JP2005275294A - Optical element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element made of sapphire as a base material, the optical element being characterized in that the durability and shock resistance are superior and a suitable antireflective operation is performed for light in a visible-light to near-infrared-light range. <P>SOLUTION: The optical element is provided with an antireflective film 20 formed by laminating a light transmission film layer formed of an odd number of 5 to 11 light transmissive film layers on a surface of the base material 10 made of sapphire, and the antireflective film 20 is characterized in that odd-numbered light transmissive film layers 20a from the substrate side are made of SiO<SB>2</SB>and even-numbered light transmissive film layers 20b are made of Ta<SB>2</SB>O<SB>5</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光学素子に関し、より詳細には素子表面に反射防止膜を設けた光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element, and more particularly to an optical element in which an antireflection film is provided on the element surface.

光学フィルター、レンズ、プリズム等の光学素子においては、素子表面に反射防止膜を設けて、光学素子の光透過率を向上させる方法が広く行われている。これらの光学素子は、一般に、使用波長域が決められているから、反射防止膜もその使用波長域に合わせてもっとも効率的な反射防止がなされるように膜構成が設計される。この反射防止膜の構成については、種々の提案がなされている。
特開平７−２６１００２号公報 特開２００２−２７７６０６号公報 特開２００２−１３９７２３号公報 In an optical element such as an optical filter, a lens, and a prism, a method for improving the light transmittance of the optical element by providing an antireflection film on the element surface is widely used. Since these optical elements generally have a used wavelength range, the film configuration of the antireflection film is designed so that the most efficient antireflection is performed in accordance with the used wavelength range. Various proposals have been made for the structure of the antireflection film.
JP-A-7-261002 JP 2002-277606 A JP 2002-139723 A

基材の表面に反射防止膜を設けた光学素子の多くはガラスを基材としたものである。本発明は基材としてサファイアを使用した光学素子に関するもので、レーザ光を用いた光通信等において好適に利用することができる可視域および近赤外域における光の反射防止を好適に図ることを可能にする光学素子に関するものである。光学素子は光通信に限らず、画像装置の光透過窓等の光デバイスとして各種用途に使用される。サファイアは耐擦傷性、耐衝撃性に優れるという特性を有するものであり、光デバイスの光学素子の基材として好適に使用することが可能であり、サファイアの基材に反射防止膜を設けた光学素子は、基材と反射防止膜との密着性に優れ、反射防止膜の耐擦傷性に優れることによって、基材の特徴を生かした光学素子として提供することが可能となる。   Many of the optical elements having an antireflection film provided on the surface of the substrate are made of glass. The present invention relates to an optical element using sapphire as a base material, and can suitably prevent reflection of light in the visible range and near infrared range, which can be suitably used in optical communication using laser light. The present invention relates to an optical element. The optical element is used not only for optical communication but also for various applications as an optical device such as a light transmission window of an image apparatus. Sapphire has the characteristics of excellent scratch resistance and impact resistance, and can be suitably used as a base material for optical elements of optical devices. An optical system provided with an antireflection film on a sapphire base material. The element is excellent in adhesion between the base material and the antireflection film, and is excellent in scratch resistance of the antireflection film, whereby it can be provided as an optical element utilizing the characteristics of the base material.

本発明は、サファイアを基材とする光学素子で、耐久性、耐衝撃性に優れ、可視域から近赤外域における光の好適な反射防止作用を備えた光学素子を提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to provide an optical element which is an optical element based on sapphire, which is excellent in durability and impact resistance and has a suitable antireflection effect for light in the visible region to the near infrared region. Is.

上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、サファイアからなる基材の表面に、５〜１１層の奇数層からなる光透過膜層が積層されてなる反射防止膜が設けられた光学素子であって、前記反射防止膜が、基板側から奇数番目となる光透過膜層がＳｉＯ2からなり、偶数番目となる光透過膜層がＴａ2Ｏ5からなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, an optical element provided with an antireflection film in which a light transmission film layer consisting of 5 to 11 odd layers is laminated on the surface of a base material made of sapphire, wherein the antireflection film is on the substrate side The odd-numbered light-transmitting film layers are made of SiO 2 and the even-numbered light-transmitting film layers are made of Ta 2 O 5 .

