KR20210042109A - 광각 적용 고반사 미러 - Google Patents

광각 적용 고반사 미러 Download PDF

Info

Publication number
KR20210042109A
KR20210042109A KR1020217004611A KR20217004611A KR20210042109A KR 20210042109 A KR20210042109 A KR 20210042109A KR 1020217004611 A KR1020217004611 A KR 1020217004611A KR 20217004611 A KR20217004611 A KR 20217004611A KR 20210042109 A KR20210042109 A KR 20210042109A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
refractive index
wide
film layer
angle
Prior art date
Application number
KR1020217004611A
Other languages
English (en)
Inventor
리 우
져 리우
광롱 유
위 리
옌 수
지치앙 린
Original Assignee
푸저우 포톱 옵틱스 컴퍼니 리미티드
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 푸저우 포톱 옵틱스 컴퍼니 리미티드 filed Critical 푸저우 포톱 옵틱스 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20210042109A publication Critical patent/KR20210042109A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/085Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal
    • G02B5/0858Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal the reflecting layers comprising a single metallic layer with one or more dielectric layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/085Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal
    • G02B5/0875Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal the reflecting layers comprising two or more metallic layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0883Mirrors with a refractive index gradient

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

본 발명은 800 내지 4000 nm의 파장 범위와 부분적으로 겹치는 반사 대역을 갖는 광각 적용 고반사 미러를 제공한다. 상기 미러는 복수의 고굴절률 박막층과 복수의 저굴절률 박막층이 교대로 적층된 박막 시스템을 포함하고, 상기 고굴절률 박막층의 재료는 SiH, 또는 SiOxHy, 또는 SiOxNy 중 하나 또는 이들의 혼합물이다. 고반사 미러는 상기 반사 대역은 큰 각도 범위에 걸쳐 입사각이 0 내지 60 도에 이르며 99 % 이상의 반사를 달성할 수 있다.

