JPH05323109A - Optical reflecting element - Google Patents
Optical reflecting elementInfo
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- JPH05323109A JPH05323109A JP15130792A JP15130792A JPH05323109A JP H05323109 A JPH05323109 A JP H05323109A JP 15130792 A JP15130792 A JP 15130792A JP 15130792 A JP15130792 A JP 15130792A JP H05323109 A JPH05323109 A JP H05323109A
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- optical
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップ等の各
種光学機器においてレーザ光等を反射させてその光路を
変更するために用いる光学反射素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical reflecting element used for reflecting a laser beam and changing its optical path in various optical devices such as an optical pickup.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光ピックアップ等に使用される光
の光路を変更させるための光学反射素子として反射ミラ
ー(鏡)があり、その一例を図4に示す。図4は従来の
反射ミラーの構成を示す断面図である。図4に示すミラ
ー1は、いわゆるK5,BK7等のようなクラウン系の
ガラス材料を用いて平板形状または三角プリズム形状に
形成されたガラス基板2と、この基板2上に誘電体皮膜
として形成された例えば高屈折率部材のZnS(屈折率
n1=2.35)よりなる皮膜3と低屈折率部材のMgF
2(屈折率n2=1.38)よりなる皮膜4とを有してい
る。前記誘電体皮膜3及び誘電体皮膜4は交互に成膜さ
れて、この2種類の皮膜3及び皮膜4の厚さの合計d
が、2. Description of the Related Art Conventionally, there is a reflection mirror (mirror) as an optical reflection element for changing the optical path of light used in an optical pickup or the like, and an example thereof is shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a conventional reflection mirror. The mirror 1 shown in FIG. 4 includes a glass substrate 2 formed in a flat plate shape or a triangular prism shape by using a crown type glass material such as so-called K5, BK7, and the like, and formed on the substrate 2 as a dielectric film. For example, a coating 3 made of ZnS (refractive index n1 = 2.35) of a high refractive index member and MgF of a low refractive index member
2 (refractive index n2 = 1.38). The dielectric film 3 and the dielectric film 4 are formed alternately, and the total thickness d of these two types of film 3 and film 4 is d.
But,
【0003】[0003]
【数1】nd=λ/4 [但し (λ:波長),(n:n1とn2とによる誘電体
皮膜の実質的屈折率)]となるように形成されている。
このように、皮膜を形成すれば入射されたレーザ光など
が高い反射率にて反射され、この反射面への入射角度に
応じてその進路を変更することができる。## EQU1 ## nd = λ / 4 [where (λ: wavelength), (n: substantial refractive index of dielectric film formed by n1 and n2)].
As described above, when the film is formed, the incident laser light or the like is reflected with a high reflectance, and the course of the incident laser light can be changed according to the incident angle on the reflecting surface.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年光学機器の小型化
及び軽量化が要望されいる。このため、上記構成のミラ
ー1では、三角プリズム形状のものより平板形状のもの
が多く採用され、基板2の薄型化により小型軽量化に対
応するようにしている。In recent years, there has been a demand for reduction in size and weight of optical equipment. For this reason, in the mirror 1 having the above-described configuration, a flat plate-shaped mirror is often used rather than a triangular prism-shaped mirror, and the substrate 2 is made thin to cope with a reduction in size and weight.
【0005】しかしながら、基板2の材料としてガラス
を用いたため、小型軽量化するにあたり前記基板2の厚
みを薄くした場合、基板自体が外力による剛性が低くく
なり、例えば他の部材等に接着する場合に湾曲(歪み)
が生じる等の課題があり、薄型化に限界がある。また、
上記のようにガラス基板2を薄型化する場合には、研磨
工程等が確立されていないためこの作業に時間的,経済
的負担がかかり、生産コストが増加するという課題を生
じる。However, since glass is used as the material of the substrate 2, when the thickness of the substrate 2 is reduced in order to reduce the size and weight, the rigidity of the substrate itself due to an external force becomes low, and for example, when it is bonded to another member or the like. Curved (distorted)
However, there is a problem in that there is a problem such as that, and there is a limit to thinning. Also,
When the glass substrate 2 is thinned as described above, a polishing process and the like have not been established, so that this work imposes a time and economical burden and causes a problem that the production cost increases.
【0006】そこで本発明は上記課題を解決するために
なされたものであり、薄型化に対応でき、かつ生産コス
トが低減される光学反射素子を提供することを目的とす
るものである。Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical reflection element which can be made thinner and whose production cost is reduced.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、シリコン基板と、この基板表面を熱
処理して形成した酸化層と、この酸化層上に成膜された
光反射層とから成ることを特徴とし、前記光反射層は、
金属膜とこの金属膜上に成膜された酸化層により構成さ
れ、または前記光反射層が、多層に成膜された誘電体皮
膜により構成されるものである。The constitution of the present invention for achieving the above object is to provide a silicon substrate, an oxide layer formed by heat treating the surface of the substrate, and a light reflection film formed on the oxide layer. And a light-reflecting layer,
It is composed of a metal film and an oxide layer formed on the metal film, or the light reflection layer is composed of a dielectric film formed in multiple layers.
【0008】[0008]
【作用】上記構成では、基板としてシリコン基板を使用
することにより、基板を薄くでき且つ剛性も保たれる。
また、シリコン基板は薄型化技術及び研磨技術が確立さ
れているため量産が可能である。さらにシリコン基板の
表面を熱処理して酸化層を形成することにより、この酸
化層に対し金属膜や誘電体皮膜が付着しやすくなる。In the above construction, by using the silicon substrate as the substrate, the substrate can be made thin and the rigidity can be maintained.
Further, the silicon substrate can be mass-produced because the thinning technique and the polishing technique have been established. Further, by heat-treating the surface of the silicon substrate to form an oxide layer, a metal film or a dielectric film is easily attached to the oxide layer.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明による光学反射素子の一実施例を示す
断面図である。図1に示す光学反射素子11は、集積回
路の基板に使用されるものと同様のシリコン基板(シリ
コンウエハー)12が使用されている。この基板12
は、回路基板と同様に所望の厚さに研磨された後、適宜
切断されて微小チップとなっている。また、この基板1
2の表面は熱処理されて酸化層13すなわち石英ガラス
と同じSiO2層が形成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the optical reflection element according to the present invention. The optical reflection element 11 shown in FIG. 1 uses a silicon substrate (silicon wafer) 12 similar to that used for the substrate of an integrated circuit. This board 12
After being polished to a desired thickness in the same manner as the circuit board, the chips are appropriately cut into fine chips. Also, this substrate 1
The surface of 2 is heat-treated to form an oxide layer 13, that is, a SiO 2 layer similar to quartz glass.
【0010】前記酸化層13上には、例えば780nm
付近の波長のレーザ光に対する反射率の高い金属皮膜1
4が形成されている。この金属皮膜14は、アルミニウ
ム(反射率86.3%),銀(反射率98.7%),金
(反射率97.8%),銅(反射率98.1%)等であ
り、これらが真空蒸着などの適宜方法により成膜されて
いる。前記基板12の表面が熱処理されて酸化層13が
形成されていることにより、シリコン基板12に直接付
着しにくい前記金属皮膜14が付着されやすくなる。酸
化層13と金属皮膜14との密着強度が高いため、温
度,湿度等の環境変化の影響によって前記金属皮膜14
が剥離等を生じることがなくなり、環境変化により特性
劣化を生じることのない光学反射素子が形成できる。On the oxide layer 13, for example, 780 nm
Metal film with high reflectance for laser light of near wavelength 1
4 are formed. The metal film 14 is made of aluminum (reflectance 86.3%), silver (reflectance 98.7%), gold (reflectance 97.8%), copper (reflectance 98.1%), or the like. Is formed by an appropriate method such as vacuum deposition. Since the surface of the substrate 12 is heat-treated to form the oxide layer 13, the metal coating 14 that is difficult to be directly attached to the silicon substrate 12 is easily attached. Since the adhesion strength between the oxide layer 13 and the metal film 14 is high, the metal film 14 is affected by environmental changes such as temperature and humidity.
It is possible to form an optical reflection element that does not cause characteristic deterioration due to environmental changes.
【0011】前記金属皮膜14上には、酸化防止皮膜1
5が形成されている。この酸化防止皮膜15は、SiO
2(酸化珪素)を上記同様に真空蒸着等の適宜方法によ
り蒸着することにより形成される。この酸化防止皮膜1
5は、(λ/2)の厚さに成膜されることが好ましい。
この厚さに成膜することにより所定波長λのレーザ光な
どの入射光と金属皮膜14により反射された反射光とに
位相差が生じなくなり、入射光と反射光との干渉が生じ
なくなる。On the metal coating 14, an antioxidant coating 1
5 is formed. This antioxidant film 15 is made of SiO.
