JPH0251105A - Co↓2レーザ用ビームスプリッタ膜 - Google Patents
Co↓2レーザ用ビームスプリッタ膜Info
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- JPH0251105A JPH0251105A JP63202396A JP20239688A JPH0251105A JP H0251105 A JPH0251105 A JP H0251105A JP 63202396 A JP63202396 A JP 63202396A JP 20239688 A JP20239688 A JP 20239688A JP H0251105 A JPH0251105 A JP H0251105A
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- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
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Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
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]
この発明は、CO2レーザ用光学部品として使用される
ビームスプリッタの光学膜に関するものである。
ビームスプリッタの光学膜に関するものである。
[従来の技術]
ビームスプリッタ(光強度分岐素子)は、出力鏡より出
射してくる強力なレーザビームを、主に入射角45°で
入射させて、反射光と透過光のそれぞれの光強度を所望
の比率で分岐し、ビームの複数化を図るためのものであ
る。
射してくる強力なレーザビームを、主に入射角45°で
入射させて、反射光と透過光のそれぞれの光強度を所望
の比率で分岐し、ビームの複数化を図るためのものであ
る。
従来より、赤外レーザ加工機等に使用されているビーム
スプリッタとして、基板の上に光学膜をコーティングし
たものが知られている。このようなビームスプリッタと
しては、種々の製品が知られているが、その光学膜の組
成や構造等についてほとんど明らかにされていない。
スプリッタとして、基板の上に光学膜をコーティングし
たものが知られている。このようなビームスプリッタと
しては、種々の製品が知られているが、その光学膜の組
成や構造等についてほとんど明らかにされていない。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、このような光学膜がコーティングされて
いる従来のレーザ用ビームスプリッタは、指定波長で透
過率スペクトルの極値特性を有していないため、波長の
わずかな変動で透過率または反射率が大きく変動し、光
学特性における安定性が悪いという問題があった。
いる従来のレーザ用ビームスプリッタは、指定波長で透
過率スペクトルの極値特性を有していないため、波長の
わずかな変動で透過率または反射率が大きく変動し、光
学特性における安定性が悪いという問題があった。
この発明の目的は、指定波長で透過率の極値特性を示す
CO2レーザ用ビームスプリッタ膜を提供することにあ
る。
CO2レーザ用ビームスプリッタ膜を提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段および作用]この発明のビ
ームスプリッタ膜は、波長λの002レーザビームに対
して45°の傾斜で設置され、入射レーザビームを所定
の反射率で反射するCO2レーザ用ビームスプリッタ膜
であって、屈折率N。の高屈折率層と屈折率NLの低屈
折率層を、高屈折率層と同じ材質からなる屈折率NG(
=No)の基板の入射側の面の上に交互に積層して反射
膜を構成し、基板の出射側の而の上には、低屈折率層と
高屈折率層の2層構造からなる反射防止膜を構成してい
る。
ームスプリッタ膜は、波長λの002レーザビームに対
して45°の傾斜で設置され、入射レーザビームを所定
の反射率で反射するCO2レーザ用ビームスプリッタ膜
であって、屈折率N。の高屈折率層と屈折率NLの低屈
折率層を、高屈折率層と同じ材質からなる屈折率NG(
=No)の基板の入射側の面の上に交互に積層して反射
膜を構成し、基板の出射側の而の上には、低屈折率層と
高屈折率層の2層構造からなる反射防止膜を構成してい
る。
この発明のビームスプリッタ膜における反射膜の構造に
ついて、第1図を参照して説明する。第1図に示すよう
に、基板1上に、低屈折率層2および高屈折率層3を交
互に積層して、反射膜10を構成する。基板1は、高屈
折率層3と同じ材質からなり、したがって高屈折率層の
屈折率N、と基板1の屈折率NGとは等1.い。また、
低屈折率層2は、屈折率NLを有する。
ついて、第1図を参照して説明する。第1図に示すよう
に、基板1上に、低屈折率層2および高屈折率層3を交
互に積層して、反射膜10を構成する。基板1は、高屈
折率層3と同じ材質からなり、したがって高屈折率層の
屈折率N、と基板1の屈折率NGとは等1.い。また、
低屈折率層2は、屈折率NLを有する。
第2図に示すように、この発明のビームスプリッタ膜は
、上述のような反射膜10を入射側の面1aに有すると
ともに、出射側の而1bには、反射防止膜20を有する
。反射防止膜20は、低屈折率層2と高屈折率層3の2
層構造からなる。
、上述のような反射膜10を入射側の面1aに有すると
ともに、出射側の而1bには、反射防止膜20を有する
。反射防止膜20は、低屈折率層2と高屈折率層3の2
層構造からなる。
第3図に示すように、この発明のビームスプリッタ膜は
、入射レーザビーム30に対して45″″の傾斜で設置
され、所定の反射率Rでレーザビーム30を反射する。
、入射レーザビーム30に対して45″″の傾斜で設置
され、所定の反射率Rでレーザビーム30を反射する。
入射レーザビーム30の中で基板1内に入ったビーム光
は、反射防止膜20を通り透過する。反射防止膜20は
、このような基板1内に入った光が反射するのを防止す
るためのものである。基板1内に入ったビーム光は透過
光となり、その透過率はTで表わされる。
は、反射防止膜20を通り透過する。反射防止膜20は
、このような基板1内に入った光が反射するのを防止す
るためのものである。基板1内に入ったビーム光は透過
光となり、その透過率はTで表わされる。
この発明において、反射膜中の高屈折率層の膜厚DHお
よび低屈折率層の膜厚DLは、成る仮定をもとにして求
められる。第4図は、この仮定を説明するための模式断
面図である。すなわち、この発明においては、反射膜1
0の積層構造の中で、低屈折率層2の両側を高屈折率層
の一部3Cおよび3aまたは基板の一部3dで挾んだ3
層構造の対称3層11’i4と、該対称3層膜4と交互
に積層されるとみなすことのできる高屈折率層の残りの
部分である高屈折率残部層3bの2つの層の積層構造を
仮定する。そして、対称3層膜4および高屈折率残部層
3bのそれぞれの光学厚みをλ/4(λは入射レーザビ
ームの波長)であるとする。
よび低屈折率層の膜厚DLは、成る仮定をもとにして求
められる。第4図は、この仮定を説明するための模式断
面図である。すなわち、この発明においては、反射膜1
0の積層構造の中で、低屈折率層2の両側を高屈折率層
の一部3Cおよび3aまたは基板の一部3dで挾んだ3
層構造の対称3層11’i4と、該対称3層膜4と交互
に積層されるとみなすことのできる高屈折率層の残りの
部分である高屈折率残部層3bの2つの層の積層構造を
仮定する。そして、対称3層膜4および高屈折率残部層
3bのそれぞれの光学厚みをλ/4(λは入射レーザビ
ームの波長)であるとする。
なお、高屈折率残部層3bは、高屈折率層3の一部であ
るので、その屈折率NBは、高屈折率層の屈折率N8と
等しい。
るので、その屈折率NBは、高屈折率層の屈折率N8と
等しい。
このような仮定は、本発明者が既に出願している特願昭
61−233708号の出願明細書における仮定と同様
のものである。この既出願は、垂直入射に対する部分反
射膜について開示しているが、この発明のように45°
入射のような斜め入射の場合には既出願の発明の内容を
そのまま適用することができない。
61−233708号の出願明細書における仮定と同様
のものである。この既出願は、垂直入射に対する部分反
射膜について開示しているが、この発明のように45°
入射のような斜め入射の場合には既出願の発明の内容を
そのまま適用することができない。
この発明においては、斜め入射であるため、偏光を考慮
する必要がある。まず、S偏光およびP偏光についての
基板および高屈折率残部層のそれぞれの有効屈折率ηG
+llおよびηa 、vを求める必要がある。有効屈
折率η1.νは、次の一般的な(1)式から求めること
ができる。
する必要がある。まず、S偏光およびP偏光についての
基板および高屈折率残部層のそれぞれの有効屈折率ηG
+llおよびηa 、vを求める必要がある。有効屈
折率η1.νは、次の一般的な(1)式から求めること
ができる。
[iは層または膜の種別を示し、νはSまたはPの偏光
状態を示す。θ、は各膜内の屈折角を示す。
状態を示す。θ、は各膜内の屈折角を示す。
]
次に、得られた有効屈折率ηG、νおよびη3,9sS
偏光の反射率R5およびP偏光の反射率Rpの関係を示
す次の(n)式、ならびに非偏光の反射率RunとR8
およびRrの関係を示す次の(m)式から、所定の反射
率における対称3層膜の有効屈折率η8.しを算出する
。
偏光の反射率R5およびP偏光の反射率Rpの関係を示
す次の(n)式、ならびに非偏光の反射率RunとR8
およびRrの関係を示す次の(m)式から、所定の反射
率における対称3層膜の有効屈折率η8.しを算出する
。
[fLは基板上の対称3層膜および高屈折率残部層の数
を示す。] Ru n = (R3+Rr ) / 2 −
(III)得られた対称3層膜の有効屈折率η8.しか
ら、(I)式を用い、対称3層膜の屈折率Nxを求める
。高屈折率残部層の光学厚みはλ/4であるので、高屈
折率残部層の膜厚Daは、次の(IV)式から求めるこ
とができる。
を示す。] Ru n = (R3+Rr ) / 2 −
(III)得られた対称3層膜の有効屈折率η8.しか
ら、(I)式を用い、対称3層膜の屈折率Nxを求める
。高屈折率残部層の光学厚みはλ/4であるので、高屈
折率残部層の膜厚Daは、次の(IV)式から求めるこ
とができる。
NHDB cosθH−λ/4 ・(IV)次に、
低屈折率層の膜厚DLおよび高屈折率層の膜厚DHとし
て適切な値を求めるため、まずレーザビームが垂直に入
射する反射膜の場合に対応する低屈折率層の膜厚dL′
と、その両側に位置し対称3層膜を構成する高屈折率層
の一部となる糸層の膜厚dA′を次の(V)式および(
VI)式から求める。
低屈折率層の膜厚DLおよび高屈折率層の膜厚DHとし
て適切な値を求めるため、まずレーザビームが垂直に入
射する反射膜の場合に対応する低屈折率層の膜厚dL′
と、その両側に位置し対称3層膜を構成する高屈折率層
の一部となる糸層の膜厚dA′を次の(V)式および(
VI)式から求める。
得られたdL′およびdAOの値を、−旦、45゜入射
に見かけ上対応する値であるdLおよびd−に変換する
。この変換は次の(■)式により行な] 以上のようにして得られたdLおよびdAの値をもとに
、計算によるシミュレーションで、DLおよびD8とし
て最も適切な値を決定する。すなわち、dLの近傍の値
を低屈折率層の膜厚DLの仮の値とし、dAおよびDa
から計算される値の近傍の値を高屈折率層の膜厚DHの
仮の値として、計算によるシミュレーションを行なう。
に見かけ上対応する値であるdLおよびd−に変換する
。この変換は次の(■)式により行な] 以上のようにして得られたdLおよびdAの値をもとに
、計算によるシミュレーションで、DLおよびD8とし
て最も適切な値を決定する。すなわち、dLの近傍の値
を低屈折率層の膜厚DLの仮の値とし、dAおよびDa
から計算される値の近傍の値を高屈折率層の膜厚DHの
仮の値として、計算によるシミュレーションを行なう。
なお、第4図に示すように、最も外側の高屈折率層は、
高屈折率残部層3bと高屈折率層の一部3cとから構成
されるので、次の式から計算される値の近傍の値を用い
る。
高屈折率残部層3bと高屈折率層の一部3cとから構成
されるので、次の式から計算される値の近傍の値を用い
る。
dA +pa
また、最も外側の以上外の高屈折率層は、高屈折率残部
層3bと、その両側の高屈折率層の一部3aおよび3C
とから構成されるので、次の式から計算される値の近傍
の値を用いる。
層3bと、その両側の高屈折率層の一部3aおよび3C
とから構成されるので、次の式から計算される値の近傍
の値を用いる。
dA+2D。
計算によるシミュレーションは以下のようにして行なう
。
。
まず、DLおよびり、のそれぞれの仮の値を、次の(■
)式のd、に代入して、δrを算出する。
)式のd、に代入して、δrを算出する。
入
[Nrは各層の屈折率、d「は各層の膜厚、θrは各層
内の屈折角を示す。rは各層を示す。]次に、各層の有
効屈折率ηr −Vおよび基板の有効屈折率ηG、νを
(I)式から算出して、上の(■)式から得られたδ「
を用い、次の(IX)式からS偏光およびP偏光につい
てのBνおよびC7を算出する。
内の屈折角を示す。rは各層を示す。]次に、各層の有
効屈折率ηr −Vおよび基板の有効屈折率ηG、νを
(I)式から算出して、上の(■)式から得られたδ「
を用い、次の(IX)式からS偏光およびP偏光につい
てのBνおよびC7を算出する。
・・・ (IX)
得られたB、およびC,/を次の(X)式に代入して、
S偏光の透過率T51.およびP偏光の透過率Tl、r
を算出する。
S偏光の透過率T51.およびP偏光の透過率Tl、r
を算出する。
・・・ (X)
[η0は外側の媒質(空気中の場合は空気)の有効屈折
率を示し、nは反射膜の場合11反射防止膜の場合2で
ある。Re()は()内の数の実部を示す。] 得られたT52.およびTI、Pを(XI)式に代入し
て、反射膜の非偏光の透過率T、、u。
率を示し、nは反射膜の場合11反射防止膜の場合2で
ある。Re()は()内の数の実部を示す。] 得られたT52.およびTI、Pを(XI)式に代入し
て、反射膜の非偏光の透過率T、、u。
を算出する。
Tn + un = (Tn * s 十TN 、 p
)/2・・・(XI) 次に、反射防止膜の透過率T2.unも同様にして算出
する。
)/2・・・(XI) 次に、反射防止膜の透過率T2.unも同様にして算出
する。
得られた反射膜の非偏光の透過率T、、u、および反射
防止膜の非偏光の透過率T2+unを、次の(Xn)式
に代入し、ビームスプリッタ膜全以上の計算によるシミ
ュレーションを’ ”totaIが所定の反射率となり
、かつ波長λで極値特性を示すまで、DLおよびDHの
それぞれの仮の値を変化させて繰返すことにより、DL
およびDHとして適切な値を決定する。
防止膜の非偏光の透過率T2+unを、次の(Xn)式
に代入し、ビームスプリッタ膜全以上の計算によるシミ
ュレーションを’ ”totaIが所定の反射率となり
、かつ波長λで極値特性を示すまで、DLおよびDHの
それぞれの仮の値を変化させて繰返すことにより、DL
およびDHとして適切な値を決定する。
この発明のビームスプリッタ膜は、以上のようにして決
定された適切な値の膜厚で、低屈折率層と高屈折率層を
基板の入射側の面の上に交互に積層して反射膜を設けた
ことを特徴としている。
定された適切な値の膜厚で、低屈折率層と高屈折率層を
基板の入射側の面の上に交互に積層して反射膜を設けた
ことを特徴としている。
通常、ビームスプリッタ膜として最もよく用いられるも
のは、反射率50%のものである。波長10.6μmの
CO2レーザビームに対して反射率50%を示すビーム
スプリッタ膜を、高屈折率層の材質としてZn5eを用
い、低屈折率層の材質としてThF、を用いて構成する
場合、光学膜厚1.681±0.168μmのThF4
層からなる低屈折率層をZn5eからなる基板の入射側
の面の上に設け、この低屈折率層の上に、光学膜厚3.
605±0.361μmのZn5e層からなる高屈折率
層を設け、この発明に従うビームスプリッタ膜とするこ
とができる。
のは、反射率50%のものである。波長10.6μmの
CO2レーザビームに対して反射率50%を示すビーム
スプリッタ膜を、高屈折率層の材質としてZn5eを用
い、低屈折率層の材質としてThF、を用いて構成する
場合、光学膜厚1.681±0.168μmのThF4
層からなる低屈折率層をZn5eからなる基板の入射側
の面の上に設け、この低屈折率層の上に、光学膜厚3.
605±0.361μmのZn5e層からなる高屈折率
層を設け、この発明に従うビームスプリッタ膜とするこ
とができる。
また、基板の出射側の面の上に設けられる反射防止膜は
、斜め入射光に対する5chusterの2層反射防止
条件式に基づき最適な値を決定することができる。この
場合も、S偏光およびP偏光から得られた値から非偏光
についての最も適した値を決定する。高屈折率層として
Zn5e層を用い、低屈折率層としてThF、7mを用
いる場合には、基板の上にまず光学膜厚1.693±0
゜169μmのThF4層を設け、その上に光学膜厚0
.565±0.057μmのZn5e層を設ける。
、斜め入射光に対する5chusterの2層反射防止
条件式に基づき最適な値を決定することができる。この
場合も、S偏光およびP偏光から得られた値から非偏光
についての最も適した値を決定する。高屈折率層として
Zn5e層を用い、低屈折率層としてThF、7mを用
いる場合には、基板の上にまず光学膜厚1.693±0
゜169μmのThF4層を設け、その上に光学膜厚0
.565±0.057μmのZn5e層を設ける。
この発明のビームスプリッタ膜は、所定の波長λで極値
特性を有するように高屈折率層および低屈折率層の光学
膜厚が設定されているため、波長の変動に対し安定して
機能させることができる。
特性を有するように高屈折率層および低屈折率層の光学
膜厚が設定されているため、波長の変動に対し安定して
機能させることができる。
さらに高屈折率層としてZn5e層を用いた場合には、
最も外側の層がZn5e層となるため、耐光性能を向上
させることができる。
最も外側の層がZn5e層となるため、耐光性能を向上
させることができる。
[実施例]
この発明に従うビームスプリッタ膜の一実施例の反射膜
を構成する高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚を求
めた。基板としてはZn5eを用い、高屈折率層として
は基板と同じZn5eを用い、低屈折率層としてはTh
F、を用いて、種々の反射率のビームスプリッタ膜につ
いて求めた。
を構成する高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚を求
めた。基板としてはZn5eを用い、高屈折率層として
は基板と同じZn5eを用い、低屈折率層としてはTh
F、を用いて、種々の反射率のビームスプリッタ膜につ
いて求めた。
表1に、この結果を示す。表1において、偶数番目の層
は高屈折率層であるZn5e層を示し、奇数番目の層は
低屈折率層であるThF4層を示している。光学膜厚の
値は、士を用いて範囲を持たせて示している。これは、
ビームスプリッタ膜が有する極値特性の許容誤差および
ビームスプリッタ膜に許容される反射率の許容誤差を考
慮したものである。
は高屈折率層であるZn5e層を示し、奇数番目の層は
低屈折率層であるThF4層を示している。光学膜厚の
値は、士を用いて範囲を持たせて示している。これは、
ビームスプリッタ膜が有する極値特性の許容誤差および
ビームスプリッタ膜に許容される反射率の許容誤差を考
慮したものである。
この発明においては、上述のように高屈折率層および低
屈折率層の光学膜厚として適切な値を決定するにあたり
、透過率を計算で求め透過率スペクトルをシミュレーシ
ョンしている。反射率30%、50%、70%および9
0%の各ビームスプリッタ膜についてのシミュレーショ
ンによる透過率スペクトルを第5図に示す。第5図に示
されるように、各ビームスプリッタ膜のシミュレーショ
ンによる透過率スペクトルでは、波長10,6μmの近
傍に透過率、すなわち吸収率の極値が存在していること
がわかる。
屈折率層の光学膜厚として適切な値を決定するにあたり
、透過率を計算で求め透過率スペクトルをシミュレーシ
ョンしている。反射率30%、50%、70%および9
0%の各ビームスプリッタ膜についてのシミュレーショ
ンによる透過率スペクトルを第5図に示す。第5図に示
されるように、各ビームスプリッタ膜のシミュレーショ
ンによる透過率スペクトルでは、波長10,6μmの近
傍に透過率、すなわち吸収率の極値が存在していること
がわかる。
反射防止膜については5chusterの2層反射防止
条件式に基づき、決定した。高屈折率層としてはZn5
eを用い、低屈折率層としてはThF、を用いた。求め
られた光学膜厚を表2に示す。表2において、第1層は
Zn5e層を示し、第2層はThF、層を示している。
条件式に基づき、決定した。高屈折率層としてはZn5
eを用い、低屈折率層としてはThF、を用いた。求め
られた光学膜厚を表2に示す。表2において、第1層は
Zn5e層を示し、第2層はThF、層を示している。
なお、この先学膜厚を求める際にも、S偏光およびP偏
光に対して得られたIN!厚の値を用い、シミュレーシ
ョンにより非偏光に対する最適な値を求めている。
光に対して得られたIN!厚の値を用い、シミュレーシ
ョンにより非偏光に対する最適な値を求めている。
表2
以上の実施例から明らかなように、この発明のビームス
プリッタ膜は所定の波長で45°入射に対し透過率の極
値特性を有しており、このことは反射率においても所定
の波長で極値特性を有することを示している。よって、
この発明に従うビームスプリッタ膜は、入射レーザビー
ムの変動に対し、反射率の変動がわずかであり、優れた
安定性を示す。
プリッタ膜は所定の波長で45°入射に対し透過率の極
値特性を有しており、このことは反射率においても所定
の波長で極値特性を有することを示している。よって、
この発明に従うビームスプリッタ膜は、入射レーザビー
ムの変動に対し、反射率の変動がわずかであり、優れた
安定性を示す。
[発明の効果]
この発明のCO2レーザ用ビームスプリッタ膜は、入射
レーザビームの波長の近傍に反射率の極値特性を有する
ため、入射レーザビームの波長の変動に対し安定性を有
している。したがって、この発明のビームスプリッタ膜
は、高出力レーザ加工機等の光強度分岐用光学部品とし
て有効に用いられるものである。
レーザビームの波長の近傍に反射率の極値特性を有する
ため、入射レーザビームの波長の変動に対し安定性を有
している。したがって、この発明のビームスプリッタ膜
は、高出力レーザ加工機等の光強度分岐用光学部品とし
て有効に用いられるものである。
第1図は、この発明のビームスプリッタ膜中の反射膜の
構造について説明するための模式断面図である。第2図
は、この発明のビームスプリッタ膜の一例を示す模式断
面図である。第3図は、この発明のビームスプリッタ膜
の使用状態を示す側面図である。第4図は、第1図に示
すビームスプリッタ膜に対し、この発明において仮定す
る対称3層膜と高屈折率残部層を示す模式断面図である
。 第5図は、種々の反射率を有するこの発明に従うビーム
スプリッタ膜のシミュレーションによる透過率スペクト
ルを示す図である。 図において、1は基板、1aは入射側の面、1bは出射
側の面、2は低屈折率層、3は高屈折率層、3a、3c
は高屈折率層の一部、3bは高屈折率残部層、4は対称
3層膜、10は反射膜、20は反射防止膜、30は入射
レーザビームを示す。 第5図 波 数 (cr’ )
構造について説明するための模式断面図である。第2図
は、この発明のビームスプリッタ膜の一例を示す模式断
面図である。第3図は、この発明のビームスプリッタ膜
の使用状態を示す側面図である。第4図は、第1図に示
すビームスプリッタ膜に対し、この発明において仮定す
る対称3層膜と高屈折率残部層を示す模式断面図である
。 第5図は、種々の反射率を有するこの発明に従うビーム
スプリッタ膜のシミュレーションによる透過率スペクト
ルを示す図である。 図において、1は基板、1aは入射側の面、1bは出射
側の面、2は低屈折率層、3は高屈折率層、3a、3c
は高屈折率層の一部、3bは高屈折率残部層、4は対称
3層膜、10は反射膜、20は反射防止膜、30は入射
レーザビームを示す。 第5図 波 数 (cr’ )
Claims (3)
- (1)波長λのCO_2レーザビームに対して45°の
傾斜で設置され、入射レーザビームを所定の反射率で反
射するCO_2レーザ用ビームスプリッタ膜であって、 屈折率N_Hの高屈折率層と屈折率N_Lの低屈折率層
を、前記高屈折率層と同じ材質からなる、屈折率N_G
(=N_H)の基板の入射側の面の上に交互に積層して
反射膜を構成し、 基板の出射側の面の上には、低屈折率層と高屈折率層の
構造からなる反射防止膜を構成し、前記反射膜の積層構
造の中で、低屈折率層の両側を高屈折率層の一部または
基板の一部で挾んだ3層構造の対称3層膜と、該対称3
層膜と交互に積層されるとみなすことのできる高屈折率
層の残りの部分である高屈折率残部層(屈折率N_B=
N_H)の2つの層を仮定し、 S偏光およびP偏光について、基板および高屈折率残部
層のそれぞれの有効屈折率η_G、およびη_B_,_
νを( I )式から求め、 η_i_,_ν={N_i/cosθ_i(ν=Pのと
きN_icosθ_i(ν=Sのとき)}・・・( I
)[iは層または膜の種別を示し、νはSまたはPの偏
光状態を示す。θ_iは各膜内の屈折角を示す。 有効屈折率η_G_,_νおよびη_B_,_νと、S
偏光の反射率R_SおよびP偏光の反射率R_Pの関係
を示す。 (II)式、ならびに非偏光の反射率R_u_nとR_S
およびR_Pの関係を示す(III)式から、所定の反射
率における対称3層膜の有効屈折率η_x_,_νを算
出し、( I )式から対称3層膜の屈折率N_xを求め
、 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(II) [lは基板上の対称3層膜および高屈折率残部層の数を
示す。] R_u_n=(R_S+R_P)/2・・・(III)高
屈折率残部層の膜厚D_Bを(IV)式から求め、N_H
D_Bcosθ_H=λ/4・・・(IV)低屈折率層の
膜厚D_Lおよび高屈折率層の膜厚D_Hとして適切な
値を求めるため、まずレーザビームが垂直に入射する反
射膜の場合に対応する低屈折率層の膜厚d_L^0およ
びその両側に位置し対称3層膜を構成する高屈折率層の
一部の層の膜厚d_A^0を(V)式および(VI)式か
ら求め、▲数式、化学式、表等があります▼・・・(V
) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(VI) 次に(VII)式から、d_L^0およびd_A^0を4
5°入射に見かけ上対応する値であるd_L^4^5お
よびd_A^4^5に変換し、 d^4^5=d^0/√{1−(1/2N^2)・・・
(VII)[Nはd_A^0の場合N_Hで、d_L^0
の場合N_Lである。 d_L^4^5の近傍の値を低屈折率層の膜厚D_Lの
仮の値とし、d_A^4^5およびD_Bから計算され
る値の近傍の値を高屈折率層の膜厚D_Hの仮の値とし
て、(VIII)式のd_rにD_LおよびD_Hのそれぞ
れの仮の値を代入してδ_rを算出し、 δ_r=2πN_rd_rcosθ_r/λ・・・(V
III)[N_rは各層の屈折率、d_rは各層の膜厚、
θ_rは各層内の屈折角を示す。rは各層を示す。]各
層の有効屈折率η_r_,_νおよび基板の有効屈折率
η_G_,_νを( I )式から算出して、(IX)式か
らS偏光およびP偏光についてB_νおよびC_νを算
出し、 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(IX) B_νおよびC_νを(X)式に代入してS偏光の透過
率T_1_,_SおよびP偏光の透過率T_1_,_P
を算出し、 T_n_,_ν=4η_0Re(η_G_,_ν)/(
η_0B_ν+C_ν)(η_0B_ν+C_ν)^*
・・・(X) [〔η_0は外側の媒質(空気中の場合は空気)の有効
屈折率を示し、nは反射膜の場合1、反射防止膜の場合
2である。Re()は()内の実部を示す。] T_1_,_SおよびT_1_,_Pを(X I )式に
代入して、反射膜の非偏光の透過率T_1_,_u_n
を算出し、T_n_,_u_n=(T_n_,_S+T
_n_,_P)/2・・・(X I ) 反射防止膜の透過率T_2_,_u_nを同様にして算
出して、 ビームスプリッタ膜全体の透過率T_t_o_t_a_
lを(XII)式から求め、 T_t_o_t_a_l={(1/T_1_,_u_n
+1/T_2_,_u_n)−1}^−^1・・・(X
II)このような計算によるシミュレーションを、T_t
_o_t_a_lが所定の反射率となりかつ波長λで極
値特性を示すまで、D_LおよびD_Hのそれぞれの仮
の値を変化させて繰返すことにより、D_LおよびD_
Hとして適切な値を決定し、 この膜厚で低屈折率層と高屈折率層を基板の入射側の面
の上に交互に積層して反射膜を設けたことを特徴とする
、CO_2レーザ用ビームスプリッタ膜。 - (2)波長10.6μmのCO_2レーザビームに対し
て45°の傾斜で設置され、実質的な反射率50%で入
射レーザビームを反射するCO_2レーザ用ビームスプ
リッタ膜であって、 ZnSeからなる基板の入射側の面の上に、低屈折率層
として光学膜厚1.681±0.168μmのThF_
4層を設け、該ThF_4層の上に高屈折率層として光
学膜厚3.605±0.361μmのZnSe層を設け
たことを特徴とする、CO_2レーザ用ビームスプリッ
タ膜。 - (3)前記基板の出射側の面の上に反射防止膜が設けら
れ、該反射防止膜が基板上に設けられる光学膜厚1.6
93±0.169μmのThF_4層と、該ThF_4
層上に設けられる光学膜厚0.565±0.057μm
のZnSe層とから構成されることを特徴とする、請求
項2記載のCO_2レーザ用ビームスプリッタ膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63202396A JP2650048B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Co▲下2▼レーザ用ビームスプリッタ膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63202396A JP2650048B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Co▲下2▼レーザ用ビームスプリッタ膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0251105A true JPH0251105A (ja) | 1990-02-21 |
JP2650048B2 JP2650048B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=16456803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63202396A Expired - Lifetime JP2650048B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Co▲下2▼レーザ用ビームスプリッタ膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2650048B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102455616A (zh) * | 2010-10-22 | 2012-05-16 | 富士施乐株式会社 | 检测装置和图像形成装置 |
CN107561617A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-01-09 | 天津津航技术物理研究所 | 一种滤除二氧化碳辐射波长的中波红外透射光学元件及其制备方法 |
CN108196332A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-06-22 | 天津津航技术物理研究所 | 一种可滤除二氧化碳红外吸收干扰的中波红外反射滤光薄膜 |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63202396A patent/JP2650048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102455616A (zh) * | 2010-10-22 | 2012-05-16 | 富士施乐株式会社 | 检测装置和图像形成装置 |
JP2012093394A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-17 | Fuji Xerox Co Ltd | 検知装置及び画像形成装置 |
US8993990B2 (en) | 2010-10-22 | 2015-03-31 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Detection device and image forming apparatus for reducing a cavity effect |
CN107561617A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-01-09 | 天津津航技术物理研究所 | 一种滤除二氧化碳辐射波长的中波红外透射光学元件及其制备方法 |
CN107561617B (zh) * | 2017-09-06 | 2020-10-02 | 天津津航技术物理研究所 | 一种滤除二氧化碳辐射波长的中波红外透射光学元件及其制备方法 |
CN108196332A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-06-22 | 天津津航技术物理研究所 | 一种可滤除二氧化碳红外吸收干扰的中波红外反射滤光薄膜 |
CN108196332B (zh) * | 2017-11-20 | 2021-02-12 | 天津津航技术物理研究所 | 一种可滤除二氧化碳红外吸收干扰的中波红外反射滤光薄膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2650048B2 (ja) | 1997-09-03 |
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