JPH0552923B2 - - Google Patents
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- JPH0552923B2 JPH0552923B2 JP60011070A JP1107085A JPH0552923B2 JP H0552923 B2 JPH0552923 B2 JP H0552923B2 JP 60011070 A JP60011070 A JP 60011070A JP 1107085 A JP1107085 A JP 1107085A JP H0552923 B2 JPH0552923 B2 JP H0552923B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
-
- G02B1/105—
Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、紫外から赤外域で動作する高出力レ
ーザー・システム用光学素子の反射防止膜、高出
力レーザー用偏光子や反射鏡のレーザー耐力を向
上させるための薄膜、薄形テレビの石英画面に製
作する反射防止膜、ワープロや電子計算機等のデ
イスプレイ画面の輝きを緩和するための目の保護
用フイルター上に製作する反射防止膜および反射
増加膜などに用いる光学薄膜の製作方法に関す
る。
ーザー・システム用光学素子の反射防止膜、高出
力レーザー用偏光子や反射鏡のレーザー耐力を向
上させるための薄膜、薄形テレビの石英画面に製
作する反射防止膜、ワープロや電子計算機等のデ
イスプレイ画面の輝きを緩和するための目の保護
用フイルター上に製作する反射防止膜および反射
増加膜などに用いる光学薄膜の製作方法に関す
る。
従来の技術
従来、反射または反射防止のための光学薄膜を
製作する方法を大別すると、真空蒸着法と化学的
方法とがある。
製作する方法を大別すると、真空蒸着法と化学的
方法とがある。
真空蒸着法による反射防止膜は、蒸着基板上に
基板の屈折率より低い薄膜λ／４（λ；入射光の
波長）の蒸着物質を付着させて製作する単層膜、
或いは低屈折率と高屈折率の蒸着物質を２層以上
蒸着して製作する多層膜が用いられている。
基板の屈折率より低い薄膜λ／４（λ；入射光の
波長）の蒸着物質を付着させて製作する単層膜、
或いは低屈折率と高屈折率の蒸着物質を２層以上
蒸着して製作する多層膜が用いられている。
化学的方法は、米国シヨツト社のコツク
（Cook）らが開発した方法で、硼珪クラウンガラ
ス（通称）を準中性液で表面を処理することによ
つてガラスの表面に多孔性薄膜を形成して、反射
防止膜を製作する方法である。この薄膜の詳細
は、L.M.Cook et al，J.American Ceramic
Soc.，Vol.65，No9c 152−Ｃ−155頁（1982）を
参照して見ることができる。
（Cook）らが開発した方法で、硼珪クラウンガラ
ス（通称）を準中性液で表面を処理することによ
つてガラスの表面に多孔性薄膜を形成して、反射
防止膜を製作する方法である。この薄膜の詳細
は、L.M.Cook et al，J.American Ceramic
Soc.，Vol.65，No9c 152−Ｃ−155頁（1982）を
参照して見ることができる。
一方、米国ローレンス・リバモア国立研究所の
ミラム（Milam）らは、高出力紫外レーザー用
の高耐力反射防止膜として、ゾルゲル法を用いて
石英基板上に多孔性シリカ膜を製作した。この多
孔性シリカ膜の詳細は、D.Milam et al，
CLEO′84 Technical Digest，THB ２（1984）
で見ることができる。
ミラム（Milam）らは、高出力紫外レーザー用
の高耐力反射防止膜として、ゾルゲル法を用いて
石英基板上に多孔性シリカ膜を製作した。この多
孔性シリカ膜の詳細は、D.Milam et al，
CLEO′84 Technical Digest，THB ２（1984）
で見ることができる。
発明が解決しようとする課題
然しながら、上記した従来の技術では次のよう
な各種の問題点があつた。
な各種の問題点があつた。
従来の真空蒸着法による光学薄膜は、レーザー
耐力が低いことや広帯域の反射防止膜を製作する
には３層以上の蒸着が必要であると共に、一度膜
が損傷するとその基板は再使用することができな
いなどの欠点を有する。
耐力が低いことや広帯域の反射防止膜を製作する
には３層以上の蒸着が必要であると共に、一度膜
が損傷するとその基板は再使用することができな
いなどの欠点を有する。
すなわち、従来の真空蒸着法では基板表面と蒸
着した薄膜との境界部に局所的な吸収層が形成さ
れ、この吸収層は高密度の蒸着薄膜に被覆されて
いるので、超音波による洗浄やレーザー照射によ
るガス化で除去することができず、そのまま残留
して高出力レーザーを照射した際に高温となつて
蒸着薄膜を破壊させ、レーザー耐力が低下する。
着した薄膜との境界部に局所的な吸収層が形成さ
れ、この吸収層は高密度の蒸着薄膜に被覆されて
いるので、超音波による洗浄やレーザー照射によ
るガス化で除去することができず、そのまま残留
して高出力レーザーを照射した際に高温となつて
蒸着薄膜を破壊させ、レーザー耐力が低下する。
例えば、波長1.06μm、0.53μm、0.35μm（パル
ス幅；1ns）に対する多層の反射防止膜のレーザ
ー耐力は、それぞれ４〜6J／cm2、３〜4J／cm2、１
〜2J／cm2程度であり、高出力紫外レーザーに対し
て損傷を受け易い。
ス幅；1ns）に対する多層の反射防止膜のレーザ
ー耐力は、それぞれ４〜6J／cm2、３〜4J／cm2、１
〜2J／cm2程度であり、高出力紫外レーザーに対し
て損傷を受け易い。
また、広帯域の反射防止膜とするためにはそれ
に適合する屈折率勾配を必要とするが、従来の蒸
着方法による単層膜では不可能であり、そのため
に屈折率の異なる反射防止用物質の蒸着で多層膜
を形成することになるが、この場合には単層膜に
比べて製造コストが大幅にアツプする。
に適合する屈折率勾配を必要とするが、従来の蒸
着方法による単層膜では不可能であり、そのため
に屈折率の異なる反射防止用物質の蒸着で多層膜
を形成することになるが、この場合には単層膜に
比べて製造コストが大幅にアツプする。
更に、損傷した蒸着薄膜を基板から除去して当
該基板を再使用しようとしても、高密度の蒸着薄
膜は容易にエツチング除去することができず、強
いエツチング処理液で除去しようとすると、基板
までエツチングされた基板表面が荒れた状態にな
るので再使用することができない。
該基板を再使用しようとしても、高密度の蒸着薄
膜は容易にエツチング除去することができず、強
いエツチング処理液で除去しようとすると、基板
までエツチングされた基板表面が荒れた状態にな
るので再使用することができない。
次に、上記したコツク（Cook）らによる化学
的方法で製作された反射防止膜は、広帯域で指定
された波長における表面での最小反射率は0.1％
以下とすることが可能であり、レーザー耐力も波
長1.06μmと0.53μmに対してそれぞれ10J／cm2以上
の値を示して良好な性能を有しているが、
0.45μm以下の波長のレーザーに対して使用が困
難であつたり、表面が機械的に弱いなどの問題点
がある。
的方法で製作された反射防止膜は、広帯域で指定
された波長における表面での最小反射率は0.1％
以下とすることが可能であり、レーザー耐力も波
長1.06μmと0.53μmに対してそれぞれ10J／cm2以上
の値を示して良好な性能を有しているが、
0.45μm以下の波長のレーザーに対して使用が困
難であつたり、表面が機械的に弱いなどの問題点
がある。
すなわち、この方法では基板となるBK−７自
体を化学処理し、当該基板に含まれている成分の
一部を除去することで基板表面に多孔性膜を形成
しているため、この基板材料の制限を受けて上記
の問題点が発生する。
体を化学処理し、当該基板に含まれている成分の
一部を除去することで基板表面に多孔性膜を形成
しているため、この基板材料の制限を受けて上記
の問題点が発生する。
次に、上記したミラムらによるジルゲル法で製
作された多孔性シリカ膜は、指定された波長での
反射率は0.5％以下であり、波長0.35μm、パルス
幅0.6nsに対するレーザー耐力は６〜9J／cm2で真
空蒸着膜の３倍以上の耐力を有するが、表面が機
械的に弱いという問題点がある。
作された多孔性シリカ膜は、指定された波長での
反射率は0.5％以下であり、波長0.35μm、パルス
幅0.6nsに対するレーザー耐力は６〜9J／cm2で真
空蒸着膜の３倍以上の耐力を有するが、表面が機
械的に弱いという問題点がある。
すなわち、この方法では基板の表面にSiO2を
点在状に付着させて多孔性薄膜を形成させている
だけなので、機械的な外力が加わると容易に剥離
してしまう。
点在状に付着させて多孔性薄膜を形成させている
だけなので、機械的な外力が加わると容易に剥離
してしまう。
そこで本発明では、このような従来技術の課題
を解決しようとするものであり、レーザー耐力が
高く、表面が機械的に強く、所望な屈折率勾配に
して紫外から赤外までの広帯域での使用が可能
な、反射または反射防止用の多孔性薄膜を任意な
基板上へ蒸着によつて容易に形成できると共に、
薄膜が損傷した場合でも薄膜を容易に除去して基
板の再使用を可能にした高出力レーザーを含むレ
ーザー・システム用光学素子や光学機器用光学素
子等に用いる光学薄膜の製作方法を提供する。
を解決しようとするものであり、レーザー耐力が
高く、表面が機械的に強く、所望な屈折率勾配に
して紫外から赤外までの広帯域での使用が可能
な、反射または反射防止用の多孔性薄膜を任意な
基板上へ蒸着によつて容易に形成できると共に、
薄膜が損傷した場合でも薄膜を容易に除去して基
板の再使用を可能にした高出力レーザーを含むレ
ーザー・システム用光学素子や光学機器用光学素
子等に用いる光学薄膜の製作方法を提供する。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するための本発明による光学薄
膜の製作方法では、光学素子基板２に対し、非水
溶性で反射用または反射防止用の物質と同時に水
溶性の物質を蒸着して混合膜を作成した後、この
混合膜中の水溶性物質を溶解除去して基板上に非
水溶性物質による多孔性薄膜１を形成せしめたも
のである。
膜の製作方法では、光学素子基板２に対し、非水
溶性で反射用または反射防止用の物質と同時に水
溶性の物質を蒸着して混合膜を作成した後、この
混合膜中の水溶性物質を溶解除去して基板上に非
水溶性物質による多孔性薄膜１を形成せしめたも
のである。
上記混合膜を製作するための蒸着物質は、非水
溶性物質として例えばシリカ（SiO2）などの酸
化物を、水溶性物質として例えばフツ化ナトリウ
ム（NaF）などのフツ化物を用いる。但し、こ
れら以外でも同様に機能するものであれば良く、
例えばAl2O3、CeO2、HfO2、Ta2O5、ThO2、
TiO2、ZrO2、AlF3、CaF2、LiF、MgF2、Na3
AlF6、LaF3、Sc2O3、SrF2、SiO、BaF2、Y2
O3、ZnS、ZnSe、Ge、Si等の各種物質が可能で
ある。
溶性物質として例えばシリカ（SiO2）などの酸
化物を、水溶性物質として例えばフツ化ナトリウ
ム（NaF）などのフツ化物を用いる。但し、こ
れら以外でも同様に機能するものであれば良く、
例えばAl2O3、CeO2、HfO2、Ta2O5、ThO2、
TiO2、ZrO2、AlF3、CaF2、LiF、MgF2、Na3
AlF6、LaF3、Sc2O3、SrF2、SiO、BaF2、Y2
O3、ZnS、ZnSe、Ge、Si等の各種物質が可能で
ある。
光学素子基板２としては、主に石英ガラスや硼
珪クラウンガラス（BK−７）などを含む各種の
ガラスが使用されるが、その他半導体、プラスチ
ツク、金属の基板も使用できる。
珪クラウンガラス（BK−７）などを含む各種の
ガラスが使用されるが、その他半導体、プラスチ
ツク、金属の基板も使用できる。
また、混合膜を製作する蒸着には、真空蒸着
法、スパツタリング蒸着法、化学的蒸着法等の各
種の蒸着方法を用いることができる。
法、スパツタリング蒸着法、化学的蒸着法等の各
種の蒸着方法を用いることができる。
この蒸着された混合膜中の水溶性物質は、上記
した例えばNaFやNa3AlF6などの場合に純水や
超純水等を用いて容易に除去することができ、残
余された非水溶性物質である例えば上記した
SiO2やSiOなどによつて基板２上に多孔性薄膜１
が形成される。また、上記に例示した蒸着物質中
の水溶性物質には水では除去しにくい性状のもの
も含まれているが、その場合には非水溶性物質を
変質させない水溶液による処理液の使用が可能で
ある。例えば、水溶性物質によつては0.01〜１％
程度のHFやHC1溶液、或いは0.01〜１％程度の
NaOH溶液、さらにはこれらの水溶液に多価カ
チオンを１×10-5〜１×10-3モル混入した処理液
を用いる。
した例えばNaFやNa3AlF6などの場合に純水や
超純水等を用いて容易に除去することができ、残
余された非水溶性物質である例えば上記した
SiO2やSiOなどによつて基板２上に多孔性薄膜１
が形成される。また、上記に例示した蒸着物質中
の水溶性物質には水では除去しにくい性状のもの
も含まれているが、その場合には非水溶性物質を
変質させない水溶液による処理液の使用が可能で
ある。例えば、水溶性物質によつては0.01〜１％
程度のHFやHC1溶液、或いは0.01〜１％程度の
NaOH溶液、さらにはこれらの水溶液に多価カ
チオンを１×10-5〜１×10-3モル混入した処理液
を用いる。
このようにして製作された多孔性薄膜１では、
蒸着物質の混合比によつて膜厚と密度（屈折率）
を例えば第１〜３図のように各種に設定すること
ができる。すなわち、一定の混合比で蒸着して第
１図ａのように空気側から基板までの膜の密度
