JPS6361202A - 赤外用光学薄膜 - Google Patents
赤外用光学薄膜Info
- Publication number
- JPS6361202A JPS6361202A JP61206539A JP20653986A JPS6361202A JP S6361202 A JPS6361202 A JP S6361202A JP 61206539 A JP61206539 A JP 61206539A JP 20653986 A JP20653986 A JP 20653986A JP S6361202 A JPS6361202 A JP S6361202A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- optical thin
- infrared
- film
- spectral characteristics
- Prior art date
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- Pending
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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。
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）
本発明は、分光特性がシフトしない赤外用光学薄膜即ち
赤外用干渉フィルタ又は赤外用多層膜ミラーに関するも
のである。
赤外用干渉フィルタ又は赤外用多層膜ミラーに関するも
のである。
（従来の技術）
赤外用干渉フィルタ及び赤外用多層膜ミラーは、一般に
、ゲルマニウム、シリコン、サファイア、螢石等の結晶
材料を基板とし、その上に光学干渉理論に基づき、高屈
折率物質（例えばｓｂ、ｓ、、Ｇ ｅ ％ Ｓ ｉ 、
など）と低屈折率物質（例えばＢ ａ Ｆ ｔ 、Ｍ
ｇ Ｆ ｔ 、Ｓ ｉ Ｏなど）のｉ”ｌ［Ｈｅを交互
に数層から数１０層積層させたものである。この場合、
各層は真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティン
グ、ＣＶＯなどの真空薄膜堆積技術により形成される。
、ゲルマニウム、シリコン、サファイア、螢石等の結晶
材料を基板とし、その上に光学干渉理論に基づき、高屈
折率物質（例えばｓｂ、ｓ、、Ｇ ｅ ％ Ｓ ｉ 、
など）と低屈折率物質（例えばＢ ａ Ｆ ｔ 、Ｍ
ｇ Ｆ ｔ 、Ｓ ｉ Ｏなど）のｉ”ｌ［Ｈｅを交互
に数層から数１０層積層させたものである。この場合、
各層は真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティン
グ、ＣＶＯなどの真空薄膜堆積技術により形成される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、形成した光学薄膜を真空チャンバーから取り出
して空気中に放置すると、分光特性（スペクトル曲線）
が全体に長波長側にシフトするという第１の問題点があ
った。
して空気中に放置すると、分光特性（スペクトル曲線）
が全体に長波長側にシフトするという第１の問題点があ
った。
そのため、従来は、長＄ｉ長側にシフトするのを見越し
て、成膜の際に各層の光学的厚みを制御していた。しか
し、このような製造方法は、見込み違いが発生し易く、
分光特性の再現性がよくないという欠点があった。
て、成膜の際に各層の光学的厚みを制御していた。しか
し、このような製造方法は、見込み違いが発生し易く、
分光特性の再現性がよくないという欠点があった。
また、これらの赤外用光学薄膜が、■高真空下の条件で
用いられる場合や、■光源の近くで使用されるときのよ
うに高温度の条件下で用いられる場合には、短波長側に
シフトするという第２の問題点があった。例えば、第３
図に実線で示す分光特性を有する光学薄膜に強度の大き
いレーザ光を照射すると第３図に点線Ｂで示すように分
光特性が短波長側にシフトしてしまい、基準波長（ここ
では４０００ｒｖ＋）の透過率が変化してしまう。
用いられる場合や、■光源の近くで使用されるときのよ
うに高温度の条件下で用いられる場合には、短波長側に
シフトするという第２の問題点があった。例えば、第３
図に実線で示す分光特性を有する光学薄膜に強度の大き
いレーザ光を照射すると第３図に点線Ｂで示すように分
光特性が短波長側にシフトしてしまい、基準波長（ここ
では４０００ｒｖ＋）の透過率が変化してしまう。
特に、赤外用干渉フィルタ、多層膜ミラーにおいて、こ
のシフトの問題が顕著かつ重大であり、早期に問題解決
が望まれていた。
のシフトの問題が顕著かつ重大であり、早期に問題解決
