TWI655453B - 光學構件及雷射加工器 - Google Patents

光學構件及雷射加工器 Download PDF

Info

Publication number
TWI655453B
TWI655453B TW106115767A TW106115767A TWI655453B TW I655453 B TWI655453 B TW I655453B TW 106115767 A TW106115767 A TW 106115767A TW 106115767 A TW106115767 A TW 106115767A TW I655453 B TWI655453 B TW I655453B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
optical member
thickness
substrate
laser
Prior art date
Application number
TW106115767A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201809731A (zh
Inventor
福永圭佑
中井秀和
Original Assignee
日商三菱電機股份有限公司
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 日商三菱電機股份有限公司 filed Critical 日商三菱電機股份有限公司
Publication of TW201809731A publication Critical patent/TW201809731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI655453B publication Critical patent/TWI655453B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明之光學構件係於Ge基板的至少一面，從該Ge基板側起依序積層氟化物膜、Ge膜、以及類鑽炭膜(DLC膜)。氟化物膜的膜厚以500nm至950nm為較佳，Ge膜的膜厚以50nm至150nm為較佳，DLC膜的膜厚以50nm至300nm為較佳。氟化物膜以由選自YF3、YbF3、及MgF2所構成之群組中之至少一種構成為較佳。

Description

光學構件及雷射加工器
本發明係關於一種光學構件及搭載此光學構件之雷射加工器。
以波長9μm至11μm振盪之CO2雷射係由於可高輸出振盪、樹脂的吸收率高等的因素，而使用於以智慧型手機為代表之電子裝置中內建之印刷電路板的開孔加工。
開孔加工用的雷射加工器中，由於聚光透鏡係設置於加工區域的上方，因而有加工時發生的樹脂的蒸氣、樹脂屑、銅屑等的髒污附著於聚光透鏡的問題。以往，為了防止上述問題，於聚光透鏡與被加工物之間配置稱為保護窗之光學構件，防止聚光透鏡的損傷、劣化。保護窗所需求的主要性能係對於屬紅外線之CO2雷射具有高穿透性，以及具有承受擦拭所附著之粉塵、濺屑等的耐磨耗性。
專利文獻1中，提案了下述的紅外線穿透構造體：於ZnS製基板的表面側，從基板面起依序積層有第 一Y2O3層、YF3層、第二Y2O3層及鑽狀炭層，並且提案了下述的紅外線穿透構造體：於ZnS製基板的表面側，從基板面起依序積層有厚度10至200nm的ZnS、Al2O3、Y2O3之任選一層、厚度100至750nm的Ge層、以及厚度500至2000nm的鑽狀炭層。
專利文獻1中，相較於至其為止的紅外線穿透構造，實現了具有優良的耐衝擊性與耐久性，且耐剝離性與穿透率優良的紅外線穿透構造體。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利公開公報特開2008-268277號
然而，專利文獻1提案之紅外線穿透構造體由於在最表層形成鑽狀炭層故耐磨耗性良好，但就作為雷射加工器的光學構件而言，係存在有無法獲得充分的光學性能之問題。以搭載此種光學構件之雷射加工器實施雷射加工時，光學構件係因吸收紅外線而於ZnS製基板發生溫度分布，產生所謂的熱透鏡效應，導致雷射的傳送精度降低。特別是搭載光學構件作為保護窗之開孔加工用的雷射加工器中，因光學構件吸收紅外線發生熱透鏡效應而無法實現期望的孔位置及孔形狀，而有產生偏離規格的不良品之問題。為了防止此種問題，開孔加工用的雷射加工器中， 以限制雷射加工的速度來實現所需的加工精度，惟，因為加工速度的限制，導致生產性降低。
本發明係為了解決上述問題而研創者，目的在於提供一種光學構件，對於CO2雷射具有高穿透性且耐磨耗性優良。
本發明之光學構件係於Ge基板的至少一面，從該Ge基板側起依序積層有氟化物膜、Ge膜、以及類鑽炭膜(DLC膜)。
依據本發明，可提供對於CO2雷射具有高穿透性且耐磨耗性優良的光學構件。另外，搭載有本發明的光學構件的雷射加工器，即使在高速加工時亦可進行高精度的加工。
10‧‧‧Ge基板
11‧‧‧氟化物膜
12‧‧‧Ge膜
13‧‧‧DLC膜
14、20‧‧‧多層膜
15‧‧‧反射防止膜
30‧‧‧雷射振盪器
31‧‧‧雷射光
32‧‧‧聚光透鏡
33‧‧‧被加工物
34‧‧‧保護窗
第1圖係顯示實施型態1之光學構件的構成之示意剖面圖。
第2圖係顯示實施型態1之光學構件的其他構成之示意剖面圖。
第3圖係顯示實施型態2之光學構件的構成之示意剖面圖。
第4圖係顯示實施型態3之雷射加工器的構成之示意圖。
第5圖係顯示實施例1的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第6圖係顯示比較例1的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第7圖係顯示實施例3的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第8圖係顯示實施例4的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第9圖係顯示實施例5的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第10圖係顯示實施例6的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第11圖係顯示實施例7的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
第12圖係顯示實施例8的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。
實施型態1
本發明的實施型態1之光學構件係於Ge基板的至少一面，從該Ge基板側起依序積層氟化物膜、Ge膜、以及類鑽炭膜(DLC膜)。
第1圖係顯示實施型態1之光學構件的構成之示意剖面圖。如第1圖所示，光學構件係於Ge基板10 的兩面設有多層膜14，該多層膜14係由積層於Ge基板10上的氟化物膜11、積層於氟化物膜11上的Ge膜12、以及積層於Ge膜12上的DLC膜13所構成。第2圖係顯示實施型態1之光學構件的其他構成之示意剖面圖。如第2圖所示，光學構件係於Ge基板10的一面設有多層膜14，而於Ge基板10的另一面設有相異於多層膜14的反射防止膜15，其中該多層膜14係由積層於Ge基板10上的氟化物膜11、積層於氟化物膜11上的Ge膜12、以及積層於Ge膜12上的DLC膜13所構成。
專利文獻1的光學構件係採用ZnS作為基板，惟，若用導熱率低的ZnS作為基板，於連續進行雷射加工之際，會於基板產生溫度分布。若產生如此的溫度分布，由於熱透鏡效應，會降低加工精度，因此，ZnS不適於作為雷射加工器用光學構件的基板。
對此，本發明的光學構件係採用導熱率高的Ge基板。若不會對光學性能、機械特性造成影響，亦可於Ge基板10摻雜Ge以外的元素。另外，Ge基板10的形狀不受限制，但就作為雷射加工器用保護窗而言，係以例如具有80mm至140mm的直徑及2mm至10mm的厚度的圓板為較佳。
積層於Ge基板10上的氟化物膜11係例如可至少包含YF3、YbF3、MgF2、BaF2、CaF2等的氟化物中之一種，而由紅外線頻域的穿透性優良之觀點來考量，以由選自YF3、YbF3、及MgF2所構成之群組中之至少一種構成為較 佳。
由於氟化物膜11的膜厚增大時拉伸應力亦增大，若膜厚過大，於氟化物膜11的成膜中就會發生裂縫等造成膜的損傷，而難以確保膜的密著性。另一方面，若氟化物膜11的膜厚過小，則難以獲得反射防止的效果，而降低紅外光的穿透率。由確保膜的密著性並且實現紅外光的高穿透率之觀點來考量，氟化物膜11的膜厚以500nm至950nm的膜厚為較佳。
積層於氟化物膜11上的Ge層12因與DLC膜13的附著性良好，故設置Ge膜12可確保DLC膜13的密著性。在具有壓縮應力的DLC膜13與具有拉伸應力的氟化物膜11之間配置Ge膜12，可保持多層膜14整體的應力平衡，防止對於附著力弱的界面之氟化物膜11與Ge膜12之間以及氟化物膜11與Ge基板10之間施加負荷。
若Ge膜12的膜厚過大，則難以保持多層膜14整體的應力平衡，而容易於氟化物膜11與Ge膜12之間以及氟化物膜11與Ge基板10之間發生剝離。另一方面，若Ge膜12的膜厚過小，則難以獲得反射防止的效果，而降低紅外光的穿透率。由確保膜的密著性並且實現紅外光的高穿透率之觀點來考量，Ge膜12的膜厚以50nm至150nm為較佳，以100nm至130nm為更佳。
積層於Ge膜12上的DLC膜13係由物質的安定性高且與其他材料的反應性低之類鑽炭構成。將此種DLC膜13設於光學構件的最表面，可防止印刷基板等的開 孔加工時發生的粉塵、濺屑造成膜的損傷、腐蝕。由於類鑽炭係具有高硬度且濺屑對於類鑽炭的附著力弱，故可不必在意損傷的發生，容易地清潔光學構件，除去濺屑，而可簡單地將光學構件復原、再利用。
若DLC膜13的膜厚過大，則DLC膜13導致的紅外光的吸收增大，不僅紅外光的穿透率降低，且壓縮應力變大而會造成膜的密著力降低。另一方面，若DLC膜13的膜厚過小，磨耗時，受到DLC膜13的基底的影響，而會有無法發揮DLC膜13本來的耐磨耗性的情形。由此觀點來考量，DLC膜13的膜厚以50nm至300nm為較佳。
若不會對多層膜14的光學性能、機械特性造成影響，則亦可於上述各膜摻雜其他元素，或者，亦可形成上述膜以外的薄膜。
反射防止膜15係不受限制，例如，從Ge基板10側起依序積層具有600nm至800nm膜厚的YF3膜、具有110nm至180nm膜厚的Ge膜、以及具有50nm至800nm膜厚的MgF2膜者。相較於將多層膜14設於Ge基板10的兩面，將此種反射防止膜15設於成為雷射光的入射面之Ge基板10一面時，可提高波長9.3μm或波長10.6μm的穿透率。
就本發明的光學構件中之多層膜14及反射防止膜15的形成方法而言，若為可於Ge基板10上形成膜的手法，則並無特別限制。一般已知的成膜手法，可舉例如真空蒸鍍法、濺鍍法等的物理蒸鍍法(PVD法)，以及電 漿CVD法等的化學蒸鍍法(CVD法)等。由有利於使用複數材料進行成膜時的生產效率之觀點來考量，本發明中，以真空蒸鍍法來形成氟化物膜11、Ge膜12、及反射防止膜15為較佳。另外，由可高精度地調節膜的組成、厚度之觀點來考量，本發明中，以電漿CVD法來形成DLC膜13為較佳。
依據實施型態1，可提供對於波長9μm至11μm的CO2雷射具有高穿透性且耐磨耗性優良的光學構件。
實施型態2
實施型態2之光學構件係於Ge基板的至少一面，從該Ge基板側起依序積層氟化物膜、Ge膜、以及DLC膜，且氟化物膜及Ge膜未外露而由DLC膜所被覆。
第3圖係顯示實施型態2之光學構件的構成之示意剖面圖。如第3圖所示，光學構件係於Ge基板10的一面設有多層膜20，而於Ge基板10的另一面設有實施型態1中說明的反射防止膜15，其中該多層膜20係由積層於Ge基板10上的氟化物膜11、積層於氟化物膜11上的Ge膜12、以及以氟化物膜11與Ge膜12不外露之方式被覆於氟化物膜11與Ge膜12的DLC膜13所構成。第3圖中，係於Ge基板10的一面設置多層膜20，但亦可於Ge基板10的兩面設置多層膜20。
關於Ge基板10、氟化物膜11、Ge膜12、 以及反射防止膜15，由於與實施型態1中說明者相同，故省略該等的說明。
形成於Ge膜12的上面的DLC膜13的膜厚，與實施型態1同樣地，以50nm至300nm為較佳。於氟化物膜11的側面與Ge膜12的側面，以氟化物膜11與Ge膜12不外露之方式形成之DLC膜13的膜厚，只要為使氟化物膜11與Ge膜12不外露之膜厚即可。此種DLC膜13可於利用遮罩以濺鍍法成膜之際，藉由調整遮罩的開口部的大小而形成。藉由以DLC膜13被覆光學構件的氟化物膜11與Ge膜12，對於加工時發生的氣體，可發揮優異的耐腐蝕性。
依據實施型態2，可提供對於CO2雷射光具有高穿透性，耐磨耗性優良，且不因加工時發生的氣體而腐蝕的光學構件。
實施型態3
實施型態3之雷射加工器係具備上述實施型態1或2之光學構件。
第4圖係顯示實施型態3之雷射加工器的構成之示意圖。如第4圖所示，雷射加工器係具備：雷射振盪器30；將雷射振盪器30出射的雷射光31聚光之聚光透鏡32；以及配置於聚光透鏡32與印刷電路板等的被加工物33之間的雷射光31的光路途中的保護窗34。保護窗34係使用上述實施型態1或2之光學構件。在此，保護窗34 係設置為實施型態1中說明之多層膜14或實施型態2中說明之多層膜20朝向加工空間側(被加工物33側)。又，第4圖所示之雷射加工器的構成僅為一例，若為由雷射振盪器與光學系統構成者，則不限定於此構成。
如此構成的雷射加工器中，從雷射振盪器30出射的雷射光31係經聚光透鏡32聚光，在通過保護窗34之後照射至被加工物33，而可進行開孔加工。
上述實施型態1或2之光學構件係對於CO2雷射光具有高穿透率，故使用作為保護窗34時，可防止因雷射的吸收而引起的熱透鏡效應，實現不會造成加工精度降低而可高速加工的雷射加工器。另外，由於保護窗34係以於最表面形成DLC膜13的多層膜14、20朝向加工空間側之方式設置，故可不必在意損傷的發生而容易地除去長期使用下附著於保護窗34的表面的粉塵、濺屑等。一般地，保護窗34僅可距離被加工物33約100nm左右，因此，保護窗34係於加工時接觸大量的濺屑、粉塵等。由於實施型態2中說明之光學構件的耐腐蝕性優良，故使用作為保護窗34時，可延長雷射加工器的光學構件的壽命。
依據實施型態3，可提供改善維護性並且不會造成加工精度降低而可高速加工的雷射加工器。
[實施例]
以下，以實施例與比較例更具體地說明本發明，惟，本發明係不限於此。
[實施例1]
製作作為光學構件之雷射加工器用保護窗，該雷射加工器用保護窗係於Ge基板的一面(成為雷射光的出射面之面)形成有多層膜(從Ge基板側起形成MgF2膜(膜厚500nm)/Ge膜(膜厚80nm)/DLC膜(膜厚500nm))，於另一面(成為雷射光的入射面之面)形成有反射防止膜(從Ge基板側起形成YF3膜(膜厚650nm)/Ge膜(膜厚130nm)/MgF2膜(膜厚200nm))。Ge基板係使用直徑90mm厚度5mm的圓板。構成多層膜之MgF2膜、Ge膜、以及反射防止膜係藉由真空蒸鍍法形成，構成多層膜之DLC膜係藉由濺鍍法形成。另外，所製作之光學構件的穿透率係使用傅立葉變換型紅外分光光度計進行評價。
實施例1中製作之光學構件的構成係DLC膜(膜厚500nm)/Ge膜(膜厚80nm)/MgF2膜(膜厚500nm)/Ge基板(厚度5mm)/YF3膜(膜厚650nm)/Ge膜(膜厚130nm)/MgF2膜(膜厚200nm)。
第5圖係顯示實施例1的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第5圖可知，實施例1的光學構件，在雷射波長為9.3μm時可實現97.2%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
[實施例2]
製作作為光學構件之雷射加工器用保護窗，該雷射加 工器用保護窗係於Ge基板的一面(成為雷射光的出射面之面)，從Ge基板側起，依序形成MgF2膜、Ge膜、及DLC膜，並且，MgF2膜及Ge膜未外露而由DLC膜所被覆，而於另一面(成為雷射光的入射面之面)形成反射防止膜(從Ge基板側起形成YF3膜(膜厚650nm)/Ge膜(膜厚130nm)/MgF2膜(膜厚200nm))。Ge基板係使用直徑90mm厚度5mm的圓板。構成多層膜之MgF2膜、Ge膜係藉由真空蒸鍍法形成，構成多層膜之DLC膜係利用具有預定開口部的遮罩，藉由濺鍍法形成。另外，所製作之光學構件的穿透率係使用傅立葉變換型紅外分光光度計進行評價。
實施例2中製作之光學構件的構成係DLC膜(膜厚500nm)/Ge膜(膜厚80nm)/MgF2膜(膜厚500nm)/Ge基板(厚度5mm)/YF3膜(膜厚650nm)/Ge膜(膜厚130nm)/MgF2膜(膜厚200nm)。
實施例2的光學構件，在雷射波長為9.3μm時可實現97.2%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
接著，對於實施例1及實施例2的光學構件實施「磨耗試驗(1)(依據MIL-C-675之SEVERE ABRASION)」以及「腐蝕試驗(於稀釋為50%之鹽酸水溶液中浸漬一小時)」。將結果顯示於表1。磨耗試驗(1)之後未發生多層膜的剝離之情況標記○，發生多層膜的剝離之情況標記×。另外，腐蝕試驗之後未發生多層膜的剝離之情況標記○， 發生多層膜的剝離之情況標記×。
如表1所示，實施例1及實施例2的光學構件，在磨耗試驗(1)之後未發生多層膜的剝離，耐磨耗性優良。另外，腐蝕試驗的結果，實施例1的光學構件發生多層膜的剝離，但相對於此，實施例2的光學構件中，多層膜未剝離，藉由第一層的MgF2膜及第二層的Ge膜未外露而由多層膜的第三層之DLC膜所被覆，可提高腐蝕環境下之光學構件的壽命。
[比較例1]
比較例1中，實施了對應於專利文獻1之光學構件的光學解晰。
比較例1之光學構件的構成係DLC膜(膜厚300nm)/Ge膜(膜厚30nm)/Y2O3膜(膜厚30nm)/YF3膜(膜厚600nm)/Y2O3膜(膜厚30nm)/ZnS基板(厚度5mm)/Y2O3膜(膜厚80nm)/YF3膜(1300nm)/MgF2膜(膜厚400nm)。
第6圖係顯示使用光學薄膜設計軟體Essential Macleod對比較例1的光學構件實施光學解析之穿透率的波長相依性之圖。由第6圖可知，比較例1的光學構件， 在雷射波長為9.3μm時，穿透率為95%以下。使用此光學構件作為雷射加工器用保護窗時，因發生熱透鏡效應而發生高速加工時加工精度惡化之問題。
[實施例3]
製作作為光學構件之雷射加工器用保護窗，該雷射加工器用保護窗係於Ge基板的兩面形成有多層膜(從Ge基板側起形成YF3膜(膜厚660nm)/Ge膜(膜厚120nm)/DLC膜(膜厚80nm))。Ge基板係使用直徑110mm厚度5mm的圓板。構成多層膜之YF3膜及Ge膜係藉由真空蒸鍍法形成，構成多層膜之DLC膜係藉由電漿CVD法形成。另外，所製作之光學構件的穿透率係使用傅立葉變換型紅外光分光度計進行評價。
實施例3中製作之光學構件的構成係DLC膜(膜厚80nm)/Ge膜(膜厚120nm)/YF3膜(膜厚660nm)/Ge基板(厚度5mm)/YF3膜(膜厚660nm)/Ge膜(膜厚120nm)/DLC膜(膜厚80nm)。
