JPS60125801A - 赤外透過材用反射防止膜 - Google Patents

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】 本発明は赤外光透過材料の反射による損失を　・防止す
るために設ける反射防止膜に関するものである。

赤外し１２過材料として知られている臭化鋼、塩化銀等
の銀ノ・ライド、ＫＨ２−５、ｘｕ６−６等のタリウム
／・ライドによる結晶材料は、ａｏ２レーザ光透過用窓
材及び００３レーザ光伝送用フアイバ材料として有望視
されている。しかしながら、これらの材料は００．レー
ザ光の波長１０６μｍにおいていづれも屈折率が大きく
、従ってその表面に入射する光の反射率は大きい。第１
表に各材料の００．レーザ光の波長１０．６μｍＫおけ
る屈折密と反射率を示す。

第１表 各材料とも反射率は１０％以上に達する。そこでこの反
射損を軽減し、窓及び７アイパーの透過率を向上するこ
とは重要である。反射損を軽減する方法としては、無反
射コーテイング膜を施す方法が知られている。単層の無
反射コーティングは基板表面に、その基板の屈折率ｎの
平方根ｒに等しい屈折率をもつ材料を厚さｄ−λ／　４
ｎ　（２：伝送する光の波長）だけ膜を形成することに
より、反射率をゼロにしうる龜のである。上記材薄の屈
折率の平方根ｉは第１表に示すように１４〜１．６の値
である。赤外域において透明でかつ屈折率がｔ４〜１．
６の値である材料として臭化カリウム、塩化カリウム、
塩化ナトリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウムが
ある。これらの材料の１０．６μｍ　の波長における屈
折率及び吸収係数を第２表に示す。

第２表 これらの材料を臭化銀、塩化銀、ＫＲ８〜５、ＫＲＳ＝
６の界面にλ、／　４　ｎの厚さたけ膜に形成すること
によυ反射率を約５％以下に減少させることが可能であ
る。しかしながら、フッ化カルシウム、フッ化バリウム
の場合、第２表に示すように吸収係数が比較的大きく、
高出力のＣｏ、レーザ光を透過させる用途としては膜の
吸収による損傷をうけやすく、不適当である。

一方、臭化カリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムの
場合、吸収係数は充分に小さＸ／＞が、これらの材料は
いづれも潮解性があり、空気中の水分を吸収して膜が分
解してしまう欠点があり、長時間安定な反射防止膜とは
なり得ない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そのｈ的と
する所は、臭化カリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウ
ムのような反射損を軽減できるが水に対する溶解度の大
きい材料からなる膜を水分に対して安定な赤外透過材料
からなる膜によっておおうことによシ、内層を水分から
保穫し、かつ、その外側の保護層に二層反射防止膜の外
層の役割をもたせて反射防止効果を減少させないように
することにある。また、臭化銀、塩化銀の場合、可視・
紫外光の照射によって分解する性質があるため、外側の
保護層に可視・紫外光に対して不透明な材料を用いるこ
とによシ、基板の臭化銀、塩化銀が可視・紫外光の照射
を受けることを防いで、臭化銀、塩化銀自体の光の透過
率の減少を防止することも、本発明の目的である。

一般に二層の反射防止膜の場合、内層および外層膜の屈
折率の組合せが、基板の屈折率ｎとの関係で、第２図の
斜線部の範囲内にあるとき、反射率がゼロとな）うるこ
とが知られている〔Ｋ、５ｃｈｕｓｔｅｒ、Ａｎｎ、Ｐ
ｈｙｅ、　、　８１ｘｔｈ　８ｅｒ、　４　Ｓ　５２（
１９４９）〕。

本発明では基板として、第１表に示すような屈折率（ｎ
）を有し、β　が１．４〜１．６の範囲にある臭化銀、
塩化銀およびこれらの混晶等の銀ハライド、塩化タリウ
ム、臭化タリウム、沃化タリウムおよびこれらの混晶等
のタリウムノ１ライドからなる赤外透過材料を用い、そ
れに対して設ける反射防止膜の内層として、屈折率が上
記βと同様の範囲にあるアルカリノ・ライドを用い、反
射防止膜の外層として、上記第２図斜線部の範囲に、反
射防止膜の内層および外層の屈折率の組合せが入るもの
を選んで反射率をゼロにすると共に、水分に対して安定
な赤外透過材料を用いればよく、その具体例として臭化
銀。