が望まれていた。
更に、これらの赤外用光学薄膜は、キズが付き易いとい
う第３の問題点があった。
う第３の問題点があった。
本発明の目的は、以上のような分光特性のシフトを防止
すること及びキズの付き易さを防止することにある。
すること及びキズの付き易さを防止することにある。
（問題を解決するための手段）
本発明者らは、鋭意研究の結果、所定の膜厚のダイヤモ
ンド状カーボン膜で光学薄膜をオーバーコートすると、
分光特性のシフト防止とキズ付き防止に顕効があること
を見い出し、本発明を成すに至った。
ンド状カーボン膜で光学薄膜をオーバーコートすると、
分光特性のシフト防止とキズ付き防止に顕効があること
を見い出し、本発明を成すに至った。
従って、本発明は、「基板上に形成された赤外用干渉フ
ィルタ又は赤外用多層膜ミラーからなる赤外用光学薄膜
において、 分光特性のシフト防止膜として厚さ０．７〜１０μｍの
ダイヤモンド状カーボン膜でオーバーコートしたことを
特徴とする赤外用光学ＦＪ膜」を提供する。
ィルタ又は赤外用多層膜ミラーからなる赤外用光学薄膜
において、 分光特性のシフト防止膜として厚さ０．７〜１０μｍの
ダイヤモンド状カーボン膜でオーバーコートしたことを
特徴とする赤外用光学ＦＪ膜」を提供する。
（作用）
第１図は、本発明の赤外用光学薄膜の垂直断面を示す概
念図であり、基板ｌ上に形成された干渉フィルタ又は多
層膜ミラー２がダイヤモンド状カーボン膜３でオーバー
コートされている。
念図であり、基板ｌ上に形成された干渉フィルタ又は多
層膜ミラー２がダイヤモンド状カーボン膜３でオーバー
コートされている。
コートは光学薄膜の上面だけにとどまらず、その周縁部
端面を含む全表面にコートすることが好ましい。この場
合、光学薄膜を形成したあと空気中に放置して分光特性
が長波長側にする前にコートすべきであり、光学薄膜を
形成したあと空気中に取り出さずにそのまま真空チャン
バー内でコートすることが好ましい。
端面を含む全表面にコートすることが好ましい。この場
合、光学薄膜を形成したあと空気中に放置して分光特性
が長波長側にする前にコートすべきであり、光学薄膜を
形成したあと空気中に取り出さずにそのまま真空チャン
バー内でコートすることが好ましい。
ダイヤモンド状カーボン膜それ自身は、公知であり、例
えばプラズマＣＶＤあるいはイオンビームスパッタリン
グにより形成される。カーボン膜の膜厚は０．７〜１０
μｍでなければならず、０．７μｍより薄いと効果がな
く、逆に１０μｍを越えると、■成膜時間が長くなり、
■膜の内部応力によりｒｒ、Ｉｌ 離し易くなるので不
適当である。なお、この範囲内でｌ模Ｊ￥を適当に選択
することにより、基準波長における透過率を、ダイヤモ
ンド状カーボン膜のないときに比べて、上げたり、下げ
たり、同等にすることもできる。□ ダイヤモンド状カーボン膜は、それ自体単層でもよいが
、第２図に示すように多層構造にしてもよい。多層構造
にすると、同一の単層膜に比べ効果がより高くなること
がある。
えばプラズマＣＶＤあるいはイオンビームスパッタリン
グにより形成される。カーボン膜の膜厚は０．７〜１０
μｍでなければならず、０．７μｍより薄いと効果がな
く、逆に１０μｍを越えると、■成膜時間が長くなり、
■膜の内部応力によりｒｒ、Ｉｌ 離し易くなるので不
適当である。なお、この範囲内でｌ模Ｊ￥を適当に選択
することにより、基準波長における透過率を、ダイヤモ
ンド状カーボン膜のないときに比べて、上げたり、下げ
たり、同等にすることもできる。□ ダイヤモンド状カーボン膜は、それ自体単層でもよいが
、第２図に示すように多層構造にしてもよい。多層構造
にすると、同一の単層膜に比べ効果がより高くなること
がある。
また、ダイヤモンド状カーボン膜の膜厚は、０．７〜１
０μｍの間で反射防止効果のある膜厚を選択でき、干渉
フィルタの場合、そうすることが好ましい。
０μｍの間で反射防止効果のある膜厚を選択でき、干渉
フィルタの場合、そうすることが好ましい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
先ず、波長４０００ｎｍ以上の光を透過する干渉フィル
タ２を製作するため、光学設計者によって第６図に示す
如き２１層構造の光学設計図（基準波長λ。＝ ２９０
０ｎｍ）を設計してもらった。
タ２を製作するため、光学設計者によって第６図に示す
如き２１層構造の光学設計図（基準波長λ。＝ ２９０
０ｎｍ）を設計してもらった。
第６図に於いて、Ｈは高屈折率（ｎ＝４．０）のゲルマ
ニウムの層を示し、Ｌは低屈折率ｎ＝１．８）の５ｉＯ
Ｏ層を示し、数値ｒｏ、１２５ ｊ及びｒｏ、２５ｊは
、その右に示す単層Ｈ又はＬの厚さを示す。但し、単位
は、 屈折率ｎ×実際の膜厚ｄ÷波長λ。
