JPH06265721A - 光学薄膜部品とその製造方法 - Google Patents

光学薄膜部品とその製造方法

Info

Publication number
JPH06265721A
JPH06265721A JP5726593A JP5726593A JPH06265721A JP H06265721 A JPH06265721 A JP H06265721A JP 5726593 A JP5726593 A JP 5726593A JP 5726593 A JP5726593 A JP 5726593A JP H06265721 A JPH06265721 A JP H06265721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
film
film thickness
incident angle
optical thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5726593A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Takeuchi
繁騎 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5726593A priority Critical patent/JPH06265721A/ja
Publication of JPH06265721A publication Critical patent/JPH06265721A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学薄膜部品の光学薄膜形成部分に広域の入
射角を満足させる膜厚部分を形成させ、光学系の簡素
化,コストダウンを図る。 【構成】 光学薄膜部品の光学薄膜形成面S1に広域の
入射角を満足させる膜厚分布を形成させるために、薄膜
形成部分に付着率が下がる遮蔽マスクを有する基板固定
治具10を具備した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体薄膜および金属
薄膜を単層,多層にて利用した光学薄膜部品とその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、誘電体多層膜,金属膜を利用した
光学薄膜部品は単に反射率,透過率の仕様に限らず、コ
ヒーレント光源に対して主偏光面成分の位相差をコント
ロールする必要がでてきている。代表的な製品として
は、書き換え用光磁気ディスクに採用される光学薄膜部
品などがある。これらを含め、光学薄膜設計を誘電体多
層膜にて波長λの光学薄膜設計を行うとき、誘電体多層
膜の各光学的膜厚は各膜への屈折角αt,薄膜材料の屈
折率Nj,膜厚djから、λ=4Njdj/COSαtで基本膜
構成を決めることができる。屈折角αtは入射角αiと入
射媒質の屈折率NO,薄膜材料の屈折率Njからスネルの
法則 NOSINαi=NjSINαtによって決定され
る。
【0003】光学薄膜の成膜方法は一般的に蒸着方法,
スパッタリング方法で形成される。図8は蒸着による成
膜方法を示したものである。蒸着装置内の構成は基板S
がセットされる基板固定ドーム(以下、単にドームと称
す)81は矢印の方向に回転している。蒸発源83は一般的
には電子銃84によって加熱され、蒸発粒子Pはドーム8
1上の基板Sに付着する。ドーム81上の膜厚分布を一
定にするために膜厚調整板82が配置されてドーム81上の
膜厚分布が一定になるように調整されている。膜厚管理
は誘電体多層膜の場合光学モニター85で、金属膜の場合
水晶振動子86で行われる。基板S上の膜厚分布は、膜厚
調整板82によって一定になるように調整される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】光学薄膜製品の分光特
性は、一定の入射角度または一定とみなせる入射角度に
対して有効である。一般の光源からの光は広がりがあ
り、光学薄膜製品に入射させる場合は、その製品が設計
された入射角に平行光として入射させなければならな
い。光学部品の場合、設計入射角とは異なった入射角成
分の光束に対しては異なる分光特性を示すことになる。
誘電体多層膜を利用した製品例として、入射角45°で設
計されて無位相ビームスプリッターの入射角に対するS
成分,P成分の反射率特性Rs,Rpを図6に、そのとき
の位相差Δの変化を図7に示す。ここで位相差とは、
S,P両偏光成分の相対的な位相ずれを表す。図6,図
7中にある斜線部分Qの範囲を定められた仕様とする。
Rs,Rp,Δとも同時に仕様を満たすことができるのは
設計入射角45°の場合で、それ以外の入射角で許容する
角度はほとんどないことが明らかである。このことは光
学薄膜製品によって多少の差異はあるが共通した特性で
ある。これらの背景から光学薄膜部品への入射光束は照
射面上設計入射角として入射させるために平行光にする
必要が生じ、光学系の簡略化,小型化,コストダウンを
困難にしている。光学薄膜の成膜は図8に示した蒸着装
置などの成膜装置で形成される。ドーム81上の膜厚分布
は膜厚調整板82によって一定になるように調整されてい
る。しかし基板S上に任意の膜厚分布を形成させること
は構造上困難であり、特に基板Sの成膜形成面が小さい
ほど困難になるという問題がある。本発明は上記問題を
解決するものであり、光学薄膜形成部分に入射角度を広
域に満足する膜厚分布を有する光学薄膜部品とその製造
方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、光学薄膜形成面に入射光束の入射角に対応
した膜厚分布を形成させることで、平行光でない光束に
有効な光学薄膜製品を提供することができるようにした
ものである。
【0006】より詳しく述べると、成膜させる際に蒸着
装置の基板固定ドームを回転させ、薄膜形成部分(基板)
に蒸発源からの蒸着粒子の付着確率が下がる遮蔽マスク
を配置させ、前記薄膜形成部分に広域入射角に対応した
膜厚分布を形成させる。薄膜形成部分は基板固定ドーム
が回転しているための蒸発源から見込める薄膜形成部分
上は近傍に形成させた2つの遮蔽マスク厚で蒸着粒子の
付着確率をコントロールする。2つの遮蔽マスク厚が厚
くなると基板固定ドーム一回転中、薄膜形成部分を蒸発
源から見込める確率は低くなり結果的に膜厚が薄く形成
される。薄膜形成部分近傍の遮蔽マスクの厚みを変化さ
せることで、薄膜形成部分上の付着確率をコントロール
し、入射角に対応した膜厚分布を形成させることができ
る。
【0007】
【作用】したがって上記構成により、入射角に広がりを
有する光束に対して反射率等を満足させることができ
る。
【0008】
【実施例】図2は光ディスク光学系の基本構成を示した
ものである。図2において、21は半導体レーザ、22はコ
リメーターレンズ、23は無位相ビームスプリッター、24
は対物レンズ、25は光ディスク、26は検光子、27は光検
出素子である。
【0009】図2により書き換え型光磁気ディスクの再
生原理を説明する。波長780nm半導体レーザ(以下、半導
体レーザという)21からの発散光は、平行光にするため
コリーメーターレンズ22を透過して無位相ビームスプリ
ッター23に平行光として入射する。無位相ビームスプリ
ッター23の透過光は対物レンズ24によって光ディスク25
に照射される。この光ディスク面に直線偏光を照射する
とカー効果でディスクの磁化方向によって、偏光面が+
θと−θの逆方向に反転する。その反射光の偏光面を、
検光子26の光透過面を−θ回転した面に直交させておけ
ば+θ回転した偏光面は検光子面を通過でき、光検出素
子27では+θのとき電気信号に変化できる。ここでカー
効果による偏光面の回転角は0.3°以下と小さく、無位
相ビームスプリッター23は半導体レーザ光21からの直線
偏光に、位相差を発生させることなく、透過させなけれ
ばならない。
【0010】本発明を利用した場合、コリメーターレン
ズ22をなくし半導体レーザ21から直接無位相ビームスプ
リッター23へ入射可能となる。説明のため図2中、Aの
部分を拡大して図3に示す。半導体レーザ21はNA=0.
2のものを使用した。無位相ビームスプリッター23の分
光仕様は、S偏光成分の反射率Rs>97%以上、P偏光
成分の反射率Rp=30±5%、透過率Tp=70±5%、S
偏光成分とP偏光成分の相対位相差Δは5°以内であ
る。この仕様を満足する光学薄膜設計は数式1のように
なる。
【0011】
【数1】Ns・(H・L)5・Ns NsはBK−7の基板32で波長780nmでの屈折率は1.512
であり、H,Lはそれぞれ5酸化タンタル(Ta25),
2酸化硅素(SiO2)であることを示している。それぞれ
の屈折率はnH=2.06,nL=1.45、光学的膜厚は入射角
45°の場合nHdH=228.1,nLdL=288.7nmであり、10
層の誘電体多層膜からなることを示している。これらの
光学薄膜形成へ直接半導体レーザ21の光束を入射させる
と、入射角は最小で37.4°、最大で52.6°となる。この
入射角度で上記膜構成に入射させた場合の分光スペクト
ルを図4に示す。P偏光成分の反射率Rpは0.6%〜40%
まで変化し、位相差Δは−90°〜35°まで変動した光束
が透過光として発生する。本発明を利用すれば無位相ビ
ームスプリッター面31の膜厚分布を最小入射角37.4°に
なる面でnHdH=227.6,nLdL=240.7nm、最大入射角
面でnHdH=239,nLdL=348nmの値をとるように連続
的な膜厚分布を発生させ、仕様を満足する無位相ビーム
スプリッターを可能にしている。
【0012】ここで、実際の成膜方法および無位相ビー
ムスプリッター面31の膜厚分布コントロールについて説
明する。成膜条件は、5酸化タンタルの電子銃加熱条件
を加速電圧6(kV),エミッション電流260(mA)で酸素導
入量を1.0×10~4(Torr),成膜レートを3(A/S)とした。
同様に2酸化硅素成膜条件を加速電圧6(kV),エミッシ
ョン電流60(mA)で酸素導入量なし,成膜レートを10(A/
S)にした。基板温度200°,基板固定ドームの直径は780
(mm)で回転数は12rpmとした。
【0013】図1は本発明の一実施例における基板固定
治具の外観図であり、10は基板固定治具、Sは基板、S
1は光学薄膜形成面である。図8に示した蒸着装置外観
図の基板固定ドーム81上の基板固定部80が図1の基板固
定治具10に対応する。基板固定治具10の特徴は、基板S
がセットされるB部分の厚みT1,T2を変化させ光学薄
膜形成面S1上の蒸着粒子の付着確率を調整する。膜厚
分布は図1のDで示す矢印の方向に沿って厚く形成され
る。膜厚分布の設計は入射角45°の点C0から最大入射
角になるC1点,最小入射角になるC2点で、それぞれ無
位相ビームスプリッターの膜設計を行う。
【0014】表1に今回の設計例を示す。ここで括弧内
の数値は膜厚設計で、C2の膜厚を1とした場合C0,C
1の値を示している。
【0015】
【表1】
【0016】各入射角に対して計算した5酸化タンタ
ル,2酸化硅素の必要とされる膜厚分布が異なってい
る。T2の厚みで光学薄膜形成面S1の膜厚分布は決まる
ので、2種類の膜厚分布を1つのT2の厚みで実現する
ことはできない。ここでは2種類の膜厚分布を1つの膜
厚分布として取り扱うために、設計調整分として各ポイ
ントの平均膜厚係数で各膜厚係数を補正した。表2に補
正後の設計例と膜厚係数を示す。
【0017】
【表2】
【0018】この平均膜厚係数に最も近くなるようにT
2の厚みを決定した。無位相ビームスプリッターの場
合、図1中でL1=10mm,C0を中心に3mmの位置に
1,C2が位置する。T2の厚みをパラメータとした蒸
着形成面S1上D方向の膜厚分布を図5に示す。ただし
1はT2に比べ十分小さい。ここでは、T2=13mmの場
合が最も平均膜厚分布に一致した。
【0019】
【発明の効果】上記から明らかなように本発明によれ
ば、光学薄膜部品であって、光学薄膜形成部分の膜厚分
布を入射角に広がりを有する光束に対し、反射率,透過
率,位相差を満足する光学薄膜形成が可能になるという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における基板固定治具外観図
である。
【図2】光磁気ディスクピックアップ部分の概略の構成
図である。
【図3】図2のA部分の拡大図である。
【図4】45°入射角設計の無位相ビームスプリッターに
NA=0.2の光束が入射した場合の反射率分光特性を示
した図である。
【図5】本発明の一実施例における5酸化タンタル,2
酸化硅素の膜厚分布を示す図である。
【図6】無位相ビームスプリッターの入射角と反射率,
透過率分光特性を示す図である。
【図7】無位相ビームスプリッターの入射角と位相差特
性を示す図である。
【図8】蒸着装置の外観図である。
【符号の説明】
10…基板固定治具、 21…半導体レーザ、 22…コリメ
ーターレンズ、 23…無位相ビームスプリッター、 24
…対物レンズ、 25…光ディスク、 26…検光子、 27
…光検出素子、 80…基板固定部、 81…基板固定ドー
ム、 82…膜厚調整板、 83…蒸発源、 84…電子銃、
85…光学モニター、 86…水晶振動子。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学薄膜部品であって、入射光に広がり
    を有する光束に対して反射率,透過率,位相差を満足す
    る光学薄膜形成部分の膜厚分布を有することを特徴とす
    る光学薄膜部品。
  2. 【請求項2】 光学薄膜形成部分に遮蔽マスクを用いて
    任意の膜厚分布を達成することを特徴とする請求項1記
    載の光学薄膜部品の製造方法。
JP5726593A 1993-03-17 1993-03-17 光学薄膜部品とその製造方法 Pending JPH06265721A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5726593A JPH06265721A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 光学薄膜部品とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5726593A JPH06265721A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 光学薄膜部品とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06265721A true JPH06265721A (ja) 1994-09-22

Family

ID=13050704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5726593A Pending JPH06265721A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 光学薄膜部品とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06265721A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5572500A (en) * 1993-11-17 1996-11-05 Pioneer Electronic Corporation Optical filter with light transmittance dependency on incident angle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5572500A (en) * 1993-11-17 1996-11-05 Pioneer Electronic Corporation Optical filter with light transmittance dependency on incident angle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2627864B2 (ja) 選択された周波数の光を反射するためのミラーおよびそれを形成するための方法
US4657350A (en) Process for manufacturing a double refraction plate
EP0552648B1 (en) Method of and apparatus for forming a multi-layer film
JP4009044B2 (ja) 薄膜複屈折素子及びその製造方法及び製造装置
JPH06265721A (ja) 光学薄膜部品とその製造方法
JP2566003B2 (ja) 赤外線グリッド偏光子の製造方法
JPS6338579A (ja) 薄膜形成方法
JP2002055212A (ja) プリズムとそれを用いた光学装置
US5701287A (en) Optical head with a plural layers coated beam splitter for light components separation
US4763996A (en) Spatial light modulator
JP2002258035A (ja) 多層膜カットフィルター及びその製造方法
JPS63144306A (ja) 誘電体多層膜及びその製造方法
JP2993261B2 (ja) X線多層膜反射鏡
JPH1164630A (ja) 偏光ビームスプリッタ
JPH09145924A (ja) 光学素子と光ヘッド
JPS619575A (ja) 薄膜形成方法および装置
Yamamoto et al. First thin film ellipsometry at a photon energy of 97eV with use of high-performance multilayer polarizers
JPH0772313A (ja) 光学装置及び光ピックアップ
JPH07281026A (ja) 偏光ビームスプリッタ
JP2535037B2 (ja) X線・真空紫外線用多層膜反射鏡
JP2535036B2 (ja) X線・真空紫外線用多層膜反射鏡
Mao Environmental and thermomechanical stability of thin films for optical applications
Pluta 2.6 Optical properties and applications of thin soot layers in phase contrast and amplitude contrast microscopy
JPS63270466A (ja) 薄膜形成方法
JPH06294910A (ja) 位相子