JP2008064976A

JP2008064976A - Mirror for optical communication

Info

Publication number: JP2008064976A
Application number: JP2006241781A
Authority: JP
Inventors: Naoto Sasaki; 直人佐々木
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mirror for optical communication capable of suppressing the reflection of light in the (wavelength region) multiplied by 1/n (n=integers) of the desired reflection wavelength range. <P>SOLUTION: The mirror of optical communication has a substrate 1, a high refractive index film H formed on the substrate 1 and a multilayer film 2, comprising a low refractive index film L and a middle refractive index film M, and in the multilayer film 2, each film is laminated with a period of (LMHM), or the multilayer film 2 has a part where each film is laminated with a period of (LMHM). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信の光学系に用いられる光通信用ミラーに関する。 The present invention relates to an optical communication mirror used in an optical system for optical communication.

従来の電気信号を用いた通信技術に代わり、近年、光信号を用いた通信技術である光通信が広く普及してきている。光通信の普及に伴い、種々の用途の光通信装置において多くの研究・開発が行われている。これらの光通信装置の光学系には、レンズ、ファイバ、プリズム、ミラー、フィルタ等の種々の光学素子が用いられており、光通信技術の展開に伴い、これらの各種光学素子においても多種多様な機能が求められている。 In recent years, optical communication, which is a communication technique using optical signals, has been widely used in place of conventional communication techniques using electric signals. With the widespread use of optical communication, many researches and developments have been made on optical communication devices for various purposes. Various optical elements such as lenses, fibers, prisms, mirrors, filters, and the like are used in the optical system of these optical communication apparatuses. With the development of optical communication technology, various types of these optical elements are used. Function is required.

光通信用の光学素子として、反射ミラーが挙げられる。反射ミラーは、ある特定の波長の光を反射したり、反射により光の経路を遮断したり、光の経路を曲げたり分岐したりする種々な用途に用いられている。 A reflection mirror is mentioned as an optical element for optical communication. Reflection mirrors are used in various applications that reflect light of a specific wavelength, block light paths by reflection, and bend or branch light paths.

光通信用の反射ミラーの代表的なものの一つとして、多層膜を有する反射ミラーが挙げられる。多層膜を有する反射ミラーは、基板上に誘電体の膜が積層されており、積層された膜の各面における光の干渉を利用して、赤外光等の特定波長を反射させる機能を有する。 As a representative example of a reflection mirror for optical communication, there is a reflection mirror having a multilayer film. A reflection mirror having a multilayer film has a function of reflecting a specific wavelength such as infrared light using a dielectric film laminated on a substrate and utilizing interference of light on each surface of the laminated film. .

多層膜を有する反射ミラーは、一般的に、基板上に高屈折率膜Ｈと低屈折率膜Ｌとを交互に積層した構成を有しており、積層する各膜の光学膜厚nd（各膜の屈折率をnとし、各物理膜厚をdとする。）が、遮断する光の波長を設計波長λとすると、nd=λ／４の関係を有している（例えば、非特許文献１及び２参照。）。このような構成を有する反射ミラーは、積層された膜の各面における光の干渉により、対象となる波長λの光の反射率は高くなり、干渉効果により最も効率的に波長λの光の反射率を増加させることができる。なお実際には、このように誘電体膜の積層により特定波長の光を反射させる反射ミラーは、nd=λ／４に相当する光学膜厚を有する膜の層を基本構成とし、光学特性の最適化のために各光学膜厚を微調整している場合が多い。 A reflection mirror having a multilayer film generally has a configuration in which high refractive index films H and low refractive index films L are alternately laminated on a substrate, and an optical film thickness nd (each of each laminated film). The refractive index of the film is n and each physical film thickness is d.), Where the wavelength of light to be blocked is the design wavelength λ, there is a relationship of nd = λ / 4 (for example, non-patent literature) 1 and 2). The reflection mirror having such a configuration increases the reflectance of the light having the target wavelength λ due to the interference of light on each surface of the laminated film, and reflects the light of the wavelength λ most efficiently due to the interference effect. The rate can be increased. Actually, the reflection mirror that reflects the light of a specific wavelength by the lamination of the dielectric films as described above is basically composed of a film layer having an optical film thickness corresponding to nd = λ / 4, and has an optimum optical characteristic. In many cases, each optical film thickness is finely adjusted for the purpose of achieving the above.

