JP3399159B2 - 赤外域用光学膜および光学素子 - Google Patents

赤外域用光学膜および光学素子

Info

Publication number
JP3399159B2
JP3399159B2 JP14192795A JP14192795A JP3399159B2 JP 3399159 B2 JP3399159 B2 JP 3399159B2 JP 14192795 A JP14192795 A JP 14192795A JP 14192795 A JP14192795 A JP 14192795A JP 3399159 B2 JP3399159 B2 JP 3399159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
infrared
substrate
layer
film
zns
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14192795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08334603A (ja
Inventor
孝典 曽根
昭夫 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14192795A priority Critical patent/JP3399159B2/ja
Publication of JPH08334603A publication Critical patent/JPH08334603A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3399159B2 publication Critical patent/JP3399159B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、赤外域用反射防止膜
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】 【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。 【0005】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。 【0006】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。 【0007】 【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、Ge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ZnS、第2層目
がSiまたはGe、第3層目がZnS、第4層目が 2
3 、Sc 2 3 、HfO 2 、TiO 2 またはZrO 2 から選
ばれる金属酸化物、第5層目がYF 3 、CeF 3 、CaF
2 またはクライオライト(Na 3 AlF 6 )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。 【0008】 【0009】 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】 【0017】 【0018】 【0019】 【0020】 【0021】 【0022】 【0023】 【作用】本発明の反射防止膜は、基板をGeとして、基
板からの第1層目がZnS、第2層目がSiまたはG
e、第3層目がZnS、第4層目が 2 3 、Sc 2 3
HfO 2 、TiO 2 またはZrO 2 から選ばれる金属酸化
物、第5層目がYF 3 、CeF 3 、CaF 2 またはクライ
オライト(Na 3 AlF 6 )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
防止膜となる。 【0024】 【0025】 【0026】 【0027】 【0028】 【0029】 【0030】 【0031】 【0032】 【0033】 【0034】 【0035】 【0036】 【0037】 【実施例】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。 【0038】図1ないし図4は、本発明の赤外域用反射
防止膜の実施例および参考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
光学膜の参考例の構造を示す断面説明図である。図7お
よび図8は、本発明の参考例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7および
参考例1ないし参考例16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
発明の参考例17ないし参考例31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
発明の参考例32ないし参考例33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。 【0039】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。 【0040】また、本発明の一参考例の赤外域用反射防
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、
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。 【0041】また、本発明の別の参考例の赤外域用反射
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。 【0042】また、本発明の別の参考例の赤外域用反射
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、Zn
S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。 【0043】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。 【0044】前記金属酸化物層としては、たとえばAl
23、Sb23、HfO2、In23、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。 【0045】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。 【0046】一方、本発明の参考例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。 【0047】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。 【0048】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。 【0049】なお、本発明の参考例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8〜12μm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3
5層以下奇数回積層し、その光学膜厚をすべて1.13
μm、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3
5層以下奇数回積層し、その光学膜厚をすべて0.88
μm、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。 【0050】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。 【0051】また、本発明の別の参考例の赤外域用光学
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1
2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。 【0052】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。 【0053】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。 【0054】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、LiF2、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。 【0055】なお、本発明の参考例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
光学膜厚を1.00μm、第2層目のZnS層を1.1
5μm、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。 【0056】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。 【0057】つづいて本発明の参考例の赤外域用ビーム
スプリッタについて説明する。 【0058】本発明の参考例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
8〜12μm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。 【0059】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。 【0060】また、本発明の別の参考例の赤外域用ビー
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。 【0061】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。 【0062】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。 【0063】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。 【0064】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。 【0065】なお、後述する各実施例および参考例にお
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。 【0066】つぎに、具体的な実施例および参考例によ
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。 【0067】[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。 【0068】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。 【0069】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。 【0070】[参考例1〜4] 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。 【0071】[参考例5〜12] 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21〜28に示す。 【0072】[参考例13〜16] 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。 【0073】 【表1】【0074】 【表2】 【0075】 【表3】【0076】 【表4】【0077】図10〜32に示す透過率の測定結果か
ら、本発明の実施例および参考例のばあいには、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。 【0078】[参考例17〜23] 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1×10-4torr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。 【0079】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。 【0080】[参考例24〜30] 直径50mmφ、厚さ1mmの両面を研磨したZnS製
の基板を、参考例17〜23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、参考例17〜23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。 【0081】 【表5】【0082】 【表6】【0083】 【表7】 【0084】 【表8】【0085】 【表9】【0086】 【表10】 【0087】 【表11】 【0088】図33〜39に示す透過率と反射率の測定
結果から、本発明の参考例のばあいには、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。 【0089】また、図40〜47に示す透過率と反射率
の測定結果から、本発明の参考例のばあいには、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。 【0090】[参考例32] 直径50mmφ、厚さ1mmの両面を研磨したZnS製
の基板に対し、基板の片面には参考例5にしたがった反
射防止膜、他の面には参考例17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。 【0091】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。 【0092】[参考例33] 直径50mmφ、厚さ1mmの両面を研磨したZnS製
の基板に対し、基板の片面には参考例6にしたがった反
射防止膜、他の面には参考例24にしたがった光学膜を
形成し、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。 【0093】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、参考例32と同様の方法により測
定した。測定結果を図49に示す。 【0094】図48に示す透過率と反射率の測定結果か
ら、本発明の参考例のばあいには、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。 【0095】また、図49に示す透過率と反射率の測定
結果から、本発明の参考例のばあいには、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。 【0096】 【発明の効果】本発明による反射防止膜によれば、基板
をGeとして、基板からの第1層目がZnS、第2層目
がSiまたはGe、第3層目がZnS、第4層目が 2
3 、Sc 2 3 、HfO 2 、TiO 2 またはZrO 2 から選
ばれる金属酸化物、第5層目がYF 3 、CeF 3 、CaF
2 またはクライオライト(Na 3 AlF 6 )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8〜12μm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。 【0097】 【0098】 【0099】 【0100】 【0101】 【0102】 【0103】 【0104】 【0105】 【0106】 【0107】 【0108】 【0109】
【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一参考例の構
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参考例
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参考例
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一参考
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
考例の構造を示す断面説明図である。 【図7】 本発明の参考例のビームスプリッタを説明す
る図である。 【図8】 本発明の他の参考例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】 本発明の参考例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18】 本発明の参考例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19】 本発明の参考例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20】 本発明の参考例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21】 本発明の参考例5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】 本発明の参考例6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】 本発明の参考例7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】 本発明の参考例8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】 本発明の参考例9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】 本発明の参考例10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】 本発明の参考例11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】 本発明の参考例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29】 本発明の参考例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30】 本発明の参考例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31】 本発明の参考例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32】 本発明の参考例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33】 本発明の参考例17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】 本発明の参考例18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】 本発明の参考例19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】 本発明の参考例20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】 本発明の参考例21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】 本発明の参考例22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】 本発明の参考例23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】 本発明の参考例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41】 本発明の参考例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42】 本発明の参考例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43】 本発明の参考例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44】 本発明の参考例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45】 本発明の参考例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46】 本発明の参考例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47】 本発明の参考例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48】 本発明の参考例32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】 本発明の参考例33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、20 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、2
2 基板の入射面で反射した8〜11μmの赤外線、2
3 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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−255801(JP,A) 特開 平2−135401(JP,A) 特開 平4−221901(JP,A) 特開 平6−313802(JP,A) 特開 昭59−17503(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 1/10 - 1/12 G02B 5/28

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 Ge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ZnS、
    第2層目がSiまたはGe、第3層目がZnS、第4層
    目がY23、Sc23、HfO2、TiO2またはZrO
    2から選ばれる金属酸化物、第5層目がYF3、Ce
    3、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。
JP14192795A 1995-06-08 1995-06-08 赤外域用光学膜および光学素子 Expired - Fee Related JP3399159B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14192795A JP3399159B2 (ja) 1995-06-08 1995-06-08 赤外域用光学膜および光学素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14192795A JP3399159B2 (ja) 1995-06-08 1995-06-08 赤外域用光学膜および光学素子

Related Child Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002262034A Division JP2003149434A (ja) 2002-09-06 2002-09-06 赤外域用光学膜および光学素子
JP2002345148A Division JP3894107B2 (ja) 2002-11-28 2002-11-28 赤外域用反射防止膜
JP2002345149A Division JP3894108B2 (ja) 2002-11-28 2002-11-28 赤外域用反射防止膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08334603A JPH08334603A (ja) 1996-12-17
JP3399159B2 true JP3399159B2 (ja) 2003-04-21

Family

ID=15303395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14192795A Expired - Fee Related JP3399159B2 (ja) 1995-06-08 1995-06-08 赤外域用光学膜および光学素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3399159B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058884A (ja) * 1998-06-05 2000-02-25 Fujitsu Ltd 赤外線検出器
JP4672101B2 (ja) * 2000-02-14 2011-04-20 株式会社トプコン 赤外フィルター
CN100460895C (zh) * 2007-07-04 2009-02-11 中国航空工业第一集团公司第六一三研究所 一种锗基底零件表面的红外截止滤光膜膜系及其镀制方法
CN103926642B (zh) * 2014-04-17 2017-03-15 张家港康得新光电材料有限公司 红外截止滤光膜
CN105487155A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 杭州麦乐克电子科技有限公司 红外检测滤光透镜
CN107703567B (zh) * 2017-11-06 2024-05-03 广东弘景光电科技股份有限公司 高硬度减反射镀膜镜片
CN115079314B (zh) * 2022-07-25 2024-01-16 无锡泓瑞航天科技有限公司 一种适用于低温与高温环境下的中红外光谱段光学窗口

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08334603A (ja) 1996-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3922068A (en) Multi-layer anti-reflection coating with high and low index material
US20190383972A1 (en) Layer system and optical element comprising a layer system
US5400174A (en) Optical notch or minus filter
Fadel et al. A study of some optical properties of hafnium dioxide (HfO2) thin films and their applications
US4997241A (en) Multi-layered antireflection film preventing reflection at two wavelength regions
JP4433390B2 (ja) 反射防止膜並びにこの反射防止膜を有する光学素子及び光学系
JP3563955B2 (ja) ハーフミラーを有した観察系及び該ハーフミラーの製造方法
US4726654A (en) Multi-layered anti-reflection coating
US5194989A (en) Dielectric combiner including first and second dielectric materials having indices of refraction greater than 2.0
JP3399159B2 (ja) 赤外域用光学膜および光学素子
JPH04221901A (ja) シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜
JP2002286909A (ja) 紫外線反射防止コーティング
CN107315210A (zh) 一种全向消偏振介质薄膜激光反射镜及设计方法
JP2003177205A (ja) 赤外域用反射防止膜
Schallenberg et al. Design and manufacturing of high-performance notch filters
JP3221770B2 (ja) プラスチック光学部品の反射防止膜
JP2003149434A (ja) 赤外域用光学膜および光学素子
JP2003177210A (ja) 赤外域用反射防止膜
JP3204966B2 (ja) 薄膜光学素子の製造方法
JP3361621B2 (ja) 赤外域用反射防止膜
JP3130406B2 (ja) 電波と赤外線との分離板およびその製法
JP2000147205A (ja) 赤外反射防止膜
JP3031625B2 (ja) 熱線吸収反射鏡
JP2835535B2 (ja) 光学部品の反射防止膜
JP3610777B2 (ja) 赤外域用反射防止膜及び透過窓

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090221

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees