【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は多層膜光学素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信用多層膜光学素子は光学部品として従来広く使用されている。この光通信用多層膜光学素子は基板上に多層薄膜を成膜して形成されるのが一般的であった。
【０００３】
しかし、基板上に形成された光通信用多層膜光学素子には以下のような問題があった。
【０００４】
（１）基板に入射する光スペクトルの角度によって光路ずれが生じる。
【０００５】
（２）薄膜と基板との膨張係数の違いによって基板に反りが生じる。
【０００６】
（３）基板によって光損失が生じる。
【０００７】
これらの問題を除去するために、基板上から光通信用多層膜を剥離することが行われている。
【０００８】
基板上の光通信用多層膜を剥離する方法としては、エッチングによって光通信用多層膜を剥離したり、溶媒液中に沈めて光通信用多層膜を剥離したりする方法が知られている。
【０００９】
【特許文献】
特開平３−１９６００１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記エッチング等によって光通信用多層膜を剥離する方法では、光通信用多層膜の剥離が完了するまでに長時間（１０時間以上）が必要である。
【００１１】
長時間に亘ってエッチング液等に漬かった場合、光通信用多層膜は外周部から次第に剥がれていくため、外周部がそれ以外の部分に較べ損傷を受け易い。
【００１２】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は光通信用多層膜を短時間で基板から分離することができる多層膜光学素子の製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、多層膜が成膜された導電性基板を電気分解で溶解し、前記導電性基板から前記多層膜を分離させる工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１はこの発明の第１実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応前の状態を示す図である。
【００１６】
電極部３０，３１は電解液であるＮａＯＨ水溶液１０が入れられた槽２０内に所定の間隔をおいて配置されている。
【００１７】
電極部３０，３１は端子となる部分３０ａ，３１ａを除いてＮａＯＨ水溶液１０に浸漬されている。
【００１８】
したがって、電極部３０と電極部３１とはＮａＯＨ水溶液１０を介して導通可能な状態になっている。
【００１９】
電極部３０，３１には図１に示すように直流電源４０が接続される。
【００２０】
直流電源４０の正極には例えばＣｕ（銅）で形成された導電性基板からなる電極部（陽極）３０が接続される。電極部３０の一方の面には多層膜５０が形成されている。
【００２１】
多層膜５０は酸化ケイ素（ＳｉＯ２ ）（黒く塗りつぶした部分）と五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）（白抜きの部分）とを積層して形成されている。多層膜５０の表面には屈折率が低い酸化ケイ素が露出している（図１参照）。
【００２２】
多層膜５０は周知のスパッタ法やイオンビームアシスト法を用いて、表面が非常に平滑に研磨されている導電性基板上に高屈折率物質と低屈折率物質とを交互に成膜することによって形成される。膜厚を所定の厚さとすることによって所望の光学特性を有する多層膜５０が得られる。光通信用の多層膜は高屈折率物質として上述した五酸化ニオブの他に五酸化タンタル、酸化チタンが使用される。また、低屈折率物質として上述した酸化ケイ素が使用される。
【００２３】
直流電源４０の負極には鉄板等で形成された電極部（陰極）３１が接続される。
【００２４】
図２はこの発明の第１実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応後の状態を示す図である。
【００２５】
多層膜５０を電極部３０から剥離するとき、各電極部３０，３１に対して直流電源４０から所定の直流電圧（この実施形態では約５Ｖ）を印加する。
【００２６】
陽イオンが電極部３１（陰極）に向かって移動し、陰イオンが電極部３０（陽極）に向かって移動し、各電極部３０，３１間にＮａＯＨ水溶液１０を介して電流が流れる。
【００２７】
この際、電極部３０において酸化反応が生じ、電極部３１に還元反応が生じる。
【００２８】
電極部３０の銅は酸化されてＣｕ２＋（式（１）参照）となり、ＮａＯＨ水溶液１０に溶解する。
【００２９】
Ｃｕ → Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− 式（１）
Ｃｕ２＋は電極部３１で還元されてＣｕ（式（２）参照）となり、電極部３１の表面に付着する。
【００３０】
Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− → Ｃｕ 式（２）
なお、電極部３０が銅板のとき、ＮａＯＨ水溶液１０中のＣｕ２＋の濃度は変わらない。
【００３１】
このように、電極部３０において、ＮａＯＨ水溶液１０に浸漬している部分の導電性基板がＮａＯＨ水溶液１０中で溶解することによって電極部３０の一方の面に形成された多層膜５０が導電性基板から分離される。
【００３２】
上記電気分解によって多層膜の分離が完了するまでの時間は従来の１／２程度である。
【００３３】
この実施形態によれば、多層膜の分離を短時間で行うことができる。また、短時間で多層膜を剥離できるため、多層膜の外周部の損傷を防止することができる。
【００３４】
次に、この発明の第２実施形態に係る多層膜光学素子の製造方法を説明する。
【００３５】
図３はこの発明の第２実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応前の状態を示す図である。なお、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
この実施形態は電極部（導電性基板）１３０をガラス基板１６０によって支持するようにした。第１実施形態との相違点は多層膜を基板から分離する工程と導電性基板の構造だけであるので、その相違点だけを説明する。
【００３７】
研磨されて平滑化されたガラス基板１６０の表面には電極部（陽極）１３０となるＡｌ（アルミニウム）の多層膜が蒸着によって形成されている。
【００３８】
電極部１３０の表面には多層膜５０が形成されている。
【００３９】
電極部（導電性基板）１３０，３１は電解液であるＮａＯＨ水溶液１０が入れられた槽２０内に所定の間隔をおいて配置されている。
【００４０】
電極部１３０，３１は端子となる部分１３０ａ，３１ａを除いてＮａＯＨ水溶液１０に浸漬されている。
【００４１】
したがって、電極部１３０と電極部３１とはＮａＯＨ水溶液１０を介して導通可能な状態になっている。
【００４２】
電極部１３０，３１には図３に示すように直流電源４０が接続される。
【００４３】
直流電源４０の正極にはＡｌの薄膜で形成された電極部（陽極）１３０が接続される。電極部１３０の表面には多層膜５０が形成されている。
【００４４】
なお、直流電源４０の負極には第１実施形態と同様に鉄板等で形成された電極部（陰極）３１が接続される。
【００４５】
図４はこの発明の第２実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応後の状態を示す図である。
【００４６】
多層膜５０を電極部１３０から分離するとき、各電極部１３０，３１に対して直流電源４０から所定の直流電圧（この実施形態では約５Ｖ）を印加する。
【００４７】
陽イオンが電極部３１（陰極）に向かって移動し、陰イオンが電極部１３０（陽極）に向かって移動し、各電極部１３０，３１間にＮａＯＨ水溶液１０を介して電流が流れる。
【００４８】
この際、電極部１３０において酸化反応が生じ、電極部３１に還元反応が生じる。
【００４９】
電極部１３０のＡｌは酸化されてＡｌ３＋（式（３）参照）となり、ＮａＯＨ水溶液１０に溶解する。
【００５０】
Ａｌ → Ａｌ３＋ ＋ ３ｅ− 式（３）
Ａｌ３＋は電極部３１で還元されてＡｌ（式（４）参照）となり、電極部３１の表面に付着する。
【００５１】
Ａｌ３＋ ＋ ３ｅ− → Ａｌ 式（４）
このように、電極部１３０において、ＮａＯＨ水溶液１０に浸漬している部分がＡｌ３＋がＮａＯＨ水溶液１０に溶解することによって電極部１３０の表面に形成された多層膜５０が分離される。
【００５２】
上記電気分解によって多層膜の分離が完了するまでの時間は６時間程度である。
【００５３】
この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、電極部１３０を支持するためにガラス基板１６０を用いることによって多層膜５０の表面を容易に平坦化することができるので、多層膜５０の表面を容易に平坦化することができ、多層膜５０における光の散乱を確実に低減させることができる。
【００５４】
なお、上記各実施形態において、電解液としてＮａＯＨ水溶液１０を用いたが、これに限るものではなく、例えば塩化ナトリウム水溶液等の電解液でもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、多層膜を基板から短時間で分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応前の状態を示す図である。
【図２】図２はこの発明の第１実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応後の状態を示す図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応前の状態を示す図である。
【図４】図４はこの発明の第２実施形態に係る多層膜を導電性基板から分離する工程を説明するための図であり、酸化・還元反応後の状態を示す図である。
【符号の説明】
３０ 電極部（導電性基板）
５０ 光通信用多層膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer optical element.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, multilayer optical elements for optical communication have been widely used as optical components. The multilayer optical element for optical communication is generally formed by forming a multilayer thin film on a substrate.
[0003]
However, the multilayer optical element for optical communication formed on the substrate has the following problems.
[0004]
(1) The optical path shifts depending on the angle of the light spectrum incident on the substrate.
[0005]
(2) The substrate is warped due to the difference in expansion coefficient between the thin film and the substrate.
[0006]
(3) Optical loss is caused by the substrate.
[0007]
In order to remove these problems, the multilayer film for optical communication is peeled off from the substrate.
[0008]
As a method for peeling off the optical communication multilayer film on the substrate, a method of peeling the optical communication multilayer film by etching or by submerging in a solvent solution to peel off the optical communication multilayer film is known.
[0009]
[Patent Literature]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-196001
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of peeling the multilayer film for optical communication by the above etching or the like, it takes a long time (10 hours or more) until the peeling of the multilayer film for optical communication is completed.
[0011]
When immersed in an etching solution or the like for a long time, the multilayer film for optical communication is gradually peeled off from the outer peripheral portion, so that the outer peripheral portion is more easily damaged than the other portions.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a multilayer optical element capable of separating a multilayer film for optical communication from a substrate in a short time.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a step of dissolving the conductive substrate on which the multilayer film is formed by electrolysis and separating the multilayer film from the conductive substrate. .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a view for explaining a process of separating a multilayer film from a conductive substrate according to the first embodiment of the present invention, and shows a state before an oxidation / reduction reaction.
[0016]
The electrode parts 30 and 31 are arranged at a predetermined interval in the tank 20 in which the NaOH aqueous solution 10 as an electrolytic solution is placed.
[0017]
The electrode parts 30 and 31 are immersed in the NaOH aqueous solution 10 except for the parts 30a and 31a which become terminals.
[0018]
Therefore, the electrode part 30 and the electrode part 31 are in a state where they can be conducted through the NaOH aqueous solution 10.
[0019]
A DC power supply 40 is connected to the electrode portions 30 and 31 as shown in FIG.
[0020]
An electrode part (anode) 30 made of a conductive substrate made of, for example, Cu (copper) is connected to the positive electrode of the DC power supply 40. A multilayer film 50 is formed on one surface of the electrode unit 30.
[0021]
The multilayer film 50 is formed by laminating silicon oxide (SiO 2 ) (blackened portion) and niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ) (outlined portion). Silicon oxide having a low refractive index is exposed on the surface of the multilayer film 50 (see FIG. 1).
[0022]
The multilayer film 50 is formed by alternately forming a high refractive index substance and a low refractive index substance on a conductive substrate whose surface is polished very smoothly using a known sputtering method or ion beam assist method. It is formed. By setting the film thickness to a predetermined thickness, a multilayer film 50 having desired optical characteristics can be obtained. In the multilayer film for optical communication, tantalum pentoxide and titanium oxide are used as a high refractive index material in addition to niobium pentoxide described above. Moreover, the silicon oxide mentioned above is used as a low refractive index substance.
[0023]
An electrode part (cathode) 31 formed of an iron plate or the like is connected to the negative electrode of the DC power supply 40.
[0024]
FIG. 2 is a view for explaining a process of separating the multilayer film from the conductive substrate according to the first embodiment of the present invention, and shows a state after the oxidation / reduction reaction.
[0025]
When the multilayer film 50 is peeled off from the electrode part 30, a predetermined DC voltage (about 5 V in this embodiment) is applied from the DC power supply 40 to the electrode parts 30 and 31.
[0026]
The positive ions move toward the electrode portion 31 (cathode), the negative ions move toward the electrode portion 30 (anode), and a current flows between the electrode portions 30 and 31 via the NaOH aqueous solution 10.
[0027]
At this time, an oxidation reaction occurs in the electrode part 30, and a reduction reaction occurs in the electrode part 31.
[0028]
The copper of the electrode unit 30 is oxidized to Cu 2+ (see formula (1)) and is dissolved in the NaOH aqueous solution 10.
[0029]
Cu → Cu 2+ + 2e - Eq. (1)
Cu 2+ is reduced at the electrode part 31 to become Cu (see formula (2)) and adheres to the surface of the electrode part 31.
[0030]
Cu 2+ + 2e − → Cu Formula (2)
In addition, when the electrode part 30 is a copper plate, the density | concentration of Cu <2+ > in the NaOH aqueous solution 10 does not change.
[0031]
Thus, in the electrode part 30, the multilayer film 50 formed on one surface of the electrode part 30 by dissolving the part of the conductive substrate immersed in the NaOH aqueous solution 10 in the NaOH aqueous solution 10 is a conductive substrate. Separated from.
[0032]
The time until the separation of the multilayer film is completed by the electrolysis is about ½ of the conventional time.
[0033]
According to this embodiment, the multilayer film can be separated in a short time. In addition, since the multilayer film can be peeled in a short time, damage to the outer peripheral portion of the multilayer film can be prevented.
[0034]
Next explained is a method for manufacturing a multilayer optical element according to the second embodiment of the invention.
[0035]
FIG. 3 is a view for explaining a process of separating the multilayer film from the conductive substrate according to the second embodiment of the present invention, and shows a state before the oxidation / reduction reaction. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
[0036]
In this embodiment, the electrode part (conductive substrate) 130 is supported by the glass substrate 160. Since the difference from the first embodiment is only the process of separating the multilayer film from the substrate and the structure of the conductive substrate, only the difference will be described.
[0037]
On the surface of the polished and smoothed glass substrate 160, a multilayer film of Al (aluminum) to be the electrode portion (anode) 130 is formed by vapor deposition.
[0038]
A multilayer film 50 is formed on the surface of the electrode unit 130.
[0039]
The electrode parts (conductive substrates) 130 and 31 are arranged at a predetermined interval in the tank 20 in which the NaOH aqueous solution 10 as an electrolytic solution is placed.
[0040]
The electrode portions 130 and 31 are immersed in the NaOH aqueous solution 10 except for the portions 130a and 31a which become terminals.
[0041]
Therefore, the electrode part 130 and the electrode part 31 are in a state where they can be conducted through the NaOH aqueous solution 10.
[0042]
A DC power supply 40 is connected to the electrode portions 130 and 31 as shown in FIG.
[0043]
An electrode part (anode) 130 formed of an Al thin film is connected to the positive electrode of the DC power supply 40. A multilayer film 50 is formed on the surface of the electrode unit 130.
[0044]
Note that an electrode part (cathode) 31 formed of an iron plate or the like is connected to the negative electrode of the DC power supply 40 as in the first embodiment.
[0045]
FIG. 4 is a view for explaining a process of separating the multilayer film from the conductive substrate according to the second embodiment of the present invention, and shows a state after the oxidation / reduction reaction.
[0046]
When the multilayer film 50 is separated from the electrode unit 130, a predetermined DC voltage (about 5 V in this embodiment) is applied from the DC power source 40 to the electrode units 130 and 31.
[0047]
The positive ions move toward the electrode part 31 (cathode), the negative ions move toward the electrode part 130 (anode), and a current flows between the electrode parts 130 and 31 via the NaOH aqueous solution 10.
[0048]
At this time, an oxidation reaction occurs in the electrode part 130, and a reduction reaction occurs in the electrode part 31.
[0049]
Al in the electrode part 130 is oxidized to become Al 3+ (see formula (3)) and is dissolved in the NaOH aqueous solution 10.
[0050]
Al → Al 3+ + 3e - Equation (3)
Al 3+ is reduced at the electrode part 31 to become Al (see formula (4)) and adheres to the surface of the electrode part 31.
[0051]
Al 3+ + 3e − → Al formula (4)
As described above, in the electrode part 130, the portion immersed in the NaOH aqueous solution 10 is dissolved in Al 3+ in the NaOH aqueous solution 10, whereby the multilayer film 50 formed on the surface of the electrode part 130 is separated.
[0052]
The time until the separation of the multilayer film is completed by the electrolysis is about 6 hours.
[0053]
According to this 2nd Embodiment, there exists an effect similar to 1st Embodiment. Moreover, since the surface of the multilayer film 50 can be easily flattened by using the glass substrate 160 to support the electrode portion 130, the surface of the multilayer film 50 can be easily flattened. The light scattering at 50 can be reliably reduced.
[0054]
In each of the above embodiments, the NaOH aqueous solution 10 is used as the electrolytic solution. However, the present invention is not limited to this, and an electrolytic solution such as a sodium chloride aqueous solution may be used.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the multilayer film can be separated from the substrate in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining a process of separating a multilayer film from a conductive substrate according to a first embodiment of the present invention, and shows a state before an oxidation / reduction reaction.
FIG. 2 is a view for explaining a process of separating a multilayer film from a conductive substrate according to the first embodiment of the present invention, and shows a state after an oxidation / reduction reaction.
FIG. 3 is a view for explaining a process of separating a multilayer film from a conductive substrate according to a second embodiment of the present invention, and shows a state before an oxidation / reduction reaction.
FIG. 4 is a view for explaining a process of separating a multilayer film from a conductive substrate according to a second embodiment of the present invention, and shows a state after an oxidation / reduction reaction.
[Explanation of symbols]
30 Electrode part (conductive substrate)
50 Multilayer film for optical communication