Description

광각 적용 고반사 미러
본 발명은 광학 렌즈 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광각 적용 고반사 미러에 관한 것이다.
반사 미러는 광통신, 이미징, 계측 및 감지 분야에서 가장 널리 사용되는 장치 중 하나이다. 이러한 반사 미러의 경우, 종종 진공 코팅 기술을 사용하여 특정 기판에 하나 또는 여러 층의 재료를 코팅함으로써 반사광 증가 목적이 달성된다.
일반적으로, 광각 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해, 반사 미러는 금속 박막층으로 코팅되어야 한다. 그러나, 금속 필름은 "소프트 필름"에 속하며 내마모성이 낮고 환경 신뢰성이 낮으며 수명이 짧다는 단점이 있다. 신뢰성을 향상시키기 위해 단일 또는 다중 하드 유전체 박막이 강화된 보호층(예를 들어, Nb2O5, Ta2O5, Al2O3 또는 SiO2와 같은 경질 유전체 산화물층)으로 추가 되어도, 종래의 모든 유전체 박막 사이에 여전히 큰 신뢰성 격차가 있다. 반면에, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SiO2 및 이들의 혼합물과 같은 기존의 산화물 또는 불소 전유전체 물질을 사용하면, 미러는 우수한 환경 신뢰성과 수명을 갖지만, 입사각이 증가하는 동안 반사 대역의 중심 파장이 단파장으로 크게 이동하는 단점이 있어, 결국 광범위한 입사각에 사용할 수 없다.
상기 문제점을 고려하여, 본 발명은 종래 반사 미러의 입사각 범위를 개선함과 동시에 우수한 신뢰성과 수명을 보장하는 몇 가지 기술적 개선을 개시한다.
본 발명의 목적은 광각 적용을 위한 고반사 미러를 제공하는 것이다. 본 발명은 기존 미러의 입사각 범위를 개선하는 동시에 우수한 신뢰성과 수명을 보장한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 기술적 방안을 채택한다:
800 내지 4000nm의 파장 범위와 부분적으로 중첩되는 반사 대역을 갖는 광각 적용 고반사 미러로서, 상기 반사 미러는: 교대로 적층된 복수의 고굴절률 박막층 및 복수의 저굴절률 박막층을 포함하며, 고굴절률 박막층의 재료는 SiH, 또는 SiOxHy, 또는 SiOxNy, 또는 이들의 혼합물이고, 고굴절률 박막층의 각 층은 800 내지 4000nm의 파장 범위에서 3보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 반사 대역은 상기 반사 대역은 입사각이 큰 각도 범위에 걸쳐 0 내지 60 도에 이르며 반사율이 99 % 이상이다.
바람직하게는, 고굴절률 박막층은 800 내지 1100nm의 파장 범위에서 3.5보다 큰 굴절률을 갖는다.
바람직하게는, 저굴절률 박막층의 재료는 TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, SixNy 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다.
바람직하게는, 박막 시스템의 가장 안쪽면에 위치한 금속 박막층을 더 포함하고 상기 금속 박막층은 Cr, Ta, Ti, Nb, Ni, Au, Ag, Cu, Al 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다.
박막 시스템을 운반하기 위한 기판을 더 포함하고, 상기 기판 재료는 실리콘 재료, 실리카 기반 유리, 플라스틱, 사파이어, 실리콘 카바이드 및 강화 유리의 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다.
본 발명은 800 내지 4000nm의 파장 범위와 부분적으로 중첩되는 반사 대역을 구현하기 위해, 상기 반사 대역은 0 내지 60 도의 입사각 범위에서 99 % 이상의 반사율을 갖는 유익한 효과를 갖도록 상기 기술적 해결 방안을 채택한다. 바람직하게는, 반사 대역은 0 내지 80 도의 입사각 범위에서 99 % 이상의 반사율을 갖는다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명은 첨부 도면 및 특정 실시예를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명 될 것이다.
도 1은 본 발명의 구조의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 반사율과 파장 간의 관계를 나타내는 도표이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 대역의 평균 반사율과 입사각 간의 관계를 나타내는 도표이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1에 따른 반사율과 파장 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 비교예 1에 따른 반사 대역의 평균 반사율과 입사각의 관계를 나타내는 도표이다.
도 6은 본 발명의 비교예 2에 따른 반사율과 파장 간의 관계를 나타내는 도표이다.
도 7은 본 발명의 비교예 2에 따른 반사 대역의 평균 반사율과 입사각의 관계를 나타내는 도표이다.
본 발명은 예시적인 실시예 및 비교예와 관련하여 아래에서 더 설명될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 800 내지 4000nm의 파장 범위와 부분적으로 중첩되는 반사 대역을 갖는 본 발명의 광각 적용 고반사 미러로서, 상기 반사 미러는: 교대로 적층된 복수의 고굴절률 박막층(1) 및 복수의 저굴절률 박막층(2)을 포함하고; 고굴절률 박막층 재료는 SiH, 또는 SiOxHy, 또는 SiOxNy, 또는 이들의 혼합물이고, 고굴절률 박막층의 각 층은 800 내지 4000nm의 파장 범위에서 3보다 큰 굴절률을 가지며, 반사 대역은 큰 각도 범위에 걸쳐 0 내지 60 도의 입사각 범위에서 반사율이 99 % 이상인 광각 적용 고반사 미러가 제공된다.
고굴절률 박막층(2)은 800 내지 1100nm의 파장 범위에서 3.5 이상의 굴절률을 갖는다.
저굴절률 박막층(1)의 재료는 TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, SixNy 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다.
박막층은 박막 시스템의 가장 안쪽면에 위치한 금속 박막층을 더 포함하고, 상기 금속 박막층은 Cr, Ta, Ti, Nb, Ni, Au, Ag, Cu, Al 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다.
반사 미러는 박막 시스템을 운반하기 위한 기판을 더 포함하고, 상기 기판 재료는 실리콘 재료, 실리카 기반 유리, 플라스틱, 사파이어, 실리콘 카바이드 및 강화 유리의 하나 또는 둘 이상의 혼합물이다.
실시예 1
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 광각 적용 고반사 미러는 850 nm 내지 950 nm 범위의 고반사 대역을 가지며, 그 구조는 교대로 적증된 복수의 고굴절률 박막층(1) 및 복수의 저굴절률 박막층(2)으로 형성된다.
고굴절률 박막층의 재료는 SiH이고 900nm 부근의 굴절률은 3.6이다.
저굴절률 박막층의 재료는 SiO2이고 900nm 부근의 굴절률은 1.48이다.
기판의 재료는 일반적인 K9 광학 유리이다.
본 발명의 반사 대역은 입사각이 0 내지 80 도에 이르며 반사율이 99 % 이상이다. 또한, 광통신 및 자동차 제품의 내마모성 및 고온 및 고습 내성의 신뢰성 요건을 충족시킬 수 있다. 도 2는 실시예 1의 반사율과 파장 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
비교예 1
광각 적용 고반사 미러는 850 nm 내지 950 nm 범위의 높은 반사 대역을 가지며 상기 반사 대역은 금막을 포함한다.
기판의 재료는 일반적인 K9 광학 유리이다.
예시적인 실시예 1 및 비교예 1의 미러 간의 성능 비교:
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 타겟 반사 대역은 대략 0 내지 85 도의 입사각의 애플리케이션을 만족시킬 수 있다. 비교예 1의 고반사 대역은입사각이 0 내지 80 도에 이르며 반사율이 96 % 이상이다.
낮은 반사율로 인해 광경로의 손실이 증가되고 광학 시스템의 신호 대 잡음비가 감소된다. 더욱이, 금막 재료를 공기에 노출시키면 반사 미러가 습기, 습도 및 마모에 대한 내성이 떨어지고 열악한 환경의 요구 사항을 충족하지 못하게 된다.
비교예 2
광각 적용 고반사 미러는 850nm 내지 950nm 범위의 고반사 대역을 가지며, 그 구조는 교대로 적층된 복수의 고굴절률 박막층과 복수의 저굴절률 박막층을 포함한다.
고굴절률 박막층의 재료는 TiO2이고 900nm 부근의 굴절률은 2.25이다.
저굴절률 박막층의 재료는 SiO2이고 900nm 부근의 굴절률은 1.48이다.
기판의 재료는 일반적인 K9 광학 유리이다.
예시적인 실시예 1 및 비교예 2의 미러 간의 성능 비교:
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 비교예 2에서, 타켓 반사 대역에서 99 % 보다 큰 반사율을 달성할 수 있지만, 이 반사율을 충족하면 입사각이 0 도에서 약 50 도까지로 적용 각도가 제한될 수 있다. 입사각이 증가함에 따라, 박막 시스템의 전체적인 형태는 단파장 방향으로 이동하고, 50 내지 80 도의 적용 범위에서 반사율이 크게 저하된다.
입사각의 범위가 작기 때문에 시야가 큰 광학 시스템에 적용하기에 한계가 있다. 이 반사 미러를 기반으로 한 시스템은 큰 각도 입사의 경우에 사용될 수 없다.

