JPH01280703A

JPH01280703A - 光学材料の接着構造

Info

Publication number: JPH01280703A
Application number: JP1018133A
Authority: JP
Inventors: Shiro Sasaki; 佐々木　志郎; Takashi Kamioka; 神岡　隆
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1989-11-10
Also published as: DE3902456A1; DE8915969U1

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】［産業上の利用分野］この発明は、複数の光学材料層を積層した多層膜上に有
機質の接着剤により他の部材を接着する光学材料の接着
構造に関するものである。

［従来の技術］この種の接着構造としては、４５°の斜面を有する２つ
のプリズムを、バルサム、エポキシ樹脂等の接合材を介
して貼合せることによりキューブ状に構成したビームス
プリッタ−がある。一方のプリズムの斜面には、入射光
束を分離するための膜層が蒸着によって形成されている
。

この膜層は、一般に高屈折率材料層と低屈折率材料層と
を交互に積層した多層膜である。そして、この多層膜は
、両材料層の屈折率差が大きいほど少ない暦数で光束を
分離することがきる。そこで、構造の単純化とそれに伴
う蒸着工程の簡素化をＬ１的として、より屈折率の高い
材料が求められている。

従来、高屈折率材料としてはＺｎＳが一般的に用いられ
ていた。しかし、近時これより高屈折率の材料としてＴ
ｉ３Ｏ５をスタート材料としたＴｌＯ２が用いられるよ
うになっている。なお、ＴｉＯ２の屈折率は、波長５０
０ｎｍの光線に対して真空中で２．３、大気中で２．４
６を示す。

このＴｉＯ２は、ＺｎＳより高温でのコーティングが可
能であり、物理的な膜強度もはるかに高い。

また、ＺｎＳはコーテイング後の経時変化が数日間（コ
ート直後に張り合わせた場合には一週間）続くのに対し
てＴｉＯ２は経時変化が少なく安定している。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、ＴｉＯ２は有機物に対する触媒（’１用
を有しており、接触する有機物を分解する作用を持つこ
とが昭和６２年９月２２日付けの「日経産業新聞第３面
」により大阪重工業研究所から発表された。

反応のメカニズムは明らかにされていないが、ＴｌＯ２
と有機物との間に何らかの相互作用があることを示して
いる。

一方、蒸着によって形成される膜は一般にポーラスであ
るため、蒸着後、真空状態から大気にされされる際に水
分吸着や酸化等が起こり、膜の光学的特性が変化するこ
とが知られている。

」１記の事実を勘案すると、前述した貼合せプリズムで
は、接合材に接触する膜層をＴｉＯ２とした場合には、
有機物である接合材がＴｉＯ２と反応し１、また、ポー
ラスな蒸着膜内へ浸透する可能性を予測することができ
る。

本発明者らの実験においても、このような構成の貼合せ
ビームスプリッタ−において接合材とＴｌＯ２との反応
の結果と考えられる現象、すなわちｉｉＪ視領域から近
赤ダ領域に至る大きな吸収の発生、を見出すことができ
た。

本発明者らは、−１−記の吸収現象の確認のため、下記
の（１）から（６）の構成による貼合わせビームスプリ
ッタ−について波長７５０ｎｍにおける吸収量を実験に
より求めた。

（１）　　Ｇ／Ｂ／Ｇ（２）　　Ｇ　／　Ｈ＋　／　Ｅ　／　Ｇ（３）Ｇ／Ｈ
２／Ｂ／Ｇ（４）Ｇ／Ｈ２／Ｈ１／Ｂ／Ｇ（５）Ｇ／Ｈ＋／Ｈ２／Ｂ／Ｇ（６）Ｇ／Ｍ／Ｈ１／Ｌ／Ｈ２／Ｈ１／Ｈ２／Ｂ／Ｇ各
参考例の各材料は光が入射する側から順に配列されてお
り、記号の意味は下記の通りである。

Ｇ：　ガラスプリズム　　Ｂｋ７　　　屈折率１．５２
ＨＩ：　高屈折率材料層　ＴｉＯ２屈折率２．２６Ｈ２
，高屈折率材料層　Ｔａ２０５　　屈折率２．００５Ｍ
：　中間屈折率材料層　Ａｌ１２０３屈折率１．６４Ｌ
：低屈折率材料層　　ＳｉＯ２屈折率１．４４Ｂ：　接
合材なお、これらの参考例において、接合材（Ｂ）は紫外線
照射によって硬化するエポキシ樹脂が用いられている。

貼合せ前の吸収はいずれの構成においても０％である。

また、各材料自体には紫外線照射による吸収の発生は認
められない。

まず、本発明者らは、接合材自体の吸収を調べるためプ
リズム間に接合材のみを設けた（１）の構成について吸
収量を調べた。この構成は、波長４０００ｍ以下の領域
で若干の吸収を示したが、７５０ｎｍにおいては透明（
吸収０％）であった。

（２）の構成は、ＴｌＯ２と接合材とを直接接触させた
ものであり、６．７％の吸収を示した。

（３）の構成は、Ｔａ２０５と接合材との組合せによる
吸収発生をみたものであるが、吸収は０であった。

（４）の構成は、（２）とほぼ同様に６．５％の吸収を
示した。

（５）の構成は、（４）のＴａ２０５とＴｉＯ２とを入
替えたものであるが、この場合にも５．０％の吸収が発
生した。

また、（６）の構成は、（５）と同様にＴａ２０５層を
挟んで接合材とＴｉＯ２とを設けたものであるが、この
場合にも６０％の吸収を示した。

（２）（４）の結果から前述した通り接合材とＴｉＯ２
との反応により吸収が発生していることが確認された。

また、（３）において吸収が発生しないにも拘うｆ（５
）、（６）の構成で吸収が発生していることから、接合
材がＴａ２０５層を通過してＴ１０２Ｔ４まで達したも
のと推測される。

ところで、蒸着された膜の充填密度を把握するための目
安としては、真空中での屈折率ｎｖ、大気にさらした後
の屈折率ｎＡとの比、ｎＡ／ｎｖを用いることができる
。この比は、ＴｉＯ２で１．０５７、ＴａａＯｓで１．
０４２．５１０２で１．０１９であるのに対し、Ａｆｆ
ａＯｓでは１．００５となり、他の材料と比較してＡｆ
ｆａＯｓが高密度であることが理解できる。

（５）、（６）の結果から、密度が低ければ接合材の侵
入が比較的容易となるものと考えられる。

反対に、Ａ１１２０２層等の高密度材料層を接合材とＴ
ｉＯ２層との間にコートした場合には、接合材が多層膜
に浸透する可能性を低減できるものどｊ（（測される。

［課題を解決するための手段］この発明は、多層膜と他の部材とを接合する場合に、こ
の多層膜の特定の層と接合材との間に高密度材料層を少
なくとも１層設けたものである。これにより、上記特定
層の材料としてＴｌＯ２を用いた場合にも、接合材が多
層膜内へ侵入することを防止して吸収の発生を抑えるこ
とができる。

［実施例コ以下、この発明を図面及び表に基づいて説明する。第１
図及び第２図はこの発明の一実施例を示したものであり
、ここでは医療用ファイバースコープに付属するオブザ
ーバ−用ビームスプリッタ−を例にとっている。

図示されるように、この貼合せビームスプリッタ−１０
は、Ｂｋ７から成る２つの二等辺三角形型のガラスプリ
ズム１１．１２を接合材１３によって接合することによ
りキューブ型に構成されている。

プリズム１１の斜面には、第２図中左側の面から入射す
る光束を所定の比率に従って分割するための多層膜１４
が蒸着によって形成されている。この多層膜１４は、第
１図に示したように第１層１４ａ〜第６層１４ｆの６層
構造である。具体的な構成は第１表あるいは第２表に示
した通りであり、前記の比率は平均反射率ｂ、平均透過
率Ｔｍとして、Ｒｍ／Ｔｍ二４０％７６０％となるよう
に構成されている。

円− 第１表このように接合材１３とＴｌＯ２層（第５層１４ｅ）と
の間の第６層１４ｆを高密度材料層であるＡ９２０８と
した場合には、このＡ１１２０３層が接合材１３の多層
膜１４内への浸透を防止する効果を発揮するものと考え
られ、接合材１３と第５層のＴｉＯ２層との反応に起因
する吸収の発生が抑えられ、波長７５０ｎｍの光線に対
する吸収率は０．３１％となっている。

このＡＱ２０ｓ層の作用は、第１表の構成と前述した参
考例（６）の構成とを比較することによって確認するこ
とができる。すなわち、これらの構成−［−の相違は、
第１表では接合材に接しているＡｌ！２０を層が参考例
（６）では接合材から最も離れて位置している点にある
のみで、他は同一構成となっている。

なお、第３図は上記構成に係る貼合せビームスプリッタ
−１０の特性を示したものである。図中のＴｐ、Ｔｓ、
Ｔｍは透過率であり、Ｒｐ　、　Ｒｓ　、　Ｒｍは反射
率である。各添字は、「ｐ」がＰ偏光成分に対する値、
「Ｓ」がＳ偏光成分に対する値、「ｍ」はこれらの平均
値を示している。吸収率Ａｍは、図中破線で示されてい
るが、波長帯域の全域に亘って極めて小さく抑えられて
いることが理解できる。

次ページの第２表は、」１記の実施例の変形例の構成を
示すものである。

その構成は、ＴｉＯ２を第３層として接合材１３との離
間させると共に、ＴｉＯ２層と接合材１３との間にＡｖ
ｅ○３層を２層設けたものである。これにより、ＴｌＯ
２と接合材との反応の可能性は前記の例より低減するも
のと考えられ、波長７５０ｎｍの光線に対する吸収率は
０．０３％となっている。

第２表なお、上記の実施例では、この発明を２つのガラスプリ
ズムを接合することによって構成されるキューブ状のビ
ームスプリッタ−に適用する例についてのみ述べ八が、
これに限定されるものではなく３つ以−にのプリズムを
接合して構成されるビームスプリッタ−にも適用するこ
とができる。

第４図は、この発明に係る光学材料の接着構造の他の実
施例を示したものである。ここでは、−眼レフカメラの
クイックリターンミラーとして利用される全反射あるい
は半透明ミラーを例にとっている。

このミラーは、基板２０上に多層膜２１をコーティング
して構成されている。多層膜は、例えば反射増加の目的
のために施される。

このミラーは、多層膜の損傷を防止するためにカメラへ
の組み付は時には保護シート２２が接着される。保護シ
ート２２は、その裏面に塗布された接合材２３により多
層膜２１に接着され、組み（＝Ｊけ後には剥離される。

ここで多層膜を前述した（４）（５）（６）のような構
成、すなわち、Ｔｉ０２層と接合材との間に高密度祠寧
１層が介在しない構成とした場合には、有機物である接
合材が膜内に浸透し、また膜と反応して組み付は後にも
保護シート２２を剥離させることが困難となってしまう
。

そこで、Ｔｉｅｓ層と接合材との間にＡｆｆ２０ｓｌの
高密度材料層を少なくとも一層設けることにより、接合
材の多層膜への浸透や反応を防止することができ、組み
付は後に保護シート２２を多層膜２ｌ−１３＝から容易に剥離させることができる。

［効果］以上、説明してきたようにこの発明によれば、接合材の
多層膜への浸透を防止することができ、例えば高屈折材
料層としてＴｉ１２を用いた場合にも、吸収の発生や保
護シートの剥離困難といった現象を防止することができ
る。

また、ビームスプリッタ−に適用した場合には、貼合せ
後の経時変化が少ないコート品を提供することができる
。

従って、この場合にはコート品の光学特性が貼合せ前後
で変化しないため、多層膜に対する評価を貼合せ前に行
うことができ、生産上極めて有利である。

更に、安定したビームスプリッタ−が得られることから
、例えば光磁気ディスク用の光ピツクアップに用いられ
るような透過率、反射率のみならず偏光成分間の位相差
をも抑える必要のある高精度の製品を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図に示した貼合ゼビームスブリッターの接
合部分の断面図である。第２図はこの発明に係る光学材料の接着構造の一実施例
を示す貼合わせビームスプリッタ−の側面図である。第３図はこのビームスプリッタ−の分光ｑ、テ牲を小す
グラフである。第４図はこの発明に係る光学材料の接着構造の他の実施
例を示すミラーの側面図である。１０・・・ビームスプリッタ− １１，１２・・・プリズム１３．２３・接合材１４．２１・・・多層膜１４ｆ・・・第６層（高密度材料層）（）　ｊ）　（）”（１（１）Ｉ＋− 寸寸寸寸寸寸へ１　　ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高屈折率材料層と低屈折材料層とから構成される
多層膜をコートした光学材料の多層膜上に、有機質の接
着剤により被接着部材を接着する光学材料の接着構造に
おいて、前記多層膜は、特定の層と前記接着剤との間に高密度材
料層を少なくとも１層有していることを特徴とする光学
材料の接着構造。
（２）前記特定の層が有機物と反応する材料を主成分と
するものであることを特徴とする請求項１記載の光学材
料の接着構造。
（３）前記有機物と反応する材料がＴｉＯ＿２であるこ
とを特徴とする請求項２記載の光学材料の接着構造。
（４）前記高密度材料がＡｌ＿２Ｏ＿３であることを特
徴とする請求項１記載の光学材料の接着構造。
（５）前記被接着部材がプリズムであり、前記被接着部
材がプリズムであることを特徴とする請求項１記載の光
学材料の接着構造。
（６）前記光学材料がミラーであり、前記被接着部材が
該ミラーの保護シートであることを特徴とする請求項１
記載の光学材料の接着構造。