従来の光通信における情報信号には、主に波長1260〜1625 nm付近の近赤外領域の光が用いられており、使用される波長により、Ｏバンド（1260〜1360 nm）、Ｅバンド（1360〜1460 nm）、Ｓバンド（1460〜1530 nm）、Ｃバンド（1530〜1565 nm）、及びＬバンド（1565〜1625 nm）分けられる。その中で特に利用されている波長としては、Ｃバンド及びＬバンドが挙げられる。光通信用反射ミラーに用いられる反射領域は、上述の光通信で使用される光の波長帯域となる。 Information signals in conventional optical communications mainly use near-infrared light in the vicinity of a wavelength of 1260 to 1625 nm. Depending on the wavelength used, an O band (1260 to 1360 nm) and an E band (1360) are used. -1460 nm), S band (1460-1530 nm), C band (1530-1565 nm), and L band (1565-1625 nm). Among them, C band and L band are particularly used as wavelengths. The reflection region used for the reflection mirror for optical communication is a wavelength band of light used in the above-described optical communication.

ここで、上述の多層膜を有する反射ミラーは、多層膜における光の干渉効果を利用しているため、その原理上、所望の反射波長帯域の整数分の１（設計波長λの１／４の厚さの膜を積層した一般的な反射ミラーにおいては、特に１／３）の波長の光に対しても干渉効果が顕著に現れる傾向があり、対象となる反射波長帯域の光だけでなく、その整数分の１の波長の光の反射率も増大してしまう。 Here, the reflection mirror having the above-described multilayer film uses the interference effect of light in the multilayer film. Therefore, in principle, the reflection mirror has a fraction of an integer of a desired reflection wavelength band (1/4 of the design wavelength λ). In a general reflection mirror in which a film having a thickness is laminated, an interference effect tends to be prominent even for light having a wavelength of 1/3), not only light in a target reflection wavelength band, The reflectance of light having a wavelength of 1 / integer is also increased.

従って、光の波長帯域である約1260〜1625 nmの領域の１／３に相当する420〜542 nmの領域においても干渉効果により反射帯が形成される。この420〜542 nmの領域は可視光に相当し、従来の光通信用反射ミラーにおいては未使用領域であったため、反射帯が形成されても光通信用反射ミラーの特性としては利用上特に問題がなかった。 Therefore, a reflection band is also formed due to the interference effect in the region of 420 to 542 nm, which corresponds to 1/3 of the light wavelength band of about 1260 to 1625 nm. This 420 to 542 nm region corresponds to visible light, and was not used in the conventional reflection mirror for optical communication. Therefore, even if a reflection band is formed, the characteristics of the reflection mirror for optical communication are particularly problematic for use. There was no.

しかしながら、最近の光通信技術の多様化に伴い、光通信用、制御信号用、光学系位置決め用等のために、従来の近赤外領域の光だけではなく可視光領域（400〜750 nm）の光も同時に用いる光学装置が増えてきており、光学素子においても可視光と近赤外光とを同時に用いる必要性が生じてきている。 However, with the recent diversification of optical communication technology, not only conventional near-infrared light but also visible light region (400-750 nm) for optical communication, control signal, optical system positioning, etc. The number of optical devices that simultaneously use the same light is increasing, and the need to use visible light and near-infrared light simultaneously has also arisen in optical elements.

なお、反射ミラーではないが、特許第3679268号（特許文献１）は、透明基板と、この透明基板に形成された、高屈折率材料からなる透明薄膜と低屈折率材料からなる透明薄膜とが交互に積層された多層膜とからなり、赤外線をカットしつつ可視光を透過させる赤外線カットフィルタを開示している。しかしながら、この赤外線カットフィルタの対象となる赤外線領域は750〜1050 nmであり（段落８）、この波長領域の１／３に相当する波長領域は250〜350 nmとなり、可視光領域（400〜750 nm）からは外れているので、この領域での光の反射は無視できるため、本発明の場合と異なる。従って、従来の近赤外領域の光を反射する機能だけでなく、可視光領域の光を透過する機能も同時に備えるように、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制可能な光通信用ミラーの開発が望まれている。 Although not a reflection mirror, Japanese Patent No. 3679268 (Patent Document 1) discloses a transparent substrate and a transparent thin film made of a high refractive index material and a transparent thin film made of a low refractive index material formed on the transparent substrate. An infrared cut filter comprising a multilayer film laminated alternately and transmitting visible light while cutting infrared rays is disclosed. However, the infrared region to be targeted by this infrared cut filter is 750 to 1050 nm (paragraph 8), and the wavelength region corresponding to 1/3 of this wavelength region is 250 to 350 nm, and the visible region (400 to 750). nm), the reflection of light in this region is negligible, which is different from the case of the present invention. Therefore, not only the function of reflecting the light in the conventional near-infrared region but also the function of transmitting the light in the visible light region at the same time, the reflection of light in the wavelength region that is a fraction of the desired reflection wavelength band. Development of a mirror for optical communication that can suppress this is desired.

特許第3679268号公報Japanese Patent No. 3679268 「21世紀版薄膜作製応用ハンドブック」株式会社エヌ・ティー・エス、権田俊一監修、2003年４月22日初版第１版発行、p.896〜905"21st Century Thin Film Fabrication Application Handbook" NTS Co., Ltd., supervised by Shunichi Gonda, published the first edition, April 22, 2003, p.896-905 「光学薄膜」日刊工業新聞社、H.A.Macleod著、小倉繁太郎・中島右智・矢部考・吉田国雄訳、1989年11月30日初版第１版発行、p.183〜273"Optical Thin Films", Nikkan Kogyo Shimbun, H.A.

従って本発明の目的は、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制する光通信用ミラーを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical communication mirror that suppresses reflection of light in a wavelength region of an integral number of a desired reflection wavelength band.

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、基板上に高屈折率膜、低屈折率膜及び中屈折率膜を所定の周期で積層させるか、一部を所定の周期で積層させることにより、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制するできることを発見し、本発明に想到した。 As a result of diligent research in view of the above object, the present inventors have laminated a high refractive index film, a low refractive index film and a medium refractive index film on a substrate with a predetermined period or a part of them with a predetermined period. Thus, it was discovered that light reflection in a wavelength region of an integer of a desired reflection wavelength band can be suppressed, and the present invention has been conceived.

すなわち、本発明は具体的に以下の手段により達成することができる。
(1) 基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層されていることを特徴とする光通信用ミラー。
(2) 基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜は各膜が（ＬＭＨＭ）周期で積層された部分を有することを特徴とする光通信用ミラー。
(3) 上記(1) 又は(2) に記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長をλとすると、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２であることを特徴とする光通信用ミラー。
(4) (3)に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／10であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／５であることを特徴とする光通信用ミラー。
(5) 上記(3) に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／６であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／12であることを特徴とする光通信用ミラー。
(6) 上記(4) に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎ_Ｌとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎ_Ｍとすると、下記式(1)

の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。
(7) 上記(5) に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎ_Ｌとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎ_Ｍとすると、下記式(2)

