JPS5918902A - レ−ザ光学部品 - Google Patents

レ−ザ光学部品

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JPS5918902A
JPS5918902A JP58011780A JP1178083A JPS5918902A JP S5918902 A JPS5918902 A JP S5918902A JP 58011780 A JP58011780 A JP 58011780A JP 1178083 A JP1178083 A JP 1178083A JP S5918902 A JPS5918902 A JP S5918902A
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film
layer
absorption
optical
pbf2
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JP58011780A
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Takeo Miyata
宮田 威男
Takuhiro Ono
小野 拓弘
Takashi Iwabuchi
岩渕 俊
Masami Honma
本間 正美
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 帝業上の1層1用分野 、1【発明(寸、1.〈酸カスレーザ光(波長1o、6
μm)に付して低吸収であってなお・かつ0.6328
μm彼長OHe−Neレーザ’1Li(対しても良好な
る透過1′1を灯し、史には而14(性をも兼ね備えた
レーザ光学部品に関するものである。
fL来例の1苛或どその間頂点 一般に、レーザ発振装置内部位ひその)75辺にて使用
される光学部品用誘電体膜は、発1h+波長に付して光
吸収が微少である事、光軸調整作業時に採用されるHe
−Ne v−ザ光(波長0.6328 μm)にても良
好なる透過性で代表される高品位光学特性を有し、史に
は、耐薬品性(耐水性を含む)であるところの化学的安
定性に冨む総合的特性を具備していなければならない。
特に加「用炭酸ガスレーザの出力レベルが増加するにつ
れて光学部品用誘電体膜での熱発生が重要視される。光
軸調整作業で広く採用されているHe−Neレーサ光追
跡法を容易ならしめる0、6328μm波長光透明性(
は被)Ji 、’r−物の最終化上り寸法積厚に、耐水
性は光学部品の寿命に直接的影響を与える因子であるた
め、現場作業担当者から強く要望され、ている誘電体膜
特性である。
以下に反射防11−膜を例に従来例について説明する。
従来、炭酸ガスレーザ用のZnSe用反射防由膜には、
単層膜構造、二層膜構造、圧層膜構1貨等が1.1(ノ
ン2L゛、+1−Cいる。そ−J]以1−の多層でも反
Q・f II)J+l−膜に、I−、I’il成1j 
>4<るが久々)−膜形成時の作聚芥易性に難点か牛じ
たり、レーザ光に対する膜1ワ増加に供う吸11y 贈
−jl、;・II′(い/ζりするという問題か生する
ので特殊−ji: J’l’1合ローl!よき反年1防
山膜の層数に1、■;層が限度でちる。
中層膜構1;5がも−3とも製作1−容しhである。光
学t、7)理論によれは、1111折率nが基板のJi
i4折率nsのiF’J ii\!、b市−に等しい条
件を満足すわば、光学的厚みnd=λ/イ(λ=10,
6 lt vnの場合、nd==2.65117n)で
基板I−に蒸着しプこ場合の反9・1率d:零になり中
層反射防11−膜となる。自然界に附、なかなか」二層
の条件を満足するものが存fEしないか、幸なことに弗
化’IA) (PbF2 )なる物質N: It+!折
率nが約1.66−rZnse)l(板の屈折率nsO
平)5 根5−%今1.55に等1〜くト記条件を満足
する。さらにPbF2蒸着膜の吸収係数βは約2CwL
  の程度と低く充分、大出力C02レーザ尤にも使用
出来、さら(・でHe−Ne光にも透過性が良いという
利点があるか、残念ながら水に対し、で弱く、あやまっ
て表面に水をかけたりするとPbF2 膜に0・び:1
