JP2001194526A - 多層膜反射ミラー - Google Patents
多層膜反射ミラーInfo
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0891—Ultraviolet [UV] mirrors
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐環境性能に優れ、また、表面にクラックが
発生する恐れの少ない紫外線反射用の多層膜反射ミラー
を提供する。 【解決手段】 紫外域の波長を反射する多層膜反射ミラ
ーにおいて、該反射ミラーの基板上に高屈折率膜と低屈
折率膜とを交互に積層することにより形成される積層膜
と、該積層膜に生じる内部応力を緩衝させるための緩衝
膜であって、積層膜の中に形成される緩衝膜とからな
る。
発生する恐れの少ない紫外線反射用の多層膜反射ミラー
を提供する。 【解決手段】 紫外域の波長を反射する多層膜反射ミラ
ーにおいて、該反射ミラーの基板上に高屈折率膜と低屈
折率膜とを交互に積層することにより形成される積層膜
と、該積層膜に生じる内部応力を緩衝させるための緩衝
膜であって、積層膜の中に形成される緩衝膜とからな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線レーザを照
射するレーザ装置等に使用される紫外線反射用の多層膜
反射ミラーに関する。
射するレーザ装置等に使用される紫外線反射用の多層膜
反射ミラーに関する。
【０００２】
【従来技術】治療等のために紫外域のレーザ光を利用す
るレーザ装置では、レーザ光源からのレーザ光の光路を
変えるために反射ミラーが使用されている。この反射ミ
ラーは高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層した多層
膜を基板上に形成することにより高反射率を得ている
が、特定の光を反射させる場合、その波長領域によって
膜材料を選択する必要がある。
るレーザ装置では、レーザ光源からのレーザ光の光路を
変えるために反射ミラーが使用されている。この反射ミ
ラーは高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層した多層
膜を基板上に形成することにより高反射率を得ている
が、特定の光を反射させる場合、その波長領域によって
膜材料を選択する必要がある。
【０００３】例えば、２４８ｎｍ付近の波長のレーザ光
を効率よく反射させるためには高屈折率膜にＨｆＯ
2を、低屈折率膜にＳｉＯ2を使用するが、異なる波長域
である１９３ｎｍ付近のレーザ光を反射させようとする
場合、前述した膜構成では高い反射率が得られない。こ
のため、１９３ｎｍ付近の波長のレーザ光を効率よく反
射させるために高屈折率膜に弗化ランタン（ＬａＦ3）
を、低屈折率膜にクリオライト（Ｎａ3ＡｌＦ6）を使用
した多層膜反射ミラーが知られている。
を効率よく反射させるためには高屈折率膜にＨｆＯ
2を、低屈折率膜にＳｉＯ2を使用するが、異なる波長域
である１９３ｎｍ付近のレーザ光を反射させようとする
場合、前述した膜構成では高い反射率が得られない。こ
のため、１９３ｎｍ付近の波長のレーザ光を効率よく反
射させるために高屈折率膜に弗化ランタン（ＬａＦ3）
を、低屈折率膜にクリオライト（Ｎａ3ＡｌＦ6）を使用
した多層膜反射ミラーが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高屈折
率膜に弗化ランタン（ＬａＦ3）を、低屈折率膜にクリ
オライト（Ｎａ3ＡｌＦ6）を使用した反射ミラーは、１
９３ｎｍ付近の波長のレーザ光を効率よく反射する反
面、クリオライトが持つ潮解性のため湿度に弱く、反射
ミラーの作成過程や保存性において安定しない等、耐環
境性能に難点がある。
率膜に弗化ランタン（ＬａＦ3）を、低屈折率膜にクリ
オライト（Ｎａ3ＡｌＦ6）を使用した反射ミラーは、１
９３ｎｍ付近の波長のレーザ光を効率よく反射する反
面、クリオライトが持つ潮解性のため湿度に弱く、反射
ミラーの作成過程や保存性において安定しない等、耐環
境性能に難点がある。
【０００５】これを改善する膜構成としては、潮解性を
持たない弗化マグネシウム（ＭｇＦ 2）をクリオライト
の代わりに使用することも考えられるが、この場合、内
部応力の高いＭｇＦ2を多層に亘って積層することによ
り、表面にクラックが生じ易いという問題がある。
持たない弗化マグネシウム（ＭｇＦ 2）をクリオライト
の代わりに使用することも考えられるが、この場合、内
部応力の高いＭｇＦ2を多層に亘って積層することによ
り、表面にクラックが生じ易いという問題がある。
【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
耐環境性能に優れ、また、表面にクラックが発生する恐
れの少ない紫外線反射用の多層膜反射ミラーを提供する
ことを技術課題とする。
耐環境性能に優れ、また、表面にクラックが発生する恐
れの少ない紫外線反射用の多層膜反射ミラーを提供する
ことを技術課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。
【０００８】（１） 紫外域の光を反射する多層膜反射
ミラーにおいて、該反射ミラーの基板上に高屈折率膜と
低屈折率膜とを交互に積層することにより形成される積
層膜と、該積層膜に生じる内部応力を緩衝させるための
緩衝膜であって、積層膜の中に形成される緩衝膜と、か
らなることを特徴とする。
ミラーにおいて、該反射ミラーの基板上に高屈折率膜と
低屈折率膜とを交互に積層することにより形成される積
層膜と、該積層膜に生じる内部応力を緩衝させるための
緩衝膜であって、積層膜の中に形成される緩衝膜と、か
らなることを特徴とする。
【０００９】（２） （１）の緩衝膜は、前記積層膜を
形成する高屈折率膜の一部又は低屈折率膜の一部の代替
膜として形成されることを特徴とする。
形成する高屈折率膜の一部又は低屈折率膜の一部の代替
膜として形成されることを特徴とする。
【００１０】（３） （１）の多層膜反射ミラーにおい
て、前記緩衝膜は前記高屈折率膜に対して低屈折率の特
性を持つ膜であり、前記基板側から高屈折率膜、低屈折
率膜の順に順次形成された下層の積層膜の内部応力を打
ち消すべく、高屈折率膜の次ぎに形成されることを特徴
とする。
て、前記緩衝膜は前記高屈折率膜に対して低屈折率の特
性を持つ膜であり、前記基板側から高屈折率膜、低屈折
率膜の順に順次形成された下層の積層膜の内部応力を打
ち消すべく、高屈折率膜の次ぎに形成されることを特徴
とする。
【００１１】（４） （１）の緩衝膜の構成物質はＳｉ
Ｏ2からなることを特徴とする。
Ｏ2からなることを特徴とする。
【００１２】（５） （１）の高屈折率膜の構成物質は
ＬａＦ3であり、低屈折率膜の構成物質はＭｇＦ2である
ことを特徴とする。
ＬａＦ3であり、低屈折率膜の構成物質はＭｇＦ2である
ことを特徴とする。
【００１３】（６） （１）〜（５）の何れかの多層膜
反射ミラーは、１９３ｎｍ付近の波長において９５％以
上の反射率を有することを特徴とする。
反射ミラーは、１９３ｎｍ付近の波長において９５％以
上の反射率を有することを特徴とする。
【００１４】（７） （１）〜（６）の多層膜反射ミラ
ーにおいて、さらにアンダーコートとしてＨｆＯ2膜と
ＳｉＯ2膜との積層膜が予め施されていることを特徴と
する。
ーにおいて、さらにアンダーコートとしてＨｆＯ2膜と
ＳｉＯ2膜との積層膜が予め施されていることを特徴と
する。
【００１５】（８） （１）〜（７）の多層膜反射ミラ
ーにおいて、最外層の膜がＳｉＯ2膜からなることを特
徴とする。
ーにおいて、最外層の膜がＳｉＯ2膜からなることを特
徴とする。
【００１６】（９） 紫外域の光を反射する多層膜反射
ミラーにおいて、該反射ミラーの基板反射面上に高屈折
率膜と低屈折率膜とを交互に積層し、最上層を高屈折率
膜とする第一積層膜と、該第一積層膜と同順にて積層形
成した第二積層膜と、前記第一積層膜と第二積層膜との
間に形成され、前記第一積層膜に生じる内部応力を緩衝
させる応力を備える緩衝膜と、からなることを特徴とす
る。
ミラーにおいて、該反射ミラーの基板反射面上に高屈折
率膜と低屈折率膜とを交互に積層し、最上層を高屈折率
膜とする第一積層膜と、該第一積層膜と同順にて積層形
成した第二積層膜と、前記第一積層膜と第二積層膜との
間に形成され、前記第一積層膜に生じる内部応力を緩衝
させる応力を備える緩衝膜と、からなることを特徴とす
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の実施形態である紫外域の光を反射す
る反射ミラー１０に形成される膜の積層構成を示す模式
図である。１は反射ミラー１０の基板であり、合成石英
等の一般的なガラス材料が用いられる。基板１の反射面
側には多層膜２が形成されている。この多層膜２は高屈
折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとが交互に積層されるよう
に形成される。
る。図１は本発明の実施形態である紫外域の光を反射す
る反射ミラー１０に形成される膜の積層構成を示す模式
図である。１は反射ミラー１０の基板であり、合成石英
等の一般的なガラス材料が用いられる。基板１の反射面
側には多層膜２が形成されている。この多層膜２は高屈
折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとが交互に積層されるよう
に形成される。
【００１８】本実施の形態で使用する反射ミラー１０
は、紫外域である１９３ｎｍ付近の波長の光を特に効率
よく反射させるようにするために、高屈折率膜を構成す
る物質として、ＹＦ3、ＹｂＦ3、ＤｙＦ3、ＬａＦ3、Ｎ
ｄＦ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＨｆＯ2やこれらを主成分
とした複合材料等を使用することが好ましい。また、低
屈折率膜には潮解性を有しないＭｇＦ2やＭｇＦ2を主成
分とした複合材料が使用される。このような構成物質を
使用して高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとを基板１上
に交互に積層していくことにより、波長１９３ｎｍ付近
の波長域において、高反射率を示す反射ミラー１０を製
作することが可能となる。
は、紫外域である１９３ｎｍ付近の波長の光を特に効率
よく反射させるようにするために、高屈折率膜を構成す
る物質として、ＹＦ3、ＹｂＦ3、ＤｙＦ3、ＬａＦ3、Ｎ
ｄＦ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＨｆＯ2やこれらを主成分
とした複合材料等を使用することが好ましい。また、低
屈折率膜には潮解性を有しないＭｇＦ2やＭｇＦ2を主成
分とした複合材料が使用される。このような構成物質を
使用して高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとを基板１上
に交互に積層していくことにより、波長１９３ｎｍ付近
の波長域において、高反射率を示す反射ミラー１０を製
作することが可能となる。
【００１９】しかしながら、高屈折率膜２ａと低屈折率
膜２ｂのみで構成される多層膜では、積層する膜の層数
が多くなるにしたがって、形成している膜の内部応力に
よるクラックが生じ易くなる。このため適当な積層膜数
に達したら、図のように内部応力を打ち消すための緩衝
膜層２ｃを形成しておき、さらにこの緩衝膜層２ｃの上
に先程と同じように高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂと
を交互に積層していく。
膜２ｂのみで構成される多層膜では、積層する膜の層数
が多くなるにしたがって、形成している膜の内部応力に
よるクラックが生じ易くなる。このため適当な積層膜数
に達したら、図のように内部応力を打ち消すための緩衝
膜層２ｃを形成しておき、さらにこの緩衝膜層２ｃの上
に先程と同じように高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂと
を交互に積層していく。
【００２０】このときの緩衝膜２ｃは高屈折率膜２ａ、
低屈折率膜２ｂによって生じる内部応力を打ち消す（緩
衝させる）応力を生じさせる特性を持つ物質を使用す
る。例えば、高屈折率膜２ａにＬａＦ3、低屈折率膜２
ｂにＭｇＦ2を使用する場合、これらを積み重ねた積層
膜に発生する内部応力は引っ張り応力となる。この引っ
張り応力を緩衝させるためには、その反対の応力となる
圧縮応力が生じる膜を緩衝膜２ｃとして使用する必要が
ある。膜の形成時に圧縮応力が生じるような膜の構成物
質は種々考えられるが、代表的なものとしては、ＭｇＦ
2と同程度の低屈折率の特性を持つＳｉＯ２が挙げられ
る。
低屈折率膜２ｂによって生じる内部応力を打ち消す（緩
衝させる）応力を生じさせる特性を持つ物質を使用す
る。例えば、高屈折率膜２ａにＬａＦ3、低屈折率膜２
ｂにＭｇＦ2を使用する場合、これらを積み重ねた積層
膜に発生する内部応力は引っ張り応力となる。この引っ
張り応力を緩衝させるためには、その反対の応力となる
圧縮応力が生じる膜を緩衝膜２ｃとして使用する必要が
ある。膜の形成時に圧縮応力が生じるような膜の構成物
質は種々考えられるが、代表的なものとしては、ＭｇＦ
2と同程度の低屈折率の特性を持つＳｉＯ２が挙げられ
る。
【００２１】このように緩衝膜２ｃを高屈折率膜２ａと
低屈折率膜２ｂからなる積層膜の間に配置することによ
り、その下に積層された膜構成の内部応力を緩衝させる
ため、総積層膜数が増えてもクラックを生じさせなくす
ることができる。
低屈折率膜２ｂからなる積層膜の間に配置することによ
り、その下に積層された膜構成の内部応力を緩衝させる
ため、総積層膜数が増えてもクラックを生じさせなくす
ることができる。
【００２２】なお、反射させる波長域によっては、所望
する反射率を得るために高屈折率膜２ａと低屈折率膜２
ｂとをさらに積層していく必要が生じることもある。こ
の場合も適当な積層膜数に達したら、再び緩衝層２ｃを
形成しておくことでクラックを抑えながらさらに積層数
を増やしていくことが可能である。
する反射率を得るために高屈折率膜２ａと低屈折率膜２
ｂとをさらに積層していく必要が生じることもある。こ
の場合も適当な積層膜数に達したら、再び緩衝層２ｃを
形成しておくことでクラックを抑えながらさらに積層数
を増やしていくことが可能である。
【００２３】また、基板１上に積層する膜数は、使用す
る膜材料、所望する反射率等により適宜選択されるが、
なるべく総積層膜数を少なくしつつ反射率を上げること
が好ましい。例えば、緩衝層２ｃを形成する前までの高
屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとからなる積層膜の数を
少なくした場合、当然クラックの発生は抑制されるが、
使用する緩衝膜２ｃの数が多くなるため、結果として総
積層膜数が増えることとなり効率が悪い。
る膜材料、所望する反射率等により適宜選択されるが、
なるべく総積層膜数を少なくしつつ反射率を上げること
が好ましい。例えば、緩衝層２ｃを形成する前までの高
屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとからなる積層膜の数を
少なくした場合、当然クラックの発生は抑制されるが、
使用する緩衝膜２ｃの数が多くなるため、結果として総
積層膜数が増えることとなり効率が悪い。
【００２４】また反対に、緩衝層２ｃを形成する前まで
の高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとからなる積層膜の
数をあまり多くしてしまうと、緩衝膜２ｃを形成する前
にクラックが生じてしまう。したがって所望する反射率
に対して、反射ミラー１０上の総積層膜数をなるべく少
なくするためには、緩衝層２ｃを形成する前までの高屈
折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとからなる積層膜の数を、
クラックが生じない程度の積層膜数内にてなるべく多く
の膜数になるように積層させることが必要となる。
の高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとからなる積層膜の
数をあまり多くしてしまうと、緩衝膜２ｃを形成する前
にクラックが生じてしまう。したがって所望する反射率
に対して、反射ミラー１０上の総積層膜数をなるべく少
なくするためには、緩衝層２ｃを形成する前までの高屈
折率膜２ａと低屈折率膜２ｂとからなる積層膜の数を、
クラックが生じない程度の積層膜数内にてなるべく多く
の膜数になるように積層させることが必要となる。
【００２５】図１では積層膜数が５層毎に緩衝膜２ｃを
１層形成するように示しているが、実際に高屈折率膜２
ａにＬａＦ3を低屈折率膜２ｂにＭｇＦ2を使用する場合
には、積層膜数が２０層前後に対して緩衝膜２ｃを１層
形成するようにするのが好ましい。
１層形成するように示しているが、実際に高屈折率膜２
ａにＬａＦ3を低屈折率膜２ｂにＭｇＦ2を使用する場合
には、積層膜数が２０層前後に対して緩衝膜２ｃを１層
形成するようにするのが好ましい。
【００２６】また、図１では緩衝膜２ｃを高屈折率膜２
ａの間に形成しているが、これは緩衝膜２ｃを構成する
物質の屈折率が低屈折率の場合であり、低屈折率膜２ｂ
の代わりとして緩衝膜２ｃが形成されることによるもの
である。したがって、高屈折率である構成物質を用いて
緩衝膜２ｃを形成させる場合には、高屈折率膜２ａの代
わりとして低屈折率膜２ｂの間に緩衝膜２ｃを形成す
る。
ａの間に形成しているが、これは緩衝膜２ｃを構成する
物質の屈折率が低屈折率の場合であり、低屈折率膜２ｂ
の代わりとして緩衝膜２ｃが形成されることによるもの
である。したがって、高屈折率である構成物質を用いて
緩衝膜２ｃを形成させる場合には、高屈折率膜２ａの代
わりとして低屈折率膜２ｂの間に緩衝膜２ｃを形成す
る。
【００２７】基板１上に形成された膜の最外層は高屈折
率膜２ａ、低屈折率膜２ｂのどちらでもかまわないが、
レーザ光の照射時の耐久性を向上させるためには低屈折
率膜２ｂを最外層に形成させておくことが好ましい。ま
た、最外層に形成される膜の光学膜厚は光学的な影響の
少ない膜厚となる（１／２）λが好ましい。
率膜２ａ、低屈折率膜２ｂのどちらでもかまわないが、
レーザ光の照射時の耐久性を向上させるためには低屈折
率膜２ｂを最外層に形成させておくことが好ましい。ま
た、最外層に形成される膜の光学膜厚は光学的な影響の
少ない膜厚となる（１／２）λが好ましい。
【００２８】次に、このような多層膜を形成するための
成膜方法を説明する。多層膜を形成するには真空蒸着法
やスパッタ法等の一般的な膜形成方法にて行うことがで
きる。図２は真空蒸着法にて成膜する様子を模式的に示
したものである。
成膜方法を説明する。多層膜を形成するには真空蒸着法
やスパッタ法等の一般的な膜形成方法にて行うことがで
きる。図２は真空蒸着法にて成膜する様子を模式的に示
したものである。
【００２９】２０は真空蒸着器であり、内部には蒸着物
質２２（膜を構成する物質となる）を蒸発させるための
蒸着源２１が備わっている。蒸着源２１には抵抗加熱器
や電子銃等の一般的に知られているものが真空蒸着に使
用される。蒸着面（反射面）を下側にした基板１を図の
ように蒸着器２０内上部に取り付けておき、真空ポンプ
２３にて蒸着器内２０を真空度１．０×１０-2〜１．０
×１０-4Ｐａ程度に保ちながら、蒸着源２１により蒸着
物質２２を加熱し、蒸発させる。蒸発時の蒸着器２０内
の温度はあまり高いと成膜時にクラックが生じてしまう
ため、常温〜２００℃程度が好ましい。
質２２（膜を構成する物質となる）を蒸発させるための
蒸着源２１が備わっている。蒸着源２１には抵抗加熱器
や電子銃等の一般的に知られているものが真空蒸着に使
用される。蒸着面（反射面）を下側にした基板１を図の
ように蒸着器２０内上部に取り付けておき、真空ポンプ
２３にて蒸着器内２０を真空度１．０×１０-2〜１．０
×１０-4Ｐａ程度に保ちながら、蒸着源２１により蒸着
物質２２を加熱し、蒸発させる。蒸発時の蒸着器２０内
の温度はあまり高いと成膜時にクラックが生じてしまう
ため、常温〜２００℃程度が好ましい。
【００３０】基板１への最初の反射用成膜は高屈折率膜
２ａ用の蒸着物質にて行ない、所定量の膜厚に達するま
で成膜を行う。膜厚は反射波長域に応じて決定され、そ
の膜厚形成状況は図示無き光学モニター上に目的の波長
の光を投光し、その反射率の変化によって検知すること
ができる。所定量の膜厚に達したら、蒸着物質を低屈折
率膜２ｂ用の蒸着物質に切り替えて２層目の成膜を行
う。このようにして高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂと
を交互に積層していく。積層膜数が所定積層数に達した
ら、緩衝膜２ｃ用の蒸着物質に切り替えて高屈折率膜２
ａ上に１層分だけ緩衝膜２ｃを形成する。緩衝膜２ｃの
形成が終了したら、緩衝膜２ｃの上に先程と同じように
高屈折率膜２ａ→低屈折率膜２ｂ→高屈折率膜２ａ…の
順に積層していき、多層膜の反射ミラー１０を完成させ
る。
２ａ用の蒸着物質にて行ない、所定量の膜厚に達するま
で成膜を行う。膜厚は反射波長域に応じて決定され、そ
の膜厚形成状況は図示無き光学モニター上に目的の波長
の光を投光し、その反射率の変化によって検知すること
ができる。所定量の膜厚に達したら、蒸着物質を低屈折
率膜２ｂ用の蒸着物質に切り替えて２層目の成膜を行
う。このようにして高屈折率膜２ａと低屈折率膜２ｂと
を交互に積層していく。積層膜数が所定積層数に達した
ら、緩衝膜２ｃ用の蒸着物質に切り替えて高屈折率膜２
ａ上に１層分だけ緩衝膜２ｃを形成する。緩衝膜２ｃの
形成が終了したら、緩衝膜２ｃの上に先程と同じように
高屈折率膜２ａ→低屈折率膜２ｂ→高屈折率膜２ａ…の
順に積層していき、多層膜の反射ミラー１０を完成させ
る。
【００３１】また、反射用の成膜を行う前に基板１上に
アンダーコート等を行っておき、その上から前述した多
層膜を成膜することも可能である。
アンダーコート等を行っておき、その上から前述した多
層膜を成膜することも可能である。
【００３２】上述した多層膜反射ミラーにおいては、湿
度に対する耐久性が高いものが得られるが、湿度に対す
る高耐久性に加え、さらに耐熱性の高い多層膜反射ミラ
ーを得るためには、上述の多層膜反射ミラーに対して最
外層直前の層をＭｇＦ2（１／２）λとし、最表面（最
外層）にＳｉＯ2をオーバーコートしておく。
度に対する耐久性が高いものが得られるが、湿度に対す
る高耐久性に加え、さらに耐熱性の高い多層膜反射ミラ
ーを得るためには、上述の多層膜反射ミラーに対して最
外層直前の層をＭｇＦ2（１／２）λとし、最表面（最
外層）にＳｉＯ2をオーバーコートしておく。
【００３３】最外層に成膜されるＳｉＯ2の光学膜厚
は、光学的な影響の少ない膜厚となる（１／２）λが好
ましい。最外層にＳｉＯ2をオーバーコートしておくこ
とにより、湿度に対する高耐久性を維持しつつ、耐熱性
に優れた多層反射ミラーを得ることができる。
は、光学的な影響の少ない膜厚となる（１／２）λが好
ましい。最外層にＳｉＯ2をオーバーコートしておくこ
とにより、湿度に対する高耐久性を維持しつつ、耐熱性
に優れた多層反射ミラーを得ることができる。
【００３４】以下に、より具体的な実施例を挙げ、本発
明を説明する。
明を説明する。
【００３５】＜実施例１＞高屈折率膜２ａにＬａＦ
3を、低屈折率膜２ｂにＭｇＦ3、緩衝膜２ｃにＳｉＯ 2
を使用した。基板１上の総積層膜数を４６層とし、成膜
方法は真空蒸着法を使用し、真空度１．０×１０-3Ｐａ
以下、蒸着器の内部温度を１５０℃にして蒸着を行っ
た。この時の膜構成を表１に示す。
3を、低屈折率膜２ｂにＭｇＦ3、緩衝膜２ｃにＳｉＯ 2
を使用した。基板１上の総積層膜数を４６層とし、成膜
方法は真空蒸着法を使用し、真空度１．０×１０-3Ｐａ
以下、蒸着器の内部温度を１５０℃にして蒸着を行っ
た。この時の膜構成を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１に示すように、基板１の反射面側の下
層から光学膜厚をそれぞれ（１／４）λ(ただし、λ＝
１９３ｎｍ)として高屈折率膜２ａ−低屈折率膜２ｂの
順に交互に積層し、１５層目を高屈折率膜２ａとする第
１の積層膜を形成した。そして、１６層目に緩衝膜Ｓｉ
Ｏ2を光学膜厚（３／４）λだけ形成した。続いて、こ
の第１の積層膜と同順の第２の積層膜をもう１周期（１
７層〜３１層）形成した後、３２層目に再び緩衝膜Ｓｉ
Ｏ2を光学膜厚（３／４）λだけ形成した。さらに３３
層目から４５層目まで高屈折率膜２ａ−低屈折率膜２ｂ
の順に交互に積層していき、最表面（４６層目）に低屈
折率膜２ｂを光学膜厚（１／２）λだけ形成した。
層から光学膜厚をそれぞれ（１／４）λ(ただし、λ＝
１９３ｎｍ)として高屈折率膜２ａ−低屈折率膜２ｂの
順に交互に積層し、１５層目を高屈折率膜２ａとする第
１の積層膜を形成した。そして、１６層目に緩衝膜Ｓｉ
Ｏ2を光学膜厚（３／４）λだけ形成した。続いて、こ
の第１の積層膜と同順の第２の積層膜をもう１周期（１
７層〜３１層）形成した後、３２層目に再び緩衝膜Ｓｉ
Ｏ2を光学膜厚（３／４）λだけ形成した。さらに３３
層目から４５層目まで高屈折率膜２ａ−低屈折率膜２ｂ
の順に交互に積層していき、最表面（４６層目）に低屈
折率膜２ｂを光学膜厚（１／２）λだけ形成した。
【００３８】このような多層膜を形成した反射ミラー１
０の多層膜表面を顕微鏡にて倍率４００倍で観察を行っ
た。観察の結果、表面にクラックは生じていなかった。
０の多層膜表面を顕微鏡にて倍率４００倍で観察を行っ
た。観察の結果、表面にクラックは生じていなかった。
【００３９】また、分光光度計にて反射特性（４５度反
射率）を検査した。その結果を図３に示す。図に示すよ
うに、波長２００ｎｍより短波長側で８０％以上の反射
率が得られ、波長１９３ｎｍ付近においては９７％以上
の高反射率を得ることができた。
射率）を検査した。その結果を図３に示す。図に示すよ
うに、波長２００ｎｍより短波長側で８０％以上の反射
率が得られ、波長１９３ｎｍ付近においては９７％以上
の高反射率を得ることができた。
【００４０】＜実施例２＞基板１上には、ＨｆＯ2とＳ
ｉＯ2とを交互に積層したアンダーコートを予め行い、
基板１上の総積層膜数を５４層とし、表２に示すような
膜構成の多層膜の反射ミラー１０を真空蒸着法により製
作した。成膜に使用する蒸着物質は高屈折率膜、低屈折
率膜、緩衝膜とも実施例１と同じ物質を使用した。な
お、表２の成膜順序の欄において、（Ｕ）と記している
のはアンダーコート用の膜であることを示している。
ｉＯ2とを交互に積層したアンダーコートを予め行い、
基板１上の総積層膜数を５４層とし、表２に示すような
膜構成の多層膜の反射ミラー１０を真空蒸着法により製
作した。成膜に使用する蒸着物質は高屈折率膜、低屈折
率膜、緩衝膜とも実施例１と同じ物質を使用した。な
お、表２の成膜順序の欄において、（Ｕ）と記している
のはアンダーコート用の膜であることを示している。
【００４１】
【表２】
【００４２】実施例１と同様に顕微鏡にて観察を行った
が、クラックは生じていなかった。また、その光学特性
を図４に示す。この図に示すようにアンダーコートを行
った上で本発明の多層膜を成膜することにより、紫外領
域の波長１９３ｎｍ付近にて９４％以上、２３６ｎｍ付
近にて８０％以上の反射率が得られた。また、可視領域
においても５６０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域では７０％
以上、さらに６２０ｎｍ〜６５０ｎｍでは８０％以上の
高反射率を得ることができた。このような光学特性を備
える反射ミラーは、紫外域のレーザ光と可視域のレーザ
光を使用するレーザ装置等に特に好適に用いることがで
きる。
が、クラックは生じていなかった。また、その光学特性
を図４に示す。この図に示すようにアンダーコートを行
った上で本発明の多層膜を成膜することにより、紫外領
域の波長１９３ｎｍ付近にて９４％以上、２３６ｎｍ付
近にて８０％以上の反射率が得られた。また、可視領域
においても５６０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域では７０％
以上、さらに６２０ｎｍ〜６５０ｎｍでは８０％以上の
高反射率を得ることができた。このような光学特性を備
える反射ミラーは、紫外域のレーザ光と可視域のレーザ
光を使用するレーザ装置等に特に好適に用いることがで
きる。
【００４３】＜実施例３＞実施例３では実施例１で得ら
れた多層膜に、さらに最外層（４７層目）としてＳｉＯ
2膜を光学膜厚（１／２）λだけオーバーコートさせて
多層膜反射ミラーを完成させた。また、得られた多層反
射ミラーをオーブンに入れ、１３０℃にて１２時間おく
加熱試験を行った。この加熱前と加熱後の多層膜反射ミ
ラーの各々について分光光度計にて反射特性（４５度反
射率）を検査した。その結果を図５に示す。図に示すよ
うに、波長２００ｎｍより短波長側では加熱前の多層膜
反射ミラーの反射率と殆ど差がない結果となった。
れた多層膜に、さらに最外層（４７層目）としてＳｉＯ
2膜を光学膜厚（１／２）λだけオーバーコートさせて
多層膜反射ミラーを完成させた。また、得られた多層反
射ミラーをオーブンに入れ、１３０℃にて１２時間おく
加熱試験を行った。この加熱前と加熱後の多層膜反射ミ
ラーの各々について分光光度計にて反射特性（４５度反
射率）を検査した。その結果を図５に示す。図に示すよ
うに、波長２００ｎｍより短波長側では加熱前の多層膜
反射ミラーの反射率と殆ど差がない結果となった。
【００４４】＜比較例１＞実施例１で得られた多層反射
ミラーを、実施例３と同様な加熱試験を行い、その耐熱
性について評価を行った。その結果を図６に示す。
ミラーを、実施例３と同様な加熱試験を行い、その耐熱
性について評価を行った。その結果を図６に示す。
【００４５】最外層にＳｉＯ2膜がオーバーコートされ
ていない実施例１の多層反射ミラーの場合、波長２００
ｎｍより短波長側では加熱前の多層膜反射ミラーの反射
率に比べ、加熱後の多層反射ミラーの反射率が格段に低
下した。
ていない実施例１の多層反射ミラーの場合、波長２００
ｎｍより短波長側では加熱前の多層膜反射ミラーの反射
率に比べ、加熱後の多層反射ミラーの反射率が格段に低
下した。
【００４６】このように、多層反射ミラーを形成する各
層の屈折率に影響を及ぼすような環境（例えば、高温
下）で使用する必要がある場合は、実施例３のようなＳ
ｉＯ2膜を最外層にオーバーコートさせて使用すること
が好ましい。また、各層の屈折率に影響を及ぼさない環
境下であれば、実施例１、２のような多層反射ミラーを
使用すればよい。
層の屈折率に影響を及ぼすような環境（例えば、高温
下）で使用する必要がある場合は、実施例３のようなＳ
ｉＯ2膜を最外層にオーバーコートさせて使用すること
が好ましい。また、各層の屈折率に影響を及ぼさない環
境下であれば、実施例１、２のような多層反射ミラーを
使用すればよい。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、紫外域
において高反射率を有すると共に、耐環境性能に優れ、
クラックの発生を抑えた反射ミラーを得ることができ
る。また、最外層にＳｉＯ2膜をオーバーコートするこ
とにより、耐熱性の高い反射ミラーを得ることができ
る。
において高反射率を有すると共に、耐環境性能に優れ、
クラックの発生を抑えた反射ミラーを得ることができ
る。また、最外層にＳｉＯ2膜をオーバーコートするこ
とにより、耐熱性の高い反射ミラーを得ることができ
る。
【図１】本発明の膜構成の概略を示す図である。
【図２】真空蒸着法にて成膜する様子を模式的に示した
図である。
図である。
【図３】実施例１の反射ミラーの光学特性を示したグラ
フである。
フである。
【図４】実施例２の反射ミラーの光学特性を示したグラ
フである。
フである。
【図５】実施例３の反射ミラーにおける加熱前と加熱後
との光学特性を比較したグラフである。
との光学特性を比較したグラフである。
【図６】実施例１の反射ミラーにおける加熱前と加熱後
との光学特性を比較したグラフである。
との光学特性を比較したグラフである。
１ 基板 ２ 多層膜 ２ａ 高屈折率膜 ２ｂ 低屈折率膜 ２ｃ 緩衝膜 １０ 反射ミラー ２０ 真空蒸着器 ２１ 蒸着源 ２２ 蒸着物質 ２３ 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 DA01 DA08 DA12 DA14 DA18 DB02 DC02 DE07 2H048 FA05 FA07 FA09 FA15 FA18 FA24
Claims (9)
- 【請求項１】 紫外域の光を反射する多層膜反射ミラー
において、該反射ミラーの基板上に高屈折率膜と低屈折
率膜とを交互に積層することにより形成される積層膜
と、該積層膜に生じる内部応力を緩衝させるための緩衝
膜であって、積層膜の中に形成される緩衝膜と、からな
ることを特徴とする多層膜反射ミラー。 - 【請求項２】 請求項１の緩衝膜は、前記積層膜を形成
する高屈折率膜の一部又は低屈折率膜の一部の代替膜と
して形成されることを特徴とする多層膜反射ミラー。 - 【請求項３】 請求項１の多層膜反射ミラーにおいて、
前記緩衝膜は前記高屈折率膜に対して低屈折率の特性を
持つ膜であり、前記基板側から高屈折率膜、低屈折率膜
の順に順次形成された下層の積層膜の内部応力を打ち消
すべく、高屈折率膜の次ぎに形成されることを特徴とす
る多層膜反射ミラー。 - 【請求項４】 請求項１の緩衝膜の構成物質はＳｉＯ2
からなることを特徴とする多層膜反射ミラー。 - 【請求項５】 請求項１の高屈折率膜の構成物質はＬａ
Ｆ3であり、低屈折率膜の構成物質はＭｇＦ2であること
を特徴とする多層膜反射ミラー。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れかの多層膜反射ミラ
ーは、１９３ｎｍ付近の波長において９５％以上の反射
率を有することを特徴とする多層膜反射ミラー。 - 【請求項７】 請求項１〜６の多層膜反射ミラーにおい
て、さらにアンダーコートとしてＨｆＯ2膜とＳｉＯ2膜
との積層膜が予め施されていることを特徴とする多層膜
反射ミラー。 - 【請求項８】 請求項１〜７の多層膜反射ミラーにおい
て、最外層の膜がＳｉＯ2膜からなることを特徴とする
多層膜反射ミラー。 - 【請求項９】 紫外域の光を反射する多層膜反射ミラー
において、該反射ミラーの基板反射面上に高屈折率膜と
低屈折率膜とを交互に積層し、最上層を高屈折率膜とす
る第一積層膜と、該第一積層膜と同順にて積層形成した
第二積層膜と、前記第一積層膜と第二積層膜との間に形
成され、前記第一積層膜に生じる内部応力を緩衝させる
応力を備える緩衝膜と、からなることを特徴とする多層
膜反射ミラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000269863A JP4118008B2 (ja) | 1999-10-29 | 2000-09-01 | 多層膜反射ミラー |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-309542 | 1999-10-29 | ||
| JP30954299 | 1999-10-29 | ||
| JP2000269863A JP4118008B2 (ja) | 1999-10-29 | 2000-09-01 | 多層膜反射ミラー |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194526A true JP2001194526A (ja) | 2001-07-19 |
| JP2001194526A5 JP2001194526A5 (ja) | 2005-05-12 |
| JP4118008B2 JP4118008B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=26565990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000269863A Expired - Fee Related JP4118008B2 (ja) | 1999-10-29 | 2000-09-01 | 多層膜反射ミラー |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4118008B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1965229A2 (en) | 2007-02-28 | 2008-09-03 | Corning Incorporated | Engineered fluoride-coated elements for laser systems |
| WO2009070227A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Corning Incorporated | Dense homogeneous fluoride films for duv elements and method of preparing same |
| JP2013529318A (ja) * | 2010-05-27 | 2013-07-18 | カール ツァイス レーザー オプティクス ゲーエムベーハー | 誘電体コーティングされたミラー |
| WO2014188831A1 (ja) * | 2013-05-22 | 2014-11-27 | コニカミノルタ株式会社 | 紫外線遮蔽フィルム |
| JP2017510835A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-04-13 | コーニング インコーポレイテッド | Ｕｖおよびｄｕｖ拡張コールドミラー |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000269863A patent/JP4118008B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1965229A2 (en) | 2007-02-28 | 2008-09-03 | Corning Incorporated | Engineered fluoride-coated elements for laser systems |
| JP2008287219A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-11-27 | Corning Inc | レーザシステム用の設計作製フッ化物被覆素子 |
| EP1965229A3 (en) * | 2007-02-28 | 2008-12-10 | Corning Incorporated | Engineered fluoride-coated elements for laser systems |
| US7961383B2 (en) | 2007-02-28 | 2011-06-14 | Corning Incorporated | Engineered fluoride-coated elements for laser systems |
| JP2015194789A (ja) * | 2007-02-28 | 2015-11-05 | コーニング インコーポレイテッド | レーザシステム用の設計作製フッ化物被覆素子 |
| WO2009070227A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Corning Incorporated | Dense homogeneous fluoride films for duv elements and method of preparing same |
| JP2013529318A (ja) * | 2010-05-27 | 2013-07-18 | カール ツァイス レーザー オプティクス ゲーエムベーハー | 誘電体コーティングされたミラー |
| WO2014188831A1 (ja) * | 2013-05-22 | 2014-11-27 | コニカミノルタ株式会社 | 紫外線遮蔽フィルム |
| JP2017510835A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-04-13 | コーニング インコーポレイテッド | Ｕｖおよびｄｕｖ拡張コールドミラー |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4118008B2 (ja) | 2008-07-16 |
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