配设成与热辐射源Ug相对的状态。

图19是外部加热部U以供给高温流体T的流体供给源Ut的形式构成的情况，热辐射光源Q的基板K配设成与流体供给源Ut相对的状态。

[基板用密合层的变形例]

如上所述，基板用密合层S1由钛(Ti)构成，但根据形成基板K的材料的种类，需要稍微变更其构成。

在形成基板K的材料为蓝宝石或氧化铝(Al

在形成基板K的材料为石英(SiO

在构成基板K的材料为不锈钢(SUS)、Kanthal、镍铬合金、铝、硅的情况下，可形成以第1铂层P1/钛(Ti)/氧化铝(Al

即，在基板K为金属或半导体的情况下，第1铂层P1/钛(Ti)与基板K反应进行合金化，有可能无法控制辐射。因此，从防止合金化的观点来看，可将氧化物层放在基板K与钛(Ti)之间。

[其他实施方式]

以下，列出其他实施方式。

(1) 在上述实施方式中，即使基板K中的层叠热辐射层N的一侧的面的相反侧的背面发生氧化，但只要基板K的厚度厚，就不会对热辐射层N产生不良影响，鉴于这一点，虽然形成了使基板K中的层叠热辐射层N的一侧的面的相反侧的背面露出的状态，但可在该背面层叠抑制氧化的抗氧化膜。

(2) 在上述实施方式中，例示了辐射控制部Na具备1个MIM层叠部M的情况或具备2个MIM层叠部M的情况，但辐射控制部Na可按照具备3个以上的MIM层叠部M的形态实施。

需要说明的是，只要上述实施方式(包括其他实施方式、下同)中公开的构成不发生矛盾即可，可与其他实施方式中公开的构成组合适用，另外，本说明书中公开的实施方式仅为例示而已，本发明的实施方式并不限于此，可在不脱离本发明目的的范围内适当变更。

符号说明

K：基板；

N：热辐射层；

Na：辐射控制部；

Nb：放射用透明氧化物层；

M：MIM层叠部；

P：铂层；

R：共振用透明氧化物层；

S1：基板用密合层；

S2：铂用密合层。