CN102221724A - 光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光学元件，可防止透过接合层的光的透射率降低。利用等离子体聚合法对接合具有透光性的第一基材(11)与具有透光性的第二基材(12)的接合层(13)进行成膜，包含硅氧烷键、结晶度为45％以下的Si骨架以及与该Si骨架结合的由有机基团构成的离去基团，并具有粘接性，该粘接性是通过在施加能量时存在于表面附近的离去基团从Si骨架脱离而显现出来的，当设波长为λ、设该波长λ下的接合层(13)的折射率为n、设常数为M(M＝O，1，2，...)时，根据n×d/λ＝{(M+1)/2}+α式[1] -0.1≤α≤+0.1式[2A] 来求出接合层(13)的厚度d。
Description
技术领域
本发明涉及通过接合层将多个具有透光性的基材接合而成的光学元件。
背景技术
通过接合层将层叠波长板、偏振光板、衍射光栅等多个具有透光性的基材接合而成的光学元件已得到广泛使用。在这些光学元件中，有这样的光学元件：彼此相对的2个以上的基材通过接合层而彼此接合。作为该接合层，在现有技术中存在采用了粘接剂的接合层，但具有如下问题：由于粘接剂的厚度较厚，从而产生波面像差。
专利文献1作为如下技术已被众所周知：为了解决采用粘接剂接合2个基材时产生的课题，而在不使用粘接剂的情况下将基材彼此接合。
在该专利文献1中提出了如下的技术：利用等离子体聚合法在多个呈板状的基板表面上对该基板进行成膜，使用已活化的接合层，将上述基板彼此接合。即，上述接合层利用等离子体聚合法来成膜，包含硅氧烷键，并包含结晶度为45％以下的Si骨架和与该Si骨架结合的由有机基团构成的离去基团，具有通过施加能量而使得存在于表面附近的所述离去基团从Si骨架脱离而显现出来的粘接性。
在专利文献2中提出了如下的偏振光板，该偏振光板是采用在专利文献1中提出的接合技术，通过利用上述接合层将玻璃基板与偏振光膜接合而构成。
在专利文献3中公开了如下的层叠波长板，该层叠波长板是采用在专利文献1中提出的接合技术，通过上述接合层2片石英基板彼此接合而构成。
在专利文献4中提出了如下的偏振光分束器，该偏振光分束器是采用在专利文献1中提出的接合技术，将由多层膜构成的偏振光分离膜的中间层的SiO2用作上述接合层的一部分，对第1、第2接合层进行分子接合，由此使形成有在最上层配置了第1接合层的第1多层膜的第1透光性基板、与形成有在最上层配置了第2接合层的第2多层膜的第2透光性基板一体化，并且对第1多层膜与第2多层膜进行层叠来构成上述偏振光分离膜。
【专利文献1】日本专利第4337935号公报
【专利文献2】日本特开2009-098465号公报
【专利文献3】日本特开2009-258404号公报
【专利文献4】日本特开2010-060770号公报
但是，在专利文献1～专利文献4所提出的现有接合技术中，对于在由等离子体聚合膜构成的接合层与基板之间折射率不同时产生的透射特性，未进行详细讨论。
即，由于折射率在接合层与基板之间不同而导致透过光学元件的光和在上述接合层内引起多重反射的光发生干涉，由此产生透射光的透射率降低的问题。例如，在专利文献3中提出的层叠波长板是通过由等离子体聚合膜构成的上述接合层将2片石英基板接合而成的光学元件，但由于在石英基板与上述接合层之间折射率不同，导致透过层叠波长板的透射光因上述接合层与石英基板的边界面(界面)上引起多重反射而产生损耗，透射率降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够防止透过接合层的光的透射率降低的光学元件。
[应用例1]
本应用例的发明是一种光学元件，其包括：具有透光性的第一基材；具有透光性的第二基材；以及接合层，其通过等离子体聚合法而设置，对所述第一基材与所述第二基材进行接合，该光学元件的特征在于，所述接合层含有：硅氧烷Si-O键、结晶度为45％以下的Si骨架、以及与该Si骨架结合的离去基团，所述离去基团由有机基团构成，所述接合层具有粘接性，该粘接性是通过在对所述接合层的至少一部分区域施加能量时所述离去基团从所述Si骨架脱离而显现出来的，当设所述接合层的厚度为d、设透过的光的波长为λ、设该波长λ下的所述接合层的折射率为n时，满足
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.2 ...[2]
其中，M为自然数。
在该结构的本应用例中，着眼于在透射的光的波长λ、该波长λ下的折射率n以及接合层的厚度d具有一定关系，导出了式[1]以及式[2]。根据所使用的波长λ的区域及在该区域中的透射率的峰值的数量，设定常数M。例如，当波长λ不同时，透射率的峰值的次数不同，根据该次数设定的常数M的数也不同。
因此，在本应用例中，设定与波长λ对应的常数M，将该常数M、波长λ、折射率n代入式[1]，此外，利用与式[2]的关系，求出接合层的厚度d的范围，由此根据所使用的波长得到透射率较高的光学元件。而且，由于是利用等离子体聚合法形成接合层，所以具有耐光性，从而能够提供在长寿命方面较为理想的光学元件。
[应用例2]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，所述第一基材和所述第二基材具有双折射性。
在该结构的本应用例中，通过采用具有双折射性的材料作为基板，即使是波长板、偏振光板、衍射光栅等光学元件，也能够提高透射率。
[应用例3]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，所述第一基材和所述第二基材分别由石英构成。
在该结构的本应用例中，因为第一基材和第二基材由比较容易获得的石英构成，所以与蓝宝石等具有双折射性的材料，能够以更低的成本来获得。
[应用例4]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为405nm波长带、设所述折射率n为1.5269时，所述M是0、1、2中的任意一个。
在该结构的本应用例中，常数M是根据透射率的峰值次数P来采用0、1、2这3个中的任意一个。在常数M是0的情况下，接合层的厚度d在106nm以上186nm以下的范围内具有最佳的值。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d在239nm以上319nm以下的范围内具有最佳的值。在常数M是2的情况下，接合层的厚度d在372nm以上452nm以下的范围内具有最佳的值。
在本应用例中，可任意采用这3个例子的厚度d，但要选择其中的1个最佳值。
在本应用例中，优选式[2]是-0.1≤α≤+0.1。根据该式，在常数M是0的情况下，接合层的厚度d在106nm以上160nm以下的范围内具有最佳值。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d在239nm以上293nm以下的范围内具有最佳值。在常数M是2的情况下，接合层的厚度d在372nm以上426nm以下的范围内具有最佳值。
此外，在本应用例中，所谓波长λ的405nm波长带在蓝光中利用的波长区域，在严格意义上不限于波长λ为405nm，而是405nm±10nm的波长区域。上述数值采用406nm作为波长λ。
[应用例5]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为660nm波长带、设所述折射率n为1.4950时，所述M是0或1。
在该结构的本应用例中，常数M是根据透射率的峰值次数P而采用0、1这2个中的任意一个。在常数M是0的情况下，接合层的厚度d处于173nm以上302nm以下的范围内。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d处于389nm以上518nm以下的范围内。在本应用例中，可任意采用这2个例子的厚度d，但要选择其中的1个最佳值。
在本应用例中，优选式[2]是-0.1≤α≤+0.1。根据该式，在常数M是0的情况下，接合层的厚度d处于173nm以上259nm以下的范围内。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d处于389nm以上475nm以下的范围内。
此外，在本应用例中，所谓波长λ的660nm波长带是在DVD中利用的波长区域，在严格意义上不限于波长λ为660nm，而是660nm±15nm的波长区域。上述数值采用660nm作为波长λ。
[应用例6]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为785nm波长带、设所述折射率n设为1.4944时，所述M是0。
在该结构的本应用例中，根据透射率的峰值次数P，常数M为0。接合层的厚度d处于210nm以上368nm以下的范围内。
在本应用例中，优选式[2]是-0.1≤α≤+0.1。根据该式，接合层的厚度d处于210nm以上315nm以下的范围内。
此外，在本应用例中，所谓波长λ的785nm波长带是在CD中利用的波长区域，在严格意义上不限于波长λ为785nm，而是785nm±20nm的波长区域。上述数值采用786nm作为波长λ。
[应用例7]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为354nm波长带、设所述折射率n为1.5899时，所述M是1、2、3中的任意一个。
在该结构的本应用例中，根据透射率的峰值次数P，常数M是1、2、3这3个中的任意一个。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d处于201nm以上268nm以下的范围内。在常数M是2的情况下，接合层的厚度d处于312nm以上379nm以下的范围内。在常数M是3的情况下，接合层的厚度d处于424nm以上491nm以下的范围内。在本应用例中，可任意采用这3个例子的厚度d，但要选择其中的1个最佳值。
在本应用例中，优选式[2]是-0.1≤α≤+0.1。根据该式，在常数M是1的情况下，接合层的厚度d处于201nm以上245nm以下的范围内。在常数M是2的情况下，接合层的厚度d处于312nm以上359nm以下的范围内。在常数M是3的情况下，接合层的厚度d处于424nm以上468nm以下的范围内。
此外，在本应用例中，波长λ的354nm波长带在严格意义上不限于波长λ为354nm。上述数值采用354nm作为波长λ。
[应用例8]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为532nm波长带、设所述折射率n为1.4982时，所述M是0或1。
在该结构的本应用例中，根据透射率的峰值次数P，常数M是0、1这2个中的任意一个。在常数M是0的情况下，接合层的厚度d处于142nm以上249nm以下的范围内。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d处于320nm以上426nm以下的范围内。可任意采用这2个例子的厚度d，但要选择其中的1个最佳值。
在本应用例中，优选式[2]是-0.1≤α≤+0.1。根据该式，在常数M是0的情况下，接合层的厚度d处于142nm以上213nm以下的范围内。在常数M是1的情况下，接合层的厚度d处于320nm以上391nm以下的范围。
此外，在本应用例中，波长λ的532nm波长带在严格意义上不限于波长为532nm。上述数值采用532nm作为波长λ。
[应用例9]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为1064nm波长带、设所述折射率n为1.4943时，所述M是0。
在此结构的本应用例中，根据透射率的峰值次数P，常数M为0。接合层的厚度d处于285nm以上498nm以下的范围内。
在本应用例中，优选式[2]是-0.1≤α≤+0.1。根据该式，接合层的厚度d处于285nm以上427nm以下的范围内。
此外，在本应用例中，波长λ的1064nm波长带在严格意义上不限于波长λ为1064nm。上述数值采用1064nm作为波长λ。
[应用例10]
本应用例的发明涉及的光学元件的特征在于，在设所述波长λ为308nm波长带、设所述折射率n为1.7800时，所述M是2、3、4中的任意一个。
在该结构的本应用例中，根据透射率的峰值次数P，常数M为2、3、4这3个中的任意一个。在常数M是2的情况下，接合层的厚度d处于242nm以上294nm以下的范围内。在常数M是3的情况下，接合层的厚度d处于329nm以上381nm以下的范围内。在常数M是4的情况下，接合层的厚度d处于415nm以上467nm以下的范围内。在本应用例中，可任意采用这3个例子的厚度d，但要选择其中的1个最佳值。
此外，在本应用例中，波长λ的308nm波长带在严格意义上不限于波长λ为308nm。上述数值采用308nm作为波长λ。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的光学元件的概略图。
图2是等离子体聚合装置的概略结构图。
图3(A)～(D)是说明在基材上对等离子体聚合膜进行成膜的状态的图。
图4(A)是说明对等离子体聚合膜施加能量前的分子结构的概略图，(B)是说明对等离子体聚合膜施加能量后的分子结构的概略图。
图5(A)～(D)是说明制造光学元件的步骤的概略图。
图6是示出蓝光区域中的波长与透射率的关系的曲线图。
图7是示出DVD/CD区域中的波长与透射率的关系的曲线图。
图8是示出波长与折射率的关系的曲线图。
图9是示出波长λ处于蓝光区域时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的曲线图。
图10是示出波长λ处于DVD区域时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的曲线图。
图11是示出波长λ处于CD区域时的接合层厚度与接合层的透射率之间的关系的曲线图。
图12是示出在本发明第2实施方式中波长λ处于354nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的曲线图。
图13是示出在第2实施方式中波长λ处于532nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的曲线图。
图14是示出在第2实施方式中波长λ处于1064nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的曲线图。
图15是示出在本发明第3实施方式中波长处于308nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的曲线图。
标号说明
1光学元件、11第一基材、12第二基材、13接合层、131等离子体聚合膜。
具体实施方式
以下，根据附图来说明本发明的实施方式。这里，在各实施方式的说明中，对同一构成要素标注同一符号来省略或简略说明。
根据图1～图11，说明本发明的第1实施方式。第1实施方式是将光学元件设为层叠波长板的例子。
图1是光学元件的概略结构图。层叠波长板例如被用于光学拾取装置或投影仪等投射型影像装置。
在图1中，光学元件1是层叠形光学元件，其包括：具有透光性的第一基材11、具有透光性的第二基材12、和对这些第一基材11与第二基材12进行接合的接合层13。
在第1实施方式中，上述第一基材11和上述第二基材12分别由具有双折射性的材料构成，例如是由石英形成的第一波长板、第二波长板。上述光学元件具有如下的构造：以各个结晶光学轴按照规定的角度交叉的方式将这两个第一波长板、第二波长板相互层叠。此外，作为形成波长板的结晶材料，除了石英以外，还可以例示LiNbO3(铌酸锂)、蓝宝石(Sapphire)、BBO、方解石、YVO4、KTP(磷酸氧钛钾：KTiOPO4)等。
在本实施方式中，接合层13由等离子体聚合膜形成。
在第一基材11的接合面与第二基材12的接合面上分别设有等离子体聚合膜131，这些等离子体聚合膜131相互聚合而形成接合层13(参照图5)。
图2是在本实施方式中使用的等离子体聚合装置的概略图。
在图2中，等离子体聚合装置100具有：容室101、分别设置在该容室101内部的第1电极111以及第2电极112、对这些第1电极111与第2电极112之间施加高频电压的电源电路120、向容室101内部提供气体的气体供给部140、以及排出容室101内部的气体的排气泵150。
电源电路120具有匹配盒(matching box)121和高频电源122。气体供给部140具备：储存液状的膜材料(原料液)的储液部141、使液状的膜材料气化后变为原料气体的气化装置142、贮留载气(carrier gas)的储气瓶143和连接它们的管102。该储气瓶143所贮留的载气是通过电场的作用来放电并为了维持该放电而导入到容室101的气体，例如，可以是氩气或氦气。
储液部141所贮留的膜材料是用于通过等离子体聚合装置100在第一基材11及第二基材12上形成等离子体聚合膜131的原材料。作为该原料气体，例如可举出甲基硅氧烷(メチルシロキサン)、六甲基二硅氧烷(ヘキサメチルジシロキサン)、八甲基三硅氧烷(ォクタメチルトリシロキサン)、十甲基四硅氧烷(デカメチルテトラシロキサン)、十甲基环五硅氧烷(デカメチルシクロペンタシロキサン)、八甲基环四硅氧烷(ォクタメチルシクロテトラシロキサン)、甲基苯基硅氧烷(メチルフェニルシロキサン)等有机硅氧烷(ォルガノシロキサン)等。聚有机硅氧烷通常表现出防水性，但能够通过实施各种活化处理，容易地使有机基团脱离，从而能够变为亲水性。
接着，根据图3～图5说明光学元件1的制造方法的步骤，其中，接合层13由等离子体聚合膜131形成。
首先，如图3(A)～(C)所示，在第一基材11、第二基材12的接合面上形成等离子体聚合膜131。在该工序中，在等离子体聚合装置100的第1电极111上保持第一基材11或第二基材12，向容室101的内部导入规定量的氧，并且从电源电路120向第1电极111与第2电极112之间施加高频电压，实施光学部件本身的活化(基板活化)。
然后，使气体供给部140动作，向容室101的内部提供原料气体与载气的混合气体。所供给的混合气体被填充至容室101的内部，上述混合气体暴露于在第一基材11或第二基材12。
通过对第1电极111与第2电极112之间施加高频电压，由此存在于这些电极111、112之间的气体的分子进行电离，产生等离子体。原料气体中的分子通过该等离子体的能量而聚合，如图3(B)所示，聚合物附着并堆积在第一基材11或第二基材12的表面。由此，如图3(C)所示，在第一基材11或第二基材12的接合面上形成等离子体聚合膜131。然后，如图3(D)所示，对等离子体聚合膜131施加能量，使表面活化。该工序例如可采用照射等离子体的方法、与臭氧气体接触的方法、利用臭氧水进行处理的方法、或者进行碱处理的方法等。在这些方法中，为了高效地使等离子体聚合膜131的表面活化，优选照射等离子体的方法。作为等离子体，例如可混合氧、氩、氮、空气、水等中的1种或2种以上来使用。
如图4(A)所示，施加能量之前的等离子体聚合膜131为不易变形的坚固膜，其含有硅氧烷(Si-O)键13A，并包含具有随机的原始构造的Si骨架13B和与该Si骨架13B结合的离去基团13C。可认为这是由于Si骨架13B的结晶性变低，所以不易产生晶界中的重排或偏移等缺陷。当对这样的等离子体聚合膜131施加能量时，如图4(B)所示，在等离子体聚合膜131的表面以及内部产生活性键13D。由此，在等离子体聚合膜131的表面上显现出粘接性。当显现出这种粘接性时，等离子体聚合膜131彼此间可坚固地接合。此外，等离子体聚合膜131的Si骨架13B的结晶度优选为45％以下，更优选为40％以下。由此，Si骨架13B将具有充分的随机原始构造，由此，如上所述，Si骨架13B的特性显现出来。
将等离子体聚合膜131的表面活化后的第一基材11与第二基材12贴合，进行一体化。即，如图5(A)(B)所示，在使等离子体聚合膜131分别相对的状态下相互按压第一基材11和第二基材12。通过使等离子体聚合膜131彼此贴合，来使这些膜聚合。
如图5(C)所示，在贴合工序之后，根据需要对第一基材11和第二基材12进行加压。由此，如图5(D)所示，制造出光学元件1。在对第一基材11与第二基材12加压之后，对它们进行加热。通过该加热，可提高接合强度。此外，对光学元件1进行适当切割(Dicing)。
接着，根据图6～图11来说明求出本实施方式中的接合层13的厚度d的方法。
图6是示出蓝光区域中的波长与透射率的关系的曲线图，图7是示出DVD以及CD区域中的波长与透射率的关系的曲线图。在图6以及图7中，示出了与从100nm到500nm以50nm间隔设定的厚度d的接合层13相对的波长与透射率之间的关系。此外，假定在图6以及图7的曲线图中没有在表面上反射的光。
根据图6以及图7，可确认到透射率根据波长带及接合层13的厚度d而变化。作为透射率变化的主要原因，可认为是由于在接合层13与第一基材11之间的边界面、以及接合层13与第二基材12的边界面之间引起的多重反射而导致的光损耗。
由图6以及图7可知，透射率不取决于波长，而是还根据厚度d的大小而大幅变动。
图8是示出波长与接合层13的折射率之间的关系的曲线图。由图8可知，当波长是500nm以下时，折射率急剧上升，并明显出现波长分散性。与此相对，在超过500nm的长波长侧没有观测到较大的折射率变动。
即，判明了在波长是500nm以下的405nm波长带的蓝光区域使用的层叠波长板等光学元件、和采用354nm波长带的YAG激光的激光振荡器用光学元件中，如果不严格地控制接合层13的厚度，则有可能无法获得期望的光学特性。
虽然预料到接合层13的折射率根据制造条件(成膜条件)而产生变动，但如果对制造条件大致进行了优化，则可认为不会出现比当前折射率值(折射率上升)大的情况，本申请发明人认为应该考虑的是接合层13的折射率的下限值。
此外，本申请发明人主要着眼于500nm以下的短波长带，并且，除了该短波长带以外，还尝试了将长波长侧的规格也考虑在内的接合层的优化。
此外，还判明透射率不取决于波长而是根据接合层13厚度的大小(厚/薄)而大幅变动，所以还考虑到这一点，尝试了优化。
通过仿真验证了当接合层13的折射率相对于基准值的-1％～-5％范围内变化时透射率根据接合层的厚度而如何变化。图9～图11示出该仿真的结果。根据图8的结果，接合层13的折射率设为未发现较大的折射变动的波长λ为500nm以上时的值，将该折射率设定为相对于基准值(现状值)在作为下限率的-1％～-5％范围内的值。此外，在图9～图11中，用No.1表示相对于折射率的基准值、下限率为0的情况，用No.2表示相对于基准值、下限率为-1％的情况，用No.3表示相对于基准值、下限率为-2％的情况，用No.4表示相对于基准值、下限率为-3％的情况，用No.5表示相对于基准值、下限率为-4％的情况，用No.6表示相对于基准值、下限率为-5％的情况。并且，在表1中示出从No.1到No.6的下限率与折射率之间的关系。
【表1】
| No | 下限率 | 折射率 |
| 1 | 0％ | 1.4942 |
| 2 | -1％ | 1.4793 |
| 3 | -2％ | 1.4643 |
| 4 | -3％ | 1.4494 |
| 5 | -4％ | 1.4344 |
| 6 | -5％ | 1.4195 |
在以下的表2中示出通过仿真验证了在使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝406(nm)的光的透射率的结果。
【表2】
图9是表示根据表2的透射率值来示出波长λ处于蓝光区域时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真结果的曲线图。此外，在蓝光区域中使用的波长λ是405nm±10nm，图9所示的接合层的透射率表示针对波长λ＝406nm的值。
在以下的表3中示出通过仿真验证了在使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝660(nm)的光的透射率的结果。
【表3】
图10是表示根据表3的透射率值来示出波长λ处于DVD区域时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真结果的曲线图。此外，在DVD区域中使用的波长λ是660nm±15nm，图10所示的接合层的透射率表示针对波长λ＝660nm的值。
在以下的表4中示出通过仿真验证了使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝786(nm)的光的透射率的结果。
【表4】
图11是表示根据表4的透射率值来示出波长λ处于CD区域时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真结果的曲线图。此外，在CD区域中使用的波长λ是785nm±20nm，图11所示的接合层的透射率表示针对波长λ＝786nm的值。
参照图9来说明对使用波长λ为406nm的层叠波长板的最佳的接合层13厚度d进行设定的方法。
设波长为λ、该波长λ下的接合层13的折射率为n、常数为M，M为自然数(M＝0、1、2、...)。
在图9中，折射率n是1.5269。由图9的曲线图可知，在接合层13的No.1～No.6间的透射率之差变小的峰值是第一次峰值P1、第二次峰值P2以及第三次峰值P3这三次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P-1。即，与第一次峰值P1对应的常数M是0，与第二次峰值P2对应的常数M是1，与第三次峰值P3对应的常数M是2。
根据图9的结果，针对各个峰值，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在3个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值1：d＝140.0(nm)
峰值2：d＝278.5(nm)
峰值3：d＝418.5(nm)
此时，根据图8，波长λ＝406(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.5269。
【表5】
| 接合层厚度(nm) | nd | nd/λ | |
| 峰值1 | 140.0 | 213.76 | 0.53 |
| 峰值2 | 278.5 | 425.23 | 1.05 |
| 峰值3 | 418.5 | 638.99 | 1.57 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值1的光学膜厚度nd。
d＝140.0(nm)，n＝1.5269
nd＝n×d＝1.5269×140.0＝213.766
当用波长λ(＝405(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝213.766/405＝0.5278＝0.53
同样，以如下方式求出峰值2的光学膜厚度nd。
d＝278.5(nm)，n＝1.5269
nd＝n×d＝1.5269×278.5＝425.241
当利用波长λ(＝405(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝425.241/405＝1.049＝1.05
同样，以如下方式求出峰值3的光学膜厚度nd。
d＝418.5(nm)，n＝1.5269
nd＝n×d＝1.5269×418.5＝639.007
当利用波长λ(＝405(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝639.007/405＝1.577＝1.57
因此，可想到如果接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值1：在d＝140.0(nm)时，M＝0，α＝0.03
峰值2：在d＝278.5(nm)时，M＝1，α＝0.05
峰值3：在d＝418.5(nm)时，M＝2，α＝0.07
根据式子求出与第一次峰值P1对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
在蓝光区域中，波长λ是406nm，与该波长λ对应的折射率n是1.5269(参照图8)。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.5269×d/406＝1/2+α
d＝(0.5+α)×(406/1.5269)≈(0.5+α)×266
0.4×266≤d≤0.6×266
106≤d≤160
根据式子求出与第二次峰值P2对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.5269×d/406＝1+α
d＝(1+α)×(406/1.5269)≈(1+α)×266
0.9×266≤d≤1.1×266
239≤d≤293
根据式子求出与第三次峰值P3对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.5269×d/406＝1+α
d＝(1.5+α)×(406/1.5269)≈(1.5+α)×266
1.4×266≤d≤1.6×266
372≤d≤426
在本实施方式中，当将光学元件设为蓝光专用时，适当设定这3个区域内的厚度d值中的优选值。
根据图9来说明在这3个区域中求出的厚度d包含在透射率高的区域内的情况。
在图9中，设定E1、E2、E3，作为与第一次峰值P1～第三次峰值P3对应的区域。这些区域E1、E2、E3是如下的区域：在这些区域中，透射率是作为产品未产生不良时的值，例如99.70％以上。区域E1是接合层厚度d为100nm～180nm的区域，在该区域中包含通过实际仿真而求出的第一次峰值P1的厚度150nm。区域E2是厚度d为237nm～320nm的区域，在该区域中包含通过实际仿真而求出的第二次峰值P2的厚度278.5nm。区域E3是厚度d为380nm～457nm的区域，在该区域中包含通过实际仿真而求出的第三次峰值P3的厚度418.5nm。如果在这些区域的范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
与第一次峰值P1对应地求出的厚度d是106nm以上160nm以下，在该范围内包含第一次峰值P1的厚度140nm。即，可通过在106nm以上160nm以下的范围内设定接合层13的厚度d，使该厚度成为第一次峰值P1的透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。
同样，与第二次峰值P2对应地求出的厚度d是239nm以上293nm以下，在该范围内包含第二次峰值P2的厚度278.5nm。即，可通过在239nm以上293nm以下的范围内设定接合层13的厚度d，来使该厚度成为第二次峰值P2的透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。与第三次峰值P3对应地求出的厚度d是372nm以上426nm以下，在该范围内包含第三次峰值P3的厚度418.5nm。即，可通过在372nm以上426nm以下的范围内设定接合层13的厚度d，来使该厚度成为第三次峰值P3的透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。
根据图10的结果，针对各个峰值，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在2个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值1：d＝227.5(nm)
峰值2：d＝466.0(nm)
此时，根据图8，波长λ＝660(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.4950。
【表6】
| 接合层厚度(nm) | nd | nd/λ | |
| 峰值1 | 227.5 | 340.11 | 0.52 |
| 峰值2 | 466.0 | 696.66 | 1.06 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值1的光学膜厚度nd。
d＝227.5(nm)，n＝1.4950
nd＝n×d＝1.4950×227.5＝340.112
当利用波长λ(＝405(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝340.112/660＝0.51532＝0.52
同样，以如下方式求出峰值2的光学膜厚度nd。
d＝466.0(nm)，n＝1.4950
nd＝n×d＝1.4950×466.0＝696.670
当利用波长λ(＝405(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝696.670/660＝1.055＝1.06
因此，已证实了如果将接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值1：在d＝227.5(nm)时，M＝0，α＝0.02
峰值2：在d＝466.0(nm)时，M＝1，α＝0.06
参照图10来说明对使用波长λ为660nm的层叠波长板的最佳的接合层13厚度进行设定的方法。
在图10中，折射率n是1.4950。由图10的曲线图可知，接合层13的透射率变小的峰值是第一次峰值P1以及第二次峰值P2这两次。这里，常数M与峰值的关系是M＝P-1。即，与第一次峰值P1对应的常数M是0，与第二次峰值P2对应的常数M是1。
根据式子来求出与第一次峰值P1对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
在DVD区域内，波长λ是660nm，与该波长λ对应的折射率n是1.4950(参照图8)。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.4950×d/660＝1/2+α
d＝(0.5+α)×(660/1.5269)≈(0.5+α)×432
04×432≤d≤06×432
173≤d≤259
根据式子求出与第二次峰值P2对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.4950×d/660＝1+α
d＝(1+α)×(660/1.5269)≈(1+α)×432
0.9×432≤d≤1.1×432
389≤d≤475
在本实施方式中，当将光学元件设为DVD专用时，适当设定这2个区域内的d值中的优选值。
根据图10来说明在这2个区域中求出的厚度d包含在透射率高的区域内的情况。
在图10中，设定E1、E2，作为与第一次峰值P1以及第二次峰值P2对应的区域。这些区域E1、E2是如下区域：在这些区域中，透射率是作为产品未产生不良时的值，例如99.70％以上。区域E1是接合层的厚度d为175nm～280nm的区域，在该区域内包含第一次峰值P1的厚度227.5nm。区域E2是厚度d为412nm～520nm的区域，在该区域内包含第二次峰值P2的466nm。如果在这些区域的范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
与第一次峰值P1对应地求出的厚度d是173nm以上259nm以下，在该范围内包含第一次峰值P1的厚度227.5nm。与第二次峰值P2对应地求出的厚度d是389nm以上475nm以下，在该范围内包含第二次峰值P2的厚度466nm。
根据图11的结果，在峰值处，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在1个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值：d＝275.0(nm)
此时，根据图8，波长λ＝786(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.4944。
【表7】
| 接合层厚度(nm) | nd | nd/λ | |
| 峰值 | 275 | 410.97 | 0.52 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值的光学膜厚度nd。
d＝275.0(nm)，n＝1.4944
nd＝n×d＝1.4944×275.0＝410.960
当利用波长λ(＝405(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝410.960/786＝0.5228＝0.52
由此，已证实了如果将接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值：在d＝275.0(nm)时，M＝0，α＝0.02
参照图11来说明对使用波长λ为786nm的层叠波长板的最佳的接合层13厚度进行设定的方法。
在图11中，折射率n是1.4944。由图11的曲线图可知，接合层13的透射率变小的峰值P是1次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P-1。即，与峰值P对应的常数M是0。
根据式子求出与峰值对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2]
在CD区域内，波长λ是786nm，与该波长λ对应的折射率n是1.4944(参照图8)。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.4944×d/786＝1/2+α
d＝(0.5+α)×(786/1.4944)≈(0.5+α)×526
0.4×526≤d≤0.6×526
210≤d≤315
根据图11来说明在该区域中求出的d包含在透射率较高的区域内的情况。
在图11中，设定E，作为与峰值对应的区域。该区域E是如下区域：在该区域中，透射率是作为产品未产生不良时的值，例如99.70％以上的区域。区域E是接合层的厚度d为210nm～340nm的区域，在该区域内包含峰值的厚度275nm。如果在该区域范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
与峰值对应地求出的厚度d是210nm以上315nm以下，在该范围内包含峰值的厚度275nm。
在使本实施方式的由层叠波长板构成的光学元件1成为能够共用与蓝光对应的406nm波长带、与DVD对应的660nm波长带以及与CD对应的786nm波长带这3个类型的通用品时，接合层13的厚度d必须在3个类型所共用的范围内。即，为了使光学元件1成为3个波长共用的层叠波长板，而使接合层13的厚度d为239nm以上259nm以下。
因此，在第1实施方式中可起到以下的作用效果。
(1)该光学元件的结构是，利用等离子体聚合法对接合石英的第一基材11与石英的第二基材12的接合层13进行成膜，包含硅氧烷键、结晶度为45％以下的Si骨架以及与该Si骨架结合的由有机基团构成的离去基团，并具有粘接性，该粘接性是通过在施加能量时存在于表面附近的离去基团从Si骨架脱离而显现出来的，当设波长为λ、设该波长λ下的接合层13的折射率为n、设常数为M(M＝0，1，2，...)时，根据
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α 式[1]
-0.1≤α≤+0.1 式[2A]
来求出接合层13的厚度d。因此，设定常数M，将该常数M、波长λ、折射率n代入式子[1]，并且利用与式[2A]的关系来求出接合层13的厚度d的范围，所以能够提供与使用的波长对应的透射率较高的光学元件。
(2)由于将光学元件1设为层叠波长板，所以能够提高层叠波长板的透射率。
(3)设波长λ为406nm、设折射率n为1.5269、设常数M为0、1、2中任意一个，根据上式求出接合层13的厚度d，设为106nm以上160nm以下、239nm以上293nm以下、372nm以上426nm以下。通过在这些范围内设定接合层13的厚度d，能够提高与蓝光对应的层叠波长板的透射率。
(4)设波长λ为660nm、设折射率n为1.4950、设常数M为0、1，根据上述式子求出接合层13的厚度d，设为173nm以上259nm以下、389nm以上475nm以下。通过在这些范围内设定接合层13的厚度d，可提高与DVD对应的层叠波长板的透射率。
(5)设波长λ为786nm、设折射率n为1.4944、设常数M为0，根据上述式子求出接合层13的厚度d，设为210nm以上315nm以下。通过在此范围内设定接合层13的厚度d，可提高与CD对应的层叠波长板的透射率。
(6)如果将使得与蓝光对应的层叠波长板上的接合层13的厚度d、与DVD对应的层叠波长板上的接合层13的厚度d、与CD对应的层叠波长板上的接合层13的厚度d重复的范围设定为239nm以上259nm以下，则能够提供可应对3个波长域的通用层叠板。
接着，根据图12～图14，说明本发明的第2实施方式。
第2实施方式是将光学元件作为YAG激光加工用光学元件的例子。该光学元件与图1所示的层叠波长板相同，具有：第一基材11、第二基材12和对这些第一基材11与第二基材12进行接合的接合层13。该接合层13的厚度是d。
由于第2实施方式的光学元件与第1实施方式的光学元件1同样地制造，所以省略此处的说明。
在以下的表8中示出通过仿真验证了在使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝354(nm)的光的透射率的结果。
【表8】
| 折射率 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | |
| No.1 | 1.4942 | 99.96 | 99.91 | 99.91 | 99.88 | 99.86 | 99.85 | 99.81 | 99.82 | 99.77 |
| No.2 | 1.4793 | 99.96 | 99.93 | 99.92 | 99.90 | 99.88 | 99.86 | 99.83 | 99.82 | 99.79 |
| No.3 | 1.4643 | 99.96 | 99.94 | 99.92 | 99.90 | 99.88 | 99.86 | 99.84 | 99.82 | 99.80 |
| No.4 | 1.4494 | 99.96 | 99.93 | 99.91 | 99.90 | 99.87 | 99.86 | 99.83 | 99.82 | 99.79 |
| No.5 | 1.4344 | 99.95 | 99.91 | 99.90 | 99.89 | 99.84 | 99.86 | 99.80 | 99.82 | 99.77 |
| No.6 | 1.4195 | 99.94 | 99.89 | 99.86 | 99.88 | 99.79 | 99.86 | 99.76 | 99.80 | 99.75 |
图12是表示根据表8的透射率值来示出波长λ处于354nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真结果的曲线图。
在以下的表9中示出通过仿真验证了在使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝532(nm)的光的透射率的结果。
【表9】
| 折射率 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | |
| No.1 | 1.4942 | 99.91 | 99.97 | 99.97 | 99.90 | 99.91 | 99.97 | 99.92 | 99.87 | 99.93 |
| No.2 | 1.4793 | 99.64 | 99.95 | 99.96 | 99.84 | 99.86 | 99.97 | 99.90 | 99.80 | 99.90 |
| No.3 | 1.4643 | 99.75 | 99.92 | 99.96 | 99.76 | 99.78 | 99.96 | 99.87 | 99.71 | 99.84 |
| No.4 | 1.4494 | 99.64 | 99.88 | 99.95 | 99.68 | 99.68 | 99.94 | 99.86 | 99.61 | 99.76 |
| No.5 | 1.4344 | 99.51 | 99.83 | 99.95 | 99.58 | 99.55 | 99.92 | 99.85 | 99.49 | 99.64 |
| No.6 | 1.4195 | 99.35 | 99.77 | 99.95 | 99.48 | 99.39 | 99.87 | 99.85 | 99.36 | 99.48 |
图13是表示根据表9的透射率值示出波长λ处于532nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真结果的曲线图。
在以下的表10中示出通过仿真验证了在使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝1064(nm)的光的透射率的结果。
【表10】
| 折射率 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | |
| No.1 | 1.4942 | 99.99 | 99.99 | 99.98 | 99.98 | 99.99 | 99.99 | 99.98 | 99.98 | 99.97 |
| No.2 | 1.4793 | 99.97 | 99.96 | 99.96 | 99.96 | 99.98 | 99.99 | 99.98 | 99.96 | 99.95 |
| No.3 | 1.4643 | 99.95 | 99.91 | 99.91 | 99.93 | 99.96 | 99.98 | 99.98 | 99.94 | 99.91 |
| No.4 | 1.4494 | 99.91 | 99.85 | 99.84 | 99.88 | 99.94 | 99.98 | 99.97 | 99.91 | 99.85 |
| No.5 | 1.4344 | 99.85 | 99.76 | 99.74 | 99.81 | 99.91 | 99.98 | 99.97 | 99.88 | 99.78 |
| No.6 | 1.4195 | 99.79 | 99.66 | 99.63 | 99.71 | 99.86 | 99.97 | 99.97 | 99.85 | 99.70 |