第7圖係顯示實施例3的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第7圖可知，實施例3的光學構件，在雷射波長為9.3μm時可實現99.0%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
[實施例4]
除了光學構件的構成變更為DLC膜(膜厚130nm)/Ge膜(膜厚110nm)/YbF3膜(膜厚670nm)/Ge基板(厚度5mm)/YbF3膜(膜厚670nm)/Ge膜(膜厚110nm)/DLC膜(膜厚130nm)之外，其餘係與實施例3同樣地製作實施例4的光學構件。
第8圖係顯示實施例4的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第8圖可知，實施例4的光學構件，在雷射波長為9.3μm時可實現98.4%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
[實施例5]
除了光學構件的構成變更為DLC膜(膜厚50nm)/Ge膜(膜厚130nm)/MgF2膜(膜厚640nm)/Ge基板(厚度5mm)/MgF2膜(膜厚640nm)/Ge膜(膜厚130nm)/DLC膜(膜厚50nm)之外，其餘係與實施例3同樣地製作實施例5的光學構件。
第9圖係顯示實施例5的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第9圖可知，實施例5的光學構件，在雷射波長為9.3μm時可實現99.3%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
[實施例6]
製作作為光學構件之雷射加工器用保護窗，該雷射加工器用保護窗係於Ge基板的一面(成為雷射光的出射面之面)形成多層膜(從Ge基板側起形成YF3膜(膜厚700nm)/Ge膜(膜厚110nm)/DLC膜(膜厚300nm))，於另一面(成為雷射光的入射面之面)形成反射防止膜(從Ge基板側起形成YF3膜(膜厚750nm)/Ge膜(膜厚150nm)/MgF2膜(膜厚200nm))。Ge基板係使用直徑110mm厚度5mm的圓板。構成多層膜之YF3膜、Ge膜、以及反射防止膜係藉由真空蒸鍍法形成，構成多層膜之DLC膜係藉由電漿CVD法形成。另外，所製作之光學構件的穿透率係使用傅立葉變換型紅外分光光度計進行評價。
實施例6中製作之光學構件的構成係DLC膜(膜厚300nm)/Ge膜(膜厚110nm)/YF3膜(膜厚700nm)/Ge基板(厚度5mm)/YF3膜(膜厚750nm)/Ge膜(膜厚150nm)/MgF2膜(膜厚200nm)。
第10圖係顯示實施例6的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第10圖可知，實施例6的光學構件，在雷射波長為10.6μm時可實現98.4%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
[實施例7]
除了光學構件的構成變更為DLC膜(膜厚50nm)/Ge膜(膜厚110nm)/YbF3膜(膜厚950nm)/Ge基板(厚度5mm) /YF3膜(膜厚750nm)/Ge膜(膜厚150nm)/MgF2膜(膜厚200nm)之外，其餘係與實施例6同樣地製作實施例7的光學構件。
第11圖係顯示實施例7的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第11圖可知，實施例7的光學構件，在雷射波長為10.6μm時可實現98.2%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
[實施例8]
除了光學構件的構成變更為DLC膜(膜厚170nm)/Ge膜(膜厚150nm)/MgF2膜(膜厚600nm)/Ge基板(厚度5mm)/YF3膜(膜厚750nm)/Ge膜(膜厚150nm)/MgF2膜(膜厚200nm)之外，其餘係與實施例6同樣地製作實施例8的光學構件。
第12圖係顯示實施例8的光學構件之穿透率的波長相依性之圖。由第12圖可知，實施例8的光學構件，在雷射波長為10.6μm時可實現98.3%的穿透率。此係顯示具有充分的光學性能而可作為期望能有97%以上的穿透率的雷射加工器用保護窗。
接著，對於實施例1及實施例3至8的光學構件實施「磨耗試驗(1)(依據MIL-C-675之SEVERE ABRASION)」以及「磨耗試驗(2)(以3Kg的荷重往返移動磨砂橡皮擦50次)」。將結果顯示於表2。各磨耗試驗之後 未發生多層膜的剝離之情況標記○，發生多層膜的剝離之情況標記×。
如表2所示，實施例1及實施例3至8的光學構件，在磨耗試驗(1)之後未發生多層膜的剝離。另外，實施例1的光學構件，在磨耗試驗(2)之後發生多層膜的剝離，但相對於此，實施例3至8的光學構件中，在磨耗試驗(2)之後未發生多層膜的剝離，藉由調整構成多層膜的氟化物膜、Ge膜、及DLC膜的膜厚，可提高耐磨耗性。

Claims (4)

  1. 一種光學構件，係於鍺(Ge)基板的至少一面，從該鍺基板側起依序積層有氟化物膜、鍺膜、以及類鑽炭膜，其中，前述氟化物膜的膜厚為500nm至950nm，前述鍺膜的膜厚為50nm至150nm，前述類鑽炭膜的膜厚為50nm至300nm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中，前述氟化物膜係由選自YF3、YbF3、及MgF2所構成之群組中之至少一種構成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光學構件，其中，前述氟化物膜及前述鍺膜未外露而由前述類鑽炭膜所被覆。
  4. 一種雷射加工器，係具備申請專利範圍第1項所述之光學構件作為保護窗，該保護窗係配置於將來自雷射振盪器的雷射光聚光之聚光透鏡與被加工物之間的雷射光的光路途中。
TW106115767A 2016-05-13 2017-05-12 光學構件及雷射加工器 TWI655453B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-096876 2016-05-13
JP2016096876 2016-05-13
PCT/JP2017/016545 WO2017195603A1 (ja) 2016-05-13 2017-04-26 光学部品及びレーザ加工機
??PCT/JP2017/016545 2017-04-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201809731A TW201809731A (zh) 2018-03-16
TWI655453B true TWI655453B (zh) 2019-04-01

Family

ID=60266604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106115767A TWI655453B (zh) 2016-05-13 2017-05-12 光學構件及雷射加工器

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6625207B2 (zh)
KR (1) KR102105306B1 (zh)
CN (1) CN109154678B (zh)
TW (1) TWI655453B (zh)
WO (1) WO2017195603A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146500A1 (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 三菱電機株式会社 光学部品及びレーザ加工機
WO2020153046A1 (ja) * 2019-01-22 2020-07-30 三菱電機株式会社 光学部品およびレーザ加工機
CN115201941B (zh) * 2021-04-13 2023-09-12 中国科学院上海技术物理研究所 一种适用于空间环境的高效红外宽光谱减反射膜
WO2023162616A1 (ja) * 2022-02-24 2023-08-31 三菱電機株式会社 光学部品およびレーザ加工機

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02141701A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Idemitsu Petrochem Co Ltd 赤外用光学部材の製造方法
JPH04217202A (ja) * 1990-12-19 1992-08-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 赤外線光学部品
JP2009086533A (ja) * 2007-10-02 2009-04-23 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 赤外用多層膜、赤外反射防止膜及び赤外レーザ用反射ミラー

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5349467A (en) * 1992-10-27 1994-09-20 Texas Instruments Incorporated Thorium-free coating for germanium IR window
JP3355786B2 (ja) * 1994-06-10 2002-12-09 住友電気工業株式会社 赤外線用光学部品の製造方法
JP2000147205A (ja) * 1998-11-06 2000-05-26 Minolta Co Ltd 赤外反射防止膜
JP2006153976A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Nippon Shinku Kogaku Kk 赤外光透過フィルタ
JP4763318B2 (ja) * 2005-03-07 2011-08-31 株式会社トプコン 赤外反射防止膜
JP2008268277A (ja) 2007-04-16 2008-11-06 Sei Hybrid Kk 赤外線透過構造体および赤外線センサー
CN101464528B (zh) * 2008-01-23 2011-01-12 四川大学 一种dlc红外抗反射保护膜及其制备方法
JP5207471B2 (ja) 2009-02-04 2013-06-12 住友電工ハードメタル株式会社 光学部品
JP2011008070A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Ricoh Co Ltd マイクロミラー装置
JP5730147B2 (ja) * 2011-06-30 2015-06-03 日東光学株式会社 炭酸ガスレーザー光を透過させる光学素子および反射防止膜
CN105296926B (zh) * 2015-12-04 2018-06-15 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种硬质增透复合膜光学窗口及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02141701A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Idemitsu Petrochem Co Ltd 赤外用光学部材の製造方法
JPH04217202A (ja) * 1990-12-19 1992-08-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 赤外線光学部品
JP2009086533A (ja) * 2007-10-02 2009-04-23 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 赤外用多層膜、赤外反射防止膜及び赤外レーザ用反射ミラー

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017195603A1 (ja) 2017-11-16
KR20180123157A (ko) 2018-11-14
CN109154678B (zh) 2021-03-26
TW201809731A (zh) 2018-03-16
JPWO2017195603A1 (ja) 2018-08-23
KR102105306B1 (ko) 2020-04-28
JP6625207B2 (ja) 2019-12-25
CN109154678A (zh) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI655453B (zh) 光學構件及雷射加工器
US10605966B2 (en) Enhanced performance metallic based optical mirror substrates
TWI732427B (zh) 光學構件及雷射加工機
CN105143930B (zh) 用于高反射镜子的增强、耐用银涂层堆叠
US4643518A (en) Metallic rotational polygon mirror
US20150212402A1 (en) Mask structures and methods of manufacturing
JP5207471B2 (ja) 光学部品
WO2016159290A1 (ja) 反射防止膜及びその製造方法
JP4895902B2 (ja) 反射膜の形成方法
US10459134B2 (en) UV-blocking coating with capping layer in optical assembly having UV light source
TWI598619B (zh) 光學構件及雷射加工機
TWI739060B (zh) 光學零件及雷射加工機
JP2018533034A (ja) 紫外線用光学素子のための接着層を備えたコーティング
US10372029B2 (en) Reflective mask, reflective mask blank, and manufacturing method therefor
JP4074217B2 (ja) レーザ加工機のレンズ保護部材及びその製造方法
JP3033567B1 (ja) レーザ加工用保護ウィンドウ部材、その再生方法、およびレーザ加工用組レンズ
CN217587648U (zh) 滤光片及摄像头模组
JPWO2011122152A1 (ja) 電磁波遮蔽膜及び電磁波遮蔽部材
Laux et al. Thorium-free interference coatings for infrared applications