の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。
(8) 上記(3)〜(7) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、光の入射角度がθ₀の場合、入射媒質の屈折率ｎ₀とし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎ_Ｌとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎ_Ｍとすると、高屈折率膜Ｈの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｈ))倍であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｌ))倍であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｍ))倍であることを特徴とする光通信用ミラー。
(9) 上記(3)〜(8) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長λは1200〜2250 nmであることを特徴とする光通信用ミラー。
(10) 上記(1)〜(9) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、高屈折率膜ＨはNb₂O₅，TiO₂，HfO₂，Ta₂O₅，ZrO₂からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。
(11) 上記(1)〜(10) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、低屈折率膜ＬはSiO₂，MgF₂からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。
(12) 上記(1)〜(11) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、中屈折率膜Ｍは高屈折率膜Ｈの材料と低屈折率膜Ｌの材料との混合物からなることを特徴とする光通信用ミラー。
(13) 上記(1)〜(12) のいずれかに記載の光通信用ミラーを備えた光通信装置。 That is, the present invention can be specifically achieved by the following means.
(1) It has a substrate and a multilayer film formed on the substrate and made up of a high refractive index film H, a low refractive index film L, and a medium refractive index film M. In the multilayer film, each film is (LMHM) A mirror for optical communication, wherein the mirrors are laminated in a cycle.
(2) A substrate and a multilayer film formed on the substrate, which is composed of a high refractive index film H, a low refractive index film L, and a medium refractive index film M, each of which is (LMHM) A mirror for optical communication, characterized in that it has a portion laminated at a period.
(3) In the optical communication mirror described in (1) or (2) above, if the design wavelength is λ, the total optical film thickness in the (LMHM) period is λ / 2. For mirror.
(4) In the optical communication mirror described in (3), the optical film thickness of the high refractive index film H and the medium refractive index film M in the (LMHM) period is λ / 10, and the optical film of the low refractive index film L A mirror for optical communication, characterized in that the thickness is λ / 5.
(5) In the optical communication mirror described in (3) above, the optical film thickness of the high refractive index film H and the low refractive index film L in the (LMHM) period is λ / 6, and the optical film of the medium refractive index film M An optical communication mirror characterized in that the film thickness is λ / 12.
(6) In the optical communication mirror according to the (4), (LMHM) the refractive index of the high refractive index film H and n _H in period, and the refractive index of the low refractive index film L and n _L, medium refractive index When the refractive index of the film M is n _M , the following formula (1)

An optical communication mirror characterized by substantially satisfying the above relationship.
(7) In the optical communication mirror according to the (5), (LMHM) the refractive index of the high refractive index film H and n _H in period, and the refractive index of the low refractive index film L and n _L, medium refractive index When the refractive index of the film M is n _M , the following formula (2)

An optical communication mirror characterized by substantially satisfying the above relationship.
(8) In the optical communication mirror according to any one of (3) to (7) above, when the incident angle of light is θ ₀ , the refractive index n ₀ of the incident medium is set, and the high refractive index in the (LMHM) period. the refractive index of the film H and n _H, the refractive index of the low refractive index film L and n _L, and the refractive index of the medium refractive index layer M and n _M, the optical film thickness of 1 / cos of the high-refractive-index film H (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _H )) times, and the optical film thickness of the low refractive index film L is 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _L )) times, An optical communication mirror characterized in that the optical film thickness of the refractive index film M is 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _M )) times.
(9) The optical communication mirror according to any one of (3) to (8), wherein the design wavelength λ is 1200 to 2250 nm.
(10) In the optical communication mirror according to any one of (1) to (9), the high refractive index film H is a group consisting of Nb ₂ O ₅ , TiO ₂ , HfO ₂ , Ta ₂ O ₅ , and ZrO _2. An optical communication mirror comprising at least one selected from the group consisting of:
(11) In the optical communication mirror according to any one of (1) to (10), the low refractive index film L is made of at least one selected from the group consisting of SiO ₂ and MgF _2. Mirror for optical communication.
(12) In the optical communication mirror according to any one of (1) to (11), the medium refractive index film M is made of a mixture of a material of the high refractive index film H and a material of the low refractive index film L. An optical communication mirror characterized by
(13) An optical communication device comprising the optical communication mirror according to any one of (1) to (12).

本発明の光通信用ミラーは、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制することができ、もって近赤外領域の光を反射しつつ、可視光領域の光を透過させることができる。 The optical communication mirror of the present invention can suppress the reflection of light in a wavelength region of an integer of a desired reflection wavelength band, and thus reflects light in the near-infrared region, while reflecting light in the visible light region. Can be transmitted.

[1] 光通信用ミラー
本発明の一実施例である光通信用ミラーは、図１に示すように、基板１と、基板１に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜２とからなり、多層膜２において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層されている。 [1] Optical Communication Mirror An optical communication mirror according to an embodiment of the present invention includes a substrate 1 and a high refractive index film H and a low refractive index film L formed on the substrate 1, as shown in FIG. And a multilayer film 2 made of a medium refractive index film M. In the multilayer film 2, each film is laminated with a (LMHM) period.

多層膜２の（ＬＭＨＭ）周期における各膜の光学膜厚nd（各膜の屈折率をnとし、各物理膜厚をdとする。）の合計は、設計波長をλとするとλ／２であるのが好ましい。ここで「設計波長」とは、本発明の光通信用ミラーによる反射の対象となる波長帯域のほぼ中心の波長をいう。このように各膜の光学膜厚ndの合計をλ／２として（ＬＭＨＭ）周期構成を繰り返すことにより、設計波長λを中心としたある幅の反射波長帯域において、周期構成と光波の干渉効果により反射率を向上させることができる。その上、（ＬＭＨＭ）構成自体が、設計波長λの整数分の１における反射帯の発生を抑制する条件（反射防止条件）を満たしているため、設計波長λを中心とする反射波長帯域の整数分の１の波長帯域において反射帯の生成を抑制することができる。 The total of the optical film thicknesses nd of each film in the (LMHM) cycle of the multilayer film 2 (the refractive index of each film is n and each physical film thickness is d) is λ / 2 where λ is the design wavelength. Preferably there is. Here, the “design wavelength” refers to the wavelength at the center of the wavelength band to be reflected by the optical communication mirror of the present invention. In this way, by repeating the periodic configuration with the total optical film thickness nd of each film being λ / 2 (LMHM), in the reflection wavelength band of a certain width centered on the design wavelength λ, due to the interference effect of the periodic configuration and the light wave The reflectance can be improved. In addition, since the (LMHM) configuration itself satisfies the condition (antireflection condition) for suppressing the generation of the reflection band at a fraction of the design wavelength λ, the integer of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ. It is possible to suppress the generation of the reflection band in the wavelength band of 1 /.

各膜の光学膜厚は、（ＬＭＨＭ）周期における合計の厚さは適宜設定可能であるが、高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／10であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／５であるまた各膜の光学膜厚がλ／10であるのが好ましい。このとき、各膜の屈折率が下記式(1)

の関係をほぼ満たしているのが好ましい。ここで、ｎ_Ｈは高屈折率膜Ｈの屈折率であり、ｎ_Ｌは低屈折率膜Ｌの屈折率であり、ｎ_Ｍは中屈折率膜Ｍの屈折率である。このように各膜の屈折率及び厚さを設定することにより、光通信用ミラーの反射及び透過の精度をより高めることができ、特に設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／２及び１／３の波長帯域における反射帯の発生を抑制することができる。 As for the optical film thickness of each film, the total thickness in the (LMHM) cycle can be set as appropriate, but the optical film thicknesses of the high refractive index film H and the medium refractive index film M are λ / 10, and the low refractive index. The optical film thickness of the film L is preferably λ / 5, and the optical film thickness of each film is preferably λ / 10. At this time, the refractive index of each film is expressed by the following formula (1)

It is preferable that the above relationship is substantially satisfied. Here, n _H is the refractive index of the high refractive index film H, n _L is the refractive index of the low refractive index film L, and n _M is the refractive index of the medium refractive index film M. Thus, by setting the refractive index and thickness of each film, it is possible to further improve the accuracy of reflection and transmission of the mirror for optical communication, and in particular, ½ of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ and It is possible to suppress the generation of a reflection band in the 1/3 wavelength band.

また（ＬＭＨＭ）周期において、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／６であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／12であるのが好ましい。このとき、各膜の屈折率が下記式(2)

の関係をほぼ満たしているのが好ましい。このように各膜の屈折率及び厚さを設定することにより、光通信用ミラーの反射及び透過の精度をより高めることができ、特に設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／２、１／３及び１／４の波長帯域における反射帯の発生を抑制することができる。 In the (LMHM) cycle, the optical film thickness of the high refractive index film H and the low refractive index film L is preferably λ / 6, and the optical film thickness of the medium refractive index film M is preferably λ / 12. At this time, the refractive index of each film is expressed by the following formula (2)

It is preferable that the above relationship is substantially satisfied. Thus, by setting the refractive index and thickness of each film, the accuracy of reflection and transmission of the mirror for optical communication can be further increased, and in particular, 1/2 of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ, Generation of reflection bands in the 1/3 and 1/4 wavelength bands can be suppressed.

本発明の光通信用ミラーにおける設計波長λは近赤外線であるのが好ましく、1200〜2250 nmであるのがより好ましく、1260〜1625 nmであるのがさらに好ましい。このように設計波長λを近赤外線に設定することにより、近赤外光を選択的に反射すると同時に、可視光領域の光を選択的に透過するフィルタの役割も備える近赤外光用のミラーが得られる。 The design wavelength λ in the optical communication mirror of the present invention is preferably near infrared, more preferably 1200 to 2250 nm, and further preferably 1260 to 1625 nm. By setting the design wavelength λ to near infrared in this way, the mirror for near infrared light also serves as a filter that selectively reflects near infrared light and at the same time selectively transmits light in the visible light region. Is obtained.

設計波長λは反射波長帯域のほぼ中心に設定されるが、反射波長帯域の幅がこれより広い場合、設計波長λを反射波長帯域内の２箇所に設けて、各設計波長λに対応する多層膜を基板に積層させても良い。これにより、反射波長帯域の重ね合わせにより、所望の反射波長帯域を形成することができる。 The design wavelength λ is set at approximately the center of the reflection wavelength band. When the width of the reflection wavelength band is wider than this, the design wavelength λ is provided in two places within the reflection wavelength band, and a multilayer corresponding to each design wavelength λ is provided. The film may be stacked on the substrate. Thereby, a desired reflection wavelength band can be formed by superimposing the reflection wavelength bands.

基板１は、光通信用ミラーに用いることができるものであれば特に限定されないが、ガラス、結晶、セラミックス、樹脂等が好ましく、石英ガラスが特に好ましい。 Although it will not specifically limit if the board | substrate 1 can be used for the mirror for optical communications, Glass, a crystal | crystallization, ceramics, resin, etc. are preferable and quartz glass is especially preferable.

高屈折率膜Ｈは、所望の屈折率を満たすものであれば特に限定されないが、Nb₂O₅，TiO₂，HfO₂，Ta₂O₅，ZrO₂等が好ましく、Nb₂O₅が特に好ましい。低屈折率膜Ｌは、所望の屈折率を満たすものであれば特に限定されないが、SiO₂，MgF₂等が好ましく、SiO₂が特に好ましい。 The high refractive index film H is not particularly limited as long as it satisfies a desired refractive index, but Nb ₂ O ₅ , TiO ₂ , HfO ₂ , Ta ₂ O ₅ , ZrO _{2 and the} like are preferable, and Nb ₂ O ₅ is particularly preferable. preferable. The low refractive index film L is not particularly limited as long as it satisfies a desired refractive index, but SiO ₂ , MgF _{2 and the} like are preferable, and SiO ₂ is particularly preferable.

中屈折率膜Ｍは、所望の屈折率を満たすものであれば特に限定されないが、単一材料を用いても良いし、高屈折率材料と低屈折率材料との混合物を用いても良い。単一材料であればAl₂O₅が好ましく、高屈折率材料と低屈折率材料との混合物であれば、SiO₂とNb₂O₅とを混合したものが好ましい。 The medium refractive index film M is not particularly limited as long as it satisfies a desired refractive index, but a single material may be used, or a mixture of a high refractive index material and a low refractive index material may be used. If it is a single material, Al ₂ O ₅ is preferable, and if it is a mixture of a high refractive index material and a low refractive index material, a mixture of SiO ₂ and Nb ₂ O ₅ is preferable.

上述の本発明の光通信用ミラーにおける光学膜厚は、各光線入射角度や、膜の材質、基板の材質及び光通信用ミラーの周囲の環境（入射媒質）に合わせて、光学特性の最適化のために各膜の光学膜厚を微調整しても良く、基板や表面付近の膜構成を適宜修正しても良い。 The optical film thickness of the above-described optical communication mirror of the present invention is optimized for optical characteristics according to each light incident angle, film material, substrate material, and surrounding environment (incident medium) of the optical communication mirror. Therefore, the optical film thickness of each film may be finely adjusted, and the film structure near the substrate or the surface may be appropriately modified.

また膜への光の入射角度が０°でない場合、入射媒質の屈折率ｎ₀とし、入射角度θ₀とし、膜の屈折率をｎとしたとき、スネルの法則から、入射角度が０°のときと同様な光学的効果（干渉効果）を得るためには、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚を１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／n)) 倍すれば良いことが一般的に知られている。従って、本発明の光通信用ミラーに対する光の入射角度がθ₀の場合、各膜の光学膜厚を１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／n))倍するのが好ましい。具体的には、高屈折率膜Ｈの光学膜厚を元の光学膜厚の１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｈ))倍とし、低屈折率膜Ｌの光学膜厚を１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｌ))倍とし、中屈折率膜Ｍの光学膜厚を１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｍ))倍とする。 Further, when the incident angle of light on the film is not 0 °, the incident medium has a refractive index n ₀ , an incident angle θ _0, and the refractive index of the film is n. From Snell's law, the incident angle is 0 °. In order to obtain an optical effect (interference effect) similar to that at times, it is generally sufficient to multiply the optical film thickness in the (LMHM) period by 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n)). Known to. Therefore, when the incident angle of light with respect to the optical communication mirror of the present invention is θ ₀ , it is preferable to multiply the optical film thickness of each film by 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n)). Specifically, the optical film thickness of the high refractive index film H is set to 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _H )) times the original optical film thickness, and the optical film thickness of the low refractive index film L is set. Is 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sinθ ₀ / n _L )) times, and the optical film thickness of the medium refractive index film M is 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _M )) times To do.

換言すると、光の入射角度が0°ではない場合、補正後の各層の光学膜厚をcos (sin^-1(n₀sinθ₀／n)) 倍したとき、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２となるのが好ましい。すなわち、入射角度が0°ではない場合、高屈折率膜Ｈの光学膜厚を１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｈ))倍し、低屈折率膜Ｌの光学膜厚を１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｌ))倍し、中屈折率膜Ｍの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｍ))倍したときの（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２であるのが好ましい。これにより、異なる光線入射角度に対しても、本発明の光通信用ミラーを好適に用いることができる。 In other words, when the incident angle of light is not 0 °, when the optical film thickness of each layer after correction is multiplied by cos (sin ⁻¹ (n ₀ sinθ ₀ / n)), the optical film thickness in the (LMHM) period is The sum is preferably λ / 2. That is, when the incident angle is not 0 °, the optical film thickness of the high refractive index film H is multiplied by 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _H )) to obtain the optical film thickness of the low refractive index film L. Is multiplied by 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _L )), and the optical film thickness of the medium refractive index film M is multiplied by 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _M )). The total optical film thickness in the (LMHM) period is preferably λ / 2. Thereby, the mirror for optical communication of the present invention can be suitably used for different light incident angles.

図１に示す光通信用ミラーでは、多層膜２をすべて（ＬＭＨＭ）周期で構成しているが、本発明の光通信用ミラーはこれに限らず、所望の特性が得られる範囲で、（ＬＭＨＭ）周期の構成が多層膜２の一部に適宜設けられていても良い。 In the optical communication mirror shown in FIG. 1, the multilayer film 2 is entirely composed of (LMHM) cycles. However, the optical communication mirror of the present invention is not limited to this, and within the range where desired characteristics can be obtained (LMHM). ) The structure of the period may be provided as