图14是表示根据表10的透射率值来示出波长λ处于1064nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真结果的曲线图。
参照图12来说明对在354nm波长带中使用的振荡器用光学元件的最佳的接合层13厚度进行设定的方法。
在图12中，折射率n是1.5899。由图12的曲线图可知，在接合层13的No.1～No.6间的透射率差变小的峰值是第一次峰值P1、第二次峰值P2以及第三次峰值P3这3次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P。即，与第一次峰值P1对应的常数M是1，与第二次峰值P2对应的常数M是2，与第三次峰值P3对应的常数M是3。
根据图12的结果，针对各个峰值，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在3个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值1：d＝247.5(nm)
峰值2：d＝337.5(nm)
峰值3：d＝450(nm)
此时，根据图8，波长λ＝354(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.5899。
【表11】
| 接合层厚度(nm) | nd | nd/λ | |
| 峰值1 | 247.5 | 393.5 | 1.11 |
| 峰值2 | 337.5 | 536.6 | 1.52 |
| 峰值3 | 450 | 715.4 | 2.02 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值1的光学膜厚度nd。
d＝247.5(nm)，n＝1.5899
nd＝n×d＝1.5899×247.5≈393.5
当利用波长λ(＝354(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝393.5/354≈1.11
同样，以如下方式求出峰值2的光学膜厚度nd。
d＝337.5(nm)，n＝1.5899
nd＝n×d＝1.5899×337.5≈536.6
当利用波长λ(＝354(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝536.6/354≈1.52
同样，以如下方式求出峰值3的光学膜厚度nd。
d＝450(nm)，n＝1.5899
nd＝n×d＝1.5899×450≈715.4
当利用波长λ(＝354(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝715.4/354≈2.02
因此，可想到如果将接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值1：在d＝247.5(nm)时，M＝1，α＝0.11
峰值2：在d＝337.5(nm)时，M＝2，α＝0.02
峰值3：在d＝450(nm)时，M＝3，α＝0.02
根据式子来求出与第一次峰值P1对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
波长λ是354nm，与该波长λ对应的折射率n是1.5899(参照图8)。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.5899×d/354＝2/2+α
d＝(1+α)×(354/1.5899)≈(1+α)×223
0.9×223≤d≤1.1×223
201≤d≤245
根据式子求出与第二次峰值P2对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.5899×d/354＝1.5+α
d＝(1.5+α)×(354/1.5899)≈(1.5+α)×223
1.4×223≤d≤1.6×223
312≤d≤359
根据式子求出与第三次峰值P3对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.5899×d/354＝2+α
d＝(2+α)×(354/1.5899)≈(2+α)×223
1.9×223≤d≤2.1×223
424≤d≤468
在本实施方式中，当将光学元件设为354nm波长带专用时，适当设定这3个区域内的厚度d的值中的优选值。
根据图12来说明在这3个区域中求出的d包含在透射率高的区域内的情况。
在图12中，设定E1、E2、E3，作为与第一次峰值P1～第三次峰值P3对应的区域。这些区域E1、E2、E3是如下区域：在这些区域中，透射率是作为产品未产生不良时的值，例如在区域E1中是大致99.85％以上，在区域E2中是99.80％以上，在区域E3中是99.75％以上。区域E1是接合层13的厚度d为220nm～270nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第一次峰值P1的厚度245nm。区域E2是厚度d为300nm～375nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第二次峰值P2的337.5nm。区域E3是厚度d为400nm～500nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第三次峰值P3的450nm。如果在这些区域的范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
与第一次峰值P1对应地求出的厚度d是201nm以上245nm以下，在该范围内包含第一次峰值P1的厚度245nm。与第二次峰值P2对应地求出的厚度d是312nm以上359nm以下，在该范围内包含第二次峰值P2的厚度337.5nm。与第三次峰值P3对应地求出的厚度d是424nm以上468nm以下，在该范围内包含第三次峰值P3的厚度450nm。如上所述，这些厚度的范围包含通过仿真求出的峰值时的透射率最高的厚度，如果在这些范围内设定接合层13的厚度，则能够得到透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。
参照图13来说明对在532nm波长带中使用的振荡器用光学元件的最佳的接合层13厚度进行设定的方法。
由图13的曲线图可知，接合层13的透射率变小的峰值是第一次峰值P1以及第二次峰值P2这两次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P-1。即，与第一次峰值P1对应的常数M是0，与第二次峰值P2对应的常数M是1。
根据图13的结果，针对各个峰值，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在2个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值1：d＝185.5(nm)
峰值2：d＝375.0(nm)
此时，根据图8，波长λ＝532(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.4982。
【表12】
| 接合层厚度(nm) | nd | nd/λ | |
| 峰值1 | 185.5 | 277.9 | 0.52 |
| 峰值2 | 375.0 | 561.8 | 1.06 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值1的光学膜厚度nd。
d＝185.5(nm)，n＝1.4982
nd＝n×d＝1.4982×185.5≈277.9
当利用波长λ(＝532(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝277.9/532≈0.52
同样，以如下方式求出峰值2的光学膜厚度nd。
d＝375.0(nm)，n＝1.4982
nd＝n×d＝1.4982×375.0≈561.8
当利用波长λ(＝532(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝561.8/532≈1.06
因此，可想到如果将接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值1：在d＝185.5(nm)时，M＝0，α＝0.02
峰值2：在d＝375.0(nm)时，M＝1，α＝0.06
根据式子求出与第一次峰值P1对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
波长λ是532nm，与该波长λ对应的折射率n是1.4982(参照图8)。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.4982×d/532＝1/2+α
d＝(0.5+α)×(532/1.4982)≈(0.5+α)×355
0.4×355≤d≤0.6×355
142≤d≤213
根据式子求出与第二次峰值P2对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.4982×d/532＝1.0+α