また、前記反射防止膜が５層の光透過膜層を積層してなるものであり、基準波長をλとしたときの、基板側を第１層として、第１層から第５層の光透過膜層の光学的膜厚を各々Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５とするとき、Ｄ１＝（０．１１〜０．４９）×λ／４、Ｄ２＝（０．３３〜０．４９）×λ／４、Ｄ３＝（０．２５〜０．４１）×λ／４、Ｄ４＝（１．９９〜２．６５）×λ／４、Ｄ５＝（０．８０〜１．１２）×λ／４としたものが好適であり、また、前記反射防止膜が５層の光透過膜層を積層してなるものであり、基準波長をλとしたときの、基板側を第１層として、第１層から第５層の光透過膜層の光学的膜厚を各々Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５とするとき、Ｄ１＝（１．７５〜２．３６）×λ／４、Ｄ２＝（０．４２〜０．６９）×λ／４、Ｄ３＝（０．０９〜０．２５）×λ／４、Ｄ４＝（０．９３〜１．４２）×λ／４、Ｄ５＝（０．８５〜１．１２）×λ／４としたものが好適に使用できる。
なお、Ｄ１〜Ｄ５の値（光学的膜厚）が上記のように所定範囲で指定されている意味は、第１層から第５層の各層について、その光学的膜厚の中心値を各層での基準の膜厚とし、特定の一層について、その特定の一層を除いた他の層については基準の膜厚に固定した場合に、反射防止膜の反射率が２％以下となる条件で、その特定層の膜厚を変えることができる範囲を示したものである。 The antireflection film is formed by laminating five light transmission film layers. When the reference wavelength is λ, the substrate side is the first layer, and the light transmission from the first layer to the fifth layer is performed. When the optical film thicknesses of the film layers are D1, D2, D3, D4, and D5, respectively, D1 = (0.11 to 0.49) × λ / 4, D2 = (0.33 to 0.49) × λ / 4, D3 = (0.25-0.41) × λ / 4, D4 = (1.99-2.65) × λ / 4, D5 = (0.80-1.12) × λ / 4 is preferable, and the antireflection film is formed by laminating five light-transmitting film layers. When the reference wavelength is λ, the substrate side is the first layer. When the optical film thicknesses of the first to fifth light transmission film layers are D1, D2, D3, D4, and D5, respectively, D1 = (1.75 to 2.36) × λ / 4, D2 = ( 0.42 to 0.69) × / 4, D3 = (0.09 to 0.25) × λ / 4, D4 = (0.93 to 1.42) × λ / 4, D5 = (0.85 to 1.12) × λ / 4 Can be suitably used.
In addition, the meaning that the values (optical film thickness) of D1 to D5 are specified in the predetermined range as described above means that the center value of the optical film thickness is determined for each layer from the first layer to the fifth layer. In the condition that the reflectivity of the antireflection film is 2% or less when the specific film thickness is fixed to the standard film thickness for the specific layer, and the other layers excluding the specific layer are fixed to the standard film thickness. The range in which the film thickness of the specific layer can be changed is shown.