塩化銀、およびこれらの混晶、塩化タリウム、臭化タリ
ウム、ヨウ化タリウムおよびこれらの混晶、フッ化鉛等
が挙げられる。また上記外層に適した水分に対して安定
等の性質をもち、更に可視光、紫外光に対して不透明で
硬い膜が形成されるという性質をも併せもつ硫化亜鉛、
ゲルマニウム、シリコン、テルル化カドｓ　ラム、ヒ累
化ガリウムも外層材料として適しておシ、これらを用い
た場合には、前記のように基板の可視光−紫外光による
分解を防ぐという効果も奏せられるものである。

次に各外層膜材料の１０６μｍ　の波長における屈折率
、及び透過波長領域を第３表に示す。

第６表 第３表に掲げた材料はいづれも水分に対して安定で、潮
解性のある内層膜に対して充分保穫層となりうるもので
あるが、ゲルマニウム、シリコン、テルル化カドミウム
、ヒ素化ガリウムは可視・紫外光を通さず、従って塩化
銀、臭化銀のような感光性のある材料に対する無反射コ
ーティングにこれらを外層膜材料として用いれば塩化銀
、臭化銀の分解を防止する機能をもつことが可能である
。内層及び外層の膜材料は第２表のアルカリハライド類
、第３表の中の材料のうち、第２図の斜線部の範囲内に
ある屈折率を有するものを任意に組合わせて用いること
ができる。

以下、本発明を実施例を単げて説明する。

例１ 第１図において１は臭化銀結晶板である。反射防止膜は
真空蒸着法により塩化カリウムの内層２と臭化銀の外層
３から形成した。ここで基体、反射防止膜の内層および
外層の５者の屈折率についてみると、臭化銀の場合ｎ　
＝　２．１７、β−１，４７であるだめ内層の塩化カリ
ウム（１０、６ｐｍ　の波長における屈折率１．４　ｓ
　）、外層の臭化銀（１０６μｍ　の波長における屈折
率２゜１７）なる組合わせは第２図の斜線部Ａの範囲内
に入シ、反射率をゼロとすることができる。

第１図の内層２は潮解性のある塩化カリウムでで祇でお
ね、とれ′＆−６の索令に対ｉ、て安常々鼻化銀の膜で
完全におおうことにより、反射防止膜は水分に対して安
定となυ長時間分解するととなく、初期の無反射の効果
を維持できる。

各層の膜厚は次の条件から決定される（オーム社、薄膜
工学ハンドブック、ｐＨ−２９７’ｌ。

Ａ　−１−ｎＢ　−０−ｎＤ　＝　０ ここで Ａ−００Ｓ　δ、００８δ２−−　Ｓ石δ］　８石６２
ｌ ｎｚ　ｎｌ Ｏ＝　ｌ　（ｎ１ｓｔｎＪ１００Ｂｌｊ２　＋ＩＩＪ　
０Ｏ８Ｊ１ｓｉｎＪ２　）Ｄ＝−ｓｉｎδ１ｓｉｏδ、
十〇Ｏ８δ１ｃｏｓδ２２ （ｉ＝、／−７） δ’　”’　”Ｉ　ｄＩ　（ｎｌ　＋ｄｌ　’外層の屈
折率、膜厚）λ この実施例では内層を１．８２μｍ外層を２．４１μｍ
　の厚さに膜を施すことにょシ反射率は１％以下となっ
た。

またこの２層コーティングの有効性を調査するため同様
の臭化銀結晶板に塩化カリウムを一層のみ、膜厚１，８
２μｍ　、真空蒸着法にょシコーティングしたものと上
記２層コーティングしたものとを比較した。

一層コーティングのものでもコーティング直後は反射率
１％以下であったが温度６０％の常温中に放置しておく
と２日でコーテイング膜が白濁し、００．レーザ光の透
過性も初期値の９９％以上から８０％に低下した。他方
、上記実施例の２層コーティングでは同一の放置条件下
でＣＯ！レーザ光の透過性は初期値の９９％以上を１力
月以上にわたって維持した。

