JPH11500545A - 接着性の赤外線透過ポリマー層を含む赤外線透過構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 赤外線透過装置(20)は、３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の赤外線放射に対して透過性であり、好ましくは硫化亜鉛反射防止被覆(26)で被覆された第１の赤外線透過素子(22)と、この第１の赤外線透過素子(22)上の透明な溶媒のない赤外線透過ポリマーの層(30)を含んでいる。ポリマーは、付加硬化されたジメチルシリコーンのような付加硬化されたシリコーンと、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのような少量の接着促進剤とから形成されている。このポリマー層(30)は表面層であるか、或は第１の赤外線透過素子と第２の赤外線透過素子との間の接着剤として使用されるかのいずれであってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 接着性の赤外線透過ポリマー層を含む赤外線透過構造 ［発明の背景］ 本発明は赤外線透過構造に関し、特に接着剤または表面被覆のようなポリマー 層を有する構造に関する。 多成分赤外線透過構造は、種々の赤外線装置において使用されている。この構 造は、例えばレンズおよびウインドウのような多数のタイプのものであってよい 。このような構造は、赤外線において高い光学的透過性および低い収差を有し、 また強度、温度不整合のために生じる歪みや損傷に対する抵抗力のような要求さ れる機械的および物理的特性、良好な熱放散率を示し、かつ小型でなければなら ない。さらに、この構造は製造が容易でなければならない。 多成分赤外線透過構造のもっとも重要な用途の１つは、ダブレットまたはトリ プレットのような多素子レンズである。複合レンズを形成するために、２個以上 の個数の異なる光学レンズが対面した関係で接合される。多くの用途に対して、 このような多素子レンズは、単素子レンズより良好な光学的および機械的特性を 有するように設計することができる。多素子レンズは、周囲だけが接合して、空 隙がレンズの間に残されているレンズにより構成されてもよい。 理論的には、その代りとして、素子の対の間に位置する接着剤の連続した層を 有して多数の素子が接合され、接着剤が光路に位置してもよい。このような接合 されたダブレットの設計に対して、接着剤は、赤外線において高い透過率と低い 光収差を有していなければならない。この接着剤はまた、それが接合するレンズ に良好に接着し、組立て体に良好な機械的特性を与えなければならない。 接合されたダブレットは、可視光透過レンズに対しては知られているが、今日 まで赤外線透過レンズとしては知られていない。接合されたダブレット設計は、 理論上は空隙型ダブレット設計より優れた光学的および機械的特性を有している が、十分満足できる光学的および機械的品質の赤外線透過ポリマー接着剤は、接 合されたダブレット設計を実用するために得られていない。したがって、赤外線 透過性の光学素子の間においてセメントまたは接着剤として使用されることがで きるこのようなポリマー材料が必要とされている。この課題は、多素子レンズの 問題に関して記載されているが、それは赤外線透過膜や表面層のような別の用途 にとっても重要である。 ［発明の要約］ 本発明は、特に３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の優れた赤外線透過特 性と、優れた機械的および物理的特性とを有する赤外線透過構造を提供する。こ の方法は、赤外線透過多素子構造に適用可能であり、また表面膜および層を有す る赤外線透過装置にも適用できる。この方法は、接合された光学系の良好な機械 的安定性、大きい倍率を有する光学系の設計、熱放散の改良、熱応力の軽減およ び温度変化による歪みの減少を促進する。全体的な全反射角度は減少され、高性 能の光学系の設計を提供する。したがって、光学的アライメントが改良され、多 くの場合にシステムの大きさが減少され、生産率が向上する。 本発明によると、赤外線透過構造は、第１の面を有する第１の赤外線透過素子 を具備し、この素子が約３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の赤外線エネル ギに対して透明であることが好ましい。さらに、この構造は、第１の赤外線透過 素子の第１の面上に付着された溶媒のないポリマー材料の層を含んでいる。