JPH0220801A - 無偏向ビームスプリッターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、誘電体薄膜層／金属薄膜層／誘電体薄膜層か
ら成る無偏光ビームスプリッタ−の製造方法に関するら
のである。

従来の技術 吸収、散乱が少な（、Ｓ偏光とＰ偏光の透過率、反射率
の差を少な（した無偏光ビームスプリッタ−は特顯昭５
８−１３７３６８．５８−１７２８１３．５９−６８４
０６．５９−１３７３６８号公報等で公知である。

誘電体薄膜層の材料としては、Ｔ　ｉ　Ｏ２、ＺｒＯ２
、Ａｌ２Ｏ３，５ｉＯｚ、Ｍ　ｇＦ　２等が用いられて
、金属薄膜層はＡｇ、またはＡｇを主体とした合金がも
ちいられている。前記、金属薄膜層は無偏光ビームスプ
リッタ−の種類により異なるが一般的には１０〜２０ｎ
ｍ程度の極薄膜から構成される。Ａｇの薄膜において、
このような極薄膜では連続膜になりにり＜、縞状構造に
なり吸収、散乱が多くなる。その為、蒸着時の基板加熱
温度を常温で゛、かつ蒸着レートを太き（している。従
来の実施例について説明すると、ベルジャー内にプリズ
ムと３層分の蒸着薬品をセットし、ベルジャー内を加熱
せずに排気し所定の真空度に達した後、第１層の誘電体
薄膜層を蒸着し、次に第２層の金属薄膜層を蒸着し、そ
の後第３層の誘電体薄膜層を蒸着して、ベルジャーから
取出し、他のプリズムと接着して無偏光ビームスプリッ
タ−を製造していた。

発明が解決しようとする課題 前記のような無偏光ビームスプリッタ−の製造方法では
、（１）加熱（ガス出し）せずに排気している為、ため
所定の真空度に到達するまで長い時間を費やする、また
（２）プリズムと第１層の誘電体薄膜層の付着力が弱い
、さらに（３）各層の蒸着時に、蒸着薬品の溶融熱によ
ってベルジャー内治具に付着したガスがでる為、真空度
が変化し蒸着条件が異なり、所望の膜特性が得にくい、
また再現性が得に（いという問題点があった。

課題を解決するための手段 本発明は、プリズム間に、誘電体薄膜層／金属薄膜層／
誘電体薄膜層から成る半透明窺が形成された無偏光ビー
ムスプリッタ−の製造において、ベルジャー内のガス出
し温度をＴ　ｘ　、第１層の誘電体薄膜層蒸着時の基板
加熱温度をＴ　２　、第２層の金属薄膜層蒸着時の基板
加熱温度をＴ　３　、第３層の誘電体薄膜層蒸着時の基
板加熱温度をＴ４として、７１＞　Ｔ　２　＞　Ｔ　３
≧Ｔ４の関係を満足し、ＴＩからＴ２、Ｔ２からＴ３へ
の移行時に不活性ガスを導入するという手段を講じるも
のである。

作用 このような手段を講じることによって、各層の付着力を
向上させると共に、吸収、散乱の無い良好な特性の無偏
光ビームスプリッタ−を再現性良く、作業効率が良く製
造できる。

実施例 本発明の無偏光ビームスプリッタ−の製造方法について
、第１図〜第４図を用いて説明する。第１図は、無偏光
ビームスプリッタ−の構成１”４であり、半透明１摸ｌ
が形成された方のプリズム２と、プリズム３が接着剤４
で接着されている。半透明１Ｉ１１は、第２図に示すよ
うにプリズム２上に第１層の誘電体薄膜層５、第２層の
金属薄膜層６、第３層の誘電体薄膜層７から成っている
。

第１層、第３層の誘電体薄膜層５．７の材料がＴｉＯ２
で、光学的膜厚が１．１８λ／４（λは基準設計波長、
λ＝　５５０　ｎ　ｍ　）で、Ａｇの膜厚が２０ｎｍ、
入射角が２５度の時の分光特性のシミュレーション結果
を第２図に示す。このシミュレーションの際、以下説明
する製造方法にて実施する時の蒸着薬品の屈折率、吸収
等の光学定数は実験により求めたデータを使用している
。もちろん、第１層と第３層は同じ材料でも蒸着条件が
異なる為、多少異なる。（ａ）がＳ偏光の透過率、（ｂ
）がＳ偏光の反射率、（ｃ）がＳ偏光の吸収、（ｄ）が
Ｐ偏光の透過率、（ｅ）がＰＩ光の反射率、（ｆ）がＰ
偏光の吸収を示す。５８００ｍ付近は、吸収、散乱が少
なく、Ｓ偏光とＰ偏光の透過率、反射率の差を少ない無
偏光ビームスプリッタ−である。もちもん、広波長帯の
無偏光ビームスプリッタ−とする事も可能である。

このような無偏光ビームスプリッタ−を本発明の製造方
法で実施する場合について説明する。ベルジャー１０内
にプリズム２とＴ　ｉ　Ｏ２、Ａｇの蒸着薬品１１をセ
ットし、ベルジャー１０内を３５０℃にヒータ１２を加
熱しつつ排気してベルジャー内のガス出しを行う。この
際の温度をＴ１とする。所定の真空度（発明者らは、８
Ｘ１０−５Ｔｏｒｒとしている。）に達した後、ガス導
入口１３より８ｘ　１Ｏ−２Ｔｏ　ｒ　ｒ程度に真空度
を保ちつつＮ２ガスを導入して３００℃まで温度の下が
るのを待つ。もちろん、不活性ガスであれば、Ｎ２ガス
とは限らない。この際の温度をＴ　２とする。

Ｔ２の温度に達した後、Ｎ２ガスを導入を止める。２〜
３分後、真空度は２Ｘ１０−６Ｔｏ　ｒ　ｒ程度まで回
復している。この状態にて、ガス導入口１４より２Ｘ１
０−５乗Ｔｏｒｒ程度まで０２ガスを導入し、第１層の
誘電体薄膜層５を蒸着する。

この０２ガスを導入は、蒸着材料により異なり、導入す
不必要が無いものもある。

蒸着終了後、ガス導入口１１より８　Ｘ　１０−２Ｔｏ
ｒｒ程度に真空度を保ちつつＮ２ガスを導入して１２０
℃まで温度の下がるのを待つ。この際の温度をＴ３とす
る。

発明者らは、１３０℃以下の基板加熱温度で、蒸着レー
トが０．１ｎｍ／秒以上の蒸着条件であれば、１０ｎｍ
以上のＡｇ薄膜は連続膜になり、吸収が少ない事を実験
で確認している。Ｔ２の温度に達した後、Ｎ２ガスを導
入を止める。２〜３分後、真空度２Ｘ　１０””Ｔｏ　
ｒ　ｒ程度まで回復している。

この状態にて第２層の金属薄膜層６を蒸着する。蒸着終
了後、ガス導入口１１より８Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ程度に
真空度を保ちつつＮ２ガスを導入して１００℃まで温度
の下がるのを待つ。この際の温度をＴ４とする。Ｔ４の
温度に達した後、Ｎ２ガスを導入を止める。２〜３分後
、真空度は２Ｘ　１０−”Ｔｏ　ｒ　ｒ程度まで回復し
ている。この状態にて２Ｘ　１Ｏ−６Ｔｏ　ｒ　ｒ程度
まで０２ガスを導入し、第３７ｉ１の誘電体薄膜層７を
蒸着する。その後、ベルジャーから取出し、他のプリズ
ムと接着して無偏光ビームスプリッタ−を製造していた
。

前記、Ｔ４の基板加熱温度はＴ３基板加熱温度と同じ温
度でも可能である。しかし、第３層の蒸着の際の蒸着薬
品の溶融熱によって基板温度が上昇する事がある。この
温度が１３０℃以上に成ると、前記、第２層の金属薄膜
層６にダメージを与え、吸収が増加する為、第３層の基
板加熱温度は蒸着薬品の溶融熱によって基板温度が上昇
しても１３０℃以下に成るように設定する。Ｔ１からＴ
２、Ｔ２からＴ３、Ｔ３からＴ４の冷却時間は、ガスの
導入の度合いにより異なるが上記の条件では、２倍以上
短縮できている。もちろんＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、
Ｔ　１＞　Ｔ　２　＞　Ｔ　３≧Ｔ４の関係を満足しい
れば前記、説明の温度の限りではなく無偏光ビームスプ
リッタ−の用途環境等により決定する。

発明の効果 本発明の製造方法によれば、（１）各層の蒸着の際の基
板加熱温度を高温、特に第１層を３００℃程度にしてい
る為、プリズムと第１層の付着力は強固である。その他
の層についても従来に比べ向上する。また、（２）ガス
出しを高温で充分に行うため、各層の蒸着時の真空度が
安定しているため、膜特性が安定し再現性が良好となる
。さらに、（３）　Ｔ　１からＴ２、Ｔ２からＴ３、Ｔ
３からＴ４の冷却時間を不活性ガスを導入する事により
２倍以上短縮できるという効果を得る。

これは、高性能な無偏光ビームスプリッタ−を効率的に
製造するという面から見ても大変有用でありで有り、極
めて工業価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は無偏光ビームスプリッタ−の構成図、第２図は
半透明膜の構成図、第３図は無偏光ビームスプリッタ−
の特性図、第４図は真空蒸着装置の構成概要図である。 １・・・・半透明膜、２．３・・プリズム、ｌＯ・・・
ベルジャ、１１・・・蒸着薬品、１２・・・ヒータ、１
３・・・不活性ガス導入口、１４・・・０２ガス導入口
、１５・・・試料用ドーム１６・・・排気系。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プリズム間に、誘電体薄膜層／金属薄膜層／誘電体薄膜
   層から成る半透明鏡が形成された無偏光ビームスプリッ
   ターにおいて、ベルジャー内のガス出し温度をＴ＿１、
   第１層の前記誘電体薄膜層蒸着時の基板加熱温度をＴ＿
   ２、第２層の前記金属薄膜層蒸着時の基板加熱温度をＴ
   ＿３、第３層の前記誘電体薄膜層蒸着時の基板加熱温度
   をＴ＿４として、Ｔ＿１＞Ｔ＿２＞Ｔ＿３≧Ｔ＿４の関
   係を満足し、Ｔ＿１からＴ＿２、Ｔ＿２からＴ＿３への
   移行時に不活性ガスを導入する事を特徴とする無偏光ビ
   ームスプリッターの製造方法。