Claims (6)

  1. 800 내지 4000nm의 파장 범위와 부분적으로 중첩되는 반사 대역을 갖는 광각 적용 고반사 미러로서, 상기 고반사 미러는:
    교대로 적층된 복수의 고굴절률 박막층 및 복수의 저굴절률 박막층을 포함하고,
    상기 고굴절률 박막층의 재료는 SiH, 또는 SiOxHy, 또는 SiOxNy, 또는 이들의 혼합물이며, 상기 고굴절률 박막층의 각 층은 800 내지 4000nm의 파장 범위에서 3보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 반사 대역은 큰 각도 범위에 걸쳐 입사각이 0 내지 60 도에 이르며 반사율이 99 % 이상인 광각 적용 고반사 미러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    고굴절률 박막층은 800 내지 1100nm의 파장 범위에서 3.5보다 큰 굴절률을 갖는 광각 적용 고반사 미러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    저굴절률 박막층의 재료는 TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, SixNy 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 광각 적용 고반사 미러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    800 내지 4000nm의 파장 범위와 부분적으로 중첩되는 반사 대역이 제공되며, 상기 반사 대역은 0 내지 80 도의 입사각 범위에서 반사율이 99 % 이상인 광각 적용 고반사 미러.
  5. 제 1 항에 있어서,
    박막 시스템은 상기 박막 시스템의 가장 안쪽면에 위치한 금속 박막층을 더 포함하고, 상기 금속 박막층은 Cr, Ta, Ti, Nb, Ni, Au, Ag, Cu, Al 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 광각 적용 고반사 미러.
  6. 제 1 항에 있어서,
    기판의 재료는 실리콘 재료, 실리카 기반 유리, 플라스틱, 사파이어, 실리콘 카바이드 및 강화 유리의 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 광각 적용 고반사 미러.
KR1020217004611A 2018-07-18 2018-09-12 광각 적용 고반사 미러 KR20210042109A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810792202.2 2018-07-18
CN201810792202.2A CN110737036A (zh) 2018-07-18 2018-07-18 宽角度应用高反射镜
PCT/CN2018/105140 WO2020015101A1 (zh) 2018-07-18 2018-09-12 宽角度应用高反射镜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210042109A true KR20210042109A (ko) 2021-04-16

Family

ID=69163602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217004611A KR20210042109A (ko) 2018-07-18 2018-09-12 광각 적용 고반사 미러

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210356633A1 (ko)
JP (1) JP2022500706A (ko)
KR (1) KR20210042109A (ko)
CN (1) CN110737036A (ko)
WO (1) WO2020015101A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4133554A1 (en) 2020-04-10 2023-02-15 CommScope Technologies LLC Improved module for a cellular communications monopole
CN115201949A (zh) * 2021-04-12 2022-10-18 福州高意光学有限公司 宽带反射镜