素子 が３．６乃至７マイクロメータの波長範囲において透明である好ましい場合に対 して、ポリマー材料は、１０マイクロメータの厚さのポリマー材料が３．６乃至 ７マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに対して少なくとも９５％の透過 率（フレネル損失を除く）を有する赤外線透過性によって特徴付けられる。 好ましい場合において、ポリマーは付加硬化されたジメチルシリコーン、ジフ ェニルシリコーンまたはメチルフェニルシリコーンのような付加硬化されたシリ コーンを含み、また接着促進剤を含んでいる。接着促進剤は、３−グリシドキシ プロピルトリメトキシシランであることが好ましい。接着促進剤の効果的な量は 、ポリマーと接着促進剤の総重量の約１乃至４％であることが好ましい。ポリマ ーの層の厚さは、約０．０００２乃至約０．００２インチである。 特に重要な実施形態において、構造には、第２の面が第１の赤外線透過素子の 第１の面に対面関係で付着された第２の赤外線透過素子がさらに含まれている。 ポリマーは、第１の面と第２の面との間にそれらと接触して配置され、第１およ び第２の素子を一緒に保持する接着剤またはセメントとして機能する。この赤外 線光ダブレットは、優れた光学的、機械的および物理的特性を有する複合レンズ を形成する。この構造は、付加的なレンズの結合によりさらに拡張され、トリプ レットや、さらに多くの素子からなる複合レンズを形成することができる。 この方法は、第１の赤外線透過素子の第１の面が硫化亜鉛の上部層を含んでい るもののような反射防止被覆で覆われ、また第２の赤外線透過素子が設けられて いる場合にはその第２の面が同様にして反射防止被覆で覆われている場合に特に 有効である。接着促進剤の使用により、ポリマー層と反射防止被覆との間の良好 な結合が達成される。 最も好ましいポリマー層の組成は、付加硬化されたジメチルシリコーンと総重 量の約１乃至４％の量の３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであり、 閉じ込められた場合に混合物中に歪みを生じさせる気泡または類似のものを発生 する溶媒がなく、硬化中に揮発性副産物が発生せず、また硬化中および硬化後の 気体放出速度が低いため、特に有効である。その粘度は比較的低いため、薄い膜 を形成することが可能であり、また取り込まれた気体を除去するために真空ガス 抜きが行われることができる。付加硬化動作は、薄い接触層から除去されなけれ ばならず、除去されない場合には、その層に歪みを生じさせる欠点を有する副生 成物を発生させない。硬化されたポリマーは低い弾性係数を有しているため、そ れは接合された素子間の熱膨張不整合部分として、或は薄膜として機能する場合 に適合することができる。 ポリマーは、組成物を混合し、必要に応じてガス抜きし、この混合物を薄い層 として供給することによって処理される。この層は、自由表面として、または第 １の素子に別の素子を接合するための接着剤として使用される。その後、好まし くは熱硬化によってポリマーが硬化される。 本発明のその他の特徴および利点は、本発明の原理を例示している以下の好ま しい実施形態の詳細な説明および添付図面から明らかになるであろう。しかしな がら、本発明の技術的範囲は、この好ましい実施形態に限定されない。 ［図面の簡単な説明］ 図１は、第１の素子およびその上のポリマー層を有している赤外線透過構造の 概略断面図である。 図２は、ポリマー層によって第２の素子に接合された第１の素子を有している 赤外線透過構造の概略断面図である。 図３は、空隙型赤外線ダブレットの概略断面図である。 図４は、接着剤により接合された赤外線ダブレットの概略断面図である。 図５は、図２の赤外線透過複合構造を処理する方法のフロー図である。 ［発明の詳細な説明］ 図１は、３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに対して透 明な第１の赤外線透過素子22を含む赤外線透過構造20の好ましい１実施形態を示 す。素子22は、随意的であるが好ましくは第１の赤外線透過反射防止被覆26を有 する第１の赤外線透過基体24として形成される。したがって、素子22の第１の（ 露出された）面28は、被覆26の表面である。基体24は、３．６乃至７マイクロメ ータの波長範囲において高い透過率を共に有するシリコンまたはゲルマニウムで あることが好ましい。