JP2008076726A - 多孔性薄膜の製造方法、多孔性薄膜を備えた光学部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率及び作業性が良好で、且つ、レーザ耐性等に優れた多孔性薄膜の製造方法、多孔性薄膜を備えた光学部材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】多孔性薄膜の製造方法は、ガラス基材の表面に設けられた多孔性薄膜の製造方法であって、ガラス基材の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、ガラス基材の表面に形成した薄膜に空孔を形成するステップと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、多孔性薄膜の製造方法、多孔性薄膜を備えた光学部材及びその製造方法に関する。

光学部品の表面には、種々の目的で光学特性を有する多孔性薄膜が形成されている。そのようなものとして、例えば、高出力レーザ用光学素子の反射防止膜、高出力レーザ用偏光素子や反射鏡のレーザ耐力を向上させるための光学薄膜、ディスプレイ画面の輝きを緩和するための目の保護用フィルタ上に形成する反射防止膜やソーラシステム等に用いられるパネルの反射減衰を緩和させるための反射防止膜に用いる光学薄膜が知られている。

これらの多孔性薄膜は、従来、真空蒸着法又は化学的方法によって作製されている。

これらのうち、真空蒸着法による光学薄膜には、蒸着基板上に基板の屈折率より低い蒸着物質を厚さがλ／４（λは入射光の波長）となるように付着させて形成される単層膜、或いは、低屈折率材料と高屈折率材料とを２層以上蒸着して形成される多層膜等がある。

また、特許文献１には、真空蒸着法と化学的処理法とを併用したものとして、水溶性と非水溶性物質とを同時に蒸着して混合膜を形成した後、この混合膜中の水溶性物質を溶解除去して基板上に非水溶性物質による多孔性薄膜を形成する方法が開示されている。

さらに、特許文献２には、光学素子基板に対し、反射防止用の非水溶性物質を蒸着し、その表面により高い粒子エネルギーを有する水溶性物質を蒸着し、水溶性物質が非水溶性物質の内部に奥深く侵入して混合膜を形成した後、水溶性物質を溶解除去して多孔性薄膜を形成する方法が開示されている。

また、非特許文献１には、化学的処理方法として、ゾルゲル法によって石英ガラス基板面上に反射率０．１〜０．３％の多孔性シリカ薄膜を形成することにより反射防止膜を作製するものが開示されている。

さらに、非特許文献２には、ゾルゲル法によって石英ガラス及びＣａＦ２結晶基板上にフッ化物である多孔性ＭｇＦ_２及びＣａＦ_２薄膜を形成する方法が開示されている。
特開平06-167601号公報 国際公開第02/018981号パンフレット D.Milam et al.,CLEO'84 Technical Digest, THB2(1984) Ian M.Thomas,Appl.Opt,Vol.27,No.16,P3356-3358(1988)

しかしながら、上述した従来の真空蒸着法で作製された多孔性薄膜は、レーザ耐力が低く、また、広帯域の反射防止膜を形成するには３層以上の蒸着が必要となる。さらに、一度膜が損傷すると、その基板は粗研磨及び超精密研磨の２つの処理を施して復元しなければならないという問題が生じる。これは、従来の真空蒸着法では、基板表面と蒸着した薄膜との境界部に局所的に形成された吸収層が高密度の蒸着膜に被覆されているため、超音波による洗浄やレーザ光照射によるレーザクリーニングで除去できず、そのまま残留しているため高出力レーザ光の照射によってプラズマ化して蒸着膜を破壊してしまうことによる。

また、広帯域の反射防止膜は、高屈折率材料及び低屈折率材料の２種類の蒸着物質を３〜７層程度積層するか、又は、単層膜の膜厚の１／１００〜１／３００の厚さの２種類の物質を１００〜３００層積層する方法が用いられるが、この方法では、単層膜に比べて製造コストが大幅に上昇する。

さらに、上述の特許文献１に係る方法では、混合膜の形成過程において、２種類の物質の混合比を変えながら蒸着する必要性があり、蒸着レートの制御の点から安定して所望の反射率を得ることが困難である。

また、上述の特許文献２に係る方法では、１層の膜の作製に対し、蒸着物質が２種類必要であり、製造コストの点から問題がある。

さらに、上述の非特許文献１及び２に開示された方法で作成される反射膜は、所定の波長での反射率が０．５％以下であり、レーザ耐力に関しても真空蒸着法による薄膜の２倍以上の耐力を有するが、表面の機械的強度が非常に弱い。この方法では基板表面にコロイド粒子がファンデル・ワールス力で付着して多孔性薄膜を形成している状態にあり、機械的に外力が加わると容易に剥離し、作製手順が困難で非常に時間がかかる。さらに高温環境下で作業を行うため、作業性に問題が生じる。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造効率及び作業性が良好で、且つ、レーザ耐性等に優れた多孔性薄膜の製造方法、多孔性薄膜を備えた光学部材及びその製造方法を提供することである。

本発明に係る多孔性薄膜の製造方法は、基材の表面に設けられた多孔性薄膜の製造方法であって、基材の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、基材の表面に形成した薄膜に空孔を形成するステップと、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、空孔を形成することにより、安定してレーザ耐性等に優れた多孔性薄膜を得ることができる。また、レーザ耐性等の良好な多孔性薄膜が、蒸着物質を一つだけ用いることで形成することができる。このため、製造効率が良好となる。さらに、高温環境下での作業が不要であるため、作業性が良好となる。

また、本発明に係る多孔性薄膜の製造方法は、蒸着が真空蒸着であってもよい。

このような構成によれば、基材に形成した薄膜が、ある程度初めから空孔を有しており、その後に空孔をさらに膜中に形成することが容易となる。

さらに、本発明に係る多孔性薄膜の製造方法は、空孔を、薄膜を８０℃以上の温水中に所定時間浸漬することにより形成してもよい。

このような構成によれば、簡易な装置構成で薄膜に空孔を形成することができる。このため、製造効率が良好となる。

また、本発明に係る多孔性薄膜の製造方法は、温水中に浸漬した薄膜に対し、その表面に気泡を所定時間供給してもよい。

このような構成によれば、温水中に浸漬した薄膜に対し、その表面に気泡を所定時間供給するため、より良好に薄膜中に空孔を形成することができる。

さらに、本発明に係る多孔性薄膜の製造方法は、空孔を、薄膜を沸騰水中に所定時間浸漬することにより形成してもよい。

このような構成によれば、薄膜を沸騰水中に所定時間浸漬することにより空孔を形成するため、さらに良好にレーザ耐性等の優れた多孔性薄膜を形成することができる。

また、本発明に係る多孔性薄膜の製造方法は、薄膜を、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２又はＡｌ_２Ｏ_３で形成してもよい。

このような構成によれば、薄膜を、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２又はＡｌ_２Ｏ_３で形成するため、薄膜への空孔の形成が容易となる。

本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法は、基材を準備するステップと、基材の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、基材の表面に形成した薄膜に空孔を形成して多孔性薄膜を形成するステップと、を有することを特徴とする。

このような構成によれば、空孔を形成することにより、安定してレーザ耐性等に優れた多孔性薄膜を備えた光学部材を得ることができる。また、レーザ耐性等の良好な光学部材の多孔性薄膜が、蒸着物質を一つだけ用いることで形成することができる。このため、製造効率が良好となる。さらに、高温環境下での作業が不要であるため、作業性が良好となる。

また、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法は、多孔性薄膜の少なくとも一方の表面に、さらに多孔性薄膜への水分の侵入を規制するバリア部材を形成してもよい。

このような構成によれば、大気中に放置されること等による多孔性薄膜への水分の侵入を規制するため、反射防止特性（ＡＲ特性）の低下を抑制することができる。

さらに、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法は、バリア部材を、多孔
性薄膜の両表面に形成してもよい。

このような構成によれば、バリア部材を多孔性薄膜の両表面に形成するため、多孔性薄膜の両表面において水分の侵入を規制するため、反射防止特性（ＡＲ特性）の低下をより良好に抑制することができる。

また、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法は、基材と多孔性薄膜との間に、さらに基材と多孔性薄膜との密着力を高める補助部材を形成してもよい。

このような構成によれば、基材と多孔性薄膜との間に、さらに基材と多孔性薄膜との密着力を高める補助部材を形成するため、空孔形成処理の際やその後に基材と多孔性薄膜とが剥離してしまうことを抑制することができる。

さらに、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法は、補助部材を、多孔性薄膜と同一材料で形成してもよい。

このような構成によれば、補助部材を多孔性薄膜と同一材料で形成するため、より補助部材と多孔性薄膜との密着力が高まり、それに伴って、より良好に基材と多孔性薄膜との密着力を高めて多孔性薄膜の剥離を抑制することができる。

本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材は、基材と、基材の表面に形成された多孔性薄膜と、で構成された多孔性薄膜を備えた光学部材であって、多孔性薄膜の屈折率が約１．２９２以下であることを特徴とする。

このような構成によれば、多孔性薄膜の屈折率が約１．２９２以下であるため、反射率が約０．５％以下の多孔性薄膜を備えた光学部材を得ることができる。従って、光学部材の多孔性薄膜のレーザ耐性が良好となり、また、多孔性薄膜の広帯域化、及び、それによる斜入射損失の低減化が可能となる。

また、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材は、多孔性薄膜の少なくとも一方の表面に、多孔性薄膜への水分の侵入を規制するバリア部材が形成されていてもよい。

このような構成によれば、大気中に放置されること等による多孔性薄膜への水分の侵入が規制して、反射防止特性（ＡＲ特性）の低下を抑制することができる。

さらに、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材は、バリア部材は、多孔性薄膜の両表面に形成されていてもよい。

このような構成によれば、多孔性薄膜の両表面において水分の侵入を規制するため、反射防止特性（ＡＲ特性）の低下をより良好に抑制することができる。

また、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材は、基材と多孔性薄膜との間に、さらに基材と多孔性薄膜との密着力を高める補助部材が形成されていてもよい。

このような構成によれば、基材と多孔性薄膜との間に、さらに基材と多孔性薄膜との密着力を高める補助部材を形成するため、基材と多孔性薄膜とが剥離してしまうことを抑制することができる。

さらに、本発明に係る多孔性薄膜を備えた光学部材は、補助部材が、多孔性薄膜と同一材料で形成されていてもよい。

このような構成によれば、より補助部材と多孔性薄膜との密着力が高まり、それに伴って、より良好に基材と多孔性薄膜との密着力を高めて多孔性薄膜の剥離を抑制することができる。

本発明によれば、製造効率及び作業性が良好で、且つ、レーザ耐性等に優れた多孔性薄膜の製造方法、多孔性薄膜を備えた光学部材及びその製造方法を提供することができる。

（実施形態）
次に、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜を備えた光学部材について、反射防止膜を例にして、図面を用いて詳細に説明する。

（多孔性薄膜１０を備えた反射防止膜２０の構成）
図１は、多孔性薄膜１０を備えた反射防止膜２０の断面図を示す。

反射防止膜２０は、ガラス基材３０、補助部材４０、多孔性薄膜１０、及び、バリア部材５０が、下層から上層へこの順に積層されて構成されている。

ガラス基材３０は、ガラス製材料からなる矩形状の板状体に形成されている。

補助部材４０は、ガラス基材３０上に設けられ、ＳｉＯ_２で膜を構成している。補助部材４０は、イオンアシスト蒸着等で密に形成し、より密着力を高めたものが好適である。

多孔性薄膜１０は、補助部材４０上に設けられ、空孔を有するＳｉＯ_２膜を構成している。ここで、多孔性薄膜１０は、図２に示すように、通常の蒸着法により形成されて各分子どうしが密に形成されたＳｉＯ_２膜に空孔が形成されて、図３に示すような多孔性構造を有している。多孔性薄膜１０は、反射防止膜２０に入射する波長の約１／４程度の膜厚に形成されているのがよい。

バリア部材５０は、多孔性薄膜１０上に設けられ、ＳｉＯ_２膜を構成している。バリア部材５０は、イオンアシスト蒸着等で密に形成し、より水分の侵入に対するバリア性を高めたものが好適である。

（多孔性薄膜１０及び反射防止膜２０の製造方法）
次に、多孔性薄膜１０及び反射防止膜２０の製造方法を図面を用いて詳細に説明する。

まず、ガラス基材３０を準備し、表面に所定のエッチング処理等を施す。

次に、図４に示す真空蒸着装置６０を準備する。真空蒸着装置６０は、処理槽６１、処理槽６１内に各々設けられた、基板載置用ドーム６２、酸素イオン７４を供給するイオン銃６３、酸素ガス供給器６４、不図示のアルゴン供給器及びアルゴン供給管、ルツボ６５、電子銃６６、膜厚制御用モニターガラス６７、レート制御用水晶モニター６８、さらには、処理槽６１内の空気等を吸引する真空ポンプ６９、処理槽６１上に設けられた光源７０、反射鏡７１、及び、検出器７２で構成されている。

この真空蒸着装置６０内のルツボ６５上に、蒸着源７３となるＳｉＯ_２を載置する。さらに、基板載置用ドーム６２に、ガラス基材３０を載置する。

続いて、ルツボ６５で蒸着源７３を加熱しつつ、真空ポンプ６９で処理槽６１内を真空引きする。

次いで、ガラス基材３０上に、酸素ガス、酸素イオン及びアルゴンイオン供給下でＳｉＯ_２を蒸着源とするイオンアシスト蒸着によってＳｉＯ_２膜を蒸着して、補助部材４０を形成する。

具体的には、まず、電子銃６６で電子を蒸着源７３表面へ供給する。

電子が表面に供給された蒸着源７３は、ガラス基材３０へＳｉＯ_２蒸気７５を送り、酸素ガス、酸素イオン及びアルゴンイオン供給下でガラス基材３０にＳｉＯ_２膜が蒸着される。この間、光源７０を点灯させ、レート制御用水晶モニター６８や検出器７２等で所望の膜厚になっているか確認する。

次に、基板載置用ドーム６２に、補助部材４０を表面に形成したガラス基材３０を載置し、酸素ガス供給器６４で酸素ガスをガラス基材３０へ供給しつつ、電子銃６６で電子を蒸着源７３表面へ供給する。

電子が表面に供給された蒸着源７３は、ガラス基材３０へＳｉＯ_２蒸気７５を送り、酸素ガス供給下でガラス基材３０にＳｉＯ_２膜が蒸着される。この間、上述の補助部材４０の形成のときと同様に、光源７０を点灯させ、レート制御用水晶モニター６８や検出器７２等で所望の膜厚になっているか確認する。

次に、補助部材４０上にＳｉＯ_２膜が形成されたガラス基材３０を沸騰水中に、例えば約４時間半程度浸漬し、膜中に空孔を形成し、多孔性薄膜１０を形成する。

次いで、ガラス基材３０を沸騰水中から取り出す。

次に、沸騰水中から取り出したガラス基材３０の多孔性薄膜１０上に、酸素ガス、酸素イオン及びアルゴンイオン供給下でＳｉＯ_２を蒸着源とし、上述の補助部材４０形成工程と同様のイオンアシスト蒸着によって所望の膜厚のＳｉＯ_２膜を蒸着して、バリア部材５０を形成し、反射防止膜２０を作製する。

このように作製した反射防止膜２０は、例えば、光ファイバの両端面に備え付けることにより、レーザ等のファイバ端面入射及び反射の際の反射防止に用いることができる。

尚、本実施形態で説明した多孔性薄膜１０を備えた反射防止膜２０は、上述した構成に限られない。例えば、多孔性薄膜１０の両表面にバリア部材５０が設けられたものであっ
てもよい。

また、補助部材４０、多孔性薄膜１０及びバリア部材５０を、それぞれＳｉＯ_２で形成したが、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２又はＡｌ_２Ｏ_３でそれぞれ形成してもよい。

さらに、補助部材４０及びバリア部材５０の蒸着にイオンアシスト蒸着法を用いたが、これ以外の蒸着法を用いてもよい。

また、多孔性薄膜１０を構成するＳｉＯ_２膜の蒸着を真空蒸着法によって行ったが、これ以外の蒸着法を用いてもよい。

さらに、本実施形態では、多孔性薄膜を備えた光学部材として、反射防止膜に係るものについて示したが、これに限らず、高出力レーザ用偏光子、反射鏡のレーザ耐力を向上させるための光学素子等に係る光学部材であってもよい。

（試験評価）
多孔性薄膜の分光特性を調べるための評価試験を、実施形態に示したのと同一構成の多孔性薄膜を備えた光学部材を用いて行った。

〈試験評価用光学部材〉
まず、実施例として以下に示すように作製した光学部材Ａを準備した。

実施例の光学部材の作製は、まず、低屈折材料の非晶質ＳｉＯ_２を使用した。また、基材には、石英ガラス基板を使用した。

次に、石英ガラス基板上に上述のＳｉＯ_２を電子ビーム蒸着法により作製した。その際の条件は、成膜中の真空度を１．０×１０^−２Ｐａ、成膜速度を１Å/ｓ、成膜温度を約２５℃（無加熱成膜）とした。ここで、今回の場合は、１０６４ｎｍのＡＲ膜となるように成膜したので、物理膜厚は約２１０ｎｍである。

次に、上述のようにＳｉＯ_２膜を形成した石英ガラス基板を、沸騰水中に、所定の時間浸漬し、膜中に空孔を形成した。ここで、沸騰水中への浸漬時間は、１２０分、２４０分及び２７０分に分けて、３種類のものを作製した。

また、空孔形成処理として、沸騰水を用いずに、７０℃の温水中に気泡を供給しつつ浸漬したもの（光学部材Ａ（４））、８０℃の温水中に気泡の供給なしで約１３時間浸漬したもの（光学部材Ａ（５））を作製した。

次に、比較例として、それぞれ同様のガラス基板上に、真空蒸着法によりＳｉＯ_２膜を蒸着させた光学部材Ｂと、イオンアシスト蒸着法によりＳｉＯ_２膜を蒸着させた光学部材Ｃと、を作製した。

〈試験評価方法〉
上述のように作製した、沸騰水中の浸漬時間の異なる３種類の実施例に係る光学部材Ａ（１）〜（３）、及び、比較例に係る光学部材Ｂ，Ｃ、さらに、沸騰水処理を施す前の実施例に係る光学部材Ａ（０）、温水処理を施した光学部材Ａ（４），（５）について、図５に示す実験装置によって、それらの入射光の波長と薄膜の反射率との関係を調べた。

図５の実験装置は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）照射部、プリズム、１/２λ板、ポラライザー、バイプラナー、石英ガラス、反射鏡７１、集光レンズ、及び、ＣＣＤカメラ等で構成されている。

この実験装置の集光レンズの前方にサンプルとしての光学部材Ａ，Ｂ及びＣを設置し、それぞれにＮｄ：ＹＡＧレーザ照射部から異なる大きさのフルエンスを有するレーザ光を照射させた。照射ごとにバイプラナーで観測した値をオシロスコープで読み取った。また、薄膜上の損傷の有無については、プラズマ発光とＣＣＤカメラによって判定した。

また、レーザ光のエネルギー校正のために、サンプルを置かずに同様の実験を行った。

〈試験評価結果〉
上述の実験結果を図６〜８に示す。

ここで、図６は、実施例の光学部材Ａ（０）〜（３）の入射光の波長と、反射率との関係を示す。

図６によると、光学部材Ａ（０）から、光学部材Ａ（１）、光学部材Ａ（２）そして光学部材Ａ（３）へ移るに従い、反射率が徐々に低下していくのがわかる。特に沸騰水処理
を２７０分間施した光学部材Ａ（３）に至っては、波長が１０６４ｎｍにおける反射率が約０．２７％（屈折率約１．２７）まで低下している。このため、沸騰水処理が薄膜中に空孔を形成して多孔性にする手段として効果的であることがわかる。さらに、最も反射率が低下した光学部材Ａ（３）において、反射率が０．５０１７％のときの屈折率は１．２９３であり、反射率が０．４９５６％のときの屈折率は１．２９２であった。このため、反射率が０．５％以下である光学部材Ａ（３）の多孔性薄膜の屈折率は１．２９２以下であることがわかる。

また、図７は、実施例の光学部材Ａ（３）と比較例の光学部材Ｂ，Ｃとの入射光の波長と反射率との関係を示す。

図７によると、光学部材Ｃから、光学部材Ｂ、光学部材Ａ（３）へ移るに従い、反射率が徐々に低下していくことがわかる。また、帯域も徐々に広くなっていき、これにより斜入射損失がより低下していくこともわかる。

次に、上述の試験における薄膜損傷の有無の観測結果を表１に示す。

表１から、レーザ光のエネルギーが１２２．４ｍＶを超えると損傷が発生していることがわかる。従って、１２２．４ｍＶが実測値による損傷閾値であるといえる。

ここで、エネルギー校正のために行った実験結果を表２に示す。

表２の値を、それぞれグラフで描いたものが図８のエネルギー校正グラフである。このグラフの直線において、損傷閾値の実測値である１２２．４ｍＶに対応するの観測エネルギーは、２５．３８ｍＪとなる。そして、この値をレーザ光照射のスポット面積である０．０００６８６ｃｍ^２で割り、エネルギー校正後の損傷閾値３６．９９Ｊ/ｃｍ^２を得る。

この損傷閾値は、従来の薄膜の損傷閾値より大きく、レーザ耐性がより良好であることがわかる。

さらに、光学部材Ａ（４）に係る実験によると、反射率低下が光学部材Ａ（０）とほとんど変わらないという結果を得た。また、光学部材Ａ（５）に係る実験によると、反射率の低下が光学部材Ａ（０）と比較して顕著に見られた。

従って、空孔形成処理のためには、８０℃以上の温水中に浸漬させることが条件となることがわかった。

（作用効果）
本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０の製造方法は、ガラス基材３０の表面に設けられた多孔性薄膜の製造方法であって、ガラス基材３０の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、ガラス基材３０の表面に形成した薄膜に空孔を形成するステップと、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、空孔を形成することにより、安定してレーザ耐性等に優れた多孔性薄膜１０を得ることができる。また、レーザ耐性等の良好な多孔性薄膜１０が、蒸着物質を一つだけ用いることで形成することができる。このため、製造効率が良好となる。さらに、高温環境下での作業が不要であるため、作業性が良好となる。

また、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０の製造方法は、蒸着が真空蒸着であることを特徴とする。

このような構成によれば、ガラス基材３０に形成した薄膜が、ある程度初めから空孔を有しており、その後に空孔をさらに膜中に形成することが容易となる。

さらに、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０の製造方法は、空孔を、薄膜を沸騰水中に所定時間浸漬することにより形成することを特徴とする。

このような構成によれば、薄膜を沸騰水中に所定時間浸漬することにより空孔を形成するため、さらに良好にレーザ耐性等の優れた多孔性薄膜１０を形成することができる。

また、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０の製造方法は、薄膜を、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２又はＡｌ_２Ｏ_３で形成することを特徴とする。

このような構成によれば、薄膜を、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２又はＡｌ_２Ｏ_３で形
成するため、薄膜への空孔の形成が容易となる。

本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材の製造方法は、ガラス基材３０を準備するステップと、ガラス基材３０の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、ガラス基材３０の表面に形成した薄膜に空孔を形成して多孔性薄膜１０を形成するステップと、を有することを特徴とする。

このような構成によれば、空孔を形成することにより、安定してレーザ耐性等に優れた多孔性薄膜１０を備えた光学部材を得ることができる。また、レーザ耐性等の良好な光学部材の多孔性薄膜１０が、蒸着物質を一つだけ用いることで形成することができる。このため、製造効率が良好となる。さらに、高温環境下での作業が不要であるため、作業性が良好となる。

また、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材の製造方法は、多孔性薄膜１０の少なくとも一方の表面に、さらに多孔性薄膜１０への水分の侵入を規制するバリア部材５０を形成することを特徴とする。

このような構成によれば、大気中に放置されること等による多孔性薄膜１０への水分の侵入を規制するため、反射防止特性（ＡＲ特性）の低下を抑制することができる。

また、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材の製造方法は、ガラス基材３０と多孔性薄膜１０との間に、さらにガラス基材３０と多孔性薄膜１０との密着力を高める補助部材４０を形成することを特徴とする。

このような構成によれば、ガラス基材３０と多孔性薄膜１０との間に、さらにガラス基材３０と多孔性薄膜１０との密着力を高める補助部材４０を形成するため、空孔形成処理の際やその後にガラス基材３０と多孔性薄膜１０とが剥離してしまうことを抑制することができる。

さらに、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材の製造方法は、補助部材４０を、多孔性薄膜１０と同一材料で形成することを特徴とする。

このような構成によれば、補助部材４０を多孔性薄膜１０と同一材料で形成するため、より補助部材４０と多孔性薄膜１０との密着力が高まり、それに伴って、より良好にガラス基材３０と多孔性薄膜１０との密着力を高めて多孔性薄膜１０の剥離を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材は、ガラス基材３０と、ガラス基材３０の表面に形成された多孔性薄膜１０と、で構成された多孔性薄膜１０を備えた光学部材であって、多孔性薄膜１０の屈折率が１．２９２以下であることを特徴とする。

このような構成によれば、多孔性薄膜１０の屈折率が１．２９２以下であるため、反射率が約０．５％以下の多孔性薄膜１０を備えた光学部材を得ることができる。従って、光学部材の多孔性薄膜１０のレーザ耐性が良好となり、また、多孔性薄膜１０の広帯域化、及び、それによる斜入射損失の低減化が可能となる。

また、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材は、多孔性薄膜１０の少なくとも一方の表面に、多孔性薄膜１０への水分の侵入を規制するバリア部材５０が形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、大気中に放置されること等による多孔性薄膜１０への水分の侵入が規制して、反射防止特性（ＡＲ特性）の低下を抑制することができる。

また、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材は、ガラス基材３０と多孔性薄膜１０との間に、さらにガラス基材３０と多孔性薄膜１０との密着力を高める補助部材４０が形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、ガラス基材３０と多孔性薄膜１０との間に、さらにガラス基材３０と多孔性薄膜１０との密着力を高める補助部材４０を形成するため、ガラス基材３０と多孔性薄膜１０とが剥離してしまうことを抑制することができる。

さらに、本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた光学部材は、補助部材４０が、多孔性薄膜１０と同一材料で形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、より補助部材４０と多孔性薄膜１０との密着力が高まり、それに伴って、より良好にガラス基材３０と多孔性薄膜１０との密着力を高めて多孔性薄膜
１０の剥離を抑制することができる。

以上説明したように、本発明は、多孔性薄膜の製造方法、多孔性薄膜を備えた光学部材及びその製造方法について有用である。

本発明の実施形態に係る多孔性薄膜１０を備えた反射防止膜２０の断面図である。 通常の蒸着法により形成されて各分子どうしが密に形成されたＳｉＯ_２膜の断面図である。 空孔が形成されて多孔性構造を有するＳｉＯ_２膜の断面図である。 本発明の実施形態に係る真空蒸着装置６０の模式図である。 本発明の実施例に係る実験装置の模式図である。 本発明の実施例に係る光学部材Ａ（０）〜（３）の入射光の波長と、反射率との関係を示すグラフである。 本発明の実施例に係る光学部材Ａ（３）と比較例の光学部材Ｂ，Ｃとの入射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。 本発明の実施例に係るエネルギー校正グラフである。

符号の説明

１０ 多孔性薄膜
２０ 反射防止膜
３０ ガラス基材
４０ 補助部材
５０ バリア部材

Claims (16)

1. 基材の表面に設けられた多孔性薄膜の製造方法であって、
   上記基材の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、
   上記基材の表面に形成した薄膜に空孔を形成するステップと、
   を備えた多孔性薄膜の製造方法。
2. 請求項１に記載された多孔性薄膜の製造方法において、
   上記蒸着が真空蒸着である多孔性薄膜の製造方法。
3. 請求項１に記載された多孔性薄膜の製造方法において、
   上記空孔は、上記薄膜を８０℃以上の温水中に所定時間浸漬することにより形成する多孔性薄膜の製造方法。
4. 請求項３に記載された多孔性薄膜の製造方法において、
   上記温水中に浸漬した薄膜に対し、該温水中でその表面に気泡を所定時間供給する多孔性薄膜の製造方法。
5. 請求項４に記載された多孔性薄膜の製造方法において、
   上記空孔は、上記薄膜を沸騰水中に所定時間浸漬することにより形成する多孔性薄膜の製造方法。
6. 請求項１に記載された多孔性薄膜の製造方法において、
   上記薄膜を、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２又はＡｌ_２Ｏ_３で形成する多孔性薄膜の製造方法。
7. 基材を準備するステップと、
   上記基材の表面に蒸着によって薄膜を形成するステップと、
   上記基材の表面に形成した薄膜に空孔を形成して多孔性薄膜を形成するステップと、
   を有する多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法。
8. 請求項７に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法において、
   上記多孔性薄膜の少なくとも一方の表面に、該多孔性薄膜への水分の侵入を規制するバリア部材をさらに形成する多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法。
9. 請求項８に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法において、
   上記バリア部材を、上記多孔性薄膜の両表面に形成する多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法。
10. 請求項７に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法において、
    上記基材と多孔性薄膜との間に、さらに該基材と多孔性薄膜との密着力を高める補助部材を形成する多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法。
11. 請求項１０に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法において、
    上記補助部材を、上記多孔性薄膜と同一材料で形成する多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法。
12. 基材と、該基材の表面に形成された多孔性薄膜と、で構成された多孔性薄膜を備えた光学部材であって、
    上記多孔性薄膜の屈折率が約１．２９２以下である多孔性薄膜を備えた光学部材。
13. 請求項１２に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材において、
    上記多孔性薄膜の少なくとも一方の表面に、該多孔性薄膜への水分の侵入を規制するバリア部材が形成されている多孔性薄膜を備えた光学部材。
14. 請求項１３に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材において、
    上記バリア部材は、上記多孔性薄膜の両表面に形成されている多孔性薄膜を備えた光学部材。
15. 請求項１２に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材において、
    上記基材と多孔性薄膜との間に、さらに該基材と多孔性薄膜との密着力を高める補助部材が形成されている多孔性薄膜を備えた光学部材。
16. 請求項１５に記載された多孔性薄膜を備えた光学部材において、
    上記補助部材は、上記多孔性薄膜と同一材料で形成されている多孔性薄膜を備えた光学部材。

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