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6572975B2 (en) * 2001-08-24 2003-06-03 General Electric Company Optically coated article and method for its preparation
JP2006317603A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Central Glass Co Ltd 表面鏡
US20060262389A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-23 Christoph Zaczek Reflective optical element for ultraviolet radiation, projection optical system and projection exposure system therewith, and method for forming the same
EP2187245A1 (en) * 2008-07-07 2010-05-19 Konica Minolta Opto, Inc. Mirror structure
JP5229075B2 (ja) * 2008-07-28 2013-07-03 日本電気硝子株式会社 広帯域反射鏡
TWI684031B (zh) * 2012-07-16 2020-02-01 美商唯亞威方案公司 光學濾波器及感測器系統
CN107255841B (zh) * 2012-11-30 2020-01-03 Agc株式会社 近红外线截止滤波器
CN103094390B (zh) * 2013-01-15 2015-04-22 河北师范大学 一种用于薄膜太阳能电池的碳基光子晶体背反射器及其制备方法
JP6302688B2 (ja) * 2014-02-03 2018-03-28 ジオマテック株式会社 高反射膜、高反射膜付き基板及び高反射膜の製造方法
JP6527390B2 (ja) * 2014-06-03 2019-06-05 積水化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス表示素子用封止剤
CN104369440B (zh) * 2014-09-19 2016-03-23 电子科技大学 用于激光器的全介质反射膜及其制备方法
CN107251650B (zh) * 2015-09-24 2021-06-01 积水化学工业株式会社 电子器件用密封剂及电子器件的制造方法
CN108463745B (zh) * 2015-09-29 2019-12-06 富士胶片株式会社 亲水性多层膜及其制造方法和摄像系统
US10170509B2 (en) * 2016-02-12 2019-01-01 Viavi Solutions Inc. Optical filter array
CN106324731A (zh) * 2016-10-28 2017-01-11 宜昌南玻显示器件有限公司 车载外视镜多功能反射膜及其制备方法
CN106324732B (zh) * 2016-11-16 2019-04-19 天津津航技术物理研究所 一种超宽带激光薄膜反射镜
JP6956557B2 (ja) * 2016-12-20 2021-11-02 共同印刷株式会社 光透過性吸湿フィルム及びその製造方法
JP6649243B2 (ja) * 2016-12-27 2020-02-19 双葉電子工業株式会社 乾燥剤組成物、封止構造、及び有機el素子
CN107315210B (zh) * 2017-08-15 2019-08-16 天津津航技术物理研究所 一种全向消偏振介质薄膜激光反射镜及设计方法
CN110737040B (zh) * 2018-07-18 2022-03-01 福州高意光学有限公司 3d识别滤光片
CN110737099B (zh) * 2018-07-18 2022-02-11 福州高意光学有限公司 偏振无关的分束器
CN108873135A (zh) * 2018-08-06 2018-11-23 信阳舜宇光学有限公司 一种近红外窄带滤光片及红外成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020015101A1 (zh) 2020-01-23
US20210356633A1 (en) 2021-11-18
CN110737036A (zh) 2020-01-31
JP2022500706A (ja) 2022-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4907846A (en) Thick, impact resistant antireflection coatings for IR transparent optical elements
EP3540478A2 (en) Optical device including stack of optical layers with functional treatment
CN105163939A (zh) 抗反射涂层
JP2007206172A (ja) 撮像系光学素子
JP7268086B2 (ja) 光学的特性及び機械的特性を有する光学デバイス
KR20210042109A (ko) 광각 적용 고반사 미러
CN101424748B (zh) 可见区、1.06μm和8-12μm三波段高效减反射膜
JP2013205805A (ja) 光学部材
CN110737099B (zh) 偏振无关的分束器
JP2001100024A (ja) 多層膜光フィルタ
JP2001100002A (ja) 反射防止膜及びそれを用いた光学部材
JP2004264438A (ja) 反射鏡及びそれを用いた光学機器
JPWO2021105978A5 (ko)
JP2001074903A (ja) 反射防止膜及び光学素子
JP7276800B2 (ja) 反射防止膜及びこれを有する光学部品
CN201364391Y (zh) 可见区、1.06μm和8-12μm三波段高效减反射膜
JP2007003936A (ja) 赤外域反射鏡及びその製造方法
JP3741692B2 (ja) 反射防止膜
JPH0915407A (ja) 反射光学素子
CN115201949A (zh) 宽带反射镜
CN221199978U (zh) 一种红光增透减反膜系
JPH1039105A (ja) 反射防止膜
JP7405405B2 (ja) 反射防止膜及びこれを有する光学素子、反射防止膜の製造方法
JP2002107505A (ja) 反射防止膜
CN117970538A (zh) 一种红光增透减反膜系

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal