JP3526922B2 - 赤外反射防止膜 - Google Patents
赤外反射防止膜Info
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Description
として用いられる赤外反射防止膜に関する。
が盛んに行われており、特に8〜14μmの領域の赤外
光の利用が注目されている。これに伴い、この領域の赤
外光に有効な赤外反射防止膜が種々考案されている。例
えば、Ge基板にZnS、Ge、ZnS、BaF2 、Z
nSのそれぞれの膜を形成してなる赤外反射防止膜(特
公平2−11121号公報)、あるいはGe基板にZn
S又はZnSe、Ge、ZnS、BaF2 のそれぞれの
膜を形成してなる赤外反射防止膜(特公平2−1376
1号公報)等が知られている。しかしながら、これらの
従来の赤外反射防止膜は、耐摩耗性が低い。これは、中
間屈折率層を構成するZnS又はZnSeの物性に起因
するものである。
は、赤外光に対する反射特性を劣化させることなく、耐
摩耗性に優れた赤外域反射防止膜を提供することであ
る。
に、本発明は、赤外光学用基板に形成された赤外反射防
止膜において、基板から数えて第1層目に中間屈折率の
SiO、第2層目に高屈折率物質、第3層目に中間屈折
率のSiO、第4層目に低屈折率物質を積層したことを
特徴とする。本発明の好ましい実施態様は、基板から数
えて第2層目に高屈折率のGe膜、第4層目に低屈折率
のMgF2 またはMgF2 混合層を積層した上記赤外反
射防止膜である。基板としては、Ge、Si、ZnS及
びZnSeからなる群から選ばれるものが好ましい。
板に形成された赤外反射防止膜において、基板から数え
て第1層目に中間屈折率のSiO、第2層目に高屈折率
のGe、第3層目に中間屈折率のSiO、第4層目に低
屈折率のMgF2 またはMgF2 混合層を積層したこと
を特徴とする赤外反射防止膜である。ここで、第1層〜
第4層の各層の各光学膜厚が、各層の屈折率をn1 、n
2 、n3 、n4 、設計基準波長をλ0 とするとき、 0.20λ0 ≦4n1 d1 ≦0.50λ0 0.30λ0 ≦4n2 d2 ≦0.70λ0 0.60λ0 ≦4n3 d3 ≦1.40λ0 0.70λ0 ≦4n4 d4 ≦1.50λ0 であることがさらに好ましい。また、Ge基板と第1層
の間にAl2 O3 、Y2 O3 、Ti2 O3 、TiO及び
TiO2 からなる群から選択された密着力強化層を光学
膜厚300nm以下の大きさで設けることにより、赤外
光を反射させる光学特性を劣化させることなく、密着性
も向上させることができる。
板に形成された赤外反射防止膜において、基板から数え
て第1層目に中間屈折率のSiO、第2層目に高屈折率
のGe、第3層目に中間屈折率のSiO、第4層目に低
屈折率のMgF2 またはMgF2 混合層を積層したこと
を特徴とする赤外反射防止膜である。ここで、第1層〜
第4層の各層の各光学膜厚が、各層の屈折率をn1 、n
2 、n3 、n4 、設計基準波長をλ0 とするとき、 0.20λ0 ≦4n1 d1 ≦0.50λ0 0.20λ0 ≦4n2 d2 ≦0.45λ0 0.40λ0 ≦4n3 d3 ≦1.20λ0 0.70λ0 ≦4n4 d4 ≦1.40λ0 であることがさらに好ましい。また、Si基板と第1層
の間にAl2 O3 、Y2 O3 、Ti2 O3 、TiO及び
TiO2 からなる群から選択された密着力強化層を光学
膜厚300nm以下の大きさで設けることにより、赤外
光を反射させる光学特性を劣化させることなく、密着性
も向上させることができる。
基板に形成された赤外反射防止膜において、基板から数
えて第1層目に中間屈折率のSiO、第2層目に高屈折
率のGe、第3層目に中間屈折率のSiO、第4層目に
低屈折率のMgF2 またはMgF2 混合層を積層したこ
とを特徴とする赤外反射防止膜である。ここで、第1層
〜第4層の各層の各光学膜厚が、各層の屈折率をn1 、
n2 、n3 、n4 、設計基準波長をλ0 とするとき、 0.20λ0 ≦4n1 d1 ≦0.90λ0 0.01λ0 ≦4n2 d2 ≦0.15λ0 0.05λ0 ≦4n3 d3 ≦1.00λ0 0.70λ0 ≦4n4 d4 ≦1.30λ0 であることがさらに好ましい。また、ZnS基板と第1
層の間にAl2 O3 、Y2 O3 、Ti2 O3 、TiO及
びTiO2 からなる群から選択された密着力強化層を光
学膜厚300nm以下の大きさで設けることにより、赤
外光を反射させる光学特性を劣化させることなく、密着
性も向上させることができる。
ZnSe基板に形成された赤外反射防止膜において、基
板から数えて第1層目に中間屈折率のSiO、第2層目
に高屈折率のGe、第3層目に中間屈折率のSiO、第
4層目に低屈折率のMgF2またはMgF2 混合層を積
層したことを特徴とする赤外反射防止膜である。ここ
で、第1層〜第4層の各層の各光学膜厚が、各層の屈折
率をn1 、n2 、n3 、n4 、設計基準波長をλ0 とす
るとき、 0.25λ0 ≦4n1 d1 ≦0.75λ0 0.02λ0 ≦4n2 d2 ≦0.15λ0 0.05λ0 ≦4n3 d3 ≦1.20λ0 0.70λ0 ≦4n4 d4 ≦1.30λ0 であることがさらに好ましい。また、ZnSe基板と第
1層の間にAl2 O3 、Y2 O3 、Ti2 O3 、TiO
及びTiO2 からなる群から選択された密着力強化層を
光学膜厚300nm以下の大きさで設けることにより、
赤外光を反射させる光学特性を劣化させることなく、密
着性も向上させることができる。
の間にTi2 O3 からなる密着力強化層を光学膜厚20
0nmの大きさで設けたものである。 基 板 Ge 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 SiO 〃 0.34λ0 第3層 Ge 〃 0.46λ0 第4層 SiO 〃 1.10λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は2.5μmである。実施例
1bに係る赤外反射防止膜の赤外光に対する反射特性を
図1に示す。
の間にTi2 O3 からなる密着力強化層を光学膜厚20
0nmの大きさで設けたものである。 基 板 Si 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 SiO 〃 0.36λ0 第3層 Ge 〃 0.29λ0 第4層 SiO 〃 0.88λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は2.8μmである。実施例
2bに係る赤外反射防止膜の赤外光に対する反射特性を
図2に示す。
層の間にTi2 O3 からなる密着力強化層を光学膜厚2
00nmの大きさで設けたものである。 基 板 ZnS 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 SiO 〃 0.54λ0 第3層 Ge 〃 0.05λ0 第4層 SiO 〃 0.22λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は3.7μmである。実施例
3bに係る赤外反射防止膜の赤外光に対する反射特性を
図3に示す。
ZnSe基板と第1層の間にAl2 O3 、Y2 O3 、T
i2 O3 、TiOあるいはTiO2 からなる群から選択
された密着力強化層を光学膜厚300nm以下の大きさ
で設けることにより、赤外光を反射させる光学特性を劣
化させることなく、密着性も向上させることができる。
1層の間にTi2 O3からなる密着力強化層を光学膜厚
200nmの大きさで設けたものである。 基 板 ZnSe 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 SiO 〃 0.47λ0 第3層 Ge 〃 0.07λ0 第4層 SiO 〃 0.32λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は3.7μmである。実施例
4bに係る赤外反射防止膜の赤外光に対する反射特性を
図4に示す。
iO中間屈折率層をZnS中間屈折率層に変えたもので
ある。 基 板 Ge 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 ZnS 〃 0.21λ0 第3層 Ge 〃 0.33λ0 第4層 ZnS 〃 1.00λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は3.2μmである。
iO中間屈折率層をZnS中間屈折率層に変えたもので
ある。 基 板 Si 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 ZnS 〃 0.24λ0 第3層 Ge 〃 0.31λ0 第4層 ZnS 〃 1.17λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は3.7μmである。
iO中間屈折率層をZnS中間屈折率層に変えたもので
ある。 基 板 ZnS 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 ZnS 〃 0.20λ0 第3層 Ge 〃 0.10λ0 第4層 ZnS 〃 1.39λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は3.9μmである。
iO中間屈折率層をZnS中間屈折率層に変えたもので
ある。 基 板 ZnSe 第1層 Ti2 O3 光学膜厚 200nm 第2層 ZnS 〃 0.21λ0 第3層 Ge 〃 0.15λ0 第4層 ZnS 〃 1.30λ0 第5層 MgF2 〃 1.00λ0 又はMgF2 混合層 なお、基準となる波長λ0 は3.9μmである。
防止膜について、下記の方法により、耐湿試験、耐
摩耗試験、密着強度試験を行い、耐久性を調べた。 耐湿試験(MIL-C-675C 4.5.8) 比較するそれぞれの赤外反射防止膜、例えば実施例1b
と比較例1のものを、温度50℃、湿度95%の雰囲気
中に10日間(240時間)放置する。 耐摩耗試験(MIL-C-675C 4.5.10) 荷重1000gの消しゴムを用いて20回繰り返して、
比較するそれぞれの赤外反射防止膜を擦る。 密着強度試験(MIL-C-675C 4.5.12) 比較するそれぞれの赤外反射防止膜にセロテープをしっ
かり貼り付け急激に剥がす。 なお、比較するそれぞれの赤外反射防止膜は、5枚ずつ
サンプルを作り、→→の順序で試験を行った。結
果を以下に示す。
のについては、その後の耐久試験を中断したため、比較
例3の耐摩耗試験、密着強度試験には3枚の赤外反
射防止膜を用い、比較例4の耐摩耗試験、密着強度
試験には2枚の赤外反射防止膜を用いた。以上の試験結
果から、中間屈折率物質としてSiOを用いることによ
り、従来の中間屈折率物質ZnSを用いた赤外反射防止
膜よりも膜全体の耐摩耗性、密着性を向上させることが
できることがわかる。また、Ge基板およびSi基板の
赤外反射防止膜において、複数の中間屈折率物質SiO
層を用いることにより多層反射防止膜を形成することも
できる。
施例5に係る赤外反射防止膜の赤外光に対する反射特性
を図5に示す。
施例6に係る赤外反射防止膜の赤外光に対する反射特性
を図6に示す。
を用いているため、従来の中間屈折率物質ZnSを用い
た赤外反射防止膜よりも膜全体の耐摩耗性が大きい。
した実施例1bの赤外反射防止膜の光学的特性を示す図
である。
した実施例2bの赤外反射防止膜の光学的特性を示す図
である。
層した実施例3bの赤外反射防止膜の光学的特性を示す
図である。
積層した実施例4bの赤外反射防止膜の光学的特性を示
す図である。
して多層膜を形成した実施例5の赤外反射防止膜の光学
的特性を示す図である。
して多層膜を形成した実施例6の赤外反射防止膜の光学
的特性を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 Si基板に形成された赤外反射防止膜に
おいて、基板から数えて第1層目に中間屈折率のSi
O、第2層目に高屈折率のGe、第3層目に中間屈折率
のSiO、第4層目に低屈折率のMgF2またはMgF2
混合層を積層したことを特徴とする赤外反射防止膜。 - 【請求項2】 第1層〜第4層の各層の各光学薄膜が、
各層の屈折率をn1、n2、n3、n4、設計基準波長をλ
0とするとき、 0.20λ0≦4n1d1≦0.50λ0 0.20λ0≦4n2d2≦0.45λ0 0.40λ0≦4n3d3≦1.20λ0 0.70λ0≦4n4d4≦1.40λ0 である請求項1記載の赤外反射防止膜。 - 【請求項3】 ZnS基板に形成された赤外反射防止膜
において、基板から数えて第1層目に中間屈折率のSi
O、第2層目に高屈折率のGe、第3層目に中間屈折率
のSiO、第4層目に低屈折率のMgF2またはMgF2
混合層を積層したことを特徴とする赤外反射防止膜。 - 【請求項4】 第1層〜第4層の各層の各光学薄膜が、
各層の屈折率をn1、n2、n3、n4、設計基準波長をλ
0とするとき、 0.20λ0≦4n1d1≦0.90λ0 0.01λ0≦4n2d2≦0.15λ0 0.05λ0≦4n3d3≦1.00λ0 0.70λ0≦4n4d4≦1.30λ0 である請求項3記載の赤外反射防止膜。 - 【請求項5】 ZnSe基板に形成された赤外反射防止
膜において、基板から数えて第1層目に中間屈折率のS
iO、第2層目に高屈折率のGe、第3層目に中間屈折
率のSiO、第4層目に低屈折率のMgF2またはMg
F2混合層を積層したことを特徴とする赤外反射防止
膜。 - 【請求項6】 第1層〜第4層の各層の各光学薄膜が、
各層の屈折率をn1、n2、n3、n4、設計基準波長をλ
0とするとき、 0.25λ0≦4n1d1≦0.75λ0 0.02λ0≦4n2d2≦0.15λ0 0.05λ0≦4n3d3≦1.20λ0 0.70λ0≦4n4d4≦1.30λ0 である請求項5記載の赤外反射防止膜。
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- 1994-10-14 JP JP24912794A patent/JP3526922B2/ja not_active Expired - Fee Related
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