JP2003149434A - Optical film for ir region and optical element - Google Patents

Optical film for ir region and optical element

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JP2003149434A
JP2003149434A JP2002262034A JP2002262034A JP2003149434A JP 2003149434 A JP2003149434 A JP 2003149434A JP 2002262034 A JP2002262034 A JP 2002262034A JP 2002262034 A JP2002262034 A JP 2002262034A JP 2003149434 A JP2003149434 A JP 2003149434A
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Japan
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layer
infrared
optical
zns
substrate
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JP2002262034A
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Japanese (ja)
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Takanori Sone
孝典 曽根
Akio Hori
昭夫 堀
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antireflection film having the antireflection characteristics in both zones of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm wavelengths of IR rays, and to provide an optical film for a beam splitter and a beam splitter to separate IR rays into two wavelength zones of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm. SOLUTION: The antireflection film for an IR region having the antireflection characteristics in two zones of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm wavelengths in the IR region is obtained by forming a multilayered film from materials selected from Si, Ge, ZnS, ZnSe, metal oxides and metal fluorides on a Ge or ZnS substrate. The optical film for a beam splitter and a beam splitter element to separate light into two zones of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm wavelengths are obtained by combining alternately deposited layers of Ge and ZnS, a metal oxide layer and a metal fluoride layer on a ZnS substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外域での光学膜
および光学素子に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical film and an optical element in the infrared region.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の航空機、ミサイル、船舶、戦車な
どの防衛装備品に備えられる赤外線探知機や赤外線カメ
ラは高性能化の一途を辿っている。たとえば、探知装置
の広帯域化や複数の帯域を探知するマルチバンド化はそ
の1つであり、大気中において赤外線が透過しやすい
(大気による吸収の小さい)大気の窓と称する赤外線の
波長範囲(以下、帯域ともいう)3〜5μmと8〜12
μmの両方か、または波長範囲3〜12μmのすべての
帯域に亘る探知能力を有することによって、その探知性
能と耐妨害性を大幅に向上することができる。しかしな
がら、これらの実現のためには装置の光学系を形成する
レンズの透過率やフィルタの特性の改良が重要である。
なお、本明細書においては、波長範囲3〜12μmを赤
外域という。
2. Description of the Related Art Infrared detectors and infrared cameras provided for defense equipment such as aircraft, missiles, ships, and tanks have become more sophisticated in recent years. For example, widening the band of the detecting device and multi-banding to detect a plurality of bands are one of them, and the infrared wavelength range (hereinafter referred to as an atmospheric window) in which infrared rays easily pass through the atmosphere (absorption of the atmosphere is small) , Band) 3-5 μm and 8-12
By having the detection ability over both wavelengths of .mu.m or the entire wavelength range of 3 to 12 .mu.m, the detection performance and the anti-interference property can be greatly improved. However, in order to realize these, it is important to improve the transmittance of the lens forming the optical system of the device and the characteristics of the filter.
In the present specification, the wavelength range of 3 to 12 μm is called the infrared range.

【0003】従来の技術では、赤外域用の反射防止膜に
対しては、大気の窓のうちの波長範囲3〜5μm帯域内
のみの反射防止効果をねらったものやそれをわずかに拡
大したもの、または波長範囲8〜12μm帯域内のみの
反射防止効果をねらったものやそれをわずかに拡大した
ものなどがあった。また、フィルタに対しても、帯域以
外の赤外線侵入の阻止を目的とした長波長透過フィルタ
や短波長透過フィルタ、またはバンドパスフィルタなど
があった。
In the prior art, for an antireflection film for the infrared region, an antireflection film for the antireflection film only in the wavelength range of 3 to 5 μm of the window of the atmosphere, or a slightly expanded one. Alternatively, there were those aimed at the antireflection effect only within the wavelength range of 8 to 12 μm, those slightly enlarged, and the like. Further, as for filters, there have been long-wavelength transmission filters, short-wavelength transmission filters, bandpass filters, and the like for the purpose of blocking intrusion of infrared rays outside the band.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の技術で
は、波長範囲3〜5μmと8〜12μmの両方の帯域の
探知を1つの光学系で行うような光学装置のレンズやウ
ィンドウの反射防止膜として使うことはできないことは
自明である。またフィルタに対しても、このような光学
系は赤外線センサとして波長範囲3〜5μm用と8〜1
2μm用の2種類を具備することが多いが、入射した波
長範囲3〜5μmと8〜12μmの赤外光を2つの波長
帯に分離し、波長範囲3〜5μm用のセンサと8〜12
μm用のセンサとにそれぞれ分岐するような光学素子と
してもつかうことはできない。なお、波長範囲3〜5μ
mと8〜12μmの2つの波長帯域に分離する目的の光
学素子を、以下ビームスプリッタと称する。通常のビー
ムスプリッタが、所望する波長帯域に対して、50%の
反射と50%の透過特性を利用して光を分岐することと
は異なっていることを注意すべきである。
In the prior art as described above, an antireflection film for a lens or window of an optical device in which detection of both wavelength ranges of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm is performed by one optical system. It is obvious that it cannot be used. Also for a filter, such an optical system is used as an infrared sensor for a wavelength range of 3 to 5 μm and 8 to 1
Although it often has two types for 2 μm, it separates the incident infrared light of the wavelength range of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm into two wavelength bands, and a sensor for the wavelength range of 3 to 5 μm and 8 to 12
It cannot be used as an optical element for branching to the μm sensor. In addition, wavelength range 3-5μ
The optical element for the purpose of splitting into m and two wavelength bands of 8 to 12 μm is hereinafter referred to as a beam splitter. It should be noted that a conventional beam splitter is different from splitting light by utilizing 50% reflection and 50% transmission characteristics for a desired wavelength band.

【0005】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたものであり、波長範囲3〜5μmと8〜
12μmの両方の帯域を透過するレンズ系と波長範囲3
〜5μm、8〜12μmの2つのセンサを有する光学装
置に対して、波長範囲3〜5μmと8〜12μmの両方
の帯域の反射防止特性に優れた反射防止膜と、波長範囲
3〜5μmを反射し、8〜12μmを透過することによ
りこの2つの帯域を分離するビームスプリッタ用の光学
多層膜、および波長範囲3.5〜5μmを透過し、8〜
11μmを反射することによりこの2つの帯域を分離す
るビームスプリッタ用の光学多層膜、ならびにビームス
プリッタ素子を提供することを目的としている。本明細
書中では、かかる光学多層膜とは複数の薄膜を積層させ
て特定の波長の光を反射させたり透過させたりする性質
を有する多層膜のことをいう。なお、後者のビームスプ
リッタ用光学多層膜において、波長範囲3〜5μmでは
なく3.5〜5μm、また波長範囲8〜12μmではな
く8〜11μmとしたのは、どのような膜の構成を考え
ても波長範囲3〜5μmの透過と8〜12μmの反射の
両方の帯域を同時に満たすことが光学的に不可能なため
である。そのため、前者に比べて分離する帯域が狭くは
なるが、本発明の目的のためには充分有効なものであ
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a wavelength range of 3 to 5 μm and 8 to 8.
Lens system that transmits both bands of 12 μm and wavelength range 3
For an optical device having two sensors of ˜5 μm and 8-12 μm, an anti-reflection film having excellent anti-reflection characteristics in both wavelength ranges of 3-5 μm and 8-12 μm and a wavelength range of 3-5 μm are reflected. Then, an optical multilayer film for a beam splitter that separates these two bands by transmitting 8 to 12 μm, and a wavelength range of 3.5 to 5 μm,
An object of the present invention is to provide an optical multilayer film for a beam splitter that separates these two bands by reflecting 11 μm, and a beam splitter element. In the present specification, such an optical multilayer film refers to a multilayer film having a property of stacking a plurality of thin films to reflect or transmit light of a specific wavelength. In the latter optical multilayer film for a beam splitter, the wavelength range is set to 3.5 to 5 μm instead of 3 to 5 μm, and the wavelength range is set to 8 to 11 μm instead of 8 to 12 μm in consideration of the film configuration. This is because it is optically impossible to simultaneously satisfy both the bands of transmission in the wavelength range of 3 to 5 μm and reflection of 8 to 12 μm. Therefore, the band to be separated becomes narrower than the former, but it is sufficiently effective for the purpose of the present invention.

【0006】さらに強調すべきことは、従来技術におけ
るフィルタが本発明の目的にそのまま適用できないの
は、従来技術のフィルタのうち、たとえば長波長透過フ
ィルタにおいては、重要な課題は所望する透過帯域の短
波長側をなるべくシャープにカットすることである。そ
のため、光の透過を阻止する高反射帯と、光を透過させ
る透過帯とがちょうど隣りあって出現するような設計を
おこなったり、透過帯域から離れたところでは吸収によ
って阻止帯域を設けるようなことがある。すなわち、長
波長透過フィルタは所望する波長の透過率については高
い透過率を有するように設計を行うが、反射率について
はとくに考慮しないのが一般的である。
It should be further emphasized that the filter of the prior art cannot be directly applied to the purpose of the present invention. Among the filters of the prior art, for example, in the long wavelength transmission filter, an important problem is that the desired pass band is It is to cut the short wavelength side as sharply as possible. Therefore, design such that a high reflection band that blocks the transmission of light and a transmission band that transmits the light appear exactly next to each other, or provide a stop band by absorption at a place apart from the transmission band. There is. That is, the long-wavelength transmission filter is designed to have a high transmittance with respect to a desired wavelength, but the reflectance is generally not considered.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の赤外域用光学多
層膜は、ZnSからなる基板上に形成される赤外域用光
学膜において、前記基板から順にGeとZnSを交互に
17層以上73層以下奇数回積層し、その上に最外層と
してY23、Sc23、HfO2、TiO2またはZrO
2から選ばれる金属酸化物を積層することによって、波
長3〜5μmの範囲内の赤外線を反射し、かつ、波長8
〜12μmの範囲内の赤外線を透過することを特徴とす
るものである。
The infrared optical multilayer film of the present invention is an infrared optical film formed on a substrate made of ZnS, in which 17 or more layers of Ge and ZnS are alternately formed in order from the substrate. layers below stacking an odd number of times, Y 2 O 3 as an outermost layer thereon, Sc 2 O 3, HfO 2 , TiO 2 or ZrO
By laminating a metal oxide selected from 2 , infrared rays within a wavelength range of 3 to 5 μm are reflected and a wavelength of 8
It is characterized by transmitting infrared rays in the range of ˜12 μm.

【0008】また、本発明の別の赤外域用光学多層膜
は、ZnSからなる基板上に形成される赤外域用光学膜
において前記基板からの第1層目にTiO2またはZr
2を積層し、その上に順にZnSとGeを交互に7層
以上51層以下奇数回積層し、さらにその上に最外層と
してYF3、CeF3、CaF2またはクライオライト
(Na3AlF6)から選ばれる金属フッ化物を積層する
ことによって、波長3.5〜5μmの範囲内の赤外線を
透過し、かつ、波長8〜11μmの範囲内の赤外線を反
射することを特徴とするものである。
Another infrared optical multilayer film of the present invention is an infrared optical film formed on a substrate made of ZnS, wherein the first layer from the substrate is TiO 2 or Zr.
O 2 was laminated, and ZnS and Ge were alternately laminated thereon in an odd number of times of 7 or more and 51 or less, and further thereon, YF 3 , CeF 3 , CaF 2 or cryolite (Na 3 AlF 6) as the outermost layer. By laminating a metal fluoride selected from (1), infrared rays in the wavelength range of 3.5 to 5 μm are transmitted and infrared rays in the wavelength range of 8 to 11 μm are reflected. .

【0009】また、波長範囲3〜5μmの赤外線を反射
し、かつ波長範囲8〜12μmの赤外線を透過する赤外
域用光学多層膜において、基板からの第1層目のGeの
光学膜厚(=屈折率×物理的な膜厚)が0.56μm、
第2層目からのZnSとGeの交互層は7層以上35層
以下奇数回積層し、その光学膜厚はすべて1.13μ
m、その上のGe層の光学膜厚は1.00μm、その上
からのZnSとGeの交互層は7層以上35層以下奇数
回積層し、その光学膜厚はすべて0.88μm、その上
のGe層の光学膜厚は0.44μm、さらにその上の金
属酸化物の光学膜厚は2.69μmであることが好まし
い。
In the infrared optical multilayer film that reflects infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm and transmits infrared rays in the wavelength range of 8 to 12 μm, the optical film thickness of the first layer Ge from the substrate (= Refractive index x physical film thickness) is 0.56 μm,
The alternating layers of ZnS and Ge from the second layer are laminated 7 times or more and 35 layers or less an odd number of times, and their optical film thicknesses are all 1.13 μm.
m, the optical thickness of the Ge layer on it is 1.00 μm, and the alternating layers of ZnS and Ge from thereabove are laminated 7 times or more and 35 layers or less an odd number of times, and the optical thickness is 0.88 μm or more. It is preferable that the optical thickness of the Ge layer is 0.44 μm, and the optical thickness of the metal oxide on the Ge layer is 2.69 μm.

【0010】また、波長範囲3.5〜5μmの赤外線を
透過し、かつ波長範囲8〜11μmの赤外線を反射する
赤外域用光学多層膜において、基板からの第1層目のT
iO 2またはZrO2の光学膜厚が1.00μm、第2層
目のZnS層の光学膜厚は1.15μm、第3層目から
のGeとZnSの交互層は5層以上49層以下奇数回積
層し、その光学膜厚はすべて2.30μm、その上のZ
nS層の光学膜厚は1.15μm、さらにその上の金属
フッ化物層の光学膜厚は0.59μmであることが好ま
しい。
In addition, infrared rays in the wavelength range of 3.5-5 μm
Transmits and reflects infrared rays in the wavelength range 8-11 μm
In the infrared optical multilayer film, the first layer T from the substrate
iO 2Or ZrO2Optical thickness of 1.00 μm, second layer
The optical film thickness of the ZnS layer of the eye is 1.15 μm, and from the third layer
Alternating layers of Ge and ZnS of 5 to 49 layers
And the optical film thickness is 2.30 μm, Z
The optical thickness of the nS layer is 1.15 μm, and the metal above
The optical thickness of the fluoride layer is preferably 0.59 μm.
Good

【0011】なお、前述のごとく、光学膜厚を規定した
が、光学膜厚を決めるばあい、どの波長の屈折率値を使
うかを決める必要がある。これは、光学膜厚が材料の屈
折率と物理的な膜厚の積で定義されるため、材料の屈折
率の分散(屈折率が波長に依存すること)を考えなくて
はならないためである。通常、光学膜厚の決定には、使
用する波長域の中心である“中心波長”の値に基づいて
決めることが行われており、本発明に関する光学膜厚に
ついても波長範囲3〜12μmの中心である7.5μm
の屈折率値に基づいて決めた。ただし、本発明に関する
膜厚の許容値はかなり大きくて、±8%程度の誤差は認
められるため、材料の屈折率分散を考慮したとしても、
実際には波長範囲3〜12μmのどの波長に対する値を
用いてもよい。
Although the optical film thickness is defined as described above, when determining the optical film thickness, it is necessary to determine which wavelength of the refractive index value is used. This is because the optical film thickness is defined by the product of the refractive index of the material and the physical film thickness, and therefore the dispersion of the refractive index of the material (the refractive index depends on the wavelength) must be considered. . Usually, the optical film thickness is determined based on the value of the "center wavelength" which is the center of the wavelength range to be used. Is 7.5 μm
It was decided based on the refractive index value of. However, since the allowable value of the film thickness relating to the present invention is quite large and an error of about ± 8% is recognized, even if the refractive index dispersion of the material is taken into consideration,
In practice, values for any wavelength in the wavelength range 3-12 μm may be used.

【0012】また、前記奇数回積層する積層回数の下限
値は、所望の波長範囲における反射率または透過率につ
いて所定の効果がえられるかどうかという観点からきめ
られ、一方、積層回数の上限値は製造コストがアップす
ることに対して前記所定の効果がえられるかどうかとい
う観点からきめられる。本発明によってえられる光学多
層膜の反射率または透過率は、実施例24〜38におい
てそれぞれの光学多層膜について測定された反射率また
は透過率を示す図33〜47に示されている。
Further, the lower limit of the number of times of laminating the odd number of times is determined from the viewpoint of whether a predetermined effect can be obtained with respect to the reflectance or the transmittance in the desired wavelength range, while the upper limit of the number of times of the lamination is It is decided from the viewpoint of whether or not the predetermined effect can be obtained with respect to an increase in manufacturing cost. The reflectance or transmittance of the optical multilayer film obtained by the present invention is shown in FIGS. 33 to 47 showing the reflectance or transmittance measured for each optical multilayer film in Examples 24 to 38.

【0013】また、本発明の赤外域用光学多層膜は、Z
nSを基板として、基板から順にGeとZnSを交互に
17層以上73層以下奇数回積層し、その上に最外層と
してY23、Sc23、HfO2、TiO2またはZrO
2から選ばれる金属酸化物層を積層することによって、
波長範囲3〜5μmの赤外線を反射し、かつ、波長範囲
8〜12μmの赤外線を透過する特徴を有する赤外域用
用光学多層膜となる。
The infrared optical multilayer film of the present invention comprises Z
Using nS as a substrate, Ge and ZnS are alternately laminated from the substrate 17 times or more and 73 times or less in an odd number of times, and Y 2 O 3 , Sc 2 O 3 , HfO 2 , TiO 2 or ZrO is formed as the outermost layer thereon.
By laminating a metal oxide layer selected from 2 ,
The optical multilayer film for infrared region has a characteristic of reflecting infrared rays having a wavelength range of 3 to 5 μm and transmitting infrared rays having a wavelength range of 8 to 12 μm.

【0014】また、本発明の赤外域用光学多層膜は、Z
nSを基板として、基板からの第1層目にTiO2また
はZrO2を積層し、その上に順にZnSとGeを交互
に7層以上51層以下奇数回積層し、さらにその上に最
外層としてYF3、CeF3、CaF2またはクライオラ
イト(Na3AlF6)から選ばれる金属フッ化物を積層
することによって、波長範囲3.5〜5μmの赤外線を
透過し、かつ、波長範囲8〜11μmの赤外線を反射す
る特徴を有する赤外域用光学多層膜となる。
The infrared optical multilayer film of the present invention is Z
Using nS as a substrate, TiO 2 or ZrO 2 is laminated as the first layer from the substrate, and ZnS and Ge are alternately laminated thereon in an odd number of times from 7 layers to 51 layers an odd number of times, and as the outermost layer further thereon. By laminating a metal fluoride selected from YF 3 , CeF 3 , CaF 2 or cryolite (Na 3 AlF 6 ), infrared rays having a wavelength range of 3.5 to 5 μm are transmitted and a wavelength range of 8 to 11 μm is transmitted. It becomes an infrared multi-layer film having a characteristic of reflecting infrared rays.

【0015】また、本発明の、波長範囲3〜5μmの赤
外線を反射し、かつ、波長範囲8〜12μmの赤外線を
透過する赤外域用光学多層膜において、基板からの第1
層目のGeの光学膜厚が0.56μm、第2層目からの
ZnSとGeの交互層は7層以上35層以下奇数回積層
し、その光学膜厚はすべて1.13μm、その上のGe
層の光学膜厚は1.00μm、その上からのZnSとG
eの交互層は7層以上35層以下奇数回積層し、その光
学膜厚はすべて0.88μm、その上のGe層の光学膜
厚は0.44μm、さらにその上の金属酸化物層の光学
膜厚は2.69μmとしたばあい、波長範囲3〜5μm
の反射特性と波長範囲8〜12μmの透過特性が良好な
ものとなる。
Further, in the infrared multi-layer film for infrared region of the present invention which reflects infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm and transmits infrared rays in the wavelength range of 8 to 12 μm, the first layer from the substrate is used.
The optical film thickness of Ge of the first layer is 0.56 μm, the alternating layers of ZnS and Ge from the second layer are laminated 7 times or more and 35 layers or less an odd number of times, and the optical film thicknesses thereof are all 1.13 μm. Ge
The optical thickness of the layer is 1.00 μm, ZnS and G
The alternating layers of e are laminated 7 times or more and 35 layers or less an odd number of times, the optical thicknesses of all are 0.88 μm, the optical thickness of the Ge layer thereon is 0.44 μm, and the optical thickness of the metal oxide layer is further thereon. If the film thickness is 2.69 μm, the wavelength range is 3 to 5 μm.
The reflection characteristics and the transmission characteristics in the wavelength range of 8 to 12 μm are excellent.

【0016】また、本発明の、波長範囲3.5〜5μm
の赤外線を透過し、かつ、波長範囲8〜11μmの赤外
線を反射する赤外域用光学多層膜において、基板からの
第1層目のTiO2またはZrO2の光学膜厚が1.00
μm、第2層目のZnS層の光学膜厚は1.15μm、
第3層目からのGeとZnSの交互層は5層以上49層
以下奇数回積層し、その光学膜厚はすべて2.30μ
m、その上のZnS層の光学膜厚は1.15μm、さら
にその上の金属フッ化物層の光学膜厚は0.59μmと
したばあい、波長範囲3.5〜5μmの透過特性と波長
範囲8〜11μmの反射特性が良好なものとなる。
The wavelength range of the present invention is 3.5 to 5 μm.
In the infrared optical multi-layer film for transmitting infrared rays and reflecting infrared rays in the wavelength range of 8 to 11 μm, the first layer of TiO 2 or ZrO 2 from the substrate has an optical film thickness of 1.00.
μm, the optical thickness of the second ZnS layer is 1.15 μm,
The alternating layers of Ge and ZnS from the third layer are laminated 5 times or more and 49 layers or less an odd number of times, and their optical film thicknesses are all 2.30 μm.
m, the optical film thickness of the ZnS layer thereon is 1.15 μm, and the optical film thickness of the metal fluoride layer thereon is 0.59 μm, the transmission characteristics and the wavelength range of 3.5 to 5 μm are obtained. The reflection property of 8 to 11 μm becomes good.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の赤外域用光学膜お
よび光学素子について添付図面を参照して詳細に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical film and optical element for infrared region of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1ないし図4は、本発明の赤外域用反射
防止膜の実施例の構造を示す断面説明図である。図5お
よび図6は、本発明のビームスプリッタ用光学膜の実施
例の構造を示す断面説明図である。図7および図8は、
本発明のビームスプリッタの説明図である。図9は、本
発明の赤外域用光学膜の製造に用いられる蒸着装置の一
例の断面説明図である。図10ないし図32は、本発明
の実施例1ないし実施例23でそれぞれえられた赤外域
用反射防止膜を有するGe基板およびZnS基板の赤外
線分光透過率を示す図である。図33ないし図47は、
本発明の実施例24ないし実施例38でそれぞれえられ
たビームスプリッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外
線分光透過率を示す図である。図48ないし図49は、
本発明の実施例39ないし実施例40でそれぞれえられ
たZnSを基板とするビームスプリッタの入射角45°
の赤外分光反射率および分光透過率を示す図である。
1 to 4 are cross-sectional explanatory views showing the structure of an embodiment of an infrared antireflection film of the present invention. 5 and 6 are cross-sectional explanatory views showing the structure of an embodiment of the optical film for a beam splitter of the present invention. 7 and 8 show
It is explanatory drawing of the beam splitter of this invention. FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of an example of a vapor deposition apparatus used for manufacturing the infrared optical film of the present invention. 10 to 32 are graphs showing the infrared spectral transmittances of the Ge substrate and the ZnS substrate having the infrared antireflection film obtained in each of Examples 1 to 23 of the present invention. 33 to 47,
It is a figure which shows the infrared spectral transmittance of the ZnS board | substrate which has the optical film for beam splitters obtained in each of Example 24 thru | or 38 of this invention. 48 to 49 are
Incidence angle of 45 ° of the beam splitter using ZnS as a substrate obtained in each of Examples 39 to 40 of the present invention
It is a figure which shows the infrared spectral reflectance and spectral transmittance of.

【0019】まず、本発明の赤外域用反射防止膜は、図
1に示されるように、Ge製のレンズやウィンドウを基
板1として、順番にZnS層2、SiまたはGe層3、
ZnS層2、金属酸化物層4、金属フッ化物層5を配し
たことに特徴がある。なお、本発明における赤外域とは
波長3〜12μmの範囲を意味し、ばあいによっては大
気の窓である波長3〜5μmと波長8〜12μmの2つ
の範囲に分けて取り扱う。
First, as shown in FIG. 1, the infrared antireflection film of the present invention has a ZnS layer 2, a Si or Ge layer 3 in that order with a Ge lens or window as a substrate 1.
It is characterized in that the ZnS layer 2, the metal oxide layer 4, and the metal fluoride layer 5 are arranged. In addition, the infrared region in the present invention means a range of wavelength 3 to 12 μm, and depending on the case, it is divided into two ranges of wavelength 3 to 5 μm and wavelength 8 to 12 μm which are windows of the atmosphere.

【0020】また、本発明の別の赤外域用反射防止膜
は、図2に示されるように、ZnS製のレンズやウィン
ドウを基板6として、順番にSiまたはGe層3、Zn
S層2、SiまたはGe層3、ZnS層2、金属酸化物
層4、金属フッ化物層5を配したことに特徴がある。
Further, as shown in FIG. 2, another infrared reflection preventing film of the present invention uses a ZnS lens or window as a substrate 6 in order of Si or Ge layer 3 and Zn.
It is characterized in that the S layer 2, the Si or Ge layer 3, the ZnS layer 2, the metal oxide layer 4, and the metal fluoride layer 5 are arranged.

【0021】また、本発明の別の赤外域用反射防止膜
は、図3に示されるように、Ge製のレンズやウィンド
ウを基板1として、順番にSi層7、ZnS層2、金属
酸化物層4、金属フッ化物層5を配したことに特徴があ
る。
As shown in FIG. 3, another anti-reflection coating for the infrared region of the present invention uses a Si lens 7, a ZnS layer 2, a metal oxide in this order with a Ge lens or window as the substrate 1. It is characterized in that the layer 4 and the metal fluoride layer 5 are arranged.

【0022】また、本発明の別の赤外域用反射防止膜
は、図4に示されるように、ZnS製のレンズやウィン
ドウを基板6として、順番にZnSe層8、ZnSまた
はTiO2層9、Y23またはSc23層10、金属フ
ッ化物層5を配したことに特徴がある。
As shown in FIG. 4, another infrared antireflection film of the present invention has a ZnSe lens 8 and a ZnS or TiO 2 layer 9 in this order with a ZnS lens or window as the substrate 6. It is characterized in that the Y 2 O 3 or Sc 2 O 3 layer 10 and the metal fluoride layer 5 are arranged.

【0023】これらの材料の配し方は、本発明者らが本
発明の目的に合致するように、コンピュータによる光学
多層膜の演算と試作を繰り返し、あらゆる組み合わせの
中から鋭意研究してきた結果として選ばれたものであ
る。
The method of arranging these materials is as a result of the inventors' earnestly researching from various combinations by repeating calculation and trial production of an optical multilayer film by a computer so as to meet the purpose of the present invention. It was chosen.

【0024】前記金属酸化物層としては、たとえばAl
23、Sb23、HfO2、In2 3、Nd23、Sc2
3、SiO、Ta23、TiO2、Y23、ZrO2
ThO2などの酸化物をあげることができ、そのうち、
波長3〜12μmの光に対して透明であることや、材料
の屈折率、毒性がないことなどからY23、Sc23
HfO2、TiO2、ZrO2から選ばれた1種であるこ
とが好ましい。
As the metal oxide layer, for example, Al
2O3, Sb2O3, HfO2, In2O 3, Nd2O3, Sc2
O3, SiO, Ta2O3, TiO2, Y2O3, ZrO2,
ThO2Oxides such as
Material that is transparent to light with a wavelength of 3 to 12 μm
Y because it has no refractive index and no toxicity2O3, Sc2O3,
HfO2, TiO2, ZrO2It is one kind selected from
And are preferred.

【0025】また、前記の金属フッ化物としては、たと
えばMgF2、CeF3、YF3、CaF2、クライオライ
ト、AlF3、LiF2、BaF2、ThF4などの金属フ
ッ化物をあげることができ、そのうち波長3〜12μm
の光に対し透明であることや、材料の屈折率や毒性、ま
た多層膜の最外層としての耐久性を考慮すれば、Y
3、CeF3、CaF2またはクライオライトから選ば
れた1種であることが好ましい。
Examples of the above metal fluorides include metal fluorides such as MgF 2 , CeF 3 , YF 3 , CaF 2 , cryolite, AlF 3 , LiF 2 , BaF 2 and ThF 4. , Wavelength of which is 3 ~ 12μm
Is transparent to the light, the refractive index and toxicity of the material, and the durability as the outermost layer of the multilayer film, Y
It is preferably one selected from F 3 , CeF 3 , CaF 2 and cryolite.

【0026】一方、本発明のビームスプリッタ用の光学
多層膜は、図5に示されるように、ZnS製の基板6上
に、基板から順にGe層11とZnS層2を交互に17
層以上73層以下奇数回積層し、その上にさらに金属酸
化物層4を積層することに特徴がある。
On the other hand, the optical multilayer film for a beam splitter of the present invention, as shown in FIG. 5, has a Ge layer 11 and a ZnS layer 2 alternately formed on a ZnS substrate 6 in the order of 17 from the substrate.
It is characterized in that the metal oxide layer 4 is laminated an odd number of times over the number of layers and less than 73 layers, and the metal oxide layer 4 is further laminated thereon.

【0027】Ge層とZnS層の積層については、波長
範囲3〜5μmの赤外線を反射するように膜厚と層数が
選ばれるならばいずれの構成であってもよく、前述した
コンピュータによる光学多層膜の演算による特性の予測
と試作を繰り返すことによって、膜厚と層数とを決める
ことができる。
The Ge layer and the ZnS layer may be laminated in any structure as long as the thickness and the number of layers are selected so as to reflect infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm. The film thickness and the number of layers can be determined by repeating the characteristic prediction by the calculation of the film and the trial manufacture.

【0028】また、前記金属酸化物層は、GeとZnS
の交互層による反射帯域の外側の透過帯におけるリップ
ルの低減を行うものである。かかる金属酸化物層として
は、たとえばAl23、Sb23、HfO2、In
23、Nd23、Sc23、SiO、Ta23、TiO
2、Y23、ZrO2、ThO2などの酸化物をあげるこ
とができ、波長範囲3〜12μmで透明であることや、
材料の屈折率、毒性がないことなどからY23、Sc2
3、HfO2、TiO2、ZrO2のうちから選ばれた1
種であることが好ましい。
The metal oxide layer is made of Ge and ZnS.
The alternating layers reduce the ripple in the transmission band outside the reflection band. Examples of such a metal oxide layer include Al 2 O 3 , Sb 2 O 3 , HfO 2 , and In.
2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sc 2 O 3 , SiO, Ta 2 O 3 , TiO
2, Y 2 O 3, ZrO 2, may be mentioned oxides such as ThO 2, and it is transparent in the wavelength range 3 to 12 [mu] m,
Due to the refractive index of the material and the lack of toxicity, Y 2 O 3 , Sc 2
1 selected from O 3 , HfO 2 , TiO 2 , and ZrO 2
It is preferably a seed.

【0029】なお、本発明の赤外域用光学多層膜に波長
範囲3〜5μmでの良好な反射特性と、波長範囲8〜1
2μmでの良好な透過特性を付与したいばあいは、第1
層目のGeの光学膜厚を0.56μm、第2層目からの
ZnSとGeの交互層を少なくとも7層以上35層以下
奇数回積層し、その光学膜厚をすべて1.13μm、そ
の上のGe層の光学膜厚を1.00μm、その上からの
ZnSとGeの交互層を少なくとも7層以上35層以下
奇数回積層し、その光学膜厚をすべて0.88μm、そ
の上のGeの光学膜厚を0.44μm、さらにその上の
金属酸化物層の光学膜厚を2.69μmとすることが好
ましい。
The infrared optical multilayer film of the present invention has good reflection characteristics in a wavelength range of 3 to 5 μm and a wavelength range of 8 to 1
If you want to give good transmission characteristics at 2 μm,
The optical thickness of Ge of the layer is 0.56 μm, the alternating layers of ZnS and Ge from the second layer are laminated at least 7 layers and 35 layers or less an odd number of times, and the optical thickness of all of them is 1.13 μm. The optical thickness of the Ge layer is 1.00 μm, and alternating layers of ZnS and Ge are laminated at least 7 layers and 35 layers or less an odd number of times, and the optical thickness is 0.88 μm. It is preferable that the optical film thickness is 0.44 μm, and the optical film thickness of the metal oxide layer thereon is 2.69 μm.

【0030】これらの光学膜厚は、前述の数値になるべ
く近いことが特性上望まれるが、±8%程度の誤差が製
造上に発生したとしても、充分な特性がえられる。
It is desirable for these optical film thicknesses to be as close as possible to the above-mentioned numerical values from the viewpoint of characteristics, but sufficient characteristics can be obtained even if an error of about ± 8% occurs during manufacture.

【0031】また、本発明の別の赤外域用光学多層膜
は、図6に示されるように、ZnS製の基板上6に、基
板からの第1層目にTiO2層またはZrO2層12を積
層し、その上に順にZnS層とGe層を交互に7層以上
51層以下奇数回積層し、さらにその上に金属フッ化物
層を積層することを特徴とするものである。
Further, as shown in FIG. 6, another infrared optical multilayer film of the present invention has a TiO 2 layer or a ZrO 2 layer 12 as the first layer on the substrate 6 made of ZnS. Is laminated, and a ZnS layer and a Ge layer are alternately laminated thereon in an odd number of times of 7 or more and 51 or less, and a metal fluoride layer is further laminated thereon.

【0032】ZnS層とGe層の積層については、波長
8〜11μmの範囲内の赤外線を反射するように膜厚と
層数が選ばれるならばいずれの構成であってもよく、前
述したコンピュータによる光学多層膜の演算による特性
の予測と試作を繰り返すことによって、膜厚と層数とを
決めることができる。
The ZnS layer and the Ge layer may be laminated in any structure as long as the film thickness and the number of layers are selected so as to reflect infrared rays in the wavelength range of 8 to 11 μm. The film thickness and the number of layers can be determined by repeating the prediction of the characteristics by the calculation of the optical multilayer film and the trial manufacture.

【0033】ただし、ここでZnSとGeの交互層を、
さらに広い帯域である波長8〜12μmの範囲内の赤外
線を反射するように選ぶと、光の反射率の高い高反射帯
域が波長範囲3〜4μmのあいだにも発生し、この波長
帯域において高い透過率は望めない。波長範囲8〜11
μmの帯域に限定すると、高反射帯域は3.5μm以下
にとどまり、本発明の目的に対して完全ではないが充分
合致するものとなる。
However, here, alternating layers of ZnS and Ge are
If infrared rays within a wavelength range of 8 to 12 μm, which is a wider band, are selected to be reflected, a high reflection band having a high light reflectance occurs even within a wavelength range of 3 to 4 μm, and high transmission is achieved in this wavelength band. The rate cannot be expected. Wavelength range 8-11
When limited to the μm band, the high reflection band remains below 3.5 μm, which is not perfect for the purposes of the present invention, but is well matched.

【0034】また、第1層のTiO2またはZrO2層と
最外層の金属フッ化物層は、GeとZnSの交互層によ
る高反射帯域の外側の透過帯のリップルの低減を行うも
のである。第1層としてTiO2またはZrO2が選ばれ
るのは、リップルの低減を行う上で好ましい屈折率を有
しているためである。また最外層の金属フッ化物層とし
ては、MgF2、CeF3、YF3、CaF2、クライオラ
イト、AlF3、LiF 2、BaF2またはThF4などの
金属フッ化物があげられるが、波長範囲3〜12μmで
透明であることや、材料の屈折率や毒性、また多層膜の
最外層としての耐久性を考慮すれば、YF3、CeF3
CaF2またはクライオライトのうちから選ばれた1種
であることが好ましい。
Also, the first layer of TiO2Or ZrO2Layers and
The outermost metal fluoride layer is an alternating layer of Ge and ZnS.
It also reduces the ripple in the transmission band outside the high reflection band.
Of. TiO as first layer2Or ZrO2Was chosen
Has a preferable refractive index for reducing ripple.
This is because Also, as the outermost metal fluoride layer
For MgF2, CeF3, YF3, CaF2, Cryola
Ito, AlF3, LiF 2, BaF2Or ThFFourSuch as
Metal fluorides can be mentioned, but in the wavelength range of 3 to 12 μm
Transparency, refractive index and toxicity of materials,
Considering the durability as the outermost layer, YF3, CeF3,
CaF2Or one selected from cryolite
Is preferred.

【0035】なお、本発明の赤外域用光学多層膜に波長
3.5〜5μmの範囲内での良好な透過特性と、波長8
〜11μmの範囲内での良好な反射特性を付与したいば
あいは、第1層目のTiO2またはZrO2の光学膜厚を
1.00μm、第2層目のZnS層を1.15μm、第
3層目からのGeとZnS層の交互層を5層以上49層
以下奇数回積層しその光学膜厚をすべて2.30μm、
そのZnS層の光学膜厚を1.15μm、その上の金属
フッ化物層の光学膜厚を0.59μmとすることが好ま
しい。
The infrared optical multilayer film of the present invention has good transmission characteristics in the wavelength range of 3.5 to 5 μm and a wavelength of 8 μm.
In order to give good reflection characteristics within the range of ˜11 μm, the optical thickness of TiO 2 or ZrO 2 of the first layer is 1.00 μm, the ZnS layer of the second layer is 1.15 μm, Alternating layers of Ge and ZnS layers from the third layer are laminated 5 times or more and 49 layers or less an odd number of times, and the optical film thicknesses thereof are all 2.30 μm.
The ZnS layer preferably has an optical film thickness of 1.15 μm, and the metal fluoride layer thereon has an optical film thickness of 0.59 μm.

【0036】これらの光学膜厚は、前述の数値になるべ
く近いことが特性上望まれるが、±8%程度の誤差が製
造上に発生したとしても、充分な特性がえられる。
It is desirable in terms of characteristics that these optical film thicknesses are as close as possible to the above-mentioned numerical values, but sufficient characteristics can be obtained even if an error of about ± 8% occurs during manufacture.

【0037】つづいて本発明の赤外域用ビームスプリッ
タについて説明する。
Next, the infrared beam splitter of the present invention will be described.

【0038】本発明の赤外域用ビームスプリッタは、平
行平板であるZnSを基板として、基板の片面に波長3
〜5μmの範囲内の赤外線を反射し、かつ波長8〜12
μmの範囲内の赤外線を透過する多層膜をコーティング
し、他方の面に波長3〜5μmの範囲内と8〜12μm
の範囲内の両方の帯域に反射防止特性を有する多層膜を
コーティングすることを特徴とするものである。
The infrared beam splitter of the present invention uses ZnS, which is a parallel plate, as a substrate and has a wavelength of 3
Reflects infrared rays in the range of ˜5 μm and has a wavelength of 8 to 12
Coated with a multilayer film that transmits infrared rays within the range of μm, and the other surface has a wavelength within the range of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm.
It is characterized by coating a multilayer film having an antireflection property in both bands within the range.

【0039】図7は、本ビームスプリッタの使用法の一
例を示したものである。ZnS基板13の赤外線の入射
面側に波長3〜5μmの範囲内の赤外線を反射し、か
つ、波長8〜12μmの範囲内の赤外線を透過する多層
膜14を、また出射面側に波長3〜5μmの範囲内と8
〜12μmの範囲内の両方の帯域に反射防止特性を有す
る多層膜15を配したものである。そのため、入射した
赤外線16のうち波長3〜5μmの範囲内の赤外線17
は反射、波長8〜12μmの範囲内の赤外線18は透過
することにより、この2つの波長帯域が分離される。し
かも、出射面側の反射防止膜は波長3〜5μmの範囲内
と8〜12μmの範囲内両方の帯域で反射防止特性を有
しているので、出射面側での赤外線の反射19は小さく
(すなわち、基板の表裏2つの面のあいだの反射を繰り
返す多重反射の小さい)ビームスプリッタとして良好な
特性をうることができる。
FIG. 7 shows an example of how to use this beam splitter. A multilayer film 14 that reflects infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm and transmits infrared rays in the wavelength range of 8 to 12 μm on the infrared ray incident surface side of the ZnS substrate 13 and wavelengths of 3 to 5 μm in the emission surface side. Within 5 μm and 8
The multilayer film 15 having the antireflection property is arranged in both bands within the range of ˜12 μm. Therefore, of the incident infrared rays 16, infrared rays 17 in the wavelength range of 3 to 5 μm
Is reflected and infrared rays 18 in the wavelength range of 8 to 12 μm are transmitted, whereby these two wavelength bands are separated. Moreover, since the antireflection film on the emission surface side has antireflection characteristics in both the wavelength range of 3 to 5 μm and the wavelength range of 8 to 12 μm, the infrared ray reflection 19 on the emission surface side is small ( That is, it is possible to obtain good characteristics as a beam splitter in which the reflection between the front and back surfaces of the substrate is small (multiple reflection is small).

【0040】また、本発明の別の赤外域用ビームスプリ
ッタは、平行平板であるZnSを基板として、基板の片
面に波長3.5〜5μmの範囲内の赤外線を透過し、か
つ波長8〜11μmの範囲内の赤外線を透過する多層膜
をコーティングし、他方の面に波長3〜5μmの範囲内
と8〜11μmの範囲内の両方の帯域に反射防止特性を
有する多層膜をコーティングすることを特徴とするもの
である。
Another beam splitter for the infrared region of the present invention uses ZnS, which is a parallel plate, as a substrate and transmits infrared rays in the wavelength range of 3.5 to 5 μm to one surface of the substrate and has a wavelength of 8 to 11 μm. Is coated with a multi-layered film that transmits infrared rays within the range, and the other surface is coated with a multi-layered film having antireflection properties in both the wavelength range of 3 to 5 μm and the wavelength range of 8 to 11 μm. It is what

【0041】図8は、本ビームスプリッタの使用法の一
例を示したものである。ZnS基板13の赤外線の入射
面側に波長3.5〜5μmの範囲内の赤外線を透過し、
かつ、波長8〜11μmの範囲内の赤外線を反射する多
層膜20を、また出射面側に波長3〜5μmの範囲内と
8〜12μmの範囲内の両方の帯域に反射防止特性を有
する多層膜21を配したものである。そのため、入射し
た赤外線16のうち波長8〜11μmの範囲内の赤外線
22は反射、波長3.5〜5μmの範囲内の赤外線23
は透過することにより、この2つの波長帯域が分離され
る。しかも、出射面側の反射防止膜は波長3〜5μmと
8〜12μmの両方の帯域で反射防止特性を有している
ので、出射面側での赤外線の反射24は小さく(すなわ
ち基板内の多重反射の小さい)ビームスプリッタとして
良好な特性をうることができる。
FIG. 8 shows an example of how to use this beam splitter. Infrared rays in the wavelength range of 3.5 to 5 μm are transmitted to the infrared ray incident surface side of the ZnS substrate 13.
In addition, the multilayer film 20 that reflects infrared rays in the wavelength range of 8 to 11 μm, and the multilayer film having the antireflection property in both the wavelength range of 3 to 5 μm and the wavelength range of 8 to 12 μm on the emitting surface side. 21 is arranged. Therefore, of the incident infrared rays 16, the infrared rays 22 within the wavelength range of 8 to 11 μm are reflected, and the infrared rays 23 within the wavelength range of 3.5 to 5 μm.
Are transmitted, the two wavelength bands are separated. Moreover, since the antireflection film on the emission surface side has antireflection characteristics in both the wavelength bands of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm, the reflection 24 of infrared rays on the emission surface side is small (that is, the multiple layers in the substrate). Good characteristics can be obtained as a beam splitter (with small reflection).

【0042】なお、ZnS基板にコーティングされるこ
れらの特性を有する光学膜は、すでに述べてきた本発明
の赤外域用光学膜が適用できることはいうまでもない。
It is needless to say that the infrared optical film of the present invention described above can be applied to the optical film having these characteristics coated on the ZnS substrate.

【0043】赤外域用の光学膜の形成法については、と
くに限定されないが、たとえば真空蒸着法、イオンプレ
ーティング法、スパッタリング法、CVD法などがあげ
られる。なかでも光学多層膜の形成を目的とした真空蒸
着法が膜厚のコントロールと膜厚の均一性の点から好ま
しい。以下、該方法および該方法を実施するばあいの真
空蒸着装置について説明する。
The method for forming the optical film for the infrared region is not particularly limited, and examples thereof include a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method and a CVD method. Among them, the vacuum vapor deposition method for forming an optical multilayer film is preferable from the viewpoint of film thickness control and film thickness uniformity. Hereinafter, the method and a vacuum vapor deposition apparatus for carrying out the method will be described.

【0044】図9は、その蒸着装置の一例の断面説明図
を示す。図9において、33は高真空をうるための真空
容器、25は蒸着すべき基板26を取り付けるための基
板取り付けドームで、蒸着中は膜の均一性を向上させる
ために回転される。27は蒸着物質を入れるるつぼで、
必要な材料と量をるつぼに入れたのち、るつぼ回転ステ
ージ28に配置する。るつぼ27はるつぼ回転ステージ
28によって、蒸着されるべき物質の入ったるつぼが電
子銃29から放出される電子ビームの当たる位置に移動
される。電子ビームによって加熱され、蒸発した物質は
基板26の表面に蒸着され、膜となる。この蒸着膜の厚
さは、真空容器33の上方に取り付けられた反射式光学
膜厚計30により、モニタ用ガラス基板31の膜厚を計
測することによって測定され、所望の厚さになったとき
シャッタ32が閉じる。以下、同様にして順次異なる層
の蒸着膜を所定の厚さだけ形成することによって、本発
明の赤外域用光学膜がえられる。
FIG. 9 is a sectional view showing an example of the vapor deposition apparatus. In FIG. 9, 33 is a vacuum container for obtaining a high vacuum, and 25 is a substrate mounting dome for mounting a substrate 26 to be deposited, which is rotated during the deposition to improve the uniformity of the film. 27 is a crucible for containing the vapor deposition material,
After placing the necessary materials and amounts in the crucible, they are placed on the crucible rotation stage 28. The crucible 27 is moved by the crucible rotating stage 28 to a position where the crucible containing the substance to be deposited hits the electron beam emitted from the electron gun 29. The substance heated and evaporated by the electron beam is deposited on the surface of the substrate 26 to form a film. The thickness of this vapor-deposited film is measured by measuring the film thickness of the monitor glass substrate 31 with a reflective optical film thickness meter 30 mounted above the vacuum container 33, and when the desired thickness is reached. The shutter 32 closes. In the same manner, the infrared optical film of the present invention can be obtained by sequentially forming vapor-deposited films of different layers with a predetermined thickness in the same manner.

【0045】なお、後述する各実施例における電子ビー
ム蒸着法は、前記方法により行ったが、蒸着物質の加熱
には電子ビーム法だけでなく、金属製のるつぼに電流を
流して加熱する抵抗加熱法をも用いることができる。ま
た、光学式膜厚計としても、反射式だけでなく、真空容
器の下部に光源を設けた透過式膜厚計をも用いることが
できる。
The electron beam evaporation method in each of the examples described later was carried out by the above-mentioned method. However, the heating of the evaporation material is not limited to the electron beam method, but resistance heating in which a current is applied to a metal crucible to heat it. The method can also be used. Also, as the optical film thickness meter, not only a reflection type film thickness meter but also a transmission type film thickness meter in which a light source is provided below a vacuum container can be used.

【0046】つぎに、具体的な実施例により、本発明の
赤外域用光学膜と光学素子について、さらに詳細に説明
する。
Next, the infrared optical film and optical element of the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

【0047】[実施例1〜7]直径30mmφ、厚さ1
mmの両面を研磨したGe製の基板を、蒸着装置の基板
取り付けドームに取り付け、真空度1×10-4torr
以下で、電子ビーム蒸着法によって基板から順に表1記
載の材料と光学膜厚を有する膜を積層して赤外域用反射
防止膜を形成した。なお、光学膜厚を決めるための屈折
率値は赤外線の波長7.5μm近傍での値を使うことと
した。
[Examples 1 to 7] Diameter 30 mmφ, thickness 1
The Ge substrate with both sides of mm being polished is attached to the substrate mounting dome of the vapor deposition apparatus, and the degree of vacuum is 1 × 10 −4 torr.
In the following, the materials shown in Table 1 and films having an optical film thickness were sequentially laminated from the substrate by an electron beam evaporation method to form an antireflection film for infrared region. As the refractive index value for determining the optical film thickness, a value near the infrared wavelength of 7.5 μm was used.

【0048】基板の反対の面についても同じ手順により
蒸着を行い、赤外域の反射防止膜を両面に形成したGe
基板をそれぞれえた。
Ge on the opposite surface of the substrate was vapor-deposited by the same procedure to form an infrared antireflection film on both surfaces.
I got each substrate.

【0049】えられた基板の透過率を、フーリエ変換赤
外分光光度計(日本電子(株)製JIR−7000)に
より測定した。その分光透過率曲線を図10〜16に示
す。
The transmittance of the obtained substrate was measured by a Fourier transform infrared spectrophotometer (JIR-7000 manufactured by JEOL Ltd.). The spectral transmittance curves are shown in FIGS.

【0050】[実施例8〜11]直径30mmφ、厚さ
1mmの両面を研磨したGe製の基板を、実施例1〜7
と同様の方法によって、基板の両面に表2記載の材料と
光学膜厚を有する膜を積層して赤外域用反射防止膜を形
成した。えられた基板の透過率を、実施例1〜7と同様
の方法により測定した。その分光透過率曲線を図17〜
20に示す。
[Embodiments 8 to 11] Ge substrates having a diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm, both surfaces of which were polished, were formed into Ge substrates.
By the same method as described in (1), the materials shown in Table 2 and films having an optical film thickness were laminated on both sides of the substrate to form an infrared antireflection film. The transmittance of the obtained substrate was measured by the same method as in Examples 1-7. The spectral transmittance curve is shown in FIG.
Shown in 20.

【0051】[実施例12〜19]直径30mmφ、厚
さ1mmの両面を研磨したZnS製の基板を、実施例1
〜7と同様の方法によって、基板の両面に表3記載の材
料と光学膜厚を有する膜を積層して赤外域用反射防止膜
を形成した。えられた基板の透過率を、実施例1〜7と
同様の方法により測定した。その分光透過率曲線を図2
1〜28に示す。
[Examples 12 to 19] A ZnS substrate having a diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm and having both sides polished was prepared as in Example 1.
In the same manner as in Nos. 7 to 7, the materials shown in Table 3 and films having optical thicknesses were laminated on both surfaces of the substrate to form an infrared antireflection film. The transmittance of the obtained substrate was measured by the same method as in Examples 1-7. Figure 2 shows the spectral transmittance curve.
1 to 28.

【0052】[実施例20〜23]直径30mmφ、厚
さ1mmの両面を研磨したZnS製の基板を、実施例1
〜7と同様の方法によって、基板の両面に表4記載の材
料と光学膜厚を有する膜を積層して赤外域用反射防止膜
を形成した。えられた基板の透過率を実施例1〜7と同
様の方法により測定した。その分光透過率曲線を図29
〜32に示す。
[Examples 20 to 23] A ZnS substrate having a diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm and having both sides polished was prepared as in Example 1.
In the same manner as in Nos. 7 to 7, the materials shown in Table 4 and films having optical thicknesses were laminated on both surfaces of the substrate to form an infrared antireflection film. The transmittance of the obtained substrate was measured by the same method as in Examples 1-7. The spectral transmittance curve is shown in FIG.
~ 32.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】図10〜32に示す透過率の測定結果か
ら、本発明の実施例のばあいには、所望する透過帯域に
おいて高い透過率がえられていることがわかる。
From the transmittance measurement results shown in FIGS. 10 to 32, it can be seen that in the case of the examples of the present invention, a high transmittance was obtained in the desired transmission band.

【0058】[実施例24〜30]直径50mmφ、厚
さ1mmの両面を研磨したZnS製の基板を、蒸着装置
の基板取り付けドームに取り付け、真空度1×10-4
orr以下で、電子ビーム蒸着法によって基板から順に
表5〜7記載の材料と光学膜厚を有する膜を積層してビ
ームスプリッタ用の光学膜を基板の片面に形成した。
[Examples 24 to 30] A ZnS substrate having a diameter of 50 mmφ and a thickness of 1 mm and having both sides polished was attached to a substrate mounting dome of a vapor deposition apparatus, and the degree of vacuum was 1 × 10 −4 t.
An optical film for a beam splitter was formed on one surface of the substrate by stacking materials having the optical thicknesses shown in Tables 5 to 7 in order from the substrate by an electron beam evaporation method at or or less.

【0059】えられた基板の分光透過率と分光反射率
を、フーリエ変換赤外分光光度計(日本電子(株)製J
IR−7000)と反射測定ホルダ(日本電子(株)製
IR−RSC100)により測定した。その分光透過率
曲線および分光反射率曲線を図33〜39に示す。
The spectral transmittance and spectral reflectance of the obtained substrate were measured by Fourier transform infrared spectrophotometer (J
IR-7000) and a reflection measurement holder (IR-RSC100 manufactured by JEOL Ltd.). The spectral transmittance curve and the spectral reflectance curve are shown in FIGS.

【0060】[実施例31〜37]直径50mmφ、厚
さ1mmの両面を研磨したZnS製の基板を、実施例2
4〜30と同様の方法によって、表8〜11記載の材料
と光学膜厚を有する膜を積層してビームスプリッタ用の
光学膜を形成した。えられた基板の分光透過率と分光反
射率を、実施例24〜30と同様の方法により測定し
た。その分光透過率曲線および分光反射率曲線を図40
〜47に示す。
[Examples 31 to 37] A ZnS substrate having a diameter of 50 mm and a thickness of 1 mm and having both sides polished was prepared as in Example 2.
In the same manner as in 4 to 30, the materials shown in Tables 8 to 11 and films having optical thicknesses were laminated to form an optical film for a beam splitter. The spectral transmittance and spectral reflectance of the obtained substrate were measured by the same method as in Examples 24-30. The spectral transmittance curve and the spectral reflectance curve are shown in FIG.
~ 47.

【0061】[0061]

【表5】 [Table 5]

【0062】[0062]

【表6】 [Table 6]

【0063】[0063]

【表7】 [Table 7]

【0064】[0064]

【表8】 [Table 8]

【0065】[0065]

【表9】 [Table 9]

【0066】[0066]

【表10】 [Table 10]

【0067】[0067]

【表11】 [Table 11]

【0068】図33〜39に示す透過率と反射率の測定
結果から、本発明の実施例のばあいには、波長3〜5μ
mの範囲内で高い反射率を有し、かつ、波長8〜12μ
mの範囲内で高い透過率を有するビームスプリッタ用の
光学膜がえられていることがわかる。
From the measurement results of the transmittance and the reflectance shown in FIGS. 33 to 39, in the case of the embodiment of the present invention, the wavelength is 3 to 5 μm.
Has a high reflectance within the range of m and has a wavelength of 8 to 12 μm.
It can be seen that an optical film for a beam splitter having a high transmittance within the range of m is obtained.

【0069】また、図40〜47に示す透過率と反射率
の測定結果から、本発明の実施例のばあいには、波長
3.5〜5μmの範囲内で高い透過率を有し、かつ、波
長8〜11μmの範囲内で高い反射率を有するビームス
プリッタ用の光学膜がえられていることがわかる。
From the measurement results of the transmittance and the reflectance shown in FIGS. 40 to 47, in the case of the embodiment of the present invention, the transmittance is high in the wavelength range of 3.5 to 5 μm, and It can be seen that an optical film for a beam splitter having a high reflectance in the wavelength range of 8 to 11 μm is obtained.

【0070】[実施例39]直径50mmφ、厚さ1m
mの両面を研磨したZnS製の基板に対し、基板の片面
には実施例12にしたがった反射防止膜、他の面には実
施例24にしたがった光学膜を形成し、波長3〜5μm
の範囲内の赤外線を反射し、かつ、波長8〜12μmの
範囲内の赤外線を透過することにより2つの波長帯域を
分離するビームスプリッタを作製した。
[Example 39] Diameter 50 mmφ, thickness 1 m
For a substrate made of ZnS whose both sides of m were polished, an antireflection film according to Example 12 was formed on one side of the substrate, and an optical film according to Example 24 was formed on the other side, and the wavelength was 3 to 5 μm.
A beam splitter for separating two wavelength bands by reflecting infrared rays within the range of 8 and transmitting infrared rays within the range of wavelength 8 to 12 μm was manufactured.

【0071】作製したビームスプリッタの入射角45°
の透過率と反射率を、フーリエ変換赤外分光光度計(日
本電子(株)製JIR−7000)と角度可変型反射測
定ホルダ(IR−RSC110)により測定した。入射
角を45°としたのは、反射光を透過光に対し90°の
方向変換を行うことにより赤外線の分離を試みたためで
ある。測定結果を図48に示す。
Incident angle of the produced beam splitter is 45 °
Were measured with a Fourier transform infrared spectrophotometer (JIR-7000 manufactured by JEOL Ltd.) and an angle variable reflection measurement holder (IR-RSC110). The incident angle is set to 45 ° because infrared rays are tried to be separated by changing the direction of reflected light by 90 ° with respect to transmitted light. The measurement result is shown in FIG.

【0072】[実施例40]直径50mmφ、厚さ1m
mの両面を研磨したZnS製の基板に対し、基板の片面
には実施例13にしたがった反射防止膜、他の面には実
施例31にしたがった光学膜を形成し、波長3.5〜5
μmの範囲内の赤外線を透過し、かつ、波長8〜11μ
mの範囲内の赤外線を反射することにより2つの波長帯
域を分離するビームスプリッタを作製した。
[Embodiment 40] Diameter 50 mmφ, thickness 1 m
For a ZnS substrate whose both sides of m were polished, an antireflection film according to Example 13 was formed on one side of the substrate, and an optical film according to Example 31 was formed on the other side of the substrate. 5
Infrared rays in the range of μm are transmitted, and the wavelength is 8 to 11 μm.
A beam splitter that separates two wavelength bands by reflecting infrared rays within the range of m was manufactured.

【0073】作製したビームスプリッタの入射角45度
の透過率と反射率を、実施例39と同様の方法により測
定した。測定結果を図49に示す。
The transmittance and reflectance of the produced beam splitter at an incident angle of 45 degrees were measured by the same method as in Example 39. The measurement result is shown in FIG.

【0074】図48に示す透過率と反射率の測定結果か
ら、本発明の実施例のばあいには、入射角45°の入射
赤外線の波長3〜5μmの範囲を反射、波長8〜12μ
mの範囲を透過し、反射光は透過光に対し90°方向と
なるビームスプリッタがえられていることがわかる。
From the transmittance and reflectance measurement results shown in FIG. 48, in the case of the example of the present invention, the incident infrared ray having an incident angle of 45 ° was reflected in the wavelength range of 3 to 5 μm, and the wavelength was 8 to 12 μm.
It can be seen that a beam splitter that transmits the range of m and the reflected light has a 90 ° direction with respect to the transmitted light is obtained.

【0075】また、図49に示す透過率と反射率の測定
結果から、本発明の実施例のばあいには、入射角45°
の入射赤外線の波長3.5〜5μmの範囲を透過、波長
8〜11μmの範囲を反射し、反射光は透過光に対し9
0°方向となるビームスプリッタがえられていることが
わかる。
Further, from the measurement results of the transmittance and the reflectance shown in FIG. 49, in the case of the embodiment of the present invention, the incident angle is 45 °.
Of the incident infrared ray of 3.5 to 5 μm is transmitted, and the wavelength of 8 to 11 μm is reflected.
It can be seen that the beam splitter is oriented at 0 °.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明の赤外域用光学多層膜によれば、
ZnSを基板として、基板から順にGeとZnSを交互
に17層以上73層以下奇数回積層し、その上にさらに
金属酸化物層を積層することによって、波長範囲3〜5
μmの赤外線を反射し、かつ波長範囲8〜12μmの赤
外線を透過する特徴を有する赤外域用光学多層膜がえら
れる効果がある。
According to the optical multilayer film for infrared region of the present invention,
Using ZnS as a substrate, Ge and ZnS are alternately laminated from the substrate in an odd number of times from 17 layers to 73 layers an odd number of times, and a metal oxide layer is further laminated thereon to provide a wavelength range of 3 to 5
There is an effect that an optical multilayer film for infrared region having a characteristic of reflecting infrared rays of μm and transmitting infrared rays of a wavelength range of 8 to 12 μm can be obtained.

【0077】また、本発明の別の赤外域用光学多層膜に
よれば、ZnSを基板として、基板からの第1層目にT
iO2またはZrO2を積層し、その上に順にZnSとG
eを交互に7層以上51層以下奇数回積層し、さらにそ
の上に最外層として金属フッ化物を積層することによっ
て波長範囲3.5〜5μmの赤外線を透過し、かつ波長
範囲8〜11μmの赤外線を反射する特徴を有する赤外
域用光学多層膜がえられる効果がある。
According to another infrared optical multilayer film of the present invention, ZnS is used as the substrate, and T is used as the first layer from the substrate.
io 2 or ZrO 2 is laminated, and ZnS and G
e is alternately laminated 7 times or more and 51 layers or less an odd number of times, and by further laminating a metal fluoride as the outermost layer thereon, infrared rays in the wavelength range of 3.5 to 5 μm are transmitted, and the wavelength range of 8 to 11 μm is transmitted. There is an effect that an infrared multi-layer film having a characteristic of reflecting infrared rays can be obtained.

【0078】また、本発明の波長範囲3〜5μmの赤外
線を反射し、かつ、波長範囲8〜12μmの赤外線を透
過する赤外域用光学多層膜において、前記金属酸化物が
23、Sc23、HfO2、TiO2またはZrO2
うちの1つから選ばれるばあい、波長範囲8〜12μm
の赤外線の透過特性が良好なものがえられる効果があ
る。
In the infrared optical multilayer film of the present invention which reflects infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm and transmits infrared rays in the wavelength range of 8 to 12 μm, the metal oxides are Y 2 O 3 and Sc. If selected from one of 2 O 3 , HfO 2 , TiO 2 or ZrO 2 , wavelength range 8-12 μm
There is an effect that a good infrared transmission property of can be obtained.

【0079】また、本発明の波長範囲3.5〜5μmの
赤外線を透過し、かつ、波長範囲8〜11μmの赤外線
を反射する赤外域用光学多層膜において、前記金属フッ
化物がYF3、CeF3、CaF2またはクライオライト
のうちの1つから選ばれるばあい、波長範囲3.5〜5
μmの赤外線の透過特性が良好なものがえられる効果が
ある。
In the infrared optical multilayer film of the present invention which transmits infrared rays in the wavelength range of 3.5 to 5 μm and reflects infrared rays in the wavelength range of 8 to 11 μm, the metal fluoride is YF 3 or CeF. 3 , one of CaF 2 or cryolite, wavelength range 3.5-5
This has the effect of obtaining a good transmission characteristic of infrared rays of μm.

【0080】また、本発明の波長範囲3〜5μmの赤外
線を反射し、かつ、波長範囲8〜12μmの赤外線を透
過する赤外域用光学多層膜において、基板からの第1層
目のGeの光学膜厚が0.56μm、第2層目からのZ
nSとGeの交互層は7層以上35層以下奇数回積層
し、その光学膜厚はすべて1.13μm、その上のGe
層の光学膜厚は1.00μm、その上からのZnSとG
eの交互層は7層以上35層以下奇数回積層し、その光
学膜はすべて0.88μm、その上のGe層の光学膜層
は0.44μm、さらにその上の金属酸化物層の光学膜
厚は2.69μmとしたばあい、波長範囲3.5〜5μ
mの反射特性と波長範囲8〜12μmの透過特性が良好
なものがえられる効果がある。
In the infrared optical multilayer film of the present invention which reflects infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm and transmits infrared rays in the wavelength range of 8 to 12 μm, the first layer of Ge optical from the substrate is used. The film thickness is 0.56 μm, Z from the second layer
The alternating layers of nS and Ge are laminated 7 times or more and 35 layers or less an odd number of times, and the optical film thicknesses thereof are all 1.13 μm, and the Ge layer on top
The optical thickness of the layer is 1.00 μm, ZnS and G
The alternating layers of e are laminated 7 times or more and 35 layers or less an odd number of times, all of the optical films are 0.88 μm, the optical film of the Ge layer is 0.44 μm, and the optical film of the metal oxide layer is further thereon. If the thickness is 2.69 μm, the wavelength range is 3.5 to 5 μm.
There is an effect that good reflection characteristics of m and transmission characteristics of wavelength range 8 to 12 μm can be obtained.

【0081】また、本発明の赤外線の波長範囲3.5〜
5μmの赤外線を透過し、かつ、波長範囲8〜11μm
の赤外線を反射する赤外域用光学多層膜において、基板
からの第1層目のTiO2またはZrO2の光学膜厚が
1.00μm、第2層目のZnS層の光学膜厚は1.1
5μm、第3層目からのGeとZnSの交互層は5層以
上49層以下奇数回積層しその光学膜厚はすべて2.3
0μm、その上のZnS層の光学膜厚は1.15μm、
さらにその上の金属フッ化物層の光学膜厚は0.59μ
mとしたばあい、波長範囲3.5〜5μmの透過特性と
波長範囲8〜11μmの反射特性が良好なものがえられ
る効果がある。
The infrared wavelength range of the present invention is from 3.5 to
Transmits infrared rays of 5 μm and has a wavelength range of 8 to 11 μm
In the infrared optical multilayer film reflecting infrared rays, the optical thickness of the first layer of TiO 2 or ZrO 2 from the substrate is 1.00 μm, and the optical thickness of the second ZnS layer is 1.1.
The alternating layers of Ge and ZnS from the third layer of 5 μm are laminated 5 times or more and 49 layers or less an odd number of times, and their optical film thicknesses are all 2.3.
0 μm, the optical thickness of the ZnS layer thereon is 1.15 μm,
Further, the optical film thickness of the metal fluoride layer thereon is 0.59μ.
When m is set, there is an effect that excellent transmission characteristics in the wavelength range of 3.5 to 5 μm and reflection characteristics in the wavelength range of 8 to 11 μm can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の赤外域用反射防止膜の実施例の構造
を示す断面説明図である。
FIG. 1 is a sectional explanatory view showing a structure of an embodiment of an infrared antireflection film of the present invention.

【図2】 本発明の赤外域用反射防止膜の別の実施例の
構造を示す断面説明図である。
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing the structure of another embodiment of the infrared antireflection film of the present invention.

【図3】 本発明の赤外域用反射防止膜の別の実施例の
構造を示す断面説明図である。
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view showing the structure of another embodiment of the infrared antireflection film of the present invention.

【図4】 本発明の赤外域用反射防止膜の別の実施例の
構造を示す断面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing the structure of another embodiment of the infrared antireflection film of the present invention.

【図5】 本発明のビームスプリッタ用光学膜の一実施
例の構造を示す断面説明図である。
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing the structure of an example of the optical film for a beam splitter of the present invention.

【図6】 本発明のビームスプリッタ用光学膜の他の実
施例の構造を示す断面説明図である。
FIG. 6 is a sectional explanatory view showing the structure of another embodiment of the optical film for a beam splitter of the present invention.

【図7】 本発明のビームスプリッタを説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a beam splitter of the present invention.

【図8】 本発明の他のビームスプリッタを説明する図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating another beam splitter of the present invention.

【図9】 本発明の赤外域用光学膜の製造に用いられる
蒸着装置の一例の断面説明図である。
FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of an example of a vapor deposition apparatus used for manufacturing the infrared optical film of the present invention.

【図10】 本発明の実施例1でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 1 of the present invention.

【図11】 本発明の実施例2でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 2 of the present invention.

【図12】 本発明の実施例3でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 12 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 3 of the present invention.

【図13】 本発明の実施例4でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 4 of the present invention.

【図14】 本発明の実施例5でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 5 of the present invention.

【図15】 本発明の実施例6でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 6 of the present invention.

【図16】 本発明の実施例7でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 7 of the present invention.

【図17】 本発明の実施例8でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an antireflection film for infrared region obtained in Example 8 of the present invention.

【図18】 本発明の実施例9でえられた赤外域用反射
防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図で
ある。
FIG. 18 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 9 of the present invention.

【図19】 本発明の実施例10でえられた赤外域用反
射防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図
である。
FIG. 19 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 10 of the present invention.

【図20】 本発明の実施例11でえられた赤外域用反
射防止膜を有するGe基板の赤外線分光透過率を示す図
である。
FIG. 20 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a Ge substrate having an antireflection film for infrared region obtained in Example 11 of the present invention.

【図21】 本発明の実施例12でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 12 of the present invention.

【図22】 本発明の実施例13でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 22 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 13 of the present invention.

【図23】 本発明の実施例14でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 23 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 14 of the present invention.

【図24】 本発明の実施例15でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 15 of the present invention.

【図25】 本発明の実施例16でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 25 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 16 of the present invention.

【図26】 本発明の実施例17でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 26 is a diagram showing infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 17 of the present invention.

【図27】 本発明の実施例18でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 27 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 18 of the present invention.

【図28】 本発明の実施例19でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 28 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 19 of the present invention.

【図29】 本発明の実施例20でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 29 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 20 of the present invention.

【図30】 本発明の実施例21でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 30 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 21 of the present invention.

【図31】 本発明の実施例22でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 31 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 22 of the present invention.

【図32】 本発明の実施例23でえられた赤外域用反
射防止膜を有するZnS基板の赤外線分光透過率を示す
図である。
FIG. 32 is a diagram showing an infrared spectral transmittance of a ZnS substrate having an infrared antireflection film obtained in Example 23 of the present invention.

【図33】 本発明の実施例24でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 33 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 24 of the present invention.

【図34】 本発明の実施例25でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having an optical film for a beam splitter obtained in Example 25 of the present invention.

【図35】 本発明の実施例26でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having the beam splitter optical film obtained in Example 26 of the present invention.

【図36】 本発明の実施例27でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having an optical film for a beam splitter obtained in Example 27 of the present invention.

【図37】 本発明の実施例28でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 28 of the present invention.

【図38】 本発明の実施例29でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 38 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having the beam splitter optical film obtained in Example 29 of the present invention.

【図39】 本発明の実施例30でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 39 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 30 of the present invention.

【図40】 本発明の実施例31でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 31 of the present invention.

【図41】 本発明の実施例32でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 41 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 32 of the present invention.

【図42】 本発明の実施例33でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 42 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having an optical film for a beam splitter obtained in Example 33 of the present invention.

【図43】 本発明の実施例34でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 43 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having an optical film for a beam splitter obtained in Example 34 of the present invention.

【図44】 本発明の実施例35でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 44 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 35 of the present invention.

【図45】 本発明の実施例36でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 45 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 36 of the present invention.

【図46】 本発明の実施例37でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 46 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance of a ZnS substrate having an optical film for a beam splitter obtained in Example 37 of the present invention.

【図47】 本発明の実施例38でえられたビームスプ
リッタ用光学膜を有するZnS基板の赤外線分光反射率
および分光透過率を示す図である。
FIG. 47 is a diagram showing an infrared spectral reflectance and a spectral transmittance of a ZnS substrate having a beam splitter optical film obtained in Example 38 of the present invention.

【図48】 本発明の実施例39でえられたZnSを基
板とするビームスプリッタの入射角45°の赤外線分光
反射率および分光透過率を示す図である。
FIG. 48 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance at an incident angle of 45 ° of a beam splitter using ZnS as a substrate obtained in Example 39 of the present invention.

【図49】 本発明の実施例40でえられたZnSを基
板とするビームスプリッタの入射角45°の赤外線分光
反射率および分光透過率を示す図である。
FIG. 49 is a diagram showing infrared spectral reflectance and spectral transmittance at an incident angle of 45 ° of a beam splitter using ZnS as a substrate obtained in Example 40 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Ge基板、2 ZnS層、3 SiまたはGe層、
4 金属酸化物層、5 金属フッ化物層、6 ZnS基
板、7 Si層、8 ZnSe層、9 ZnSまたはT
iO2層、10 Y23またはSc23層、11 Ge
層、12 TiO2またはZrO2層、13 ZnS基
板、14 3〜5μm反射および8〜12μm透過の光
学膜、15 3〜5μmおよび8〜12μmの反射防止
膜、16 入射赤外線、17 基板の入射面で反射した
3〜5μm赤外線、18 透過した8〜12μm赤外
線、19 基板の出射面で反射した赤外線、20 3.
5〜5μm透過および8〜11μm反射の光学膜、21
3.5〜5μmおよび8〜11μmの反射防止膜、2
2 基板の入射面で反射した8〜11μmの赤外線、2
3 透過した3.5〜5μm赤外線、24 基板の出射
面で反射した赤外線、25 基板取り付けドーム、26
基板、27 るつぼ、28 回転ステージ、29 電
子銃、30 反射式光学膜厚計、31 モニタ用ガラス
基板、32 シャッタ、33 真空容器。
1 Ge substrate, 2 ZnS layer, 3 Si or Ge layer,
4 metal oxide layer, 5 metal fluoride layer, 6 ZnS substrate, 7 Si layer, 8 ZnSe layer, 9 ZnS or T
iO 2 layer, 10 Y 2 O 3 or Sc 2 O 3 layer, 11 Ge
Layer, 12 TiO 2 or ZrO 2 layer, 13 ZnS substrate, 14 3-5 μm reflective and 8-12 μm transmissive optical film, 15 3-5 μm and 8-12 μm anti-reflective film, 16 incident infrared light, 17 incident surface of substrate 3 to 5 μm infrared light reflected at 18; 8 to 12 μm infrared light transmitted at 18; 19 infrared light reflected at the exit surface of the substrate;
Optical film having transmission of 5 to 5 μm and reflection of 8 to 11 μm, 21
Antireflection film of 3.5 to 5 μm and 8 to 11 μm, 2
2 Infrared rays of 8 to 11 μm reflected by the incident surface of the substrate, 2
3 Transmitted 3.5 to 5 μm infrared rays, 24 Infrared rays reflected from the exit surface of the substrate, 25 Substrate mounting dome, 26
Substrate, 27 crucible, 28 rotary stage, 29 electron gun, 30 reflective optical film thickness meter, 31 monitor glass substrate, 32 shutter, 33 vacuum container.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 FA05 FA12 FA16 FA24 GA04 GA09 GA12 GA33 GA43 2K009 AA02 BB01 CC03 CC06 CC14   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H048 FA05 FA12 FA16 FA24 GA04                       GA09 GA12 GA33 GA43                 2K009 AA02 BB01 CC03 CC06 CC14

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ZnSからなる基板上に形成される赤外
域用光学膜において、前記基板から順にGeとZnSを
交互に17層以上73層以下奇数回積層し、その上に最
外層としてY23、Sc23、HfO2、TiO2または
ZrO2から選ばれる金属酸化物層を積層することによ
って、波長3〜5μmの範囲内の赤外線を反射し、かつ
波長8〜12μmの範囲内の赤外線を透過することを特
徴とする赤外域用光学多層膜。
1. An infrared optical film formed on a substrate made of ZnS, wherein Ge and ZnS are alternately laminated 17 times or more and 73 times or less in an odd number in order from the substrate, and Y 2 as an outermost layer is formed thereon. By laminating a metal oxide layer selected from O 3 , Sc 2 O 3 , HfO 2 , TiO 2 or ZrO 2 , infrared rays in the wavelength range of 3 to 5 μm are reflected, and in the wavelength range of 8 to 12 μm. An optical multi-layer film for infrared region, which is characterized by transmitting infrared rays.
【請求項2】 ZnSからなる基板上に形成される赤外
域用光学膜において、前記基板からの第1層目にTiO
2またはZrO2を積層し、その上に順にZnSとGeを
交互に7層以上51層以下奇数回積層し、さらにその上
に最外層としてYF3、CeF3、CaF2またはクライ
オライト(Na3AlF6)から選ばれる金属フッ化物を
積層することによって、波長3.5〜5μmの範囲内の
赤外線を透過し、かつ波長8〜11μmの範囲内の赤外
線を反射することを特徴とする赤外域用光学多層膜。
2. In an infrared optical film formed on a substrate made of ZnS, TiO is used as a first layer from the substrate.
2 or ZrO 2 is laminated, and ZnS and Ge are alternately laminated thereon in an odd number of times of 7 or more and 51 or less, and YF 3 , CeF 3 , CaF 2 or cryolite (Na 3) is further laminated thereon as an outermost layer. By laminating a metal fluoride selected from AlF 6 ), infrared rays in the wavelength range of 3.5 to 5 μm are transmitted and infrared rays in the wavelength range of 8 to 11 μm are reflected. Optical multilayer film for use.
【請求項3】 前記基板からの第1層目のGeの光学膜
厚が0.56μm、第2層目からのZnSとGeの交互
層は7層以上35層以下奇数回積層し、その光学膜厚は
すべて1.13μm、その上のGe層の光学膜厚は1.
00μm、その上からのZnSとGeの交互層は7層以
上35層以下奇数回積層し、その光学膜厚はすべて0.
88μm、その上のGe層の光学膜厚は0.44μm、
さらにその上の金属酸化物層の光学膜厚は2.69μm
である請求項1記載の赤外域用光学多層膜。
3. The optical thickness of Ge of the first layer from the substrate is 0.56 μm, and the alternating layers of ZnS and Ge from the second layer are laminated 7 times to 35 layers an odd number of times. The film thicknesses are all 1.13 μm, and the optical film thickness of the Ge layer thereon is 1.
Alternating layers of ZnS and Ge from the upper layer of 0.
88 μm, the optical thickness of the Ge layer thereon is 0.44 μm,
Further, the optical film thickness of the metal oxide layer thereon is 2.69 μm.
The optical multilayer film for infrared region according to claim 1.
【請求項4】 前記基板からの第1層目のTiO2また
はZrO2の光学膜厚が1.00μm、第2層目のZn
S層の光学膜厚は1.15μm、第3層目からのGeと
ZnSの交互層は5層以上49層以下奇数回積層し、そ
の光学膜厚はすべて2.30μm、その上のZnS層の
光学膜厚は1.15μm、さらにその上の金属フッ化物
層の光学膜厚は0.59μmである請求項2記載の赤外
域用光学多層膜。
4. An optical film thickness of TiO 2 or ZrO 2 of the first layer from the substrate is 1.00 μm, and Zn of the second layer is Zn.
The optical thickness of the S layer is 1.15 μm, the alternating layers of Ge and ZnS from the third layer are laminated 5 times or more and 49 layers or less an odd number of times, and the optical thicknesses of all are 2.30 μm, and the ZnS layer thereabove. The optical multilayer film for infrared region according to claim 2, wherein the optical film thickness is 1.15 μm, and the optical film thickness of the metal fluoride layer thereon is 0.59 μm.
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