ニウムの層を示し、Ｌは低屈折率ｎ＝１．８）の５ｉＯ
Ｏ層を示し、数値ｒｏ、１２５ ｊ及びｒｏ、２５ｊは
、その右に示す単層Ｈ又はＬの厚さを示す。但し、単位
は、 屈折率ｎ×実際の膜厚ｄ÷波長λ。
である。
基板１としてサファイア基板を用意し、その上に第６図
の設計図に従い高屈折率物質と低屈折率物質を交互に蒸
着して干渉フィルタ２を作成した。
の設計図に従い高屈折率物質と低屈折率物質を交互に蒸
着して干渉フィルタ２を作成した。
作成後、真空チャンバーから空気中へ取り出さずにその
まま真空中で分光特性を測定した結果を第４図に実線Ａ
で示す。
まま真空中で分光特性を測定した結果を第４図に実線Ａ
で示す。
続いて、干渉フィルタ２の上にプラズマＣＶＤにより膜
厚：１μのダイヤモンド状カーボン膜３をオーバーコー
トし、本実施例の赤外用光学薄膜を完成した。
厚：１μのダイヤモンド状カーボン膜３をオーバーコー
トし、本実施例の赤外用光学薄膜を完成した。
この分光特性を測定した結果を第４図に一点破線Ｂで示
す、カーボン膜３の膜厚を予め計算により、基準波長λ
。” ４０００ｎｍにおける１２ｉｉ過率が実線Ａと変
わらない値にしたので、その通りの結果がでている。
す、カーボン膜３の膜厚を予め計算により、基準波長λ
。” ４０００ｎｍにおける１２ｉｉ過率が実線Ａと変
わらない値にしたので、その通りの結果がでている。
そして、第４図のＢの分光特性は、この光学薄膜を６ケ
月間空気中に放置しておいてもシフトせず、また、ｌｋ
ｗの赤外線ランプの光を７２時間照射して全くシフトし
なかった。
月間空気中に放置しておいてもシフトせず、また、ｌｋ
ｗの赤外線ランプの光を７２時間照射して全くシフトし
なかった。
（比較例）
実施例１において、ダイヤモンド状カーボン膜３を設け
ない外は、全く同様にして赤外用光学薄膜を作成した。
ない外は、全く同様にして赤外用光学薄膜を作成した。
これは、ｌｋｗの赤外線ランプの光を７２時間照射する
と、分光特性がシフトした。
と、分光特性がシフトした。
（実施例２）
実施例１と同様に干渉フィルタ２を作成後、真空チャン
バーから空気中へ取り出さずにそのまま真空中で分光特
性を測定した結果を第５図に実線Ａで示す。
バーから空気中へ取り出さずにそのまま真空中で分光特
性を測定した結果を第５図に実線Ａで示す。
続いて、干渉フィルタ２の上にプラズマＣＶＤにより膜
厚： ０．９６μのダイヤモンド状カーボン膜３をオー
バーコートし、本実施例の赤外用光学薄膜を完成した。
厚： ０．９６μのダイヤモンド状カーボン膜３をオー
バーコートし、本実施例の赤外用光学薄膜を完成した。
この分光特性を測定した結果を第５図に点線Ｂで示す。
この場合には、基準波長λ。−４０００ｎｍにおける透
過率が実￥ＬＩＡＡよりも数％向上しいてる。
過率が実￥ＬＩＡＡよりも数％向上しいてる。
そして、第５図のＢの分光特性は、この光学薄膜を６ケ
月間空気中に放置しておいてもシフトせず、また、ｌｋ
ｗの赤外線ランプの光を７２時間照射しても全くシフト
しなかった。
月間空気中に放置しておいてもシフトせず、また、ｌｋ
ｗの赤外線ランプの光を７２時間照射しても全くシフト
しなかった。
一方、実施例１と比較例の赤外用光学ｇｉ膜について、
耐擦傷性をテストした。テストは落砂試験法により行な
った。試験の条件を第１表に示す。
耐擦傷性をテストした。テストは落砂試験法により行な
った。試験の条件を第１表に示す。
表 １ 砕
テストの結果、ダイヤモンド状カーボン膜でオーバーコ
ートした実施例１は変化がなかったが、オーバーコート
の無い比較例は基板が露出してしまった。
ートした実施例１は変化がなかったが、オーバーコート
の無い比較例は基板が露出してしまった。
（発明の効果）
以上のように、本発明は、従来の赤外用光学）Ｗ膜で欠
点とされていた使用する環境による分光特性のシフトが
全くなく、また、耐擦傷性も高い。
点とされていた使用する環境による分光特性のシフトが
全くなく、また、耐擦傷性も高い。
そのほか、充分な耐環境性も備えているため、使用する
環境によって分光特性が変化することもない。
環境によって分光特性が変化することもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例を示す赤外用光学薄膜の垂
直断面を示す概念図である。 第２図は、本発明の他の実施例を示す赤外用光学ＦＪ
１１５！の垂直断面を示す概念図である。 第３図は、従来の１つの赤外用光学薄膜の分光特性を示
すグラフである。 第４図は、実施例１にかかる赤外用光学薄膜の分光特性
を示すグラフである。 第５図は、実施例２にかかる赤外用光学薄膜の分光特性
を示すグラフである。 第６図は、実施例１及び２で作成した干渉フィルタの構
造を示す説明図である。 （主要部分の符号の説明）
直断面を示す概念図である。 第２図は、本発明の他の実施例を示す赤外用光学ＦＪ
１１５！の垂直断面を示す概念図である。 第３図は、従来の１つの赤外用光学薄膜の分光特性を示
すグラフである。 第４図は、実施例１にかかる赤外用光学薄膜の分光特性
を示すグラフである。 第５図は、実施例２にかかる赤外用光学薄膜の分光特性
を示すグラフである。 第６図は、実施例１及び２で作成した干渉フィルタの構
造を示す説明図である。 （主要部分の符号の説明）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成された赤外用干渉フィルタ又は赤外用
多層膜ミラーからなる赤外用光学薄膜において、 分光特性のシフト防止膜として厚さ０．７〜１０μｍの
ダイヤモンド状カーボン膜でオーバーコートしたことを
特徴とする赤外用光学薄膜。 ２ 前記ダイヤモンド状カーボン膜が多層構造からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の赤外用光
学薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206539A JPS6361202A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 赤外用光学薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206539A JPS6361202A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 赤外用光学薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6361202A true JPS6361202A (ja) | 1988-03-17 |
Family
ID=16525046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206539A Pending JPS6361202A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 赤外用光学薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6361202A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006084994A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nidec Copal Corp | Ｎｄフィルタ及びこれを用いた光量絞り装置 |
| JP2012173315A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Seiko Epson Corp | 波長可変干渉フィルター、光モジュール、および電子機器 |
| JP2013167789A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | 干渉フィルター、光学モジュール、および電子機器 |
| CN106842401A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种以cvd金刚石为基底的远红外波段光学薄膜滤光片 |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61206539A patent/JPS6361202A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006084994A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nidec Copal Corp | Ｎｄフィルタ及びこれを用いた光量絞り装置 |
| JP2012173315A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Seiko Epson Corp | 波長可変干渉フィルター、光モジュール、および電子機器 |
| JP2013167789A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | 干渉フィルター、光学モジュール、および電子機器 |
| CN106842401A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种以cvd金刚石为基底的远红外波段光学薄膜滤光片 |
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