（屈折率）を一定にしたり、除去する水溶性物質
を徐々に増加させた状態で蒸着して混合比を変化
させ、空気側から基板側へ第２図ａのように屈折
率勾配を持たせたり、基板と同じ屈折率の物質を
蒸着した後に混合比を変化させた蒸着を行う第３
図ａのような屈折率勾配を持たせることができ
る。尚、第１〜３図でnaは空気と多孔性薄膜１
の境界における薄膜の屈折率、niは薄膜１と基板
２の境界における屈折率、nsは基板２の屈折率を
示し、第１〜３図ｂは第１〜３図ａの屈折率変化
に対応した反射特性を示す。
蒸着物質の混合比によつて膜厚と密度（屈折率）
を例えば第１〜３図のように各種に設定すること
ができる。すなわち、一定の混合比で蒸着して第
１図ａのように空気側から基板までの膜の密度
（屈折率）を一定にしたり、除去する水溶性物質
を徐々に増加させた状態で蒸着して混合比を変化
させ、空気側から基板側へ第２図ａのように屈折
率勾配を持たせたり、基板と同じ屈折率の物質を
蒸着した後に混合比を変化させた蒸着を行う第３
図ａのような屈折率勾配を持たせることができ
る。尚、第１〜３図でnaは空気と多孔性薄膜１
の境界における薄膜の屈折率、niは薄膜１と基板
２の境界における屈折率、nsは基板２の屈折率を
示し、第１〜３図ｂは第１〜３図ａの屈折率変化
に対応した反射特性を示す。
上記した多孔性薄膜による光学的膜厚は、多孔
性薄膜の屈折率と膜厚との積で与えられ、この工
学的膜厚は指定された入射光の波長の４分の１す
なわちλ／４（λ：指定された入射光の波長）に
設定されている。従つて、多孔性薄膜１の屈折率
を基板２の屈折率より小さく設定すると、λ／４
の奇数倍時に指定された入射光の波長に対して反
射率が最小の反射防止膜となり、多孔性薄膜１の
屈折率を基板２の屈折率より大きく設定すると、
λ／４の奇数倍時に指定された入射光の波長に対
して反射率が最大の反射膜となる。その場合に、
特に第３図ａのような不均質膜を製作すると、紫
外〜赤外域にかけて使用できる非常に広帯域の理
想的な反射防止膜が得られる。
性薄膜の屈折率と膜厚との積で与えられ、この工
学的膜厚は指定された入射光の波長の４分の１す
なわちλ／４（λ：指定された入射光の波長）に
設定されている。従つて、多孔性薄膜１の屈折率
を基板２の屈折率より小さく設定すると、λ／４
の奇数倍時に指定された入射光の波長に対して反
射率が最小の反射防止膜となり、多孔性薄膜１の
屈折率を基板２の屈折率より大きく設定すると、
λ／４の奇数倍時に指定された入射光の波長に対
して反射率が最大の反射膜となる。その場合に、
特に第３図ａのような不均質膜を製作すると、紫
外〜赤外域にかけて使用できる非常に広帯域の理
想的な反射防止膜が得られる。
また、上記した多孔性薄膜１は例えば反射防止
膜とした場合に、多孔性による低減と所望な屈折
率勾配の実現によつて、従来技術の真空蒸着法に
よる薄膜に比べて反射率を大幅に小さくすること
ができる。
膜とした場合に、多孔性による低減と所望な屈折
率勾配の実現によつて、従来技術の真空蒸着法に
よる薄膜に比べて反射率を大幅に小さくすること
ができる。
例えば、従来の真空蒸着法のように蒸着物質が
全面蒸着された単層の光学薄膜では、その屈折率
は最小のものでも1.38程度であり、この場合の反
射率は1.4％でそれ以下にはできなかつた。これ
に対し、本発明による多孔性薄膜１では、例えば
空気側の屈折率を1.22、基板２側の屈折率を
1.303と基板２の屈折率より大幅に低減させるこ
とができるので、この場合の反射率を0.2％まで
小さくすることができる。
全面蒸着された単層の光学薄膜では、その屈折率
は最小のものでも1.38程度であり、この場合の反
射率は1.4％でそれ以下にはできなかつた。これ
に対し、本発明による多孔性薄膜１では、例えば
空気側の屈折率を1.22、基板２側の屈折率を
1.303と基板２の屈折率より大幅に低減させるこ
とができるので、この場合の反射率を0.2％まで
小さくすることができる。
因みに本発明の方法では製作された多孔性薄膜
の反射率は以下のような式で記述できる。
の反射率は以下のような式で記述できる。
第１図ａのように屈折率が一定である場合の垂
直入射における反射率Rsは古典的な式(1)により
与えられる。
直入射における反射率Rsは古典的な式(1)により
与えられる。
Rs＝（na2−ns／na2＋ns）2 (1)
第２、第３図ａのように屈折率勾配を持つ場合
の屈折率R1はシユローダー（Schroder）により
報告されており、(2)式で与えられる。
の屈折率R1はシユローダー（Schroder）により
報告されており、(2)式で与えられる。
Ri１−［4nanins／
（nans＋ni）＝2−（na2−１）
（ns2−ni2）sin1／2δ0 (2)
ここに、δ0 2π／λ（na＋ni）ｄであり、ｄは
薄膜の厚さを示す。
薄膜の厚さを示す。
また、上記した多孔性薄膜１は従来技術による
光学薄膜に比べて高いレーザー耐力と機械的強度
を備えている。すなわち、多孔性薄膜１では基板
２の表面との間に仮に局部的な吸収層ができた場
合でも、レーザー損傷しきい値の80％程度のレー
ザー光を多孔性薄膜１に予め照射することによつ
て、吸収層をガス化して薄膜孔を通して噴出させ
除去ができるので、従来の真空蒸着法による薄膜
の場合のように使用時のレーザー照射で吸収層が
高温となつて薄膜を破損することが防止され、レ
ーザー耐力が向上する。
光学薄膜に比べて高いレーザー耐力と機械的強度
を備えている。すなわち、多孔性薄膜１では基板
２の表面との間に仮に局部的な吸収層ができた場
合でも、レーザー損傷しきい値の80％程度のレー
ザー光を多孔性薄膜１に予め照射することによつ
て、吸収層をガス化して薄膜孔を通して噴出させ
除去ができるので、従来の真空蒸着法による薄膜
の場合のように使用時のレーザー照射で吸収層が
高温となつて薄膜を破損することが防止され、レ
ーザー耐力が向上する。
また、蒸着された多孔性薄膜１は上記した従来
技術のゾルゲル法による多孔性薄膜に比べて機械
的強度がきわめ高いと共に、化学的方法のように
基板材料が特定のものに制限されたり0.45μm以
下の波長のレーザーに対して使用が困難であつた
りすることがない。
技術のゾルゲル法による多孔性薄膜に比べて機械
的強度がきわめ高いと共に、化学的方法のように
基板材料が特定のものに制限されたり0.45μm以
下の波長のレーザーに対して使用が困難であつた
りすることがない。
更に、基板２上に製作した多孔性薄膜１が機械
的に或いは高出力レーザー光等で損傷した場合
は、PH6.0〜9.0、温度20〜30℃の酸性またはアル
カリ水溶液で後処理することによつて、基板２を
傷めることなく除去できるのできわめて経済的で
ある。すまわち、蒸着膜が多孔性のために薄膜孔
を通してエツチング液の浸透が良くなり、薄い濃
度のエツチング液を使用して基板を傷めることな
く容易に除去されるので、この基板に新たな多孔
性薄膜１を施して再使用が可能である。
的に或いは高出力レーザー光等で損傷した場合
は、PH6.0〜9.0、温度20〜30℃の酸性またはアル
カリ水溶液で後処理することによつて、基板２を
傷めることなく除去できるのできわめて経済的で
ある。すまわち、蒸着膜が多孔性のために薄膜孔
を通してエツチング液の浸透が良くなり、薄い濃
度のエツチング液を使用して基板を傷めることな
く容易に除去されるので、この基板に新たな多孔
性薄膜１を施して再使用が可能である。
実施例
つぎに、実施例を示すが、これらは本発明の説
明のために記すのであり、何ら本発明を限定する
ものではない。
明のために記すのであり、何ら本発明を限定する
ものではない。
実施例 １
蒸着物質としてSiO2とNaFを用いて混合膜を
製作し、この混合膜を30℃の超純水を用いた処理
（例えば５分間浸漬）によつてNaFを除去し、多
孔性のシリカ薄膜を石英基板の片面に製作した場
合の透過率変化特性を第４図に示す。
製作し、この混合膜を30℃の超純水を用いた処理
（例えば５分間浸漬）によつてNaFを除去し、多
孔性のシリカ薄膜を石英基板の片面に製作した場
合の透過率変化特性を第４図に示す。
この膜は、0.35μmの高出力紫外レーザー用の
反射防止膜を目的として製作したもので、
0.35μmの光に対して反射率は0.3％以下であり、
単層膜であるにもかかわらず3000Åの範囲にわた
つて反射率は１％以下という広帯域特性を示し、
レーザー耐力は波長0.35μm、パルス幅0.4nsのパ
ルスに対して６〜8J／cm2であり、真空蒸着膜の３
〜４倍となつた。表面の機械的強度は、レンズク
リーニングペーパーによるクリーニングに対して
傷つくことがなく真空蒸着膜と同程度の強度を持
ち、既述の化学的処理法或いはゾルゲル法で製作
された反射防止膜より格段に強い。本発明で製作
された多孔性薄膜は、従来技術による各方法で製
作された膜の全ての利点を備えていることが証明
された。
反射防止膜を目的として製作したもので、
0.35μmの光に対して反射率は0.3％以下であり、
単層膜であるにもかかわらず3000Åの範囲にわた
つて反射率は１％以下という広帯域特性を示し、
レーザー耐力は波長0.35μm、パルス幅0.4nsのパ
ルスに対して６〜8J／cm2であり、真空蒸着膜の３
〜４倍となつた。表面の機械的強度は、レンズク
リーニングペーパーによるクリーニングに対して
傷つくことがなく真空蒸着膜と同程度の強度を持
ち、既述の化学的処理法或いはゾルゲル法で製作
された反射防止膜より格段に強い。本発明で製作
された多孔性薄膜は、従来技術による各方法で製
作された膜の全ての利点を備えていることが証明
された。
実施例 ２
実施例１と同じ蒸着物質を用いて混合膜を形成
し、超純水の処理（例えば25℃に８分間浸漬）で
NaFを除去して多孔性膜としたものであり、大
阪大学の高出力レーザー「激光Ｍ号」で使用す
る波長0.35μm用反射防止膜を石英ウインドーガ
ラス（直径24cm）２枚、真空シール石英ガラス
（直径23cm）２枚、非球面石英ガラス（ｆ／３、
直径22cm）２枚、プラストシールドガラス（直径
22cm）２枚に製作した。
し、超純水の処理（例えば25℃に８分間浸漬）で
NaFを除去して多孔性膜としたものであり、大
阪大学の高出力レーザー「激光Ｍ号」で使用す
る波長0.35μm用反射防止膜を石英ウインドーガ
ラス（直径24cm）２枚、真空シール石英ガラス
（直径23cm）２枚、非球面石英ガラス（ｆ／３、
直径22cm）２枚、プラストシールドガラス（直径
22cm）２枚に製作した。
この膜は、反射率は0.5〜１％、レーザー耐力
は６〜8J／cm2を示し、膜表面の機械的強度も高
く、充分に高出力紫外レーザー用反射防止膜とし
て実用できる見通しを得た。
は６〜8J／cm2を示し、膜表面の機械的強度も高
く、充分に高出力紫外レーザー用反射防止膜とし
て実用できる見通しを得た。
実施例 ３
波長1.06μm用反射防止膜として、BK−７基板
上にSiO2とNaFの混合膜を25℃の超純水で処理
（例えば８分間浸漬）することによつてNaFを除
去し、多孔性のシリカ薄膜を製作したところ、
1.06μmでの反射率は0.1％、レーザー耐力は波長
1.06μm、パルス幅1nsのレーザーパルスに対して
13J／cm2であり、この値は従来の真空蒸着法で製
作した高出力レーザー用反射防止膜の３倍以上と
なる。この結果、本発明で製作された多孔性薄膜
は赤外域の高出力レーザー用反射防止膜として使
用可能であることが証明された。
上にSiO2とNaFの混合膜を25℃の超純水で処理
（例えば８分間浸漬）することによつてNaFを除
去し、多孔性のシリカ薄膜を製作したところ、
1.06μmでの反射率は0.1％、レーザー耐力は波長
1.06μm、パルス幅1nsのレーザーパルスに対して
13J／cm2であり、この値は従来の真空蒸着法で製
作した高出力レーザー用反射防止膜の３倍以上と
なる。この結果、本発明で製作された多孔性薄膜
は赤外域の高出力レーザー用反射防止膜として使
用可能であることが証明された。
実施例 ４
波長0.5μm用反射防止膜として、BK−７基板
上にSiO2とNaFの混合膜を蒸着し、この混合膜
を25℃の超純水で処理（例えば８分間浸漬）する
ことによつてシリカ薄膜を製作したところ、
0.5μmでの反射率は0.3％、レーザー耐力は
0.53μm、パルス幅1nsのレーザーパルスに対して
12J／cm2であり、充分に高い値を示した。
上にSiO2とNaFの混合膜を蒸着し、この混合膜
を25℃の超純水で処理（例えば８分間浸漬）する
ことによつてシリカ薄膜を製作したところ、
0.5μmでの反射率は0.3％、レーザー耐力は
0.53μm、パルス幅1nsのレーザーパルスに対して
12J／cm2であり、充分に高い値を示した。
実施例 ５
温度25℃、濃度0.01％のHF水溶液を使つて実
施例１で製作した多孔性シリカ膜を後処理（例え
ば15分間浸漬）したところ、石英基板に何ら損傷
を与えることなく多孔性シリカ薄膜を除去でき、
除去した基板に多孔性シリカ薄膜を再び製作で
き、光学的性能に全く変化がなかつた。
施例１で製作した多孔性シリカ膜を後処理（例え
ば15分間浸漬）したところ、石英基板に何ら損傷
を与えることなく多孔性シリカ薄膜を除去でき、
除去した基板に多孔性シリカ薄膜を再び製作で
き、光学的性能に全く変化がなかつた。
発明の効果
以上の説明でも明らかなように、本発明による
光学薄膜の製作方法では次の効果が期待できる。
光学薄膜の製作方法では次の効果が期待できる。
混合膜中の水溶性物質を溶解除去することで
多孔性薄膜を容易に製作することができ、これ
により従来の真空蒸着法では得られなかつたき
わめて小さな反射率の光学薄膜が得られる。
多孔性薄膜を容易に製作することができ、これ
により従来の真空蒸着法では得られなかつたき
わめて小さな反射率の光学薄膜が得られる。
蒸着物質の混合比を変えることによつて各種
の屈折率勾配による光学薄膜を容易に製作する
ことができ、これにより従来の真空蒸着法の単
層膜では得られなかつた紫外から赤外域までの
各種の波長で然も広帯域に渡つて小さな反射率
の光学特性が得られる。
の屈折率勾配による光学薄膜を容易に製作する
ことができ、これにより従来の真空蒸着法の単
層膜では得られなかつた紫外から赤外域までの
各種の波長で然も広帯域に渡つて小さな反射率
の光学特性が得られる。
多孔性薄膜の薄膜孔を通して、薄膜損傷の要
因となる吸収層を除去させることができるの
で、レーザー耐力が向上して高出力レーザー・
システムにも十分に適合することができる。
因となる吸収層を除去させることができるの
で、レーザー耐力が向上して高出力レーザー・
システムにも十分に適合することができる。
基板上に蒸着した多孔性薄膜であるために、
従来の基板自体を化学的処理したゾルゲル法で
付着させて多孔性にしたのに比べ、機械的強度
が強く且つ使用する基板材料が制約を受けな
い。
従来の基板自体を化学的処理したゾルゲル法で
付着させて多孔性にしたのに比べ、機械的強度
が強く且つ使用する基板材料が制約を受けな
い。
損傷した薄膜を基板から除去する場合に、多
孔性薄膜の薄膜孔を通してエツチング液が浸透
するので濃度の薄い溶液で基板表面を傷めるこ
となく容易に除去され、基板の再使用が可能な
ためにきわめて経済的である。
孔性薄膜の薄膜孔を通してエツチング液が浸透
するので濃度の薄い溶液で基板表面を傷めるこ
となく容易に除去され、基板の再使用が可能な
ためにきわめて経済的である。
図面は本発明の実施態様を示すもので、第１図
ａは、基板による多孔性薄膜の屈折率変化を示す
説明図、同図ｂはその反射率のグラフ図、第２図
ａは基板に対し多孔性薄膜が直線的に減少するよ
うな場合の屈折率変化を示す説明図、同図ｂはそ
の反射率のグラフ図、第３図ａ多孔性薄膜が屈折
率と均等である場合の屈折率変化を示す説明図、
同図ｂはその反射率のグラフ図、第４図は石英基
板に製作された多孔性シリカ薄膜の透過率のグラ
フ図である。
ａは、基板による多孔性薄膜の屈折率変化を示す
説明図、同図ｂはその反射率のグラフ図、第２図
ａは基板に対し多孔性薄膜が直線的に減少するよ
うな場合の屈折率変化を示す説明図、同図ｂはそ
の反射率のグラフ図、第３図ａ多孔性薄膜が屈折
率と均等である場合の屈折率変化を示す説明図、
同図ｂはその反射率のグラフ図、第４図は石英基
板に製作された多孔性シリカ薄膜の透過率のグラ
フ図である。
Claims (1)
- １ 光学素子基板に対し、非水溶性で反射用また
は反射防止用の物質と同時に水溶性の物質を蒸着
して混合膜を作成した後、この混合膜中の水溶性
物質を溶解除去して基板上に非水溶性物質による
多孔性薄膜を形成せしめたことを特徴とする光学
薄膜の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60011070A JPS61170702A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 光学薄膜の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60011070A JPS61170702A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 光学薄膜の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170702A JPS61170702A (ja) | 1986-08-01 |
| JPH0552923B2 true JPH0552923B2 (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11767717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60011070A Granted JPS61170702A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 光学薄膜の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170702A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2015029623A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2017-03-02 | リンテック株式会社 | ハードコート積層体およびその製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3819011A1 (de) * | 1987-06-03 | 1988-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | Spiegel |
| US6372392B1 (en) * | 1992-09-07 | 2002-04-16 | Fujitsu Limited | Transparent optical device and fabrication method thereof |
| DE4319413C2 (de) * | 1993-06-14 | 1999-06-10 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Interferenzfilter oder dielektrischer Spiegel |
| JP3905035B2 (ja) * | 2000-08-29 | 2007-04-18 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 光学薄膜の形成方法 |
| EP1418448A1 (en) * | 2002-11-06 | 2004-05-12 | Koninklijke DSM N.V. | Preparation of a mechanically durable single layer coating with anti-reflective properties |
| JP5060091B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2012-10-31 | 三菱電線工業株式会社 | 多孔性薄膜の製造方法、及び多孔性薄膜を備えた光学部材の製造方法 |
| US8419955B2 (en) | 2009-01-07 | 2013-04-16 | Panasonic Corporation | Antireflection structure, lens barrel including antireflection structure, method for manufacturing antireflection structure |
| JP2019200369A (ja) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | ジオマテック株式会社 | 表面微細構造の形成方法及び表面微細構造を備える物品 |
| JP7157976B2 (ja) * | 2018-07-31 | 2022-10-21 | 國雄 吉田 | 薄膜の形成方法及び多孔性薄膜 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53103754A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-09 | Minnesota Mining & Mfg | Fine particle coating to improve reflection and percolation |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP60011070A patent/JPS61170702A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53103754A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-09 | Minnesota Mining & Mfg | Fine particle coating to improve reflection and percolation |
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| JPWO2015029623A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2017-03-02 | リンテック株式会社 | ハードコート積層体およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61170702A (ja) | 1986-08-01 |
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Legal Events
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