反射防止被覆26は、基体24の反対側の上面層として硫化亜 鉛を有する多層構造であることが好ましい。そのような反射防止被覆26は、技術 的によく知られている。 硬化された赤外線透過ポリマー材料の層30は、第１の面28と接触して配置され る。ポリマー材料は、シリコーン前駆体のような付加硬化可能なポリマー前駆体 の重合生成物である。ポリマー材料は、付加硬化されたジメチルシリコーンと接 着促進剤とを含んでいることが好ましい。ジフェニルシリコーンまたはメチルフ ェニルシリコーンのような別の付加硬化ポリマー前駆体もまた使用されてよい。 この層30の厚さは、約０．０００２乃至約０．００２インチであることが好まし い。付加硬化されたジメチルシリコーンは、以下の化学構造を有する。 付加硬化ポリマー前駆体の好ましい使用は、縮合硬化ポリマー前駆体の使用と 区別されるべきである。付加硬化ポリマー前駆体は、縮合硬化ポリマー前駆体の 硬化中に反応生成物を生成しない。縮合硬化反応のこのような反応生成物は、光 学ダブレットの接合の場合に層30内に閉じ込められ、光学的歪みを生じさせる。 付加硬化ポリマー前駆体では、このような問題が生じない。 接着促進剤は、一般にアルコキシシランである。効果的な接着促進剤は、以下 の化学構造を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。 ポリマー配合物または最終的な硬化された生成物には、溶媒、添加剤またはその 他のこのような薬剤は実質的に存在しない。 プライマーよりも接着促進剤が使用される。プライマーは、表面が別の配合物 と接触する前に接着性を高めるために供給される材料である。接着促進剤は、供 給された配合物と混合される。製造動作において、光学組立て体の表面にプライ マーを適切に供給することが困難である可能性があり、また最終的な製品に光学 的および機械的変化を導入する可能性があるため、この実施形態では接着促進剤 が使用された。このような潜在的な製造の困難性および変化を回避するために、 規定量の接着促進剤がポリマー配合物中に混合される。 特に、付加硬化可能なジメチルシリコーンはＣastall Ｓ−１３３２としてカ スタール(Castall)社から市販され、また３−グリシドキシプロピルトリメトキ シシランは、ダウ・コーニング社からＺ−６０４０として、或はユナイテッド・ ケミカル・テクノロージー社からＧ−６７２０として市販されている。Ｃastall Ｓ−１３３２の屈折率は、０．５８９マイクロメータのナトリウムのＤ線の波長 で１．４１０であり、Ｚ−６０４０の屈折率は、この同じ波長で１．４２８であ る。 本発明において、好ましいポリマー配合物は他の可能なポリマー配合物に優る 重要な利点を有している。約２０％のトルエン溶媒を有するメチル・フェニル・ シリコーンのような溶媒含有ポリマーが検討された。この配合物は、溶媒が蒸発 したときの気泡の発生のために成功的にガス抜きできなかったため、最終的な硬 化されたポリマー中に気泡が残った。このような気泡は、いくつかの用途では許 容可能であるが、光透過率や歪みのないことが重要な場合には許容できない。赤 外線光学ダブレットはこの材料を使用して処理されたため、ポリマーは粒状とな り、許容不可であった。また機械的な強度も低い。このことから、ポリマーは薄 い層から容易に除去することのできない溶媒を含んではならないという結論が出 された。さらに、溶媒はないが、種々のタイプの触媒を有するエポキシ樹脂が検 討された。これらの膜の赤外線透過率は低く、１０マイクロメータの厚さの膜に 対して９２−９３％の範囲にあり、その結果許容不可であった。さらに、溶媒を 有しないシアノアクリレートポリマーの使用が検討された。この材料は、硬化速 度が速過ぎて、光学ダブレットのレンズを整列することが困難であり、またその 弾性係数が高いため、許容不可であった。縮合硬化されたシリコーンポリマーが 試されたが、縮合反応の揮発性生成物が２つの透明な素子間の薄膜から逃げるこ とができないため、２つのレンズを接合してダブレットを形成するのには使用で きないことが分かった。 本発明の好ましいポリマー配合物は、それにより本発明に非常に適したものに なっている特性の組合せを有している。それは、−５４℃乃至＋１００℃の温度 範囲にわたって、１０マイクロメータの厚さの膜に対して９９％以上の赤外線透 過率（フレネル損失を除く）を有し、またそれは既知の安定した屈折率を有して いる。それは溶媒を含まず、ガス抜きして取り込まれた空気を除去することがで きる。それは、素子の組立てや、硬化の前に層内の気泡を除去することを可能に する粘度を有する。この配合物は許容可能な時期で薄膜の形態で硬化し、硬化中 ガスを放出しない。硬化は凝縮メカニズムによって行われ、これは硬化を達成す るために接合ライン中に拡散しなければならない空気からの水分を必要としない 。この配合物は、シリコンおよびゲルマニウムのような赤外線透過材料、並びに 硫化亜鉛のような赤外線透過性の反射防止層において使用される材料に対して満 足できる接着性を有する。プライマーは不要であり、光学素子の組立てを行う作 業員の健康を害する危険性が低い。 図２は別の実施形態を示し、ここで構造40は、第２の基体46上に第２の赤外線 透過被覆44を有する第２の赤外線透過素子42が付加されていることを除いて構造 20と同じ素子を有している。第２の赤外線透過被覆44は、第１の面28に対面する 第２の面48を規定している。層30は素子22と素子42との間に設けられており、層 30の両面が面28および48に面している。したがって、層30は、２つの素子22およ び42間における接着剤または接合剤として機能する。素子22および42並びに使用 される場合にはそれらの反射防止被覆は、赤外線エネルギに対して透明でなけれ ばならないが、同一の組成または物理的寸法を有する必要はない。 図１および２において、赤外線透過素子22および42はそれらの詳細な物理的特 徴および機能を特定せずに一般的な形態で示されている。図３および４は、この ような素子22および42、並びに本発明の特定の用途を示している。図３は、レン ズ形状を有する赤外線透過素子22および42により形成された赤外線透過ダブレッ ト60を示している。図３のダブレット60において、空隙62が２つの素子22と42と の間に存在している。図３の方法は本発明の技術的範囲内のものではないが、利 用可能な赤外線透過ポリマー配合物がない場合には使用されることのできる方法 である。 他方、図４は、図２の構造40の１実施形態である赤外線透過ダブレット40ａを 示す。面28および48は、構造の機能にしたがって両素子が一致した状態で湾曲さ れている。素子22および42は、それらの対面した面およびそれらの反対側の面が 反射防止被覆で覆われていることが好ましいが、図４では図面を簡明にするため に反射防止被覆は詳細に示されていない。ポリマー層30は、素子22と素子42との 間に位置し、それらを接合している。多くの用途に対して、接合されたダブレッ ト40ａは、図３の空隙型ダブレット60よりも優れた光学的および機械的性能を有 する。 図５は、構造40（または40ａ）を処理する好ましい方法のフロー図である。符 号70および72でそれぞれ示されているように、第１の素子22および第２の素子42 が設けられる。素子22および42は、それらの機能に適した組成、形状および被覆 を有している。符号74で示すように、上述されたポリマー混合物が供給される。 好ましい混合は、１０部のＣastall Ｓ−１３３２樹脂をその推薦された１部の シラン硬化剤と混合し、この混合物を１乃至約４重量（全重量の）％のＺ−６０ ４０接着促進剤と混合することである。構成成分はカップ中で混合され、その混 合物が混合中に生じた気泡を除去するためにガス抜きされる。好ましいガス抜き 期間は、水銀柱１ｍｍ以下真空中で３〜４分、あるいは泡が消滅するまで行われ る。 符号76で示されたように構造が組立てられる。過剰の混合物が素子22または42 の一方の中央部分に供給される。第２の素子は、混合物が２つの素子22と素子42 との間に捕捉されるように設けられる。混合物は、２つのレンズを円形パターン でゆるやかに移動させることによって分布され、それはまた残っている気泡を周 辺に移動させる傾向がある。この分布は、混合物が組立て体のエッジから押出さ れ始めるまで続けられる。この組立て体の面積の１平方インチあたり約１乃至約 ５ポンドの重量は、素子22と素子42との間から付加的な混合物を押出して、所望 の厚さの、好ましくは約０．０００２乃至約０．００２インチの層30を形成する 。組立て体の機械的な歪みを回避するように、負荷が均一に分配される。その後 、素子22および42は、適切な器具を使用して光学的に整列される。これは、混合 物が整列が許容される期間中は、硬化されていない状態であるため可能である。 符号78で示されているように、混合物が硬化され、最小時間である４時間にわ たって８５℃に組立て体を加熱することによって硬化されたポリマー層30を形成 する。この硬化サイクルは、接合された素子あるいはポリマーのどちらの赤外線 透過性能も損なわず、事実上赤外線性能を強化する。 以下の例は、本発明の特徴を示しているが、いずれの点でも本発明の技術的範 囲を限定するものではないと解釈すべきである。これらを検討する前に、許容不 可の素子の候補は上述されたように考慮対象から除外された。例 １ Ｃastall Ｓ−１３３２およびＺ−６０４０の試料が、上述の過程にしたがっ て種々の比率で混合され、硫化亜鉛の基体であるＣleartran（処理された硫化亜 鉛材料）への接合と、ポリマー材料と接触する硫化亜鉛の上部層を有する反射防 止被覆で覆われたレンズとを形成するために使用された。接合された種々の材料 に対する結果は、実質的に同じであった。接合されたサンプルは、種々の基体上 において混合物のドットであった。 Ｃastall Ｓ−１３３２と平衡する０重量％、０．５重量％、１．０重量％、 ２．０重量％および３．０重量％のＺ−６０４０による一連の配合物が準備され 、基体表面上のドット試料を形成するために使用された。ドットは、それらの接 着を質的に評価するために器具で機械的に検査された。０重量％、０．５重量％ または１．０重量％のＺ−６０４０のドット試料は、接着不良によって容易に除 去され、一方２．０重量％および３．０重量％のものは、基体に対する満足でき る接着性を示したが、その代わりに結合力不足で故障した。接着促進剤の量は、 ポリマーと接着促進剤との混合物の最小限約１乃至約２％の量で存在しなければ ならないと結論された。接着促進剤の付加を最少限にするために、Ｃastall Ｓ −１３３２と平衡する２．０重量％のＺ−６０４０の配合物が好ましいものとし て選択された。例 ２ 機械的試験の試料が準備され、試験された。直径１インチの硫化亜鉛のディス クが改質されていないＣastall Ｓ−１３３２、およびこのＣastall Ｓ−１３ ３２と平衡する２重量％のＺ−６０４０の好ましい配合物と接合された。改質さ れていないＣastall Ｓ−１３３２と接合されたディスクは、それらが試験装置 中に配置された時に分離した。定量的な強度データを得ることはできなかったが 、シア強度は１０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）より小さいと推定された。好ま しい配合物と接合されたディスクは、１４８ｐｓｉの破損シア強度を示した。破 損モードは著しい結合力の不足を示し、接合された素子の間に強力な接着ボンド が必要なことを示した。例 ３ 熱サイクル試験で使用するために、本発明の方法と改質されていないＣastall Ｓ−１３３２とを使用して、硫化亜鉛の試料が硼珪酸ガラスに接合された。硼珪 酸ガラスは構成素子として重要である赤外線透過材料ではないが、可視光に対し て透明であり、このためにサイクル処理された試料の接合ラインを可視的に検査 することができる。１℃当たり４．２ｐｐｍ（百万分率）の硫化亜鉛と硼珪酸ガ ラスとの間の熱膨張係数の差は、ほぼシリコンとゲルマニウム（通常ダブレット に使用される）との間の熱膨張係数の差と同程度であり、また実際には、１℃当 たり３．３ｐｐｍであるシリコンとゲルマニウムとの間の熱膨張係数の差より少 し大きい。 試料は８５℃で１６時間硬化され、１５±５マイクロメータの層30の厚さを有 した。改質されていないＣastall Ｓ−１３３２と接合された試料は、硬化後外 周上に少数の気泡を有し、一方本発明による配合物には気泡はなかった。 ２つの試料は、毎分１０℃の加熱／冷却率で−５４℃と＋９０℃との間を１０ ０サイクル熱循環され、２０サイクルごとに検査が行われた。１００サイクル後 、好ましい配合物によって接合された試料は、気泡、層の分離、またはその他の 異常を全く示さなかった。Ｃastall Ｓ−１３３２と接合された試料は、初期の 層分離を生じさせる存在する気泡の増加を示したが、破損の新しい兆候は示さな かった。例 ４ 改質されていないＣastall Ｓ−１３３２に対する赤外線透過率と、好ましい 配合物（３重量％のＺ−６０４０を含有するものを除く）に対する赤外線透過率 が測定された。測定可能な結果を得るために、厚さが１８５マイクロメータの比 較的厚い膜が使用された。これらの測定値から、好ましい配合物の厚さ１０マイ クロメータの層は、３．６乃至７マイクロメータの波長範囲において９９．２％ （フレネル損失を除く）の赤外線透過率を有するものと評価された。例 ５ シアネイトエステル、インバー３６、反射防止被覆を有するフッ化カルシウム 、反射防止被覆を有するセレン化亜鉛、またはチタンから構成された別の構造に 赤外線透過性の構成素子を接合するための、ポリマー混合物の好ましい配合物の 使用が検査された。Ｚ−６０４０の使用はそのような接合力を改善もしないし、 劣化もしなかった。チタンへの接合を除いて、全ての場合に接合強度は良好であ る。チタンへの接合に関して、接合強度はプライマーの使用によって許容可能な レベルに改良される。 好ましい配合物が種々の非透過構造に赤外線透過性の構成素子を接合すること を可能にすることによって、単一の配合物が一般的な赤外線システムにおける広 範囲の接合用途に使用されることができる。これは、工業的な設定における接合 過程を簡単にする。 説明のために本発明の特定の実施形態を詳細に示してきたが、本発明の技術的 範囲を逸脱することなく種々の修正および強化を行ってもよい。したがって、本 発明は、添付された請求の範囲による以外何等制限されるものではない。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年６月１日 【補正内容】 請求の範囲 １．第１の面を有する第１の赤外線透過素子と、 第１の赤外線透過素子の第１の面上に付着された溶媒のないポリマー材料の層 とを具備している赤外線透過装置。 ２．ポリマー材料は、１０マイクロメータの厚さのポリマー材料が３．６乃至７ マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに対して少なくとも９５％の透過率 を有する赤外線透過性によって特徴付けられている請求項１記載の装置。 ３．ポリマー材料は、付加硬化されたシリコーンおよび接着促進剤を含んでいる 請求項１記載の装置。 ４．付加硬化されたシリコーンは、付加硬化されたジメチルシリコーンである請 求項３記載の装置。 ５．接着促進剤は、アルコキシシランである請求項３記載の装置。 ６．接着促進剤は、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである請求項 ３記載の装置。 ７．混合物は、ジメチルシリコーンと平衡する約１乃至約４重量％の３−グリシ ドキシプロピルトリメトキシシランを含んでいる請求項３記載の装置。 ８．第１の赤外線透過素子は、 第１の基体面を有する第１の赤外線透過基体と、 第１の基体面における第１の赤外線透過反射防止被覆とを具備し、 ポリマー材料の層が第１の赤外線透過反射防止被覆と接触した状態でこれを覆 うように設けられている請求項１記載の装置。 ９．第１の赤外線透過反射防止被覆は、硫化亜鉛の上部層を含んでいる請求項８ 記載の装置。 １０．第１の赤外線透過素子の第１の面に対面した関係で配置された第２の面を 有する第２の赤外線透過素子をさらに含み、ポリマー材料が第１の面と第２の面 との間においてこれらと接触した状態で配置されている請求項１記載の装置。 １１．第１の赤外線透過素子は、 第１の面を有する第１の赤外線透過基体と、 第１の面における第１の赤外線透過反射防止被覆とを含み、 ポリマー材料の層が第１の赤外線透過反射防止被覆を覆い、かつこれと接触し ており、 第２の赤外線透過索子は、 第２の面を有する第２の赤外線透過基体と、 第２の面における第２の赤外線透過反射防止被覆とを含み、 ポリマー材料の層が第２の赤外線透過反射防止被覆を覆い、かつこれと接触し ており、 それによってポリマー材料が第１および第２の赤外線透過基体のそれらの各反 射防止被覆に接触して接合している請求項１０記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スミス、デイビッド・アール アメリカ合衆国、アリゾナ州 85746、タ クソン、ウエスト・アービントン 4325 (72)発明者 デグナン・ザ・サード、ウイリアム・ジェ イ アメリカ合衆国、アリゾナ州 85737、オ ロ・バレー、ノース・ランチョ・ソノラ・ ドライブ 10361 (72)発明者 ウエストホーベン、ローレンス・エー アメリカ合衆国、アリゾナ州 85745、タ クソン、ノース・カレ・デル・スエルテ 2029

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の面を有する第１の赤外線透過素子と、 第１の赤外線透過素子の第１の面上に付着された溶媒のないポリマー材料の層 とを具備している赤外線透過装置。 ２．ポリマー材料は、１０マイクロメータの厚さのポリマー材料が３．６乃至７ マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに対して少なくとも９５％の透過率 を有する赤外線透過性によって特徴付けられている請求項１記載の装置。 ３．ポリマー材料は、付加硬化されたシリコーンおよび接着促進剤を含んでいる 請求項１記載の装置。 ４．付加硬化されたシリコーンは、付加硬化されたジメチルシリコーンである請 求項３記載の装置。 ５．接着促進剤は、アルコキシシランである請求項３記載の装置。 ６．接着促進剤は、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである請求項 ３記載の装置。 ７．混合物は、ジメチルシリコーンと平衡する約１乃至約４重量％の３−グリシ ドキシプロピルトリメトキシシランを含んでいる請求項３記載の装置。 ８．第１の赤外線透過素子は、 第１の基体面を有する第１の赤外線透過基体と、 第１の基体面における第１の赤外線透過反射防止被覆とを具備し、 ポリマー材料の層が第１の赤外線透過反射防止被覆と接触した状態でこれを覆 うように設けられている請求項１記載の装置。 ９．第１の赤外線透過反射防止被覆は、硫化亜鉛の上部層を含んでいる請求項８ 記載の装置。 １０．第１の赤外線透過素子の第１の面に対面した関係で配置された第２の面を 有する第２の赤外線透過素子をさらに含み、ポリマー材料が第１の面と第２の面 との間においてこれらと接触した状態で配置されている請求項１記載の装置。 １１．第１の赤外線透過素子は、 第１の面を有する第１の赤外線透過基体と、 第１の面における第１の赤外線透過反射防止被覆とを含み、 ポリマー材料の層が第１の赤外線透過反射防止被覆を覆い、かつこれと接触し ており、 第２の赤外線透過素子は、 第２の面を有する第２の赤外線透過基体と、 第２の面における第２の赤外線透過反射防止被覆とを含み、 ポリマー材料の層が第２の赤外線透過反射防止被覆を覆い、かつこれと接触し ており、 それによってポリマー材料が第１および第２の赤外線透過基体のそれらの各反 射防止被覆に接触して接合している請求項１０記載の装置。 １２．第１の面を有し、３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の赤外線エネル ギに対して透過性である第１の赤外線透過素子と、 第２の面を有し、３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに 対して透過性である第１の赤外線透過素子と、 第１の赤外線透過素子の第１の面と第２の赤外線透過素子の第２の面との間に それらと接触して配置された溶媒のないポリマー材料の層とを具備し、 前記ポリマー材料は１０マイクロメータの厚さのポリマー材料が３．６乃至７ マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに対して少なくとも９５％の透過率 を有する赤外線透過性によって特徴付けられていることを特徴とする赤外線透過 装置。 １３．第１の面はその表面上に第１の反射防止被覆を有し、第２の面はその表面 上に第２の反射防止被覆を有している請求項１２記載の装置。 １４．第１および第２の反射防止被覆はそれぞれ硫化亜鉛の上部層を含んでいる 請求項１２記載の装置。 １５．ポリマー材料は、付加硬化されたシリコーンを含んでいる請求項１２記載 の装置。 １６．ポリマー材料は、付加硬化されたシリコーンおよび接着促進剤を含んでい る請求項１２記載の装置。 １７．ポリマー材料は、付加硬化されたジメチルシリコーンと平衡する約１乃至 約４重量％の３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含んでいる請求項 １２記載の装置。 １８．ポリマー材料の層は、約０．０００２乃至約０．００２インチの厚さであ る請求項１２記載の装置。 １９．第１の赤外線透過素子および第２の赤外線透過素子はそれぞれシリコンお よびゲルマニウムからなるグループから選択された材料で構成されている請求項 １２記載の装置。 ２０．３．６乃至７マイクロメータの波長範囲の赤外線エネルギに対して透過性 であり、第２の反射防止被覆を有する第２の面を備えている第２の赤外線透過素 子と、 第１の赤外線透過素子の第１の面と第２の赤外線透過素子の第２の面との間に 配置された溶媒のないポリマー材料の層とを具備し、 前記ポリマー材料は付加硬化されたジメチルシリコーンと平衡する約１乃至約 ４重量％の３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含んでいることを特 徴とする赤外線透過装置。