11け1か牛したり、1!!l乱か増加し使用出来なく
なるという欠点を有した。
1−記の欠点を改良するために二層膜構J15のJi 
射防山、膜が考えられた。二層膜構造に関する5chu
sterの関係式を満足する様に二種類の誘電体物質と
そねそれの丸学的膜[9か求められた。すなわち(イ)
ZnSe基板上に丑ず弗化バリウド(BaF2)をnd
= 1.5456 μrn、 、さらにその」−にZn
5eをnd−0,4961prn例ける−11により、
膜の吸収か無いとすれば反射率を零にすることが出来る
。現実にd:、Ba F2膜の吸収係数がβ−15(J
=と大きく大出力CO2レーザ用とし、てにJ[不適当
であることが結論された。仲)他の組合せとしてBaF
2の替りに四弗化トリウムを使用した二層反射防11−
1摸としてZn5e基板トにThF、、をnd=== 
1 。3992 pmイマ]けさらにZnS3をn d
 = 0.5566 p vn付けるitが考えられる
。この方法の欠点はThF4が放射慴っ物質であるため
に作業上の安全性におとり、さら(て我が国においては
放射性規制給費の指定を受けてL−11?/、律的にも
使用が知かしく、かつ11)、純度のThF4:j・友
−トすることがlA4’Jdtな状況にある。現在氏4
・が友「出来る純度のThF、、の蒸着膜の吸収係数(
佳βニー15〜30cm−1と大きく)〈出力002レ
ー−リLl、l 、J−してd、不適当であることか結
1倫された。
[ヅ1−の従来例を1とめると表の様になる。
表 従来例にあるZn5e用 反躬防11−膜の種類と特性 1一層表から判る様に吸収が少なく大パワー用に(・k
l(1出来るもの目、PbF2 にかきら、#するが面
口猿境性に劣るため総合的に満足なものは無い。
発明の1−1的 本発明の1−1的(+1−AS2 Se 3がピンホー
ルの出来にくいというアモルファス状態の膜であるとい
う利点とPbF2の持つ低吸収ゼ1の利点を利用するこ
とにより、化学的安定性が]ψIIり、He−Neレー
ザ)1−に肘しても良好な透過特性を有し、太パ17−
炭酸ガスレーザにも使用出来る吸収の少ない従って面、
1光力の高いレーザ光学部品を程供するものである。
発明の構成 本発明のレーザ光学部品d:、AS2S63であられさ
れるカルコケナイドガラス層を、セレン化曲鉛(ZnS
e )基板上に形成し、その上に1層以」−の誘電体層
を形成し、さらに最外誘電体層上に、AS2S63であ
られされる三七レン化ヒ素なるカルコゲナイドガラス層
を設けるようK t、たものである。As2Se3より
なる膜はアモルファス状態を示し本質的にピンホールか
出来にくい特性を有するため中間のri%電体層の化学
的不安定性を保護し、結果として光学部品の化学的安定
性を増加するものである。
実施例の説明 As2Se3とPbF2を使用したZn5e用反’A−
J防11膜を実施例1に、部分反I、I−J′膜を実施
例2.3に示す。
〈実施例1〉 第1ト(i Q−1:Z n Se J、(板1−の:
層反射l(1,+l−膜の膜構造6・示を図でrp)る
。図中、1i、l、両面が超精密に研磨;’; ?1 
/(−Z n S e J、(’t&、2に1、I+r
!折率約2.8なる玉セレ) fLヒ素(As2Se3
)ノブラスであり、光学的Y9みn(1= 2,657
.nn7’:ある。3は肋折率約1.55なる化1ヒ沿
(PbF2)で光学的F!みnd = 1.4161t
tnである。94は2と同じAs2Se3で、光学的厚
みn d −0,6132/1rrIである。以上の様
にそれぞれの物V」をZn5e基板1上に順次抵抗加熱
真空蒸着法等を用い形成する。このような三層構造によ
る反射11j+l・膜の分′に特性11各膜の吸収を零
とし/こ近似において第2図に示す様になり波長10.
6μmにおいて反射率か零になる事が示される。各蒸着
膜の吸11又[糸数をち一寄し反射膜1ト膜の全吸収を
nft定すると以下の様になる。三層反qt防市膜の場
合、反射1;1)11膜内の電1ノー強度を考!(Wす
ると金吸1(y(nd)total (は各膜の吸収(
β1dl)の総相の約2分の1、、に近(1゛4出来る
。ここでβ1は、各膜の吸収係数、di (・」、各模
