JP2011150186A - 反射防止光学素子およびレーザ光源装置 - Google Patents
反射防止光学素子およびレーザ光源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011150186A JP2011150186A JP2010012219A JP2010012219A JP2011150186A JP 2011150186 A JP2011150186 A JP 2011150186A JP 2010012219 A JP2010012219 A JP 2010012219A JP 2010012219 A JP2010012219 A JP 2010012219A JP 2011150186 A JP2011150186 A JP 2011150186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concavo
- wavelength
- optical element
- period
- convex structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】無機光学材料による基板の表面に1次元の微細周期構造を形成してなり、所定の波長領域内で反射防止効果を有する反射防止光学素子であって、微細周期構造は、高さ:H1、幅:Dで断面山形三角形の構造単位1−1、1−2・・を周期:P(>D)で配列してなる第1の凹凸構造と、第1の凹凸構造における隣接構造単位間に、凹凸の高さ:H2が「0.4H1≦H2≦0.8H1」を満足する断面山形三角形の構造単位2−1、2−2・・による第2の凹凸構造が形成され、第1の凹凸構造における構造単位の幅:Dは上記周期:Pに対し「0<P−D≦D/2」を満足し、且つ、周期:Pが、波長領域の最短波長よりも短く、第1及び第2の凹凸構造は、平坦部のない楔形の凹部を形成し、上記最短波長に対して回折光を発生しない周期構造となっている。
【選択図】図1
Description
そこで、光学材料による基板の表面に「断面三角形状で1次元の微細周期構造を形成」すると、微細周期構造の空間周期は、凹凸構造の単位をなす三角形状の頂部から底部へ向かって連続的に変化するので、三角形状の高さ方向において「有効屈折率が連続的に変化する」ようにでき、微細周期構造の部分において「有効屈折率の不連続な階段状変化」が発生せず、従って、上記不連続な有効屈折率変化による反射が防止されて、良好な反射防止機能を実現できる。
周期が小さくなると、微細周期構造を形成することが難しくなる。
即ち、材質的には「無機光学材料」が用いられる。
無機光学材料は、例えば石英ガラスや一般的な光学ガラス、あるいはテンパックスガラス等、所望の波長領域における透過率特性を満足しているものを適宜に用いることができ、化学的にも安定で耐熱性も高い。
微細周期構造が「1次元」であるとは、微細な凹凸が1方向に並び、この1方向に直交する方向においては形状に変化が無いことを意味する。
「所定の波長領域内」は、反射防止光学素子が用いられる「用途におけるレーザ光源からのレーザ光の波長の範囲(光源に応じて異なる。)」である。
0<P−D≦D/2
を満足する。さらに、周期:Pは、波長領域の最短波長よりも短い。
0.4H1≦H2≦0.8H1
を満足する断面山形三角形の構造単位の配列により形成される。
第2の凹凸構造をなす構造単位の、高さ方向の頂部を形成する2斜辺の個々は直線であることが一般的であるが、これに限らず曲線であってもよい。第1の凹凸構造をなす断面山形三角形の断面形状は、断面に直交する方向には一定である。
従って、第1の凹凸構造における隣接する構造単位(断面山形三角形)間に、第2の凹凸構造の構造単位1個を形成する場合であれば、その配列周期はPであり、その底部の幅は「P−D」である。勿論、底部の幅をさらに小さくして「第1の凹凸構造における隣接する構造単位(断面山形三角形)間に2以上を形成する」こともできる。
0<P−D≦D/2
を満足するので、第1の凹凸構造を構成する山形三角形状の底部の幅:Dを十分に確保でき、第1の凹凸構造の構造単位の頂部が「尖りすぎて薄肉化する」ことがなく、従って、第1の凹凸構造の部分での機械強度を確保できる。
逆に、「P−D≧D/2」となると、最短波長の光に対しても回折を実質的に生じさせないような大きさであるべき周期:Pを実現した場合、第1の凹凸構造の山形三角形状の頂部が「尖り」、第1の凹凸構造の部分での機械強度の確保が困難になる。
図示されているのは微細周期構造の断面形状であり、図の如く、断面三角形状で1次元の周期構造であり、断面形状は図面に直交する方向において同一である。
これに対し、第2の凹凸構造は、凹凸の高さ:H2の断面山形三角形の構造単位2−11、2−12、2−21、2−22、・・を配してなり、第1の凹凸構造の隣接する構造単位の間に、2つの構造単位(2−11、2−12等)が配列形成されている。
0<P−D≦D/2 (従って、当然に P>Dである。)
0.4H1≦H2≦0.8H1
を満足し、周期:Pは「波長領域の最短波長」よりも短く、第1及び第2の凹凸構造は、平坦部のない楔形の凹部(例えば構造単位1−1と2−1とに挟まれた部分)を形成し、最短波長に対して回折光を発生しない周期構造となっているのである。
「波長変換素子」は、YAGレーザ光源からのレーザビームの波長を「加工に適した波長」に変換する素子である。波長変換素子としては公知の適宜のものを用いることができる。「加工に適した波長」は、YAGレーザ光源からのレーザビームを波長変換した波長のうち「第4高調波の波長:266nm」である。この波長では、多くの金属で反射率が低く、加工用レーザ光を加工対象に有効に吸収させて加工を行なうことができる。
この発明の反射防止光学素子は、上記の如く「無機の光学材料」で構成されるので、耐熱性に優れており、上記の如く第1、第2の凹凸構造により「有効屈折率の不連続な階段状変化が無い」ので、高い反射防止機能を実現でき、第1、第2の凹凸構造の上記の如き構成により機械強度に優れ、また、回折による透過ビームのエネルギ損失が無い。
先ず、微細周期構造の形成を説明する。
上記の如く、微細周期構造の周期はサブ波長領域であり、反射防止の対象となる波長も100nmオーダと小さいが、以下のようにして形成することができる。
即ち、金型による形状転写とエッチングとを組み合わせる。
微細周期構造を形成する無機光学材料としては「石英ガラス」を平行平板にしたものを想定する。
製造の第1工程は、金型の作製である。
金型材料として、例えば、直径:100mmのシリコン基板を用い、その片面に、多数個の転写パターンを形成する。1個の転写パターンのサイズは例えば「5mm×5mm」であり、1枚のシリコン基板に200個程度の転写パターンを形成する。
図2に示す転写パターンにおける符号M1−1、M1−2、M1−3で示す部分は、求める微細周期構造における第1の凹凸構造の頂部1−1、1−2、1−3等に対応する部分であり、符号M2−1、M2−2、M2−3で示す部分は、求める微細周期構造における第2の凹凸構造の頂部2−1、2−2、2−3等に対応する部分である。
各例とも、第1の凹凸構造の周期:Pを200nm、構造単位の高さ:H1を300nm、幅:Dを140nmとした。
第2の凹凸構造の構造単位の高さ:H2を、以下の5例のように変化させた。
例1(構造A) H2= 60nm
例2(構造B) H2=120nm
例3(構造C) H2=180nm
例4(構造D) H2=240nm
例5(構造E) H2=300nm 。
P−D=60nm、D/2=70
であり、これらは、反射防止光学素子の満足すべき条件:
0<P−D≦D/2
を満足する。
0.4H1≦H2≦0.8H1
を満足するのは、構造:B〜Dである。
一方、「比較例」として、図3に示す如き微細周期構造をもった反射防止光学素子を2例作製した。
図3に示す如く、比較例の微細周期構造は、図1(a)に示すタイプの微細周期構造の第2の凹凸構造の高さ:H2を0とし「第2の凹凸構造の占めている部分」を平坦な面としたものである。なお、材質としての無機光学材料は、上記実施例のものと同じく石英ガラスである。
H0=300nm
D0=105nm
P0=150nm 。
H0=300nm
D0=140nm
P0=200nm 。
上記構造A〜E、構造1および2について、分光透過率を調べた。
先ず、構造1と構造2についての分光透過率を、図5に示す。
構造1は、波長:220nm以上の広い波長領域において99%以上の極めて良好な透過率特性を示す。これは、微細周期構造の周期:P=150nmと極めて小さいことによる。因みに波長:266nmに対しては0.996(=99.6%)である。
構造A〜Eは何れも、300nm以上の波長領域において、良好な透過率特性を示すが、波長:250〜300nmの範囲で見ると、構造B〜Eが優れており、波長:266nmでの値を見ると、構造Bにおいて0.977、構造Cにおいて0.986、構造Dにおいて0.989、構造Eにおいて0.99であり、極めて優れている。
透過率特性、機械強度、作製難易度について、「極めて良」、「良好」、「不良」で示す。
1 極めて良 不良 不良
2 不良 良好 良好
A 不良 良好 良好
B 良好 良好 良好
C 良好 良好 良好
D 良好 良好 良好
E 極めて良 不良 不良 。
0.4H1≦H2≦0.8H1
を満足する、断面山形三角形の構造単位による第2の凹凸構造が形成され、第1の凹凸構造における構造単位の幅:Dは周期:Pに対し、
0<P−D≦D/2
を満足し、且つ、周期:Pが、波長領域の最短波長よりも短く、第1及び第2の凹凸構造は、平坦部のない楔形の凹部を形成し、最短波長に対して回折光を発生しない周期構造となっている。
構造B〜Dを有する反射防止光学素子は機械強度に優れているから、図4のように、ケーシング43の外壁に「剥き出し」で設けることができ、光源装置の取り扱いが容易である。
また、反射率が極めて低いため、カバー板47により反射されてYAGレーザ光源41へ戻る戻り光は実質的に無く、戻り光による発振効率の低下を防止できる。また、ケーシング内部が密閉されることにより、YAGレーザ光源41や波長変換素子43への塵埃等の付着が減少し、素子の発生不良が低減される。
2−2、2−2、2−3 第2の凹凸構造をなす構造単位
Claims (3)
- 無機光学材料による基板の表面に、断面三角形状で1次元の微細周期構造を形成してなり、所定の波長領域内で反射防止効果を有する反射防止光学素子であって、
上記微細周期構造は、高さ:H1、幅:Dで断面山形三角形の構造単位を周期:P(>D)で配列してなる第1の凹凸構造と、この第1の凹凸構造における隣接構造単位間に、凹凸の高さ:H2が、
0.4H1≦H2≦0.8H1
を満足する、断面山形三角形の構造単位による第2の凹凸構造が形成され、
上記第1の凹凸構造における構造単位の幅:D1は上記高さ:H1に対し、
0<P−D≦D/2
を満足し、且つ、上記周期:Pが、上記波長領域の最短波長よりも短く、
上記第1及び第2の凹凸構造は、平坦部のない楔形の凹部を形成し、上記最短波長に対して回折光を発生しない周期構造となっていることを特徴とする反射防止光学素子。 - 請求項1記載の反射防止光学素子において、
無機光学材料が石英ガラスであり、
第1の凹凸構造の構造単位の高さ:H1および周期:Pが100nm〜200nmであり、
第2の凹凸構造の構造単位が、第1の凹凸構造の隣接する構造単位間に1つ形成され、
波長:266nmの光に対する透過率が97%以上であることを特徴とする反射防止光学素子。 - レーザ加工装置用のレーザ光源装置であって、
YAGレーザ光源と、
このYAGレーザ光源からのレーザビームの波長を加工に適した波長に変換する波長変換素子と、
上記YAGレーザ光源と波長変換素子とを収納するケーシングと、
このケーシングに開口されたレーザビーム射出孔を塞ぎ、上記波長変換素子により波長変換されたレーザビームを透過させるカバー板と、を有し、
上記カバー板として、請求項1または2に記載の反射防止光学素子を用いたことを特徴とするレーザ光源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010012219A JP5484929B2 (ja) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | 反射防止光学素子およびレーザ光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010012219A JP5484929B2 (ja) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | 反射防止光学素子およびレーザ光源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011150186A true JP2011150186A (ja) | 2011-08-04 |
JP5484929B2 JP5484929B2 (ja) | 2014-05-07 |
Family
ID=44537222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010012219A Expired - Fee Related JP5484929B2 (ja) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | 反射防止光学素子およびレーザ光源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5484929B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013167824A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Dexerials Corp | 偏光素子、偏光素子の製造方法 |
JP2017044943A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | キヤノン電子株式会社 | 反射防止微細構造体、光学フィルタ、及び光量調整装置並びに光学装置 |
JP2017111278A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社リコー | 光学窓部材、レーザ装置、点火装置及び内燃機関 |
CN107092044A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-08-25 | 上海天臣防伪技术股份有限公司 | 减反射薄膜及其制备方法、其模具的制备方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11335140A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-07 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 光学用合成石英ガラスの製造方法 |
JP2002344049A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | レーザーダイオード励起固体レーザー |
JP2005157119A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Olympus Corp | 反射防止光学素子及びこれを用いた光学系 |
JP2005215186A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Japan Steel Works Ltd:The | レーザ波長変換ユニット |
JP2007206490A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Ricoh Co Ltd | 複合型光学素子および光学系 |
JP2007264613A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Univ Of Tsukuba | 反射防止構造および該反射防止構造を有する発光素子 |
JP2008090212A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Nissan Motor Co Ltd | 反射防止性光学構造、反射防止性光学構造体及びその製造方法 |
JP2008216610A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ加工用光学部品の製法 |
JP2009128543A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Panasonic Corp | 反射防止構造体の製造方法 |
-
2010
- 2010-01-22 JP JP2010012219A patent/JP5484929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11335140A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-07 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 光学用合成石英ガラスの製造方法 |
JP2002344049A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | レーザーダイオード励起固体レーザー |
JP2005157119A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Olympus Corp | 反射防止光学素子及びこれを用いた光学系 |
JP2005215186A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Japan Steel Works Ltd:The | レーザ波長変換ユニット |
JP2007206490A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Ricoh Co Ltd | 複合型光学素子および光学系 |
JP2007264613A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Univ Of Tsukuba | 反射防止構造および該反射防止構造を有する発光素子 |
JP2008090212A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Nissan Motor Co Ltd | 反射防止性光学構造、反射防止性光学構造体及びその製造方法 |
JP2008216610A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ加工用光学部品の製法 |
JP2009128543A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Panasonic Corp | 反射防止構造体の製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013167824A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Dexerials Corp | 偏光素子、偏光素子の製造方法 |
JP2017044943A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | キヤノン電子株式会社 | 反射防止微細構造体、光学フィルタ、及び光量調整装置並びに光学装置 |
JP2017111278A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社リコー | 光学窓部材、レーザ装置、点火装置及び内燃機関 |
CN107092044A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-08-25 | 上海天臣防伪技术股份有限公司 | 减反射薄膜及其制备方法、其模具的制备方法 |
WO2018049898A1 (zh) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 上海天臣防伪技术股份有限公司 | 减反射薄膜及其制备方法、其模具的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5484929B2 (ja) | 2014-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4124102B2 (ja) | 多重反射防止構造を備えた発光素子とその製造方法 | |
EP1800188B1 (fr) | Dispositif de generation de lumiere dans l' extreme ultraviolet et application a une source de lithographie par rayonnement dans l'extreme ultraviolet | |
JP5643920B1 (ja) | Led素子及びその製造方法 | |
KR960014113B1 (ko) | 광학장치 및 그의 제조방법 | |
GB2513964A (en) | Synthetic diamond optical elements | |
US20190369294A1 (en) | Enhancing optical transmission of multlayer composites with interfacial nanostructures | |
JP2007150072A (ja) | インプリント用スタンパおよびそれを用いた発光素子 | |
JP5484929B2 (ja) | 反射防止光学素子およびレーザ光源装置 | |
JP5756510B2 (ja) | 凹凸構造膜付きガラス基板のドライエッチングを用いた製造方法、凹凸構造膜付きガラス基板、太陽電池、及び、太陽電池の製造方法 | |
JP2007142277A (ja) | 発光素子の製造方法 | |
JP2007227926A (ja) | 発光ダイオードパッケージの製造方法 | |
TWI569364B (zh) | 以剝落作用分離之複合結構之製造方法 | |
JP7195739B2 (ja) | 遠紫外線および軟x線光学部品用コーティング | |
JP5930132B2 (ja) | 反射型フォトマスク及びその製造方法 | |
JP2013187412A (ja) | 反射型フォトマスクおよびその製造方法 | |
JP2016080967A (ja) | ペリクル | |
JPWO2013002394A1 (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
US20160172207A1 (en) | Pellicle membrane and method of manufacturing the same | |
JP5736900B2 (ja) | 反射型露光用マスク | |
JP2006044974A (ja) | マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法および透過型スクリーン | |
JP5826463B2 (ja) | 反射防止光学素子 | |
US20170031096A1 (en) | Optical element and manufacturing method therefor | |
JP6319368B2 (ja) | 反射型フォトマスクおよびその製造方法 | |
WO2020085288A1 (ja) | 原盤、原盤の製造方法及び転写物の製造方法 | |
WO2023007616A1 (ja) | レンズユニットの製造方法、レンズユニット、撮像装置、および、内視鏡 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130820 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5484929 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |