JPH0451001A - 光学部品の反射防止膜 - Google Patents

光学部品の反射防止膜

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JPH0451001A
JPH0451001A JP2160484A JP16048490A JPH0451001A JP H0451001 A JPH0451001 A JP H0451001A JP 2160484 A JP2160484 A JP 2160484A JP 16048490 A JP16048490 A JP 16048490A JP H0451001 A JPH0451001 A JP H0451001A
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optical
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Tsuguro Kaga
加賀　嗣朗
Kazuo Hara
原　和雄
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Optical Coatings Japan
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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］ 本発明け、媒質から４５°の角度で入射する様な光に対
して有利に使用される光学部品に施される反射防止膜に
関するものである。
［従来技術］ レンズ、反射鏡などの光学用品の表面には反射防止膜が
備えられていることが多いが、そのような反射防止膜を
必要とする理由としては、主として次の二つの理由が挙
げられる。一つの理由は、構成される光学部品が多くな
ると、その為に生しる表面の反射損失により、得られる
透過光が減少する傾向があり、その透過光の減少を防止
するためである。他の主な理由は、構成される光学部品
からの反射像が他の部品に悪影響を及ぼす場合があり、
その反射像の形成を防止する為である。
上記のような理由により、光学部品には従来より、単層
あるいは多層の反射防止膜をコートすることが知られて
いる。ただし、実際には単層反射防止膜は低反射波長域
が狭く、残留反射率が大きいという欠点がある。これに
対して、多層反射防止膜は、膜の材料の選択、膜厚の調
整などの手段により、例えば可視領域（４００ｎｍ〜７
００ｎｍ）の広い範囲にわたって反射防止効果を持たせ
たものなどが得られるため、今日では一般的に利用され
ている。そして、多層反射防止膜としては、８００ｎｍ
、さらには９００ｎｍの近赤外領域まで反射防止効果を
持たせたものなどが開発され、さらに広帯域化が進めら
れている。
ところで、従来のレンズ、反射鏡などの光学用品の大多
数では、光が、その表面に垂直もしくは略垂直に入射す
るため、それらの光学用品に設けられる多層反射膜は、
表面に垂直に入射する光に対して良好な反射防止効果を
示すように調製されていた。
方、入射光が光学部品に対して垂直ではなく、例えば媒
質から４５°の角度で入射する光学系も利用されており
、そのような光学系の光学部品（反射ミラー等）には、
ガラス基板上にビームスプリッタ−膜またはダイクロイ
ック膜と、その反対側に多層反射防止膜が設けられたも
のが知られている。最近、これらの斜入射を利用する光
学系の光学部品が、たとえば液晶ビジョンと呼ばれる投
写型デイスプレィに採用されてきており、その際用いら
れる多層反射防止膜に対しても、反射防止効果の広帯域
化が望まれている。
［発明が解決しようとする問題点］ これまでに提案されている反射防止膜は、空気などの媒
質から垂直に入側する光に対する光反射特性を考慮して
設計されており、斜入射、特に媒質から４５°の角度で
入射する様な光に対して広い波長領域にわたって平坦で
低反射率である反射防止膜は知られていない。しかし、
斜入射での基板表面の反射損失は垂直入射のそれと比べ
大きくなり、光学部品を多数使用する場合には特に、透
過光がより多く減少するとの問題がある。
そこで本発明の目的は、入射光に対して斜め、特に４５
°の角度で使用される光学部品に悪影響を及ぼすフレア
や光の純度の低下、さらには光学部品の表面での反射損
失による透過光の減少という問題点を、広い波長領域に
わたって防止することが可能となる光学部品の反射防止
膜を提供する事である。
［問題を解決する手段］ 本発明が提供する上記問題点を解決する反射防止膜は、
下記のような、７層膜、９層膜、あるいは１１層膜から
なる多層膜である。
（ｉ）７層膜型 ｄ線に対する屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．５４の範
囲にある光学ガラス基板上に形成され、媒質側から４５
°の角度で入射する光に対して反射防止効果を示す多層
膜からなる反射防止膜であって、 その多層膜が、媒質側から基板側に向つて、順に、第１
層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層
と名付ける７層膜からなり、偶数層が、基板の屈折率よ
り高くかつ２．２０〜２，４５の範囲にある屈折率を有
する高屈折率物質からなり、 奇数層が、基板の屈折率より低くかつ１．４０〜１．４
８の範囲にある屈折率を有する低屈折率物質からなり、
そして 第ｉ層の屈折率をｎｌ、そして第ｉ層の光学的膜厚をｎ
ｉ　ｎｄ　（ｉは１〜７の整数）とする時、各層の光学
的膜厚が以下の条件： ０．２９０１２λｏ　＜　ｎ　ｒ　ｄ　＋　＜　０．３
０８０６λ。
０、１６８２０λｏ　＜　ｎ　２ｄ　２＜　０．１８５
９０λ。
０．０１８０５λｏ　＜ｎ３ｄ３＜　０．０２４４１λ
。
０．３２４４６λ、　＜　ｎ４ｄ４＜　０．３５１５０
λ。
０、１００４９λ０＜ｎ５ｄ５＜　０．１０８８７λ。
０．０６５１６λ。＜　ｎｓ　ｄ６＜　０．０７４９６
λ。
０．５７８８５λｏ　＜　ｎ　７　ｄ　７　＜　０．６
６５９９λ。
但し、λ０；設計主波長 を満足する反射防止膜。
（２）９層膜型 ｄ線に対する屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．５４の範
囲にある光学ガラス基板上に形成され、媒質側から４５
°の角度で入射する光に対して反射防止効果を示す多層
膜からなる゛反射防止膜であって、 その多層膜が、媒質側から基板側に向って、順に、第１
層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層
、第８層、第９層と名付ける９層膜からなり、 偶数層が、基板の屈折率より高くかつ２．２０〜２．４
５の範囲にある屈折率を有する高屈折率物質からなり、 奇数層が、基板の屈折率より低くかつ１．４０〜１．４
８の範囲にある屈折率を有する低屈折率物質からなり、
そして 第ｉ層の屈折率をｎｌ、そして第ｉ層の光学的膜厚をｎ
、ｎ、（ｉは１〜９の整数）とする時、各層の光学的膜
厚が以下の条件： ０．２９６００λ、　＜ｎ、　ｄ、　＜　０．３０８０
０λ。
０．１６１００λｏ　＜　ｎ　２　ｄ　２　＜　０．１
７７００λ。
０．０２０５０え０＜ｎ３ｄ３＜　０．０２７７Ｑλ。
０．３３３００λｏ　＜　ｎ　ａ　ｄ　＜　＜　０．３
６１００λ。
０．１０２００λｏ　＜　ｎ　ｓ　ｄ　ｓ　＜　０．１
１０００λ。
０．０７４４０λｏ　＜　ｎ　６　ｄ　ａ　＜　０．０
８０６０λ００．２６２００λｏ　＜　ｎ　ｙ　ｄ　ｔ
　＜　０．２９６００λ。
０．００６７４λｏ　＜　ｎ　ａ　ｄ　ｓ　＜　０．０
１２５０λ。
０．２０６００λ０＜ｎ９ａ、　＜　０．０３１００λ
。
但し、λ。；設計主波長 を満足する反射防止膜。
（３）１１層膜型 ｄ線に対する屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．５４の範
囲にある光学ガラス基板上に形成され、媒質側から４５
°の角度で入射する光に対して反射防止効果を示す多層
膜からなる反射防止膜であって、 その多層膜が、媒質側から基数側に向って、順に、第１
層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層
、第８層、第９層、第１０層、第１１層と名付ける１１
層膜からなり、 偶数層が、基板の屈折率より高くかつ２．２０〜２．４
５の範囲にある屈折率を有する高屈折率物質からなり、 奇数層が、基板の屈折率より低くかつ１．４０〜１．４
８の範囲にある屈折率を有する低屈折率物質からなり、
そして 第ｉ層の屈折率をｎｌ、そして第ｉ層の光学的膜厚をｎ
＋ｎｄ　（ｉは１〜１１の整数）とする時、各層の光学
的膜厚が以下の条件： ０．２９４０λ。＜　ｎ　ｌｄ　、　＜０．３０６０λ
００．１５４０λｏ　＜　ｎ　２　ｄ　２　＜　０．１
７００λ。
０．０１６６λｏ＜　ｎ３　ｄｓ　＜０．０２４８λ。
０．３５４０λ。＜　ｎ　４ｄ　４＜　０．３９２０λ
。
０．０９２３λｏ　＜　ｎ　ｓ　ｄ　ｓ　＜　０．１０
２０λ。
０．０８６４λ。＜　ｎ　６ｄ　６＜　０．０９５４λ
００．１４９０え０＜ｎ、　ｄ、　＜０．１８３０λ。
０．０１０７λｏ　＜　ｎ　ａ　ｄ　ａ　＜　０．０１
６１λ００．０２４２λｏ　＜　ｎ　９ｄ　ｓ　＜　０
．０７２５λ。
ｏ、ｏｉｏｏλ（、＜　ｎ　、ｏｄ　、、＜　０．０１
８６λ。
０．０２７９え、　＜　ｎ　、、ｄ　、、＜０．０８３
６λ。
但し、λ。；設計主波長 を満足する反射防止膜。
・なお、上記の奇数層を構成する屈折率１．４０〜１．
４８の範囲にある低屈折率物質の例としては、５ｉ０２
、およびＳ　ｉ　Ｏ，を主成分とし上記範囲の屈折率を
示す物質を挙げることができる。
また、上記の偶数層を構成する屈折率２．２０〜２．４
５の範囲にある高屈折率物質の例としては、ＴｉＯ２、
およびＴｉＯ２を主成分とし上記範囲の屈折率を示す物
質を挙げることができる。
本発明の反射防止膜は、上記の高屈折率物質と低屈折率
物質とを、たとえば、真空蒸着法のような公知の薄膜形
成技術を利用して、それぞれの光学的膜厚が上記の範囲
を満足するように、交互に基板の上に蒸着積層すること
により形成することができる。基板としては、通常、ガ
ラスが利用される。
本発明の反射防止膜の使用形態および作用効果の例を第
１図により説明する。
第１図は、基板１、ビームスプリッタ−膜または赤反射
ダイクロイック膜２および本発明に従う反射防止膜７と
からなる光学部品の例を示す。入射光３は、基板１に４
５°の角度にて斜めに入射する。この入射光３は、ビー
ムスプリッタ−膜２により、反射光（表面反射光）４と
透過光５とに分離される。この透過光５の一部は、基板
１の裏面で反射され、裏面反射光６として、裏側から再
度ビームスプリッタ−膜２を通過し、表面反射光４と一
緒に（すなわち、合成されて）出てゆく。
この結果、得られる反射光は、フレキや二重像を形成し
やすくなる。このようなフレキや二重像を形成に起因す
る反射光の純度の低下を防止するため基板１の裏面に反
射防止膜７が設けられる。
また、第１図で、２が赤反射ダイクロイック膜である場
合には、基板ｌに斜メに入射した光３は、赤反射タイク
ロイック膜２により、赤色を示す反射光（表面反射光）
４と、シアンの透過光５に分離される。この透過光５の
一部は、基板１の裏面で反射され、裏面反射光６として
、裏側から再度赤反射ダイクロイック膜２を通過し、表
面反射光４と一緒に合成されて出てゆく。この結果、赤
色の表面反射光４の純度の低下が発生する。このような
反射光の純度の低下を防止するため基板１の裏面に反射
防止膜７が設けられる。
なお、本発明の反射防止膜は、一般に上記のように基板
の裏側のみに設けられる。また、ビームスプリッタ−膜
または赤反射ダイクロイックを設けず、基板表裏の両面
に設けてもよい。このような基板両面に設けた光学系部
品としてはコンペンセーターを挙げることができる。さ
らに、本発明の反射防止膜はレンズ用に使用することも
できる。
［発明の作用効果］ 本発明に従う反射防止膜は、後述の実施例から明らかな
ように、特に基、板に４５°の角度にて斜めに入射する
光に対して、広い波長帯域にて優れた反射防止効果を示
す。本発明の反射防止膜を備えた光学製品は、従来のよ
うに、膜表面に垂直に光が入射する場合に光反射防止膜
としても有効であるが、特に、本発明の反射防止膜を、
基板に対して４５°の角度にて斜めに入射する光を利用
する光学部品の表面に付設した場合には、従来より知ら
れている各種の多層反射防止膜に比較して、広い波長帯
域において顕著に優れた反射防止効果を示し、この結果
、基板の裏面にて反射する裏面反射光によるフレアの発
生、二重像の形成、色の濁り、などの好ましくない現象
の顕著な減少が実現する。
［実施例］ （ｉ）７層膜型 光学ガラス基板に、奇数層に５ｉｎ２を用い、偶数層に
ＴｉＯ２を用いた多層反射防止膜を、第２図に模式的に
示すような７層構成にて、そしてそれぞれが第１表記載
の光学的膜厚となるように真空蒸着により形成する。
第１層 第２層 第３層 第４層 第５層 第６層 第７層 基板 物質 ｉｎ２ ＴｉＯ２ ｉｎ２ ＴｉＯ２ ｉｎ２ １ｅ２ ＳｉＯ□ ガラス 第１表 屈折率 光学的膜厚　光学的膜厚 （ｎｄ／λｏ）　　　ｎｄ　（ｎｍ） ｌ、４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ １．５２ ０．２９９０９ ０．１７７０５ ０．０２１２３ ０．３３７９８ ０．１０４６８ ０．０７００６ ０．６２２４２ １５９．２０ ９４．２４ １１．３０ １７９．９０ ５５．７２ ３７．２９ ３３１．３０ 第３図は、上記の７層型の多層反射防止膜の、入射角４
５°での分光反射率特性を示すスペクトルである。この
スペクトルから、上記７層型の多層反射防止膜は、入射
角４５°の入射光に対して４００ｎｍから７００ｎｍま
で広帯域で、非常に平坦な反射防止効果を示す事がわか
る。
（２）９層膜型 光学ガラス基板に、奇数層に５ｉｎ２を用い、偶数層に
ＴｉＯ２を用いた多層反射防止膜を、第４図に模式的に
示すような９層構成にて、そしてそれぞれが第２表記載
の光学的膜厚となるように真空蒸着により形成する。
以下余白 λ。
＝　５３２．２８ｎｍ 第１層 第２層 第３層 第４層 第５層 第６層 第７層 第８層 第９層 基板 物質 ＳｉＯ□ ＴｉＯ２ ｉｎ２ ＴｉＯ２ ｉｎ２ ＴｉＯ２ ｉｎ２ ＴｉＯ２ ｉｎ２ ガラス 第２表 屈折率 １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ １．５２ 光学的膜厚　光字的膜厚 （ｎｄ／λｏ）　　　ｎｄ　（ｎｍ） ０．３０２００ ０．１６９００ ０．０２４１０ ０．３４７００ ０．１０６００ ０．０７７５０ ０．２７９００ ０．００９６３ ０．２５８００ １５８．４ ８８．６ １２．６ １８２．０ ５５．６ ４０．７ １４６．３ ５．１ １３５．３ 第５図は、上記の９層型の多層反射防止膜の、入射角４
５°での分光反射率特性を示すスペクトルである。この
スペクトルから、上記９層型の多層反射防止膜は、入射
角４５°の入射光に対して４００ｎｒｎから７００ｎｍ
まで広帯域で、非常に平坦な反射防止効果を示す事がわ
かる。
（３）１１層膜型 光学ガラス基板に、奇数層に５１０２を用い、偶数層に
ＴｉＯ２を用いた多層反射防止膜を、第６図に模式的に
示すような１１層構成にて、そしてそれぞれが第３表記
載の光学的膜厚となるように真空蒸着により形成する。
以下余白 λ０ ＝　５２４．５４ｒ＋ｍ 第１層 第２層 第３層 第４層 第５層 第６層 第７層 第８層 第９層 第１０層 第１１層 基板 物質 ＴｉＯ２ ＴｉＯ２ ＴｉＯ２ ＴｉＯ２ ｉｎ２ ＴｉＯ２ ＴｉＯ２ １ｎ２ ＴｉＯ□ ＳｉＯ□ カラス 第３表 屈折率 光学的膜厚　光学的膜厚 （ｎｄ／λｏ）　　　ｎｄ　（ｎｍ） １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ ２．３４ １．４６ １．５２ ０．３０００ ０．１６２０ ０．０２０７ ０．３７３０ ０．０９７２ ０．０９０９ ０．１６６０ ０．０１３４ ０．０４８３ ０．０１４３ ０．０５５７ １５４．７ ８３．６ ＩＯ６７ １９２，４ ５０，１ ４６，９ ８５，６ Ｂ、９ ２４．９ ７．４ ２８．７ 第７図は、上記の１１層型の多層反射防止膜の、入射角
４５°ての分光反射率特性を示すスペクトルである。こ
のスペクトルから、上記１１層型の多層反射防止膜は、
入射角４５°の入射光に対して４００ｎｍから７００ｎ
ｍまで広帯域で、非常に平坦な反射防止効果を示す事が
わかる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の反射防止膜の使用の態様および作用
を示す模式図である。 第２図は、本発明の７層型の反射防止膜の構成図であり
、第３図はその反射防止膜の代表的な分光反射率特性を
示すスペクトルである。 第４図は、本発明の９層型の反射防止膜の構成図であり
、第５図はその反射防止膜の代表的な分光反射率特性を
示すスペクトルである。 第６図は、本発明の１１層型の反射防止膜の構成図であ
り、第７図はその反射防止膜の代表的な分光反射率特性
を示すスペクトルである。 λ。 ５１５．７６ｒ＋ｍ に 基板 ２　： ビームスブリ ツタ−膜または赤反射タイク ロイツク膜 二人射光 ：反射光 （表面反射光） ：透過光 ：裏面反射光 ７　： 反射防止膜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １。ｄ線に対する屈折率（ｎ＿ｄ）が１．５０〜１．５
    ４の範囲にある光学ガラス基板上に形成され、媒質側か
    ら４５°の角度で入射する光に対して反射防止効果を示
    す多層膜からなる反射防止膜であって、 その多層膜が、媒質側から基板側に向って、順に、第１
    層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層
    と名付ける７層膜からなり、偶数層が、基板の屈折率よ
    り高くかつ２．２０〜２．４５の範囲にある屈折率を有
    する高屈折率物質からなり、 奇数層が、基板の屈折率より低くかつ１．４０〜１．４
    ８の範囲にある屈折率を有する低屈折率物質からなり、
    そして 第ｉ層の屈折率をｎ＿ｉ、そして第ｉ層の光学的膜厚を
    ｎ＿ｉｎ＿ｄ（ｉは１〜７の整数）とする時、各層の光
    学的膜厚が以下の条件： ０．２９０１２λ＿０＜ｎ＿１ｄ＿１＜０．３０８０６
    λ＿００．１６８２０λ＿０＜ｎ＿２ｄ＿２＜０．１８
    ５９０λ＿００．０１８０５λ＿０＜ｎ＿３ｄ＿３＜０
    ．０２４４１λ＿００．３２４４６λ＿０＜ｎ＿４ｄ＿
    ４＜０．３５１５０λ＿００．１００４９λ＿０＜ｎ＿
    ５ｄ＿５＜０．１０８８７λ＿００．０６５１６λ＿０
    ＜ｎ＿６ｄ＿６＜０．０７４９６λ＿００．５７８８５
    λ＿０＜ｎ＿７ｄ＿７＜０．６６５９９λ＿０但し、λ
    ＿０；設計主波長 を満足する反射防止膜。 ２。ｄ線に対する屈折率（ｎ＿ｄ）が１．５０〜１．５
    ４の範囲にある光学ガラス基板上に形成され、媒質側か
    ら４５°の角度で入射する光に対して反射防止効果を示
    す多層膜からなる反射防止膜であって、 その多層膜が、媒質側から基板側に向って、順に、第１
    層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層
    、第８層、第９層と名付ける９層膜からなり、 偶数層が、基板の屈折率より高くかつ２．２０〜２．４
    ５の範囲にある屈折率を有する高屈折率物質からなり、 奇数層が、基板の屈折率より低くかつ１．４０〜１．４
    ８の範囲にある屈折率を有する低屈折率物質からなり、
    そして 第ｉ層の屈折率をｎ＿ｉ、そして第ｉ層の光学的膜厚を
    ｎ＿ｉｎ＿ｄ（ｉは１〜９の整数）とする時、各層の光
    学的膜厚が以下の条件： ０．２９６００λ＿０＜ｎ＿１ｄ＿１＜０．３０８００
    λ＿００．１６１００λ＿０＜ｎ＿２ｄ＿２＜０．１７
    ７００λ＿００．０２０５０λ＿０＜ｎ＿３ｄ＿３＜０
    ．０２７７０λ＿００．３３３００λ＿０＜ｎ＿４ｄ＿
    ４＜０．３６１００λ＿００．１０２００λ＿０＜ｎ＿
    ５ｄ＿５＜０．１１０００λ＿００．０７４４０λ＿０
    ＜ｎ＿６ｄ＿６＜０．０８０６０λ＿００．２６２００
    λ＿０＜ｎ＿７ｄ＿７＜０．２９６００λ＿００．００
    ６７４λ＿０＜ｎ＿８ｄ＿８＜０．０１２５０λ＿００
    ．２０６００λ＿０＜ｎ＿９ｄ＿９＜０．０３１００λ
    ＿０但し、λ＿０；設計主波長 を満足する反射防止膜。 １．５４の範囲にある光学ガラス基板上に形成され、媒
    質側から４５°の角度で入射する光に対して反射防止効
    果を示す多層膜からなる反射防止膜であって、 その多層膜が、媒質側から基板側に向って、順に、第１
    層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層
    、第８層、第９層、第１０層、第１１層と名付ける１１
    層膜からなり、 偶数層が、基板の屈折率より高くかつ２．２０〜２．４
    ５の範囲にある屈折率を有する高屈折率物質からなり、 奇数層が、基板の屈折率より低くかつ１．４０〜１．４
    ８の範囲にある屈折率を有する低屈折率物質からなり、
    そして 第ｉ層の屈折率をｎ＿ｉ、そして第ｉ層の光学的膜厚を
    ｎ＿ｉｎ＿ｄ（ｉは１〜１１の整数）とする時、各層の
    光学的膜厚が以下の条件： ０．２９４０λ＿０＜ｎ＿１ｄ＿１＜０．３０６０λ＿
    ００．１５４０λ＿０＜ｎ＿２ｄ＿２＜０．１７００λ
    ＿００．０１６６λ＿０＜ｎ＿３ｄ＿３＜０．０２４８
    λ＿００．３５４０λ＿０＜ｎ＿４ｄ＿４＜０．３９２
    ０λ＿００．０９２３λ＿０＜ｎ＿５ｄ＿５＜０．１０
    ２０λ＿００．０８６４λ＿０＜ｎ＿６ｄ＿６＜０．０
    ９５４λ＿００．１４９０λ＿０＜ｎ＿７ｄ＿７＜０．
    １８３０λ＿００．０１０７λ＿０＜ｎ＿８ｄ＿８＜０
    ．０１６１λ＿００．０２４２λ＿０＜ｎ＿９ｄ＿９＜
    ０．０７２５λ＿００．０１００λ＿０＜ｎ＿１＿０ｄ
    ＿１＿０＜０．０１８６λ＿００．０２７９λ＿０＜ｎ
    ＿１＿１ｄ＿１＿１＜０．０８３６λ＿０但し、λ＿０
    ；設計主波長 を満足する反射防止膜。
JP2160484A 1990-06-18 1990-06-18 光学部品の反射防止膜 Expired - Lifetime JP2835535B2 (ja)

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