例２ 第１図において１は臭化銀結晶であシ、反射防止膜は塩
化カリウムの内層２とテルル化カドミウム３の外層から
できている。外層材料テルル化カドミウムの１０，６μ
ｍ　の波長における屈折率Ｆｉ２．６７でｓｂこの二つ
の膜の組合わせは反射率をゼロとできる組合せであるご
とは第２図かられかる。本実施例では内層を１．８２μ
ｍ、外層を２．１０μｍ　の厚さに膜を施した。この実
施例の場合、内層２の塩化カリウムの水分による分解を
外層３のテルル化カドミウムによって保護できることは
前実施例と同様であるが、基板材料である臭化銀結晶１
の可視・紫外光による分解を防止することが可能である
。即ち外層３のテルル化カドミウムの透過波長領域は０
．９μｍ〜１５μｍであυ、可視・紫外光に対しては不
透明である。従って外部から入射する可視・紫外光が存
在しても、外層３によりそれらは遮断され、基板材料で
ある臭化銀結晶１はそれによる分解を生じない。こうし
てこの反射防止膜は水分に対して長時間、初期の性能を
維持できるはかりでなく、基板材料に対して可視・紫外
光のカットフィルターとしての役割を合わせもつ。

本実施例を塩化カリウム一層コーティングと比較したデ
ータは次の通シである。

前記実施例と同一の湿度６０％の常温中における長時間
ｐ置において本実施例のコーテイング膜では００２　レ
ーザ光の透過性が初期値の９９％以上を１力月以上維持
した。

さらに請人下の戸外に塩化カリウム／テルル化カドミウ
ム膜をコーティングした臭化銀結晶板を１日放置した場
合ＣＯ２レーザ光透過性は全く変化しなかったのに対し
塩化カリウムを一層コーティングした臭化銀結晶では２
時間同様の条件で放置後基板の臭化銀結晶が太陽光の可
視紫外線で感光し、黒色に変色ＣＯ，レーザ光の透過性
は２０％にまで低下した。

例３ 基板、内層および外層の材料を第４表に示すように変え
たほかは例１と同様にして得た赤外透過材の反射防止膜
の安定性を試験して第４表に示されるような結果を得た
。

以上に説明したように、本発明によって水分に対して安
定であり長期にわたって性能の劣化を生じない赤外透過
材料の反射防止膜を形成でき、更に基板材料に可視・紫
外光が達するのを防止し、基板材料の分解を防止するカ
ットフィルタの役割をも合わせもつ赤外透過材料の反射
防止膜をも製作可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の反射防止膜を設けてなる赤外透過材の
構成を示す断面図であり、第２図は基板に２層の反射防
止膜を設けた場合の反射率がゼロとなる条件を示す図で
ある。 代理人　内　１）　明 代理人　萩　原　亮　−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　銀ハライドまたはクリラムハライドから麦る赤
   外透過材の表面、またはこれらの材料からつくられる赤
   外光用結晶ファイバーの入出力端面に設けた、アルカリ
   ハライド膜の内層および更にその上に設けた水分に対し
   て安定々赤外透過性膜の外層の２層からなシ、該内層屈
   折率、外層屈折率が赤外透過材の屈折率ｎで示しだ第２
   図の斜線部の範囲にあることを特徴とする、赤外透過材
   用反射防止膜。
2. （２）外層が臭化銀、塩化銀、およびこれらの混晶、塩
   化タリウム、臭化タリウム、ヨウ化タリウム、およびこ
   れらの混晶またはフッ化鉛の水分に対して安定な膜であ
   る特許請求の範囲第１項記載の赤外透過材用反射防止膜
   。
3. （３）外層が硫化亜鉛、ゲルマニウム、シリコン、テル
   ル化カドミウムまたはヒ素化ガリウムの、水分に対して
   安定で硬く、かつ可視交、紫外光に対して不透明な膜で
   ある特許請求の範囲第１項記載の赤外透過材用反射防止
   膜。
4. （４）　内層および外層を蒸着により設けた特許請求の
   範囲第１項記載の赤外透過材用反射防止膜。