2 (silicon oxide) is formed by vapor deposition by an appropriate method such as vacuum vapor deposition as in the above. This antioxidant film 1
5 is preferably formed into a film having a thickness of (λ / 2).
By forming the film with this thickness, there is no phase difference between the incident light such as laser light having a predetermined wavelength λ and the reflected light reflected by the metal film 14, and the interference between the incident light and the reflected light does not occur.
【0012】図2は本発明の他の実施例に係る光学反射
素子の構造を示す概略断面図である。図2に示す光学反
射素子21は、図1に示したもと同様に集積回路の基板
に使用されるのと同様のシリコン基板12が使用され、
その表面が熱処理されて酸化層13が形成されている。FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of an optical reflecting element according to another embodiment of the present invention. The optical reflection element 21 shown in FIG. 2 uses the same silicon substrate 12 as that used in the substrate of the integrated circuit as shown in FIG.
The surface is heat-treated to form an oxide layer 13.
【0013】前記酸化層13上には、通常のガラスミラ
ーの表面に形成されるのと同様な誘電体皮膜が形成され
ている。この誘電体皮膜は、例えば高屈折率部材のZn
S(屈折率2.35)皮膜3と、低屈折率部材のMgF2
(屈折率1.38)皮膜4とが交互に成膜されることに
より形成されている。これら2種類の皮膜厚さの合計n
dが従来例と同様にOn the oxide layer 13, a dielectric film similar to that formed on the surface of a normal glass mirror is formed. This dielectric film is, for example, Zn of a high refractive index member.
S (refractive index 2.35) coating 3 and low refractive index member MgF 2
(Refractive index 1.38) The film 4 and the film 4 are formed alternately. Total n of these two types of film thickness
d is the same as the conventional example
【0014】[0014]
【数1】nd=λ/4 に適合するように形成されている。このように、皮膜を
形成すれば入射されたレーザ光などが高い反射率により
反射される。## EQU1 ## It is formed to conform to nd = λ / 4. In this way, when the film is formed, the incident laser light or the like is reflected with a high reflectance.
【0015】以上のような構成の各実施例よれば、薄型
化技術及び研磨技術が確立されているシリコン基板12
を使用することにより、薄型化に対応でき、かつ生産コ
ストを低減することができる。またシリコン基板の表面
に酸化層を形成することにより、金属皮膜や誘電体皮膜
が高い密着強度により付着されるようになる。According to each embodiment having the above-mentioned structure, the silicon substrate 12 for which the thinning technique and the polishing technique are established.
By using, it is possible to reduce the thickness and reduce the production cost. Further, by forming an oxide layer on the surface of the silicon substrate, the metal film and the dielectric film can be attached with high adhesion strength.
【0016】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく様々に変形実施が可能である。例えば上記各実
施例では、基板12の表面を熱処理して形成された酸化
層13と、この酸化層13上に形成された金属皮膜14
または誘電体皮膜3,4とにより反射部材を構成するよ
うに説明したが、シリコン(Si)の反射率(30%)
程度で使用可能な光学装置であれば表面に酸化層が形成
されたシリコン基板12をそのまま光学反射素子として
用いてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in each of the above-described embodiments, the oxide layer 13 formed by heat-treating the surface of the substrate 12 and the metal film 14 formed on the oxide layer 13.
Alternatively, although it has been described that the reflecting member is composed of the dielectric films 3 and 4, the reflectance of silicon (Si) (30%)
As long as it is an optical device that can be used to some extent, the silicon substrate 12 having an oxide layer formed on its surface may be used as it is as an optical reflection element.
【0017】また、シリコンはガラスに比べて剛性が高
いため面精度を保ったまま極めて薄くすることができる
が、機器の光学系のミラーとして用いる場合には、固定
する必要がある。固定には一般的に接着材が用いられる
が、板厚を薄くしすぎると接着歪みが問題となる。この
ため、薄膜基板として使用し且つ、接着による歪みを解
消するため、図3に示すようにシリコン基板を断面コ字
状に形成し、その外周部分に例えばアクリル系の紫外線
硬化樹脂をポンティングして、接着固定する構成の光学
反射素子16としてもよい。そして、このようなコ字状
の加工は、異方性エッチング法等により容易にできる。Further, since silicon has a higher rigidity than glass, it can be made extremely thin while maintaining surface accuracy, but when it is used as a mirror of an optical system of equipment, it needs to be fixed. An adhesive is generally used for fixing, but if the plate thickness is made too thin, adhesive distortion becomes a problem. For this reason, in order to use it as a thin film substrate and eliminate the distortion due to adhesion, a silicon substrate is formed in a U-shaped cross section as shown in FIG. Then, the optical reflection element 16 may be configured to be adhesively fixed. Then, such a U-shaped process can be easily performed by an anisotropic etching method or the like.
【0018】さらに、上記のようなミラーを多面に設け
た構成として、いわゆるポリゴンミラーとして適用して
もよい。この場合ポリゴンミラーの多角面に図1または
図2などに示す薄板状の光学反射素子を接着してもよい
し、あるいは多角形の面を有するシリコン基板を形成
し、このシリコン基板の多角面を酸化処理して酸化層の
表面に金属皮膜または誘電体皮膜を形成してもよい。Further, a so-called polygon mirror may be applied as a structure in which the above-mentioned mirrors are provided on multiple surfaces. In this case, the thin plate-like optical reflection element shown in FIG. 1 or 2 may be adhered to the polygonal surface of the polygon mirror, or a silicon substrate having a polygonal surface may be formed and the polygonal surface of the silicon substrate You may oxidize and may form a metal film or a dielectric film on the surface of an oxide layer.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、薄型化に
対応でき、かつ生産コストが低減される光学反射素子を
提供することができる。特にシリコン基板の表面を熱処
理して酸化層を形成することにより、金属皮膜や誘電体
皮膜がシリコン基板に付着しやすくなる。According to the present invention described in detail above, it is possible to provide an optical reflection element which can be made thinner and whose production cost can be reduced. In particular, by heat-treating the surface of the silicon substrate to form an oxide layer, the metal film or the dielectric film easily adheres to the silicon substrate.
【図1】本発明による光学反射素子の一実施例に係る光
学反射素子の構造を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an optical reflecting element according to an embodiment of the optical reflecting element of the present invention.
【図2】本発明による光学反射素子の他の実施例に係る
光学反射素子の構造を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an optical reflecting element according to another embodiment of the optical reflecting element of the present invention.
【図3】本発明による光学反射素子の一実施例に係る光
学反射素子の固定方法の一例を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for fixing an optical reflecting element according to an embodiment of the optical reflecting element of the present invention.
【図4】従来の光学反射素子の一例としてのミラーの構
造を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a mirror as an example of a conventional optical reflection element.
11,16,21 光学反射素子 12 シリコン基板 13 酸化層 14 金属皮膜 15 酸化防止皮膜 11, 16, 21 Optical reflection element 12 Silicon substrate 13 Oxide layer 14 Metal film 15 Antioxidation film
Claims (3)
して形成した酸化層と、この酸化層上に成膜された光反
射層とから成ることを特徴とする光学反射素子。1. An optical reflection element comprising a silicon substrate, an oxide layer formed by heat-treating the surface of the substrate, and a light reflection layer formed on the oxide layer.
に成膜された酸化層である請求項1記載の光学反射素
子。2. The optical reflection element according to claim 1, wherein the light reflection layer is a metal film and an oxide layer formed on the metal film.
体皮膜である請求項1記載の光学反射素子。3. The optical reflection element according to claim 1, wherein the light reflection layer is a dielectric film formed in multiple layers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15130792A JPH05323109A (en) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Optical reflecting element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15130792A JPH05323109A (en) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Optical reflecting element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05323109A true JPH05323109A (en) | 1993-12-07 |
Family
ID=15515804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15130792A Withdrawn JPH05323109A (en) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Optical reflecting element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05323109A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007534970A (en) * | 2003-07-01 | 2007-11-29 | ローズマウント・エアロスペース・インコーポレーテツド | Hard flat mirror on silicon substrate for wide angle scanning |
-
1992
- 1992-05-19 JP JP15130792A patent/JPH05323109A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007534970A (en) * | 2003-07-01 | 2007-11-29 | ローズマウント・エアロスペース・インコーポレーテツド | Hard flat mirror on silicon substrate for wide angle scanning |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |