JPH06179961A - 光学薄膜 - Google Patents

光学薄膜

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Publication number
JPH06179961A
JPH06179961A JP4353492A JP35349292A JPH06179961A JP H06179961 A JPH06179961 A JP H06179961A JP 4353492 A JP4353492 A JP 4353492A JP 35349292 A JP35349292 A JP 35349292A JP H06179961 A JPH06179961 A JP H06179961A
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JP
Japan
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film
vapor deposition
layer
different materials
optical thin
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Pending
Application number
JP4353492A
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English (en)
Inventor
Akihiko Yokoyama
晃彦 横山
Makoto Kameyama
誠 亀山
Hidehiko Fujimura
秀彦 藤村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学的特性が良好で生産性が高い光学薄膜を
実現する。 【構成】 石英製の基板1には、基板1側から順次、3
層構造の、TiO2 からなる第1膜材の多層膜10とS
iO2 からなる第2膜材の多層膜11が交互に成膜され
ている。第1膜材の多層膜10のうち、異種材料間の界
面部分の層である第1膜2と、第3膜4とはイオンビー
ムアシスト法によって成膜されたものであり、中間の第
2膜3は、低電圧大電流イオンプレーティング法で成膜
されたものである。また、第2膜材の多層膜11のう
ち、異種材料間の界面部分の層としての第4膜5と第6
膜7とはイオンビームアシスト法によって成膜され、中
間の第5膜6は低電圧大電流イオンプレーティング法で
成膜されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的特性の良好な多
層の光学薄膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光学薄膜は、次に説明する(イ)
乃至(ハ)の蒸着方法によって作製されている。
【0003】(イ)真空蒸着法と呼ばれるものであっ
て、真空槽中で蒸発源を加熱蒸発させて基板上に蒸着す
る。
【0004】(ロ)イオンアシスト蒸着法(以下、「I
AD法」という。)と呼ばれる方法であって、基板の成
膜面に向けてイオンビームを照射しつつ、蒸発源から蒸
発物質を蒸発させ、低エネルギーイオンを利用して蒸着
する。
【0005】(ハ)低電圧大電流イオンプレーティング
法(以下、「RLVIP法」という。)と呼ばれるもの
であって、蒸発源で蒸発させた蒸発物質にイオンビーム
を照射してイオン化し、高エネルギーのイオンを基板に
照射して蒸着する(特開昭57−161062号公報参
照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のう
ち、(イ)の方法は、基板を高温に加熱するため、作製
された光学薄膜の光学特性が良くない上、加熱および冷
却に余分な時間がかかる。(ロ)の方法は、基板を高温
に加熱しなくても成膜できるため、作製された光学薄膜
の光学特性は良好なものとなるが、成膜速度はあまり速
くなく生産性が悪い。また、(ハ)の方法は、(ロ)の
方法に比べ成膜速度は非常に高速であるが、高エネルギ
ーのイオン照射による損傷が生じ、このために作製され
た光学薄膜に光学的吸収が発生する。この光学的吸収
は、異種材料間の界面部分で発生する。
【0007】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、光学的特性が良
好で生産性が高い光学薄膜を実現することを目的とする
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学薄膜は、基板上に、異種材料からなる
複数の多層膜群が積層された多層の光学薄膜であって、
各多層膜群は、それぞれ単一の材料からなるとともに、
異種材料間の界面部分である層が低イオンエネルギーの
イオンを利用した蒸着で成膜された膜であり、前記異種
材料間の界面部分である層以外の層が高イオンエネルギ
ーのイオンを利用した蒸着で成膜された膜であることを
特徴とするものである。
【0009】また、基板上に、異種材料からなる複数の
多層膜群が積層された多層の光学薄膜であって、各多層
膜群は、それぞれ単一の材料からなるとともに、異種材
料間の界面部分である層が低イオンエネルギーのイオン
を利用した蒸着で成膜された膜であり、前記異種材料間
の界面部分である層以外の層が、高イオンエネルギーの
イオンを利用した蒸着で成膜された膜および真空蒸着に
より成膜された膜からなることを特徴とするものでもよ
い。
【0010】さらに、低イオンエネルギーのイオンを利
用した蒸着で成膜された膜と、高エネルギーのイオンを
利用した蒸着で成膜された膜との間に、低イオンエネル
ギーのイオンを利用した蒸着および高エネルギーのイオ
ンを利用した蒸着を同時に行って成膜したミキシング層
を設けると効果的である。
【0011】
【作用】異種材料間の界面部分である層を低エネルギー
のイオンを利用した蒸着で成膜することによって、異種
材料間の界面部分のイオン照射による損傷に起因する光
学的吸収が少なくなり、異種材料間の界面部分の層以外
の層は高エネルギーのイオンを利用した蒸着によって高
速で成膜することにより、光学特性の良好な光学薄膜を
高速で作製することができる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照しつつ説明す
る。
【0013】図1は、本発明の実施に用いる蒸着装置の
説明図である。
【0014】図1に示すように、蒸着槽100は、図示
しないが、ガス供給源に接続される給気口と真空発生源
に接続される排気口とを備えている。蒸着槽100の上
壁には駆動部102によって回転される基板ホルダ10
1が配設されており、図示しない基板を保持して回転さ
せるように構成されている。
【0015】また、蒸着槽100の底壁側には電子ビー
ム蒸発源104が配設されている。該電子ビーム蒸発源
104は、ボート104bの凹所104aに投入した蒸
着材料106に対し、蒸着槽100の適宜部位に設けら
れた電子ビーム発生源103で発生された電子ビーム1
08を前記蒸着材料106に照射することにより蒸発さ
せて基板に蒸着するように構成されている。つまり、R
LVIP法に代表される、高イオンエネルギーのイオン
を利用した蒸着を行なうことができる。
【0016】さらに、蒸着槽100の前記電子ビーム蒸
発源104と干渉しない部位には、イオン発生源105
が設けられており、基板にイオンビームを照射しつつ蒸
発物質を基板に蒸着するように構成されている。つま
り、前記IAD法に代表される低イオンエネルギーのイ
オンを利用した蒸着を行なうことができる。 (第1実施例)図2は、第1実施例の光学薄膜の模式断
面図である。
【0017】石英製の基板1には、基板1側から順次、
3層構造のTiO2 からなる第1膜材の多層膜10と3
層構造のSiO2 からなる第2膜材の多層膜11とが交
互に成膜されている。
【0018】第1の多層膜群である第1膜材の多層膜1
0のうち、異種材料間の界面部分の層である第1膜2
と、第3膜4とは、低イオンエネルギーのイオンを利用
した蒸着法であるイオンビームアシスト法(以下、「I
AD法」という。)によって成膜されたものであり、異
種材料間の界面部分である層以外の層としての中間の第
2膜3は、高イオンエネルギーのイオンを利用した蒸着
法である低電圧大電流イオンプレーティング法(以下、
「RLVIP法」という。)で成膜されたものである。
【0019】また、第2の多層膜群である第2膜材の多
層膜11のうち、異種材料間の界面部分の層としての第
4膜5と第6膜7とは、前記IAD法によって成膜され
たものであり、異種材料間の界面部分である層以外の層
としての中間の第5膜6は、前記RLVIP法で成膜さ
れたものである。
【0020】表1に本実施例の全16層からなるフィル
タの膜構成および光学膜厚を示す。
【0021】
【表1】 本実施例のIAD法による成膜条件は、表2に示すとお
りである。
【0022】
【表2】 また、本実施例のRLVIP法による成膜条件は、表3
に示すとおりである。
【0023】
【表3】 比較のため、従来の真空蒸着法の成膜条件を表4に示
す。
【0024】
【表4】 表2、表3および表4から明らかなように、本実施例で
は、成膜速度はRLVIP法とほぼ同等であって、従来
の真空蒸着法の成膜速度の約1.5倍である。また、排
気、加熱、成膜、冷却の一連の工程に要する時間につい
ても、本実施例の場合、約110分であって従来の真空
蒸着法の約240分に比べ著しく短縮されている。
【0025】次に、膜質について検討したので、その結
果を表5に示す。
【0026】
【表5】 また、本実施例とRLVIP法のみで成膜した比較例の
分光透過率曲線を図3に示す。
【0027】図3から明らかなように、本実施例では、
比較例に比較して約20%透過率が高くなっている。
【0028】さらに、本実施例では、膜の密度が大きい
ため膜の屈折率は波長(λ)=500nmにおいてTi
2 の膜で2.60(比較例の場合2.41)、SiO
2 の膜で1.49(比較例の場合1.46)であり、光
学薄膜の設計の自由度も大きい。 (第2実施例)図4は、第2実施例の光学薄膜の模式断
面図である。
【0029】石英製の基板21には、基板21側から順
次、TiO2 からなる第1膜材の多層膜40とSiO2
からなる第2膜材の多層膜41とが交互に成膜されてい
る。
【0030】第1の多層膜群である第1膜材の多層膜4
0のうち、第2膜23および第4膜25はIAD法とR
LVIP法とを同時に行って成膜されたミキシング層で
あり、第3膜24はRLVIP法により成膜されたもの
であり、異種材料間の界面部分である層としての第1膜
22および第5膜26はIAD法で成膜されたものであ
る。
【0031】第2の多層膜群である第2膜材の多層膜4
1のうち、第7膜28および第9膜30は前記ミキシン
グ層であり、第8膜29はRLVIP法により成膜され
たものであり、異種材料間の界面部分である層としての
第6膜27および第10膜31はIAD法により成膜さ
れたものである。
【0032】本実施例も第1実施例と同様に表1に示す
層構成の全16層からなるフィルタであり、そのIAD
法およびRLVIP法のそれぞれの成膜条件も表2に示
すとおりである。
【0033】本実施例のフィルタは、第1実施例のフィ
ルタと同様に光学特性は良好である上、各群の多層膜中
に明確な界面を形成しないので、層間での剥離が起こり
難いという利点がある。 (第3実施例)図5は、第3実施例の光学薄膜の模式断
面図である。
【0034】石英製の基板51には、基板51側から順
次TiO2 からなる第1膜材の多層膜60とSiO2
らなる第2膜材の多層膜61とが交互に成膜されてい
る。
【0035】第1の多層膜群である第1膜材の多層膜6
0のうち、異種材料間の界面部分である層としての第1
膜52および第3膜54はIAD法によって成膜された
ものであり、第2膜53はRLVIP法によって成膜さ
れた膜である。
【0036】第2の多層膜群である第2膜材の多層膜6
1のうち、異種材料間の界面部分である層としての第4
膜55および第6膜57はIAD法によって成膜された
ものであり、異種材料間の界面部分である層以外の層と
しての第5膜56は従来の真空蒸着法によって成膜され
たものである。
【0037】本実施例におけるIAD法およびRLVI
P法のそれぞれの成膜条件は、表2、表3のとおりであ
る。
【0038】表6に本実施例と、比較例としての従来の
真空蒸着法による光学薄膜である緑色反射膜の膜構成お
よび膜厚を示す。
【0039】
【表6】 また、本実施例と比較例の分光反射率曲線を図6に示
す。
【0040】図6から明らかなように、本実施例は高屈
折率材料と低屈折率材料との屈折率の差を大きくできる
ので、反射率が高く、反射帯域が広いものを作成でき
る。
【0041】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0042】光学的吸収が少なく、耐久性も良好であっ
て、生産性も高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に使用する真空蒸着装置を示す説
明図である。
【図2】第1実施例の光学薄膜の模式断面図である。
【図3】第1実施例の光学薄膜および比較例の分光透過
率曲線を示すグラフである。
【図4】第2実施例の光学薄膜の模式断面図である。
【図5】第3実施例の光学薄膜の模式断面図である。
【図6】第3実施例の光学薄膜および比較例の分光反射
率曲線を示すグラフである。
【符号の説明】 1,21,51 基板 2,22,52 第1膜 3,23,53 第2膜 4,24,54 第3膜 5,25,55 第4膜 6,26,56 第5膜 7,27,57 第6膜 10,40,60 第1膜材の多層膜 11,41,61 第2膜材の多層膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、異種材料からなる複数の多層
    膜群が積層された多層の光学薄膜であって、 各多層膜群は、それぞれ単一の材料からなるとともに、
    異種材料間の界面部分である層が低イオンエネルギーの
    イオンを利用した蒸着で成膜された膜であり、前記異種
    材料間の界面部分である層以外の層が高イオンエネルギ
    ーのイオンを利用した蒸着で成膜された膜であることを
    特徴とする光学薄膜。
  2. 【請求項2】 基板上に、異種材料からなる複数の多層
    膜群が積層された多層の光学薄膜であって、 各多層膜群は、それぞれ単一の材料からなるとともに、
    異種材料間の界面部分である層が低イオンエネルギーの
    イオンを利用した蒸着で成膜された膜であり、前記異種
    材料間の界面部分である層以外の層が、高イオンエネル
    ギーのイオンを利用した蒸着で成膜された膜および真空
    蒸着により成膜された膜からなることを特徴とする光学
    薄膜。
  3. 【請求項3】 低イオンエネルギーのイオンを利用した
    蒸着で成膜された膜と、高エネルギーのイオンを利用し
    た蒸着で成膜された膜との間に、低イオンエネルギーの
    イオンを利用した蒸着および高エネルギーのイオンを利
    用した蒸着を同時に行って成膜したミキシング層を設け
    たことを特徴とする請求項1または2記載の光学薄膜。
JP4353492A 1992-12-14 1992-12-14 光学薄膜 Pending JPH06179961A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003038141A3 (de) * 2001-10-31 2003-10-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur herstellung einer uv-absorbierenden transparenten abriebschutzschicht
JP2010106339A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Shincron:Kk 成膜方法及び成膜装置

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