JP2003177205A - 赤外域用反射防止膜 - Google Patents

赤外域用反射防止膜

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JP2003177205A JP2002345148A JP2002345148A JP2003177205A JP 2003177205 A JP2003177205 A JP 2003177205A JP 2002345148 A JP2002345148 A JP 2002345148A JP 2002345148 A JP2002345148 A JP 2002345148A JP 2003177205 A JP2003177205 A JP 2003177205A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線の波長3〜5μmと8〜12μmの両
方の帯域に反射防止特性を有する反射防止膜を得る。 【構成】 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層目がSiまたは
Ge、第2層目がZnS、第3層目がSiまたはGe、
第4層目がZnS、第5層目がY23、Sc23、Hf
2、TiO2またはZrO2から選ばれる金属酸化物、
第6層目が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である
ことにより、波長3〜5μmと8〜12μmの両方の帯
域に反射防止特性を有する反射防止膜を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、赤外域での光学膜に関
するものである。 【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。 【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。 【0004】 【特許文献1】特開平6−313802号公報 【0005】 【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。 【0006】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。 【0007】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。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の赤外域用反射防
止膜は、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層目がSiまたはG
e、第2層目がZnS、第3層目がSiまたはGe、第
4層目がZnS、第5層目がY23、Sc23、HfO
2、TiO2またはZrO2から選ばれる金属酸化物、第
6層目が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であるこ
とを特徴とするものである。 【0009】 【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。 【0010】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。 【0011】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。 【0012】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。 【0013】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。 【0014】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。 【0015】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。 【0016】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。 【0017】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。 【0018】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。 【0019】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。 【0020】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。 【0021】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。 【0022】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。 【0023】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。 【0024】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。 【0025】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。 【0026】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。 【0027】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。 【0028】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。 【0029】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。 【0030】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。 【0031】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。 【0032】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。 【0033】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。 【0034】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。 【0035】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。 【0036】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。 【0037】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。 【0038】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。 【0039】[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。 【0040】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。 【0041】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。 【0042】[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。 【0043】[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。 【0044】[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。 【0045】 【表1】【0046】 【表2】 【0047】 【表3】【0048】 【表4】 【0049】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。 【0050】[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。 【0051】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。 【0052】[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。 【0053】 【表5】【0054】 【表6】 【0055】 【表7】 【0056】 【表8】【0057】 【表9】 【0058】 【表10】 【0059】 【表11】 【0060】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。 【0061】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。 【0062】[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。 【0063】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。 【0064】[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。 【0065】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。 【0066】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。 【0067】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。 【0068】 【発明の効果】また、本発明による反射防止膜によれ
ば、基板をZnSとして、基板からの第1層目がSiま
たはGe、第2層目がZnS、第3層目がSiまたはG
e、第4層目がZnS、第5層目がY23、Sc23
HfO2、TiO2またはZrO2から選ばれる金属酸化
物、第6層目が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で
あるように形成したので、波長範囲3〜5μmと8〜1
2μmの両方の帯域で反射防止効果のある赤外域用反射
防止膜がえられる効果がある。
【図面の簡単な説明】 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【図7】 本発明のビームスプリッタを説明する図であ
る。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【符号の説明】 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、 0 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、22
基板の入射面で反射した8〜11μmの赤外線、23
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。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【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、前記基板からの第1層目がSiま
    たはGe、第2層目がZnS、第3層目がSiまたはG
    e、第4層目がZnS、第5層目がY23、Sc23
    HfO2、TiO2またはZrO2から選ばれる金属酸化
    物、第6層目が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で
    あることを特徴とする赤外域用反射防止膜。
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