d＝(1.0+α)×(532/1.4982)≈(1.0+α)×355
0.9×355≤d≤1.1×355
320≤d≤391
在本实施方式中，当将光学元件设为532nm波长带专用时，适当设定这2个区域内的厚度d的值中的优选值。
根据图13来说明在这2个区域中求出的d包含在透射率高的区域内的情况。
在图13中，设定E1、E2，作为与第一次峰值P1以及第二次峰值P2对应的区域。这些区域E1、E2是如下区域：在这些区域中，透射率是作为产品未产生不良时的值，例如99.70％以上。区域E1是接合层13的厚度d为146nm～225nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第一次峰值P1的厚度185.5nm。区域E2是厚度d为330nm～420nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第二次峰值P2的厚度375nm。如果在这些区域的范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
根据上式与第一次峰值P1对应地求出的厚度d是142nm以上213nm以下，在该范围内包含通过仿真求出的第一次峰值P1的厚度185.5nm。与第二次峰值P2对应地求出的厚度d是320nm以上391nm以下，在该范围内包含第二次峰值P2的厚度375nm。如上所述，这些厚度的范围包含通过仿真求出的峰值时的透射率最高的厚度，如果在这些范围内设定接合层13的厚度，则能够获得透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。
参照图14来说明对在1064nm波长带中使用的振荡器用光学元件的最佳的接合层13厚度进行设定的方法。
由图14的曲线图可知，接合层13的透射率变小的峰值是1次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P-1。即，与峰值P对应的常数M是0。
根据图14的结果，在峰值处，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在1个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值：d＝375.0(nm)
此时，根据图8，波长λ＝1064(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.4943。
【表13】
| 接合层厚度(nm) | Nd | nd/λ | |
| 峰值 | 375 | 560.3 | 0.53 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值的光学膜厚度nd。
d＝375.0(nm)，n＝1.4943
nd＝n×d＝1.4943×375.0＝560.32
当利用波长λ(＝1064(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝560.32/1064≈0.53
因此，已证实了如果将接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值：在d＝375.0(nm)时，M＝0，α＝0.03
根据图14来说明在该区域中求出的厚度d包含在透射率高的区域内的情况。
在图14中，设定E，作为与峰值P对应的区域。该区域E是如下区域：在该区域中，透射率是作为产品未产生不良时的值，例如99.70％以上。区域E是接合层13的厚度d为248nm～500nm的区域，在该区域内包含通过仿真求出的峰值P的厚度375nm。如果在该区域范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
根据上式与峰值P对应地求出的厚度d是285nm以上427nm以下，在该范围内包含通过仿真求出的峰值P的厚度375nm。通过计算而求出的厚度的范围包含通过仿真而求出的峰值时的透射率最高的厚度，如果在这些范围内设定接合层13的厚度，则能够得到透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。
在使本实施方式的由YAG激光加工用光学元件构成的光学元件1成为能够共用基本的354nm波长带、2次的532nm波长带、3次的1064nm波长带这3个类型的通用品时，接合层13的厚度d必须在3个类型共用的范围内。即，为了使光学元件1成为3个波长共用的YAG激光加工用光学元件，而使接合层13的厚度d为320nm以上359nm以下。
因此，在第2实施方式中，除了起到与第1实施方式的(1)同样的作用效果之外，还能够起到以下的作用效果。
(7)由于使光学元件1成为YAG激光加工用光学元件，所以能够提高YAG激光加工用光学元件的透射率。
(8)设波长λ为354nm、折射率n为1.5899、常数M为1、2、3，根据上式，求出接合层13的厚度d，设为201nm以上245nm以下、312nm以上359nm以下、424nm以上468nm以下。可通过在这些范围内设定接合层13的厚度d，来提高对应于基本波长带的与激光振荡装置对应的YAG激光加工用光学元件的透射率。
(9)设波长λ为532nm、折射率n为1.4982、常数M为0、1，根据上式，求出接合层13的厚度d，设为142nm以上213nm以下、320nm以上391nm以下。可通过在这些范围内设定接合层13的厚度d，来提高对应于2次的波长带的YAG激光加工用光学元件的透射率。
(10)设波长λ为1064nm、折射率n为1.4943、常数M为0，根据上式，求出接合层13的厚度d，设为285nm以上427nm以下。可通过在该范围内设定接合层13的厚度d，来提高对应于3次的波长带的YAG激光加工用光学元件的透射率。
(11)如果将使得与基本的波长带对应的YAG激光加工用光学元件上的接合层13的厚度d、与2次的波长带对应的YAG激光加工用光学元件上的接合层13的厚度d、与3次的波长带对应的YAG激光加工用光学元件上的接合层13的厚度d重复的范围设定为320nm以上359nm以下，则能够提供可应对3个波长带的通用的YAG激光加工用光学元件。
接着，根据图15来说明本发明的第3实施方式。
第3实施方式是将光学元件作为氙激光加工用光学元件的例子。该光学元件与图1所示的层叠波长板相同，具有第一基材11、第二基材12、和对这些第一基材11与第二基材12进行接合的接合层13。该接合层13的厚度是d。
因为第3实施方式的光学元件与第1实施方式的光学元件1同样地制造，所以省略此处的说明。
在以下的表14中示出通过仿真验证了使接合层13的厚度从100(nm)到500(nm)以50(nm)的步长变化时的透过上述接合层13的波长λ＝308(nm)的光的透射率的结果。
【表14】
| 折射率 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | |
| No.1 | 1.4942 | 99.54 | 98.97 | 98.70 | 99.54 | 98.12 | 99.58 | 98.22 | 98.95 | 98.80 |
| No.2 | 1.4793 | 99.62 | 99.02 | 98.91 | 99.49 | 98.36 | 99.61 | 98.29 | 99.19 | 98.68 |
| No.3 | 1.4643 | 99.68 | 99.08 | 99.10 | 99.45 | 98.59 | 99.60 | 98.41 | 99.35 | 98.62 |
| No.4 | 1.4494 | 99.74 | 99.15 | 99.26 | 99.43 | 98.80 | 99.58 | 98.56 | 99.45 | 98.62 |
| No.5 | 1.4344 | 99.78 | 99.23 | 99.40 | 99.42 | 99.00 | 99.54 | 98.74 | 99.49 | 98.68 |
| No.6 | 1.4195 | 99.81 | 99.31 | 99.51 | 99.42 | 99.18 | 99.51 | 98.91 | 99.50 | 98.78 |
参照图15来说明对在308nm波长带中使用的光学元件的最佳的接合层13厚度进行设定的方法。
在图15中，折射率n是1.7800。由图15的曲线图可知，接合层13的透射率变小的峰值是第一次峰值P1、第二次峰值P2以及第三次峰值P3这3次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P+1。即，与第一次峰值P1对应的常数M是2，与第二次峰值P2对应的常数M3，与第三次峰值P3对应的常数M是4。
根据图15的结果，针对各个峰值，在接合层13的折射率No.1～No.6的各个透射率的彼此间的差较小的区域内，在3个位置处提取出以下的值，作为接合层的厚度d的值。
峰值1：d＝243.5(nm)
峰值2：d＝352.5(nm)
峰值3：d＝459.5(nm)
此时，根据图8，波长λ＝308(nm)时的接合层13的折射率n为n＝1.7800。
【表15】
| 接合层厚度(nm) | Nd | nd/λ | |
| 峰值1 | 243.5 | 433.4 | 1.40 |
| 峰值2 | 352.5 | 627.5 | 2.04 |
| 峰值3 | 459.5 | 817.9 | 2.66 |
nd：光学膜厚度
由此，以如下方式求出峰值1的光学膜厚度nd。
d＝243.5(nm)，n＝1.7800
nd＝n×d＝1.7800×243.5≈433.4
当利用波长λ(＝308(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝433.4/308≈1.40
同样，以如下方式求出峰值2的光学膜厚度nd。
d＝352.5(nm)，n＝1.7800
nd＝n×d＝1.7800×352.5≈627.5
当利用波长λ(＝308(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝627.5/308≈2.04
同样，以如下方式求出峰值3的光学膜厚度nd。
d＝459.5(nm)，n＝1.7800
nd＝n×d＝1.7800×459.5≈817.9
当利用波长λ(＝308(nm))来规定该nd时，
nd/λ＝817.9/308≈2.66
因此，可想到如果将接合层13设定为满足下式，则能够抑制接合层13上的多重反射。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.1 ...[2A]
其中，波长：λ(nm)，波长λ下的接合层13的折射率：n，M：自然数
即，峰值1：在d＝243.5(nm)时，M＝2，α＝-0.10
峰值2：在d＝352.5(nm)时，M＝3，α＝0.04
峰值3：在d＝459.5(nm)时，M＝4，α＝0.16
根据式子求出与第一次峰值P1对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.2 ...[2]
波长λ是308nm，与该波长λ对应的折射率n是1.7800(参照图8)。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.7800×d/308＝3/2+α
d＝(1.5+α)×(308/1.7800)≈(1.5+α)×173
1.4×173≤d≤1.7×173
242≤d≤294
根据式子求出与第二次峰值P2对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α
1.7800×d/308＝2+α
d＝(2+α)×(308/1.7800)≈(2+α)×173
1.9×173≤d≤2.2×173
329≤d≤381
根据式子求出与第三次峰值P3对应的厚度d。
n×d/λ＝{(M+1)/2.5}+α
1.7800×d/308＝2.5+α
d＝(2.5+α)×(308/1.7800)≈(2.5+α)×173
2.4×173≤d≤2.7×173
415≤d≤467
在本实施方式中，当将光学元件设为308nm波长带专用时，适当设定这3个区域内的厚度d的值中的优选值。
根据图15来说明在这3个区域中求出的d包含在透射率高的区域内的情况。
图15是示出波长λ处于308nm波长带时的接合层厚度与接合层透射率之间的关系的仿真的曲线图。
由图15的曲线图可知，接合层13的透射率变小的峰值是第一次峰值P1、第二次峰值P2以及第三次峰值P3这三次。这里，常数M与峰值之间的关系是M＝P+1。即，与第一次峰值P1对应的常数M是2，与第二次峰值P2对应的常数M是3，与第三次峰值P3对应的常数M是4。
在图15中，设定E1、E2、E3，作为与第一次峰值P1～第三次峰值P3对应的区域。这些区域E1、E2、E3是如下区域：在这些区域中，透射率是作为产品未发生不良时的值，例如98.8％以上。区域E1是接合层13的厚度d为212nm～275nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第一次峰值P1的厚度243.5nm。区域E2是厚度d为325nm～380nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第二次峰值P2的352.5nm。区域E3是厚度d为435nm～484nm的区域，在该区域中包含通过仿真求出的第三次峰值P3的459.5nm。如果在这些区域的范围内包含通过上述计算而求出的厚度d，则上述计算式可称为最佳的计算式。
与第一次峰值P1对应地求出的厚度d是242nm以上294nm以下，在该范围内包含第一次峰值P1的厚度243.5nm。与第二次峰值P2对应地求出的厚度d是329nm以上381nm以下，在该范围内包含第二次峰值P2的厚度352.5nm。与第三次峰值P3对应地求出的厚度d是415nm以上467nm以下，在该范围内包含第三次峰值P3的厚度459.5nm。如上所述，这些厚度的范围包含通过仿真求出的峰值时的透射率最高的厚度，如果在这些范围内设定接合层13的厚度，则能够获得透射率最高的厚度或者与其接近的厚度。
因此，在第3实施方式中，除了能够起到与第1实施方式的(1)同样的作用效果之外，还能够起到以下的作用效果。
(12由于将光学元件1作为氙激光加工用光学元件，所以能够提高氙激光加工用光学元件的透射率。
此外，本发明不限于上述实施方式，在可实现本发明目的的范围内还包含以下所示的变形。
例如，作为光学元件，在第1实施方式中说明了层叠波长板，在第2实施方式中说明了YAG激光加工用光学元件，在第3实施方式中说明了氙激光加工用光学元件，但本发明的光学元件不限于此，只要是由利用等离子体聚合法而设置在具有透光性的第一基材与具有透光性的第二基材之间的接合层进行接合而成的光学元件即可，例如也可以是开口滤光器以及其他光学元件。
在第1实施方式中，作为光学元件，以用于光学头装置、对材料由石英构成的第一基材和第二基材进行层叠而形成的波长板为例进行了说明，但在本发明中，基材的材料不限于石英，另外，显然也不限于波长板。即，在本发明中，可取代石英而采用蓝宝石等具有双折射性的结晶材料，此外，还可取代结晶材料而仅采用具有透光性的材料。
本发明的光学元件不限于在光学头装置中使用，显然还可以广泛应用于投影仪装置等投射型影像装置、以及其他光学装置。
在上述各实施方式中，是在第一基材11与第二基材12双方的主面上对等离子体聚合膜131进行成膜，但在本发明中，也可在第一基材11与第二基材12中任意一个基材的主面上进行成膜。
此外，在第1实施方式以及第2实施方式中，在根据关系式求出接合层13的厚度d时，可使用
-0.1≤α≤+0.2式[2]，
而不是使用
-0.1≤α≤+0.1式[2A]。
工业上的可利用性
本发明可利用于波长板、激光加工用光学元件以及其他光学元件。
Claims (10)
1.一种光学元件，其包括：
具有透光性的第一基材；
具有透光性的第二基材；以及
接合层，其通过等离子体聚合法而设置，对所述第一基材与所述第二基材进行接合，
该光学元件的特征在于，
所述接合层含有：硅氧烷Si-O键、结晶度为45％以下的Si骨架、以及与该Si骨架结合的离去基团，
所述离去基团由有机基团构成，
所述接合层具有粘接性，该粘接性是通过在对所述接合层的至少一部分区域施加能量时所述离去基团从所述Si骨架脱离而显现出来的，
当设所述接合层的厚度为d、设透过的光的波长为λ、设该波长λ下的所述接合层的折射率为n时，满足
n×d/λ＝{(M+1)/2}+α ...[1]
-0.1≤α≤+0.2 ...[2]
其中，M为自然数。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，
所述第一基材和所述第二基材具有双折射性。
3.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，
所述第一基材和所述第二基材分别由石英构成。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为405nm波长带、设所述折射率n为1.5269时，所述M是0、1、2中的任意一个。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为660nm波长带、设所述折射率n为1.4950时，所述M是0或1。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为785nm波长带、设所述折射率n设为1.4944时，所述M是0。
7.权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为354nm波长带、设所述折射率n为1.5899时，所述M是1、2、3中的任意一个。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为532nm波长带、设所述折射率n为1.4982时，所述M是0或1。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为1064nm波长带、设所述折射率n为1.4943时，所述M是0。
10.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学元件，其特征在于，
在设所述波长λ为308nm波长带、设所述折射率n为1.7800时，所述M是2、3、4中的任意一个。
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