本発明に係る光学素子は、サファイアからなる基材の表面に、基材側から奇数番目の層についてはＳｉＯ2からなる光透過膜層、偶数番目の層についてはＴａ2Ｏ5からなる光透過膜層として、５層、７層、９層あるいは１１層に積層して反射防止膜を形成したものであり、これによって可視域および近赤外域における所要の光反射防止作用を備え、光の透過効率を向上させることができるとともに、基材と反射防止膜との密着性に優れ、耐擦傷性に優れることから、一般用途にも広く利用できる光学素子として提供することが可能である。 The optical element according to the present invention has a surface of a base material made of sapphire, a light transmission film layer made of SiO 2 for an odd-numbered layer from the base material side, and a light transmission made of Ta 2 O 5 for an even-numbered layer. As a film layer, an antireflection film is formed by laminating five layers, seven layers, nine layers, or eleven layers, thereby providing a required light antireflection function in the visible region and near infrared region, and transmitting light. The efficiency can be improved, the adhesiveness between the base material and the antireflection film is excellent, and the scratch resistance is excellent, so that it can be provided as an optical element that can be widely used for general purposes.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る光学素子における反射防止膜の構成を説明的に示したものである。同図で１０は光学素子の基材であるサファイア基板である。反射防止膜２０は、このサファイア基板１０の表面に第１層から第５層まで光透過膜層２０ａ、２０ｂを積層して形成されている。なお、光透過膜層２０ａはＳｉＯ2からなり、光透過膜層２０ｂはＴａ2Ｏ5からなるものであり、本発明に係る光学素子はＳｉＯ2からなる光透過膜層２０ａと、Ｔａ2Ｏ5からなる光透過膜層２０ｂとが交互に積層され、サファイア基板１０側から、第１、３、５層がＳｉＯ2からなる光透過膜層２０ａであり、第２および第４層がＴａ2Ｏ5からなる光透過膜層２０ｂとなっている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 illustrates the structure of an antireflection film in an optical element according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a sapphire substrate which is a base material of the optical element. The antireflection film 20 is formed by laminating light transmission film layers 20 a and 20 b on the surface of the sapphire substrate 10 from the first layer to the fifth layer. The light transmissive film layer 20a is made of SiO 2 and the light transmissive film layer 20b is made of Ta 2 O 5. The optical element according to the present invention has a light transmissive film layer 20a made of SiO 2 and Ta 2 O. 5 are alternately laminated, and from the sapphire substrate 10 side, the first, third, and fifth layers are light transmissive film layers 20a made of SiO 2 , and the second and fourth layers are Ta 2. A light transmission film layer 20b made of O 5 is formed.

なお、図１では、光透過膜層２０ａ、２０ｂを合わせて５層積層して反射防止膜２０とした例を示したが、光透過膜層を７層、９層、１１層積層して反射防止膜とする場合も、図１に示す反射防止膜と同様に、奇数番目の層をＳｉＯ2からなる光透過膜層２０ａとし、偶数番目の層をＴａ2Ｏ5からなる光透過膜層２０ｂとして反射防止膜を形成する。すなわち、本発明に係る光学素子の表面に設けられる反射防止膜は、サファイア基板１０に密着する第１層がＳｉＯ2からなる光透過膜層２０ａであり、最外層もＳｉＯ2からなる光透過膜層２０ａとなる。これによって、反射防止膜とサファイアからなる基材との密着性を向上させて反射防止膜の剥離強度を向上させ、反射防止膜の耐擦傷性を向上させることが可能となる。 Although FIG. 1 shows an example in which the light-transmitting film layers 20a and 20b are laminated to form the antireflection film 20, the light-transmitting film layers are reflected by laminating seven layers, nine layers, and eleven layers. Also in the case of the anti-reflection film, similarly to the anti-reflection film shown in FIG. 1, the odd-numbered layer is the light-transmitting film layer 20a made of SiO 2 and the even-numbered layer is the light-transmitting film layer 20b made of Ta 2 O 5. An antireflection film is formed as follows. That is, the anti-reflection film provided on the surface of the optical element according to the present invention is a light-transmitting film layer 20a of the first layer is made of SiO 2 in close contact with the sapphire substrate 10, the light transmission film outermost layer also consists of SiO 2 It becomes the layer 20a. As a result, the adhesion between the antireflection film and the sapphire substrate can be improved, the peel strength of the antireflection film can be improved, and the scratch resistance of the antireflection film can be improved.

以下では、反射防止膜を５層、７層、９層、１１層構成とした光学素子の実際の設計例について説明する。
（実施例１）
表１は、光学素子の第１の設計例を示すもので、反射防止膜が５層構成からなる例である。
なお、各層の光学的膜厚は（使用波長における屈折率）×（幾何学的膜厚）によって定義される。 In the following, an actual design example of an optical element in which the antireflection film has a 5-layer, 7-layer, 9-layer, or 11-layer configuration will be described.
(Example 1)
Table 1 shows a first design example of the optical element, and is an example in which the antireflection film has a five-layer structure.
The optical film thickness of each layer is defined by (refractive index at use wavelength) × (geometric film thickness).

図２は表１に示す光学素子について、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。図２からわかるように、実施例１の光学素子では、波長１０００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲で、反射率０．５％以下という優れた反射防止特性が得られている。この波長範囲で反射率がフラットであることも特徴的である。   FIG. 2 is a characteristic diagram of the optical element shown in Table 1 when λ = 1310 nm. As can be seen from FIG. 2, in the optical element of Example 1, an excellent antireflection characteristic of a reflectance of 0.5% or less is obtained in the wavelength range of 1000 nm to 1700 nm. It is also characteristic that the reflectance is flat in this wavelength range.

図３は、表１に示す第１の設計例で、λ＝５１０ｎｍとしたときの特性図を示す。図のように、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域の範囲で、反射率０．５％以下という優れた反射防止特性が得られている。なお、可視域においては、表１に示す設計例で、サファイア基板の屈折率が1.774、光透過膜層のＳｉＯ2の屈折率が1.462、Ｔａ2Ｏ5の屈折率が2.193となる。このことから、実施例１の反射防止膜は可視域および近赤外域においてすぐれた反射防止特性を有するといえる。 FIG. 3 is a characteristic diagram when λ = 510 nm in the first design example shown in Table 1. As shown in the figure, an excellent antireflection characteristic with a reflectance of 0.5% or less is obtained in a visible wavelength range of 400 nm to 700 nm. In the visible region, in the design example shown in Table 1, the refractive index of the sapphire substrate is 1.774, the refractive index of SiO 2 of the light transmission film layer is 1.462, and the refractive index of Ta 2 O 5 is 2.193. From this, it can be said that the antireflection film of Example 1 has excellent antireflection characteristics in the visible region and the near infrared region.

（実施例２）
表２は、上記実施例１の膜厚の設計例で、第５層の光学的膜厚Ｄ５を１．１２×λ／４として設計した例である。
図４は表２に示す反射防止膜で、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。この実施例の反射防止膜は波長１１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲で反射率２％以下の特性を有している。 (Example 2)
Table 2 is a design example of the film thickness of Example 1, and is an example in which the optical film thickness D5 of the fifth layer is designed to be 1.12 × λ / 4.
FIG. 4 is an antireflection film shown in Table 2 and shows a characteristic diagram when λ = 1310 nm. The antireflection film of this example has a characteristic of a reflectance of 2% or less in a wavelength range of 1100 nm to 2000 nm.

（実施例３）
表３は、上記実施例１の膜厚の設計例で、第５層の光学的膜厚Ｄ５を０．８０×λ／４として設計した例である。
図５は表３に示す反射防止膜で、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。この実施例の反射防止膜は波長９００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲で反射率２％以下の特性を有している。 (Example 3)
Table 3 is a design example of the film thickness of Example 1, and is an example in which the optical film thickness D5 of the fifth layer is designed to be 0.80 × λ / 4.
FIG. 5 is an antireflection film shown in Table 3, and shows a characteristic diagram when λ = 1310 nm. The antireflection film of this example has a characteristic of a reflectance of 2% or less in a wavelength range of 900 nm to 1700 nm.

（実施例４）
表４は、光学素子の第２の設計例として、反射防止膜が５層構成からなる光学素子についての設計例を示す。
図６は、表４での設計例の光学素子について、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。この設計例の光学素子は、波長１０００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲で、若干反射率の変動はあるものの、反射率が略０．５％以下という優れた反射防止特性を有している。 Example 4
Table 4 shows a design example of an optical element having a five-layer antireflection film as a second design example of the optical element.
FIG. 6 is a characteristic diagram of the optical element of the design example in Table 4 when λ = 1310 nm. The optical element of this design example has excellent antireflection characteristics such that the reflectance is approximately 0.5% or less, although the reflectance varies slightly in the wavelength range of 1000 nm to 1800 nm.

図７は、表４に示す第２の設計例で、λ＝５１０ｎｍとしたときの特性図を示す。この実施例の場合も、実施例１の場合と同様に、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域の範囲で、反射率１．０％以下という優れた反射防止特性が得られている。   FIG. 7 is a characteristic diagram when λ = 510 nm in the second design example shown in Table 4. In the case of this example as well, as in the case of Example 1, an excellent antireflection characteristic of a reflectance of 1.0% or less is obtained in the visible range of wavelengths from 400 nm to 700 nm.

（実施例５）
表５は、上記実施例４の膜厚の設計例で、第５層の光学的膜厚Ｄ５を１．１２×λ／４として設計した例である。
図８は表５に示す反射防止膜で、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。この実施例の反射防止膜は波長１０００ｎｍ〜１９００ｎｍの範囲で反射率２％以下の特性を有している。 (Example 5)
Table 5 is a design example of the film thickness of Example 4, and is an example in which the optical film thickness D5 of the fifth layer is designed to be 1.12 × λ / 4.
FIG. 8 is an antireflection film shown in Table 5 and shows a characteristic diagram when λ = 1310 nm. The antireflection film of this example has a characteristic of a reflectance of 2% or less in a wavelength range of 1000 nm to 1900 nm.

（実施例６）
表６は、上記実施例４の膜厚の設計例で、第５層の光学的膜厚Ｄ５を０．８５×λ／４として設計した例である。
図９は表６に示す反射防止膜で、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。この実施例の反射防止膜は波長１０００ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲で反射率２％以下の特性を有している。 (Example 6)
Table 6 is a design example of the film thickness of the above Example 4, and is an example in which the optical film thickness D5 of the fifth layer is designed to be 0.85 × λ / 4.
FIG. 9 is an antireflection film shown in Table 6 and shows a characteristic diagram when λ = 1310 nm. The antireflection film of this example has a characteristic of a reflectance of 2% or less in a wavelength range of 1000 nm to 1800 nm.

（実施例７）
表７は、光学素子の第３の設計例として、反射防止膜が７層構成からなる例を示す。
(Example 7)
Table 7 shows an example in which the antireflection film has a seven-layer structure as a third design example of the optical element.

図１０は表２に示す光学素子について、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。図１０からわかるように、実施例７の光学素子では、波長１０００ｎｍ〜１９００ｎｍの範囲で、反射率０．５％以下という優れた反射防止特性が得られている。   FIG. 10 is a characteristic diagram of the optical elements shown in Table 2 when λ = 1310 nm. As can be seen from FIG. 10, in the optical element of Example 7, an excellent antireflection characteristic of a reflectance of 0.5% or less is obtained in the wavelength range of 1000 nm to 1900 nm.

（実施例８）
表８は、光学素子の第４の設計例として、反射防止膜が７層構成からなる例を示す。
(Example 8)
Table 8 shows an example in which the antireflection film has a seven-layer structure as a fourth design example of the optical element.

図１１は表８に示す光学素子について、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。図１１からわかるように、実施例８の光学素子では、波長９００ｎｍ〜１８５０ｎｍの範囲で、反射率１．０％以下という優れた反射防止特性が得られている。   FIG. 11 is a characteristic diagram of the optical elements shown in Table 8 when λ = 1310 nm. As can be seen from FIG. 11, in the optical element of Example 8, an excellent antireflection characteristic of a reflectance of 1.0% or less was obtained in the wavelength range of 900 nm to 1850 nm.

（実施例９）
表９は、光学素子の第５の設計例として、反射防止膜が９層構成からなる例を示す。
Example 9
Table 9 shows an example in which the antireflection film has a nine-layer structure as a fifth design example of the optical element.

図１２は表９に示す光学素子について、λ＝１２００ｎｍとしたときの特性図を示す。図１２からわかるように、実施例９の光学素子では、波長９５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの範囲で、反射率１．０％以下、波長１２００ｎｍ〜１７５０ｎｍの範囲で反射率０．５％以下という優れた反射防止特性が得られている。   FIG. 12 is a characteristic diagram of the optical element shown in Table 9 when λ = 1200 nm. As can be seen from FIG. 12, in the optical element of Example 9, excellent antireflection such that the reflectance is 1.0% or less in the wavelength range of 950 nm to 1850 nm and the reflectance is 0.5% or less in the wavelength range of 1200 nm to 1750 nm. Characteristics are obtained.

（実施例１０）
表１０は、光学素子の第５の設計例として、反射防止膜が９層構成からなる例を示す。
(Example 10)
Table 10 shows an example in which the antireflection film has a nine-layer structure as a fifth design example of the optical element.

図１３は表１０に示す光学素子について、λ＝１３１０ｎｍとしたときの特性図を示す。図１３からわかるように、実施例１０の光学素子では、波長９５０ｎｍ〜１８００ｎｍの範囲で、反射率１．０％以下、波長１２００ｎｍ〜１７５０ｎｍの範囲で反射率０．５％以下という優れた反射防止特性が得られている。   FIG. 13 is a characteristic diagram of the optical element shown in Table 10 when λ = 1310 nm. As can be seen from FIG. 13, in the optical element of Example 10, the reflectance is 1.0% or less in the wavelength range of 950 nm to 1800 nm, and the reflectance is 0.5% or less in the wavelength range of 1200 nm to 1750 nm. Characteristics are obtained.

（実施例１１）
表１１は、光学素子の第６の設計例として、反射防止膜が１１層構成からなる例を示す。
(Example 11)
Table 11 shows an example in which the antireflection film has an 11-layer structure as a sixth design example of the optical element.

図１４は表１１に示す光学素子について、λ＝１２００ｎｍとしたときの特性図を示す。図１４からわかるように、実施例１１の光学素子では、波長８５０ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲で、反射率１．０％以下の反射防止特性が得られている。   FIG. 14 is a characteristic diagram of the optical elements shown in Table 11 when λ = 1200 nm. As can be seen from FIG. 14, in the optical element of Example 11, antireflection characteristics with a reflectance of 1.0% or less were obtained in the wavelength range of 850 nm to 2000 nm.

以上説明したように、本発明に係る光学素子は、サファイアを基材とし、その表面に反射防止膜として、ＳｉＯ2からなる光透過膜層と、２０ａとＴａ2Ｏ5からなる光透過膜層とを交互に所定の膜厚で積層したものである。とくに、基板に密着する第１層をＳｉＯ2からなる光透過膜層とし、最外層についてもＳｉＯ2からなる光透過膜層としたことが特徴的である。このような反射防止膜の構成は基板と反射防止膜との密着性を向上させることができ、最外層をＳｉＯ2からなる光透過膜層とすることで、耐擦傷性を向上させることが可能となる。 As described above, the optical element according to the present invention uses sapphire as a base material, and has a light transmission film layer made of SiO 2 and a light transmission film layer made of 20a and Ta 2 O 5 as an antireflection film on the surface. Are alternately stacked with a predetermined film thickness. In particular, the first layer and the light transmission layer made of SiO 2 in close contact with the substrate, it is characteristic that the light transmission layer made of SiO 2 also outermost layer. Such a configuration of the antireflection film can improve the adhesion between the substrate and the antireflection film, and the scratch resistance can be improved by making the outermost layer a light-transmitting film layer made of SiO 2. It becomes.

図１５は、光学素子の耐熱性を調べるための加熱試験を行った結果を示す。加熱試験では、サファイア基板の表面に実施例１の構成による反射防止膜を設けた光学素子と、比較例として、サファイア基板の表面に第１層としてＴａ2Ｏ5、第２層としてＳｉＯ2、第３層としてＴａ2Ｏ5、第４層としてＳｉＯ2層を形成した４層構造からなる反射防止膜を設けた光学素子をサンプルとした。
加熱試験は４５０℃の加熱炉中にサンプルを１５分間放置し、反射防止膜の膜状態を検査する方法によって行った。図１５は、加熱炉中でサンプルを加熱した後の表面状態を示す。 FIG. 15 shows the results of a heating test for examining the heat resistance of the optical element. In the heating test, an optical element provided with an antireflection film having the structure of Example 1 on the surface of the sapphire substrate, and, as a comparative example, Ta 2 O 5 as the first layer, SiO 2 as the second layer on the surface of the sapphire substrate, An optical element provided with an antireflection film having a four-layer structure in which Ta 2 O 5 was formed as the third layer and SiO 2 layer was formed as the fourth layer was used as a sample.
The heating test was performed by a method in which the sample was left in a heating furnace at 450 ° C. for 15 minutes and the film state of the antireflection film was inspected. FIG. 15 shows the surface state after heating the sample in a heating furnace.

図１５(a)は実施例の光学素子、図１５(b))は比較例の光学素子の加熱後の状態を示す。図１５(a)に示す実施例の光学素子では反射防止膜にまったく異常が見られなかったのに対して、比較例の光学素子では反射防止膜に多数の剥離が生じている。この加熱試験の結果は、実施例の光学素子が耐熱性の点で比較例にくらべて明らかに優れていることを示している。実施例と比較例の光学素子を比較すると、実施例では、サファイア基板の表面に接する第１層をＳｉＯ2層とした点が比較例と異なっている。このことは、サファイア基板の表面に接する第１層をＳｉＯ2層とすることが反射防止膜の耐熱性、剥離性を向上させる上で有効であると推定される。サファイア基板と反射防止膜との密着性が良好になるのは、サファイア基板を構成するＡｌと反射防止膜の第１層のＳｉＯ2を構成するＳｉとが原子構造的に近似しているためと想像される。 FIG. 15A shows the optical element of the example, and FIG. 15B shows the state after heating of the optical element of the comparative example. In the optical element of the example shown in FIG. 15 (a), no abnormality was found in the antireflection film, whereas in the optical element of the comparative example, many peelings occurred in the antireflection film. The result of this heating test shows that the optical element of the example is clearly superior to the comparative example in terms of heat resistance. Comparing the optical elements of the example and the comparative example, the example differs from the comparative example in that the first layer in contact with the surface of the sapphire substrate is an SiO 2 layer. This is presumed that it is effective to improve the heat resistance and peelability of the antireflection film by making the first layer in contact with the surface of the sapphire substrate an SiO 2 layer. The adhesion between the sapphire substrate and the antireflection film is improved because Al constituting the sapphire substrate and Si constituting the first layer SiO 2 of the antireflection film are close in atomic structure. Imagine.

また、本発明に係る光学素子ではサファイアからなる基材の表面に５〜１１層の奇数層からなる反射防止膜を設けているが、反射防止膜の光透過膜層を５層構造とした場合は、所定の透過特性を備えた反射防止膜を積層膜数を抑えて形成することができるという利点があり、７層から１１層構成とした場合は、より優れた透過特性を備えた光学素子として提供できるという利点がある。   In the optical element according to the present invention, an antireflection film consisting of an odd number of 5 to 11 layers is provided on the surface of a base material made of sapphire, but the light transmission film layer of the antireflection film has a five-layer structure. Has an advantage that an antireflection film having a predetermined transmission characteristic can be formed with a reduced number of laminated films, and an optical element having a more excellent transmission characteristic when it is configured from 7 layers to 11 layers. As an advantage.

サファイアからなる基材の表面に形成した反射防止膜の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the anti-reflective film formed in the surface of the base material which consists of sapphire. 光学素子の実施例１の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 1 of an optical element. 光学素子の実施例１の可視域での反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic in the visible region of Example 1 of an optical element. 光学素子の実施例２の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 2 of an optical element. 光学素子の実施例３の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 3 of an optical element. 光学素子の実施例４の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 4 of an optical element. 光学素子の実施例４の可視域での反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic in the visible region of Example 4 of an optical element. 光学素子の実施例５の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 5 of an optical element. 光学素子の実施例６の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 6 of an optical element. 光学素子の実施例７の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 7 of an optical element. 光学素子の実施例８の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 8 of an optical element. 光学素子の実施例９の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 9 of an optical element. 光学素子の実施例１０の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 10 of an optical element. 光学素子の実施例１１の反射率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance characteristic of Example 11 of an optical element. 光学素子の加熱特性試験の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the heating characteristic test of an optical element.

Claims (3)

サファイアからなる基材の表面に、５〜１１層の奇数層からなる光透過膜層が積層されてなる反射防止膜が設けられた光学素子であって、
前記反射防止膜が、基板側から奇数番目となる光透過膜層がＳｉＯ2からなり、偶数番目となる光透過膜層がＴａ2Ｏ5からなることを特徴とする光学素子。 An optical element provided with an antireflection film formed by laminating a light-transmitting film layer consisting of 5 to 11 odd layers on the surface of a base material made of sapphire,
The optical element is characterized in that in the antireflection film, an odd-numbered light transmission film layer is made of SiO 2 and an even-numbered light transmission film layer is made of Ta 2 O 5 . 前記反射防止膜が５層の光透過膜層を積層してなるものであり、基準波長をλとしたときの、基板側を第１層として、第１層から第５層の光透過膜層の光学的膜厚を各々Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５とするとき、
Ｄ１＝（０．１１〜０．４９）×λ／４
Ｄ２＝（０．３３〜０．４９）×λ／４
Ｄ３＝（０．２５〜０．４１）×λ／４
Ｄ４＝（１．９９〜２．６５）×λ／４
Ｄ５＝（０．８０〜１．１２）×λ／４
であることを特徴とする請求項１記載の光学素子。 The antireflection film is formed by laminating five light-transmitting film layers. When the reference wavelength is λ, the substrate side is the first layer, and the first to fifth light-transmitting film layers When the optical film thicknesses are D1, D2, D3, D4, and D5, respectively,
D1 = (0.11 to 0.49) × λ / 4
D2 = (0.33 to 0.49) × λ / 4
D3 = (0.25-0.41) × λ / 4
D4 = (1.99-1.65) × λ / 4
D5 = (0.80-1.12) × λ / 4
The optical element according to claim 1, wherein: 前記反射防止膜が５層の光透過膜層を積層してなるものであり、基準波長をλとしたときの、基板側を第１層として、第１層から第５層の光透過膜層の光学的膜厚を各々Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５とするとき、
Ｄ１＝（１．７５〜２．３６）×λ／４
Ｄ２＝（０．４２〜０．６９）×λ／４
Ｄ３＝（０．０９〜０．２５）×λ／４
Ｄ４＝（０．９３〜１．４２）×λ／４
Ｄ５＝（０．８５〜１．１２）×λ／４
であることを特徴とする光学素子。
The antireflection film is formed by laminating five light-transmitting film layers. When the reference wavelength is λ, the substrate side is the first layer, and the first to fifth light-transmitting film layers When the optical film thicknesses are D1, D2, D3, D4, and D5, respectively,
D1 = (1.75 to 2.36) × λ / 4
D2 = (0.42 to 0.69) × λ / 4
D3 = (0.09 to 0.25) × λ / 4
D4 = (0.93 to 1.42) × λ / 4
D5 = (0.85 to 1.12) × λ / 4
An optical element characterized by the above.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274527A (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Cimeo Precision Co Ltd Cover glass for clock
JP2010217445A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Hoya Corp Reflection preventing film and optical element
WO2012169393A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 オリンパス株式会社 Antireflection film, optical system and optical device
WO2013179914A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 オリンパス株式会社 Antireflection film, optical system, optical device and method for forming antireflection film
WO2013183457A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 旭硝子株式会社 Optical element
WO2014038632A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 東海光学株式会社 Optical product and plastic eyeglass lens
JP2014194530A (en) * 2013-02-28 2014-10-09 Asahi Glass Co Ltd Optical element
WO2017071014A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 蓝思科技（长沙）有限公司 Method for preparing sapphire lens and sapphire lens
CN109254333A (en) * 2018-11-09 2019-01-22 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 A kind of anti-reflection membrane system easily etched based on wafer substrate

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274527A (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Cimeo Precision Co Ltd Cover glass for clock
JP2010217445A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Hoya Corp Reflection preventing film and optical element
WO2012169393A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 オリンパス株式会社 Antireflection film, optical system and optical device
US9423529B2 (en) 2011-06-10 2016-08-23 Olympus Corporation Antireflection coating, optical system, and optical instrument
WO2013179914A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 オリンパス株式会社 Antireflection film, optical system, optical device and method for forming antireflection film
WO2013183457A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 旭硝子株式会社 Optical element
JPWO2013183457A1 (en) * 2012-06-08 2016-01-28 旭硝子株式会社 Optical element
CN104603644A (en) * 2012-09-07 2015-05-06 东海光学株式会社 Optical product and plastic eyeglass lens
EP2881763A4 (en) * 2012-09-07 2015-08-19 Tokai Optical Co Ltd Optical product and plastic eyeglass lens
JP2014052542A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Tokai Kogaku Kk Optical product and spectacle plastic lens
WO2014038632A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 東海光学株式会社 Optical product and plastic eyeglass lens
US9651713B2 (en) 2012-09-07 2017-05-16 Tokai Optical Co., Ltd. Optical product and spectacle plastic lens
KR102056339B1 (en) 2012-09-07 2019-12-16 토카이 옵티칼 주식회사 Optical product and plastic eyeglass lens
JP2014194530A (en) * 2013-02-28 2014-10-09 Asahi Glass Co Ltd Optical element
WO2017071014A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 蓝思科技（长沙）有限公司 Method for preparing sapphire lens and sapphire lens
US10532525B2 (en) 2015-10-27 2020-01-14 Lens Technology (Changsha) Co., Ltd. Method for preparing sapphire lens and sapphire lens
CN109254333A (en) * 2018-11-09 2019-01-22 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 A kind of anti-reflection membrane system easily etched based on wafer substrate

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