の即みである。本実施例の場合第一層の吸収β1d1Q
、 2CI11.  Xo、95 X 10 Cm=、
 1.9X10  。
すなわち約0.019形である。第二層の吸収β2d2
Lfi2(]  、<0.91 Xl 01−Hl、8
X10  、すなわちt々10.018Φである。第E
層の吸収β3d3(ξV2側X0.22X10  Cm
T:0.004%である。従−)で=−2層膜の全吸収
は約0.02 影となる。この1ゾq・1防I]−膜に
10KWという大パワーの炭酸ガスレーザ尤カ人q寸し
た場合に附、10KWの人身寸パワーの0.02%が熱
として発生する。すなわち2Wの熱発生源として作用す
るがこの程度の熱発生−一実用の冷却Jjυ、で十分対
処出来、光学部品のfitν壊の原因とはならない。
なおこの反肘防市膜でのHe−Neレーザ光に対する透
過率は約6ot?、5以上ありビームアライメントも容
劾である。又A((【弱いPbF2をAs2Se3なる
ピンホールの出来にくいカルコゲナイドガラスてf’+
3護しているのでI耐水性に優れている。
以上のように、本実施例の玉層反射防市膜は10.6μ
m波長に対する吸収が。、02影吉少なく、光軸調整作
業時に採用されるHe−Neし〜ザ光にも良好な透過性
を有し、耐水性にもすぐ−L″Lでいる人−め、大パワ
ーの炭酸ガスレーザ月]の反射[(〕1月1゛膜、!:
 i、−c実用1.部分な効果を発揮する。
く実施例2) 第3図d:本発明の第2の実施例であるZn5e基(1
i1−での百層部分反射膜(IV、躬率約69の)の膜
(−14亡肴二示す図である。図中1は両面が超精密に
研磨されたZn5e基板である。2は屈折率約2.8な
るカルコゲナイドガラスAS2Sle3であり光学的厚
みnd = 2.66 Itrnである。5は屈折率約
1.55なるPbF2で光学的1ワみnd=2.65μ
mである。
本実施例の場合PbF2膜5の上に史にAs2Se3膜
2が設けられている。」以上の様にそれぞれの物質をZ
n5e清板1上に順次低抗加熱頁空蒸着法等を用い蒸着
する。本三層構iNによる部分反射膜の分光特性(は各
膜の吸収を零とし/こ近似1/(おいて第4図に示す様
になり波長10.6μmにおいて反射率が約69影とな
るI’が示される。部分反射膜の全吸収を1イイ定する
と約0.07%となり、10KWという太パワー炭酸ガ
スレーザ光による熱発生パワー j7L7 Wでありこ
の程度の熱発生は実用の冷却方法で十分対処出来、光学
部品の破壊の原因、、Litならない。本玉層部分透過
膜は実施例1の場合と同様に10.6μm波長に対する
吸収が少なく、光軸調整作業時に採用されるHe−Ne
レーザ光にも良好な透過性で代表される高品位光学特性
を有し、耐水性に代表されるところの化学安定性に冨む
総合的特性を具備しているので、大パワーの炭酸ガスレ
ーザ用の部分反射膜として実用上十分な効果を発揮する
実施例 第5図(はZn88基板上でのlj層部分反射膜(反射
率約89%)の膜構造を示す図である。図中1は両面が
超精密に研磨されたZn5e基板、2は屈折率約2.8
なるカルコケナイドガラスAS2 Se3であり、光学
的厚みnd = 2.65μmである。5は1「l折率
約1.55なるPbF2で光学的厚みnd ==2.6
6μmである。以」二の様に基板1のトに、AS2S8
3膜2とPbF2膜5とをこの順に順次抵抗加熱法等を
用いて蒸着する。本五層構造による部分反射膜の分光特
性は各膜の吸収を零とし/こ近似にI、−いて第6図に
示す様になり波長10,6 ltmに、1.−いて反射
率が約89%となる!1!が示される。部分反射膜の全
吸収を推定すると約0.12%となり、10KWという
大パワー炭酸ガスレーザ光による熱発生パワー(r−:
112 Wてありこの程度の熱発生は実111の冷却J
j法で−1−分対処出来、光学部品の破壊の原因とに:
ならない。本Tr層部分透過膜は実施例1.2の場合と
同様に10.6μ7n波長に対する吸収が少なく、光軸
、1.!i1整作業時に採用されるHe−Ne レーザ
光にも良好な透過性で代表される高品位光学特性を有(
〜、耐水性に代表されるところの化学安定性に富む総合
的特性を具備しているのて、大パワーの炭酸ガスレーザ
用の部分反射膜として実用−1−十分な効果を発揮する
発明の効果 以上の実施例で示した様にZn5e基板に用いる各種光
学特性を持つ誘電体多層膜、(例えば反射131月]−
膜1部分透過膜等)を構成する要素膜のうち基板と接す
る第一層にピンホールの出来にくいカルコゲナイドガラ
スであるA S 2 S e 3膜を使用し、さらに−
計外側の表面膜とし7てもAs2Se3膜を使用するこ
とにより中間層の化学的不安定1〈1−を保刑する保護
膜どしての効果をも発揮する。このAs 2Se 3と
中間層に使用するPb F2膜は炭酸ガスレー→ノー光
に対する吸収が少ないので10KWレベルの大パワー炭
酸ガスレーザ光のZn Se 窓、レンズ。
出力結合鏡、ビーノ、スプリッター等を実現可能にする
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1の実施例であるZn Se用反
射防雨膜の断面図、第2図は前記反射防山、膜の反射率
波長(衣存性を示す図、第3図は本発明の第2の実施例
2であるZn5e用部分反射膜の断面図、第4図は前記
部分反別膜の反射率波長依存性を示す図、第5図は第3
の実施例であるZn5e用部分反9=j膜の断面図、第
6図は前記部分反射膜の反射率波長依存性を示す図であ
る。 1・・・・・Zn5e基板、2z・・・・光学的厚みn
d −2,65μmなるAS 2 S e 3膜、3−
=光学的厚みnd=1.416μmなるPbF2膜、4
・・・・・光学的厚みnd = 0.61321trn
なるAS2Se3膜、5−=光学的112みnd = 
2,651trnなるAs2Se3膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
 1  図 第2図 ヌ沢ζ  羊ト2(7り7η〕

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セレン化亜鉛(ZnSe  )基板I−,I−ζ
    、As2Se3で表わさ扛る第1のカルコゲナイドガラ
    ス層を作して少−なくとも1層の誘電体膜を設け、前記
    誘電体膜+571s2Se3で表わさハる第2のカルコ
    ケナイドガラス層で治ったことを特徴とするレーザ光学
    部品。
  2. (2)  7”、〜電体膜が弗化鉛である特許請求の範
    囲第1項記載のレーザ光学部品。
JP58011780A 1983-01-27 1983-01-27 レ−ザ光学部品 Granted JPS5918902A (ja)

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JP58011780A JPS5918902A (ja) 1983-01-27 1983-01-27 レ−ザ光学部品

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JPS5918902A true JPS5918902A (ja) 1984-01-31
JPS6214801B2 JPS6214801B2 (ja) 1987-04-03

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242402A (ja) * 1984-05-17 1985-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザ光学部品

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4075385A (en) * 1977-04-01 1978-02-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Anti-reflective coating for high energy optical components

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JPS6214801B2 (ja) 1987-04-03

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