JP6757257B2

JP6757257B2 - 高性能金属系光学ミラー基板

Info

Publication number: JP6757257B2
Application number: JP2016562535A
Authority: JP
Inventors: チャールズクリファシ，ジョセフ; アレンハート，ゲイリー; マーチャントウォルトン，ロビン; ジェラードウォンボルト，レオナード; ワン，ジュエ
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: CN106460146B; US20150293275A1; CN106460146A; KR102360078B1; JP2017514170A; US10605966B2; US9971073B2; EP3132067B1; WO2015160607A1; US20180180777A1; KR20160143813A; EP3132067A1

Description

関連出願の相互参照

本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１４年４月１４日出願の米国仮特許出願第６１／９７９，１６１号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、ミラーに関し、より詳しくは、金属基板から作製されたミラーの構造および製作に関する。

高精密ミラーが用いられた、様々な光学システムがある。例としては、紫外線リソグラフィ集光ミラー、反射レーザスキャナーミラー、国土安全保障のための遠隔感知、大気圏外反射光学、高エネルギー赤外線（ＩＲ）レーザシステム、太陽光パワー集光器、可視照射光に対し低散乱を必要とされるシステム、および、様々な他の適用例が含まれる。

精密金属ミラーを作製するための技術の１つは、アルミニウム６０６１−Ｔ６などのアルミニウム合金の基板を用いること、および、その基板上の、反射面として次に機能する面に、シングルポイントダイヤモンド旋削（ＤＰＴ）を行うことである。この合金は軽量で、ＤＰＴによって容易に機械加工されると共に、優れた長期安定性を有する。しかしながら、アルミニウム合金は、亜鉛、クロムおよび鉄などの合金成分を含んでおり、それらは、ＤＰＴで達成しうる表面仕上げを実際に制限してしまう欠陥またはアーチファクトを、ＤＰＴ後に残すことになる。そのような表面仕上げは、関心対象である反射された照射光が、３．０マイクロメートルより長い波長などの相対的に長い波長を有する多くの適用例については、適度に低い散乱を提供する。しかしながら、そのような表面仕上げは、可視照射光の波長などの短い波長においては、多くの適用例にとって高すぎるレベルの散乱を引き起こしてしまう。

散乱は、腐食の結果であると共に、合金材料が露出されうる位置を露出させる、望ましい程度を超えた表面仕上げによる結果であり、これは、系のスループットの減少、および、レーザ誘起損傷閾値（ＬＩＤＴ）性能の低下という結果に繋がる。ニッケルめっき、より最近では、アルミニウム層を積層する電気めっき処理である、ＡｌｕｍｉＰｌａｔｅ（登録商標）（ＡｌｕｍｉＰｌａｔｅＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ、ミネアポリス、ＭＮ）と称されるアルミニウムめっき処理が、腐食に関する問題点の幾つかを解決してきたが、広い波長範囲に亘って使用しうる高性能ミラーの用意を可能するための全ての問題を解決してはいない。

ニッケルめっき仕上げされた光学部材は、塩霧および長期湿気などの過酷な環境試験に曝された際に、腐食耐性の向上を示すと共に、レーザ誘起損傷閾値性能の向上が観察された。しかしながら、アルミニウム合金基板の熱膨張率（ＣＴＥ）とめっきされたニッケル層のＣＴＥとの間には、本来の不整合が存在する。その結果、および、ニッケル層の厚さに起因して、基板とニッケル層との間でバイメタル効果が発生しうるものであり、それは、ミラーの動作温度範囲内において、鏡面の湾曲を引き起こす。そのような湾曲は、鏡面の光学特性を変化させるので、高精密鏡面にとって望ましくない。そのようなバイメタルによる湾曲を、通常の温度変化に亘って許容範囲に保つためには、めっきされたニッケルは、薄く均一な層でなくてはならない。したがって、ニッケルめっき仕上げされた光学部材を、例えば、約−７０℃から約６０℃の間などの広い動作温度範囲を有する適用例に使用することは考えられない。

その代わりの技術では、熱的な不整合を回避するために、ニッケルめっきに代えて、電着された高純度アルミニウムめっきを使用する。この処理は、電着されたアルミニウム層上に堅い酸化アルミニウムの外層を生成し、この酸化膜が、切削中にダイヤモンド工具を損傷させてしまう。さらに、この高純度アルミニウムは、非常に柔らかく、切削中に、ダイヤモンド工具に積み上がってしまう傾向があり、ＤＰＴ動作を困難にさせる。さらに、柔らかいアルミニウム表面は、傷付き易く、掃除も難しい。

さらに他の技術は、アルミニウム基板の研磨を含む。これは、アルミニウムが柔らかいので難しいが、幾つかの技術は、１０ÅのＲＭＳの表面仕上げを示した。しかしながら、双方向反射分布関数（ＢＲＤＦ）散乱試験は、結果として得られた、研磨された６１６１−Ｔ６アルミニウム層上の曲面が、実際には６０ÅのＲＭＳ程度の表面仕上げであることを示しており、これは、不純物により、表面の山と谷の違いが非常に大きなままであることによるものである。結果として、そのような研磨技術は、研磨されていないアルミニウム基板からの大きな改良を提供するものではない。

本開示の一実施形態によれば、基板を被覆するための方法が提供される。その方法は、基板を、約６０Åと約１００ÅのＲＭＳの間の表面粗さにダイヤモンド旋削する工程を有し、その基板は、金属または合金のいずれかである。さらに、その方法は、基板のダイヤモンド旋削された面を、研磨された基板を形成するように、約１０Åと約２５Åの間の表面粗さに研磨する工程と、研磨された基板を加熱する工程と、基板を、不活性ガスでイオン衝撃する工程とを有する。その方法は、少なくとも１つの金属層を含む被覆部を、低圧マグネトロンスパッタリングを用いて、基板のイオン衝撃された面上に積層する工程と、被覆部を、グリコール系コロイド溶液を用いて、約２５ÅのＲＭＳより小さい表面粗さを有する仕上がり面を形成するように研磨する工程とを有することを特徴とする。

本開示の他の実施形態によれば、光学ミラーが提供される。その光学ミラーは、基板と、基板上に積層された被覆部とを含み、被覆部は、約２５ÅのＲＭＳより小さい仕上がり表面粗さを有する少なくとも１つの金属層を含む。さらに、その光学ミラーは、金属層上に積層された反射金属層と、反射金属層上に積層された薄膜積層体とを含む。

さらなる特徴および利点は、以下の詳細な記載で示されると共に、部分的には、当業者には、その記載から容易に明らかであるか、以下の詳細な記載および請求項だけではなく、添付された図面を含む本明細書に記載された実施形態を実施することにより理解されるだろう。

上記の概要、および、以下の詳細な記載の両方が、例示的なものにすぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであると、理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解のために含められたものであり、本明細書に組み込まれ、その部分を構成するものである。図面は、１つ以上の実施形態を示し、記載と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明する役割を果たすものである。

本開示は、以下の記載、および、限定されるものではない例として単に示された添付の図面から、より明らかに理解されるだろう。

本開示の一実施形態によるミラーを示す。本開示の一実施形態によるミラーを示す。本開示の一実施形態によるミラーを示す。本開示の一実施形態によるミラーを示す。

本開示の実施形態によれば、ミラー、および、そのようなミラーを形成する方法が提供される。図１から４は、本開示の例示的な実施形態による様々なミラー１００、２００、３００、４００を示している。ミラー１００、２００、３００、４００は、基板１１０、２１０、３１０、４１０を含んでおり、基板は、限定されるものではないが、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、または、金属基板であってもよい。基板１１０、２１０、３１０、４１０は、シリカ基板であってもよく、例えば、限定されるものではないが、溶融シリカであってもよい。金属基板は、限定されるものではないが、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、および、マグネシウム合金であってもよい。例として、アルミニウム合金は、限定されるものではないが、６０６１−Ｔ６Ａｌ合金であってもよい。

さらに、ミラー１００、２００、３００、４００は、基板表面上に積層された被覆部を含む。被覆部は、少なくとも１つの金属層１２０、２２０、３２０、４２０を含み、それらは、基板１１０、２１０、３１０、４１０上に積層されてもよい。金属層１２０、２２０、３２０、４２０は、金属層１２０、２２０、３２０、４２０のＣＴＥと基板１１０、２１０、３１０、４１０のＣＴＥの違いが最小になるように、および、ミラーの動作温度範囲における鏡面の熱歪曲または湾曲が最小になるように選択されてもよい。金属層１２０、２２０、３２０、４２０は、例えば、限定されるものではないが、アルミニウムまたはアルミニウム合金であってもよい。金属層は、約２．０μｍと約１０．０μｍの間の厚さを有していてもよい。若しくは、金属層１２０、２２０、３２０、４２０は、約３．０μｍと約８．０μｍの間の厚さを有していてもよい。本開示の実施形態によれば、金属層１２０、２２０、３２０、４２０は、２５ÅのＲＭＳより小さい表面粗さを有する。

被覆部は、任意で、基板表面上に積層された接着層２４０、３４０、４４０を含んでいてもよい。接着層２４０、３４０、４４０は、様々な被覆層の基板１１０、２１０、３１０、４１０への接合を高めるために含められてもよい。接着層２４０、３４０、４４０が含められた場合には、接着層２４０、３４０、４４０は、限定されるものではないが、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｔｉ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂｉ、Ｂｉ_２Ｏ_３、または、それらの組合せであってもよい。接着層２４０、３４０、４４０は、約５．０ｎｍと約５０ｎｍの間の厚さを有していてもよい。図２から４に示されるように、接着層２４０、３４０、４４０が含まれる場合には、少なくとも１つの金属層２２０、３２０、４２０が、接着層２４０、３４０、４４０上に積層されてもよい。

図３に示されるように、被覆部は、任意で、接着層３４０上に積層された中間層３５０を含んでいてもよい。中間層３５０は、ミラーの化学的および機械的耐久性を高めるために含められてもよい。中間層３５０が含められた場合には、中間層３５０は、限定されるものではないが、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、および、酸窒化アルミニウムであってもよい。中間層３５０は、約１．０μｍと約２．０μｍの間の厚さを有していてもよい。図３に示されるように、中間層３５０が含められる場合には、少なくとも１つの金属層３２０は、中間層３５０上に積層され、少なくとも約２．０μｍの厚さを有する。

図４に示されるように、被覆部は、任意で、少なくとも１つの金属層４２０上に積層された少なくとも１つの平滑層４５０を含んでいてもよい。平滑層４５０は、限定されるものではないが、酸化アルミニウムまたはシリカ酸化物であってもよく、約１００ｎｍより厚い厚さを有していてもよい。少なくとも１つの平滑層４５０が含められる場合には、少なくとも１つの金属層４２０が、少なくとも１つの平滑層４５０上に積層され、少なくとも約２．０の厚さを有する。限定するものではない例として、図４は、本開示の実施形態によるミラー４００を示している。示されているように、図４のミラー４００は、基板４１０、および、基板４１０上に積層された接着層４４０と、接着層４４０上に積層された第１の金属層４２０と、第１の金属層４２０上に積層された第１の平滑層４５０と、第１の平滑層４５０上に積層された第２の金属層４２０と、第２の金属層４２０上に積層された第２の平滑層４５０と、第２の平滑層４５０上に積層された第３の金属層４２０と、第３の金属層４２０上に積層された薄膜積層体４３０とを有する被覆部を含んでいる。図４は、少なくとも１つの平滑層４５０を有する被覆部の単なる一例を示している。本開示による被覆部は、任意の数の金属層および平滑層を含んでいてもよい。平滑層４５０は、少なくとも１つの金属面４２０の下に位置する平滑な面を提供するために含められてもよく、その平滑な面は、その平滑層４５０上に積層される少なくとも１つの金属層４２０の平滑な面の特性を高める。

さらに、被覆部は、薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０を含んでいてもよい。薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０は、少なくとも１つの薄膜層、および、反射金属層を含む。反射金属層は、例えば、限定するものではないが、ゼロ価のＡｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕ、ＰｔまたはＮｉであってもよい。反射金属層は、約７５ｎｍと約３５０ｎｍの間の厚さを有していてもよい。反射金属層は、少なくとも１つの金属層１２０、２２０、３２０、４２０の最外層上に積層されてもよい。若しくは、薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０は、反射金属層の被覆部への接着を高める薄膜を含んでいてもよい。接着を高める薄膜は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３であってもよい。

薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０は、保護層を含んでいてもよく、保護層は、限定されるものではないが、ＡｌＯＮ、ＳｉＯＮ、ＹｂＦ_３、ＹｂＦ_ｘＯ_ｙ、ＹＦ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、および、それらの組合せであってもよい。保護層は、約６０ｎｍと約２００ｎｍの間の厚さを有していてもよい。薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０が、少なくとも２つの薄膜層を含む場合には、保護層は、薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０の最外側の薄膜層である。さらに、薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０が、少なくとも２つの薄膜層を含む場合には、薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０の反射金属層と保護層との間に、調整層が積層されてもよい。調整層は、限定されるものではないが、ＹｂＦ_３、ＹｂＦ_ｘＯ_ｙ、ＹＦ_３、ＧｄＦ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、または、それらの組合せであってもよい。調整層は、約７５ｎｍと約３００ｎｍの間の厚さを有していてもよい。さらに、薄膜積層体１３０、２３０、３３０、４３０の反射金属層と調整層との間に、界面層が積層されていてもよい。界面層は、限定されるものではないが、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＳ、Ａｌ_２Ｏ_３、または、それらの組合せであってもよい。界面層は、約５．０ｎｍと約２０ｎｍの間の厚さを有していてもよい。

本明細書に開示されたミラーは、約４００ｎｍから約１７００ｎｍまでの波長範囲に亘って、少なくとも約９４％の反射率を有していてもよい。さらに、ミラーは、約８００ｎｍから約１７００ｎｍまでの波長範囲に亘って、少なくとも約９６％の反射率も有していてもよい。

本開示の実施形態による方法は、基板を、約６０ÅのＲＭＳと約１００ÅのＲＭＳの間の表面粗さにダイヤモンド旋削する工程を有する。本開示の一実施形態によれば、その方法は、ダイヤモンド旋削された基板表面を、研磨された基板を形成するように、約２５Åより小さい、例えば、約１０Åと約２５Åの間の表面粗さに研磨する工程をさらに有していてもよい。若しくは、ダイヤモンド旋削された基板表面は、研磨されなくてもよい。

さらに、その方法は、研磨された基板を、約５０℃と約１５０℃の間の温度、例えば、約８０℃と約１１０℃の間の温度まで、約１．０時間と約２．０時間の間の時間、加熱する工程を有していてもよい。その方法は、研磨された基板を、約１５分間と約３０分間の間の時間、不活性ガス（例えば、アルゴン）でイオン衝撃する工程をさらに有していてもよい。その方法は、少なくとも１つの金属層を含む被覆部を、低圧マグネトロンスパッタリングを用いて、基板のイオン衝撃された面上に積層する工程をさらに有していてもよい。低圧マグネトロンスパッタリングは、本明細書に、参照により全体として明細書が組み込まれる米国特許第５，５２５，１９９号に開示された方法に従って、行われてもよい。その方法は、少なくとも１つの金属層を積層する前に、接着層を、研磨された基板表面に積層する工程も、任意で有してもよい。

その方法は、少なくとも１つの中間層を、接着層上に積層する工程も、任意で有していてもよい。さらに、その方法は、少なくとも１つの平滑層を、少なくとも２つの金属層の間に積層する工程も、任意で有していてもよい。少なくとも１つの平滑層が積層される場合には、本明細書で開示された方法の研磨工程の間に平滑層が除去されないように、少なくとも１つの金属層が、平滑層の上面に積層される。

さらに、その方法は、少なくとも１つの金属層を、やや塩基性ｐＨを有するグリコール系コロイド溶液を用いて、約２５ÅのＲＭＳより小さい表面粗さを形成するように研磨する工程を有する。やや塩基性のｐＨは、鏡面上で発生するアルミニウム表面の酸化の少なくとも幾らかを溶解させると考えられる。グリコール系コロイド溶液のｐＨは、約８．５から約９．５までの範囲であってもよい。若しくは、グリコール系コロイド溶液のｐＨは、約８．９から約９．２の範囲であってもよい。研磨は、ピッチ、蝋、樹脂、フェルト、ポリウレタン、ＰｏｌｉＴｅｘ（登録商標）（ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ、ミッドランド、ＭＩから市販されているものを入手可能）および／または他の既知の研磨パッド材料から作製されうる、形状に合う道具である研磨パッドを用いて行ってもよい。そのような研磨は、約３０ｎｍより小さい、例えば、約１０ｎｍから約３０ｎｍまでの範囲の山から谷まで（ＰＶ）の粗さを有する面を形成する結果にもなりうる。ここで使用されるように、ＰＶ粗さは、鏡面の位相図の山の最高点と谷の最低点との差である。ここで記載された方法に対して、水溶液の使用は、マイクロピッチング、および、約３０ｎｍより大きいＰＶ粗さを引き起こしうる。そのようなマイクロピッチングは、短可視‐近ＵＶ波長の散乱を引き起こす。

その方法は、任意で、被覆部の層の少なくとも１つを平滑にする工程も含んでいてもよい。平滑技術は、例えば、高角イオン衝撃など、法線を外れた入射角でのイオン衝撃、および、高角の積層を最小限にするためのソースのマスキングの使用を含んでいてもよい。平滑技術は、被覆部の任意の数の層を平滑にするのに用いられてもよい。

さらに、その方法は、反射金属層を、被覆部上に積層する工程を含んでいてもよい。本開示の実施形態によれば、その方法は、反射金属層を、被覆部の少なくとも１つの金属層の最外層上に積層する工程を含む。さらに、その方法は、反射金属層上に薄膜積層体を積層する工程を含んでいてもよい。薄膜積層体は、少なくとも１つの薄膜層を含んでいる。

本明細書に開示された実施形態は、約２５ÅのＲＭＳより小さい平均表面粗さを有するミラーの製作を容易にするものである。ダイヤモンド旋削された基板表面を備えたミラーと比較して、本開示の実施形態により形成されたミラーは、広い波長範囲に亘って、反射された照射光の散乱を削減したことが観察された。さらに、本開示の実施形態による被覆部を有するミラーは、金属層のＣＴＥと基板のＣＴＥ間に最小の違いを有し、そのことは、ミラーの運転温度範囲において、鏡面の熱歪曲および湾曲を最小にする。これは、例えば、約−７０℃から約６０℃の間などの広い運転温度範囲を有するミラーの応用例に適用しうる。

本明細書に開示されたミラーは、改良された腐食耐性よび向上したレーザ誘起損傷閾値性能も有する。以下の例で記載されるように、本開示の実施形態によるミラーは、塩霧および長期湿気などの過酷な環境試験に曝された時に、向上した腐食耐性を示す。

以下、本開示の実施形態を、ある例示的および具体的な実施形態について、さらに記載するが、それらは、例示的なものにすぎず、限定することを意図したものではない。

実施例１
４つのミラー基板のサンプルが用意され、レーザ誘起損傷閾値（ＬＩＤＴ）試験が、４つのサンプルに対して行われた。４つのサンプルは、６０６１−Ｔ６Ａｌ基板を含んでいた。サンプルＳ１およびＳ２の基板表面が、ダイヤモンド旋削、および、研磨された。反射金属層が、サンプルＳ２上に積層され、薄膜積層体が、反射金属層上に積層された。サンプルＳ３およびＳ４の基板は、ダイヤモンド旋削され、次に、研磨された。研磨された基板は加熱され、不活性ガスでイオン衝撃され、金属層を含む被覆部が、低圧マグネトロンスパッタリングにより、研磨された被覆部上に積層された。被覆部は、グリコール系コロイド溶液を用いて、約２５ÅのＲＭＳより小さい表面粗さを有する仕上がり面を形成するように研磨された。反射金属層が、サンプルＳ４の被覆部上に積層され、薄膜積層体が、反射金属層上に積層された。同じ反射金属層および薄膜積層体が、サンプルＳ２およびＳ４上に積層された。

ＬＩＤＴ試験が、ＮＤ−ＹＡＧレーザを用いて、１０６４ｎｍの波長、かつ、４５°の入射角、かつ、２０Ｈｚのパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）で行われた。表Ｉは、ＬＩＤＴ試験の結果を示している。示されているように、本開示の実施形態により形成されたミラー基板は、向上したレーザ誘起損傷閾値を示すことが観察された。例えば、本明細書に開示された方法で処理されたサンプルＳ３は、ダイヤモンド旋削、および、研磨されたサンプルＳ１のＬＩＤＴより大きく、その１０倍であるＬＩＤＴを示した。同様に、本明細書に開示された方法で処理されたサンプルＳ４は、ダイヤモンド旋削、および、研磨されたサンプルＳ２のＬＩＤＴより大きく、その２倍を超えるＬＩＤＴを示した。

実施例２
ミラーは、本開示の実施形態に従って被覆された。基板は、約６０Åと約１００ÅのＲＭＳの間の表面粗さにダイヤモンド旋削され、次に、約２５Åより小さい表面粗さに研磨された。研磨された基板は、次に、約８０℃と約１１０℃の間の温度まで、約１．０時間と約２．０時間の間の時間、加熱された。研磨された基板は、次に、約１５分間と約３０分間の間の時間、アルゴンでイオン衝撃された。約５．０ｎｍと約５０ｎｍの間の厚さを有する接着層が、イオン衝撃された面に積層された。約６．０μｍの厚さを有する金属被覆部が、次に、接着層上に積層された。様々な層の積層は、毎秒約２．０Åより遅い速さで行われた。処理圧力は、約２．０×１０^−４ｔｏｒｒ（約０．２６７Ｐａ）と約６．０×１０^−４ｔｏｒｒ（約０．８００Ｐａ）の間であり、基板は、約０．５ｍＡ／ｃｍ^２と約１．０ｍＡ／ｃｍ^２の間の平均アルゴンイオンビーム密度で積層される間、イオン衝撃された。

被覆部は、基板への、および、被覆部の他の層への接着が維持されるように、被覆方法完了後に観察された。接着は、被覆されたミラーが、約２４時間と約４８時間の間、さらに仕上げ液に曝された後も、維持された。仕上げ後に、鏡面の表面粗さ、および、鏡面のＰＶ粗さが測定された。面の表面粗さは、約１０Åと約２５Åの間であると特定され、ＰＶは、約１０ｎｍと約３０ｎｍの間であると特定された。

実施例３
実施例２に記載されたミラーに従って、２つのミラーが用意され、反射金属層が、被覆部上に積層された。異なる薄膜積層体が、２つのミラーの反射金属層の各々に積層された。第１の薄膜積層体は、Ａｌ_２Ｏ_３−Ａｇ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＹｂＦ_ｘＯ_ｙ−Ｔａ_２Ｏ_５−ＹｂＦ_ｘＯ_ｙを、順に含んでいた。第２の薄膜積層体は、Ａｌ_２Ｏ_３−Ａｇ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２を、順に含んでいた。各ミラーの反射率が測定され、約４００ｎｍから約１７００ｎｍの波長範囲に亘って、約９４％より大きく、約８００ｎｍから約１７００ｎｍの波長範囲に亘って、約９６％より大きく、約９００ｎｍから約１７００ｎｍの波長範囲に亘って、約９８％より大きいことが観察された。

上記の実施形態は、例示のために示されたものであり、上記の記載は、開示の範囲を限定するものであると考えられるべきではない。したがって、当業者は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、適合、および、代替を考えうるものである。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
基板を被覆するための方法であって、
基板を、約６０Åと約１００ÅのＲＭＳの間の表面粗さにダイヤモンド旋削し、前記基板は、金属または合金のいずれかである工程と、
前記基板の前記ダイヤモンド旋削された面を、研磨された基板を形成するように、約１０Åと約２５Åの間の表面粗さに研磨する工程と、
前記研磨された基板を加熱する工程と、
前記基板を、不活性ガスでイオン衝撃する工程と、
少なくとも１つの金属層を備えた被覆部を、低圧マグネトロンスパッタリングを用いて、前記基板の前記イオン衝撃された面上に積層する工程と、
前記被覆部を、グリコール系コロイド溶液を用いて、約２５ÅのＲＭＳより小さい表面粗さを有する仕上がり面を形成するように研磨する工程とを有することを特徴とする方法。

実施形態２
前記基板は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、および、マグネシウム合金からなる群から選択されることを特徴とする実施形態１に記載の方法。

実施形態３
前記金属層が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、および、マグネシウム合金からなる群から選択される材料を含むことを特徴とする実施形態１または２に記載の方法。

実施形態４
前記被覆部が、約２．０μｍと約１０μｍの間の厚さを有することを特徴とする実施形態１から３のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５
前記グリコール系コロイド溶液が、約８．５と約９．５の間のｐＨを有することを特徴とする実施形態１から４のいずれか１つに記載の方法。

実施形態６
前記仕上がり面が、約３０ｎｍより小さい、山から谷まで（ＰＶ）の粗さを有することを特徴とする実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。

実施形態７
前記被覆部を積層する工程が、接着層を、前記基板の前記イオン衝撃された面上に積層し、前記金属層を、前記接着層上に積層する工程を、さらに有することを特徴とする実施形態１から６のいずれか１つに記載の方法。

実施形態８
前記被覆部を積層する工程が、中間層を、前記接着層上に積層する工程をさらに有し、
前記中間層が、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、および、酸窒化アルミニウムからなる群から選択される材料を含むことを特徴とする実施形態７に記載の方法。

実施形態９
少なくとも１つの平滑層を積層する工程をさらに有し、
前記少なくとも１つの平滑層が、酸化アルミニムを含むことを特徴とする実施形態１から８のいずれか１つに記載の方法。

実施形態１０
基板と、
前記基板上に積層され、約２５ÅのＲＭＳより小さい仕上がり表面粗さを有する少なくとも１つの金属層を備えた被覆部と、
前記金属層上に積層された反射金属層と、
前記反射金属層上に積層された薄膜積層体とを備えたことを特徴とする光学ミラー。

実施形態１１
前記基板は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、および、マグネシウム合金からなる群から選択されたことを特徴とする実施形態１０に記載の光学ミラー。

実施形態１２
前記金属層が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、および、マグネシウム合金からなる群から選択された材料を含むことを特徴とする実施形態１０または１１に記載の光学ミラー。

実施形態１３
前記被覆部が、約２．０μｍと約１０μｍの間の厚さを有することを特徴とする実施形態１０から１２のいずれか１つに記載の光学ミラー。

実施形態１４
前記仕上がり面が、約３０ｎｍより小さい、山から谷まで（ＰＶ）の粗さを有することを特徴とする実施形態１０から１３のいずれか１つに記載の光学ミラー。

実施形態１５
前記被覆部が、前記基板に積層された接着層をさらに備えたことを特徴とする実施形態１０から１４のいずれか１つに記載の光学ミラー。

実施形態１６
前記接着層が、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｔｉ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂｉ、および、Ｂｉ_２Ｏ_３、並びに、それらの組合せからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする実施形態１５に記載の光学ミラー。

実施形態１７
前記被覆部が、前記接着層上に積層された中間層をさらに有し、
前記中間層が、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、および、酸窒化アルミニウムからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする実施形態１５に記載の光学ミラー。

実施形態１８
前記被覆部が、少なくとも１つの平滑層をさらに備え、
前記少なくとも１つの平滑層が、酸化アルミニムを含むことを特徴とする実施形態１０から１７のいずれか１つに記載の光学ミラー。

実施形態１９
前記反射金属層が、ゼロ価のＡｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｐｔ、および、Ｎｉからなる群から選択される材料を含むことを特徴とする実施形態１０から１８のいずれか１つに記載の光学ミラー。

実施形態２０
薄膜積層体が、保護層を備え、
前記保護層が、ＡｌＯＮ、ＳｉＯＮ、ＹｂＦ_３、ＹｂＦ_ｘＯ_ｙ、ＹＦ_３、および、Ｓｉ_３Ｎ_４からなる群から選択された材料を含むことを特徴とする実施形態１０から１９のいずれか１つに記載の光学ミラー。

１００、２００、３００、４００ミラー
１１０、２１０、３１０、４１０基板
１２０、２２０、３２０、４２０金属層
１３０、２３０、３３０、４３０薄膜積層体
２４０、３４０、４４０接着層
３５０中間層
４５０平滑層

Claims

基板を被覆するための方法であって、
基板を、約６０Åと約１００ÅのＲＭＳの間の表面粗さにダイヤモンド旋削し、前記基板は、金属または合金のいずれかである工程と、
前記基板の前記ダイヤモンド旋削された面を、研磨された基板を形成するように、約１０Åと約２５Åの間の表面粗さに研磨する工程と、
前記研磨された基板を加熱する工程と、
前記研磨された基板を、不活性ガスでイオン衝撃する工程と、
少なくとも１つの金属層を備えた被覆部を、低圧マグネトロンスパッタリングを用いて、前記基板の前記イオン衝撃された面上に積層する工程と、
前記被覆部を、グリコール系コロイド溶液を用いて、約２５ÅのＲＭＳより小さい表面粗さを有する仕上がり面を形成するように研磨する工程とを有することを特徴とする方法。
前記グリコール系コロイド溶液が、約８．５と約９．５の間のｐＨを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記仕上がり面が、約３０ｎｍより小さい、山から谷まで（ＰＶ）の粗さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
前記金属層がアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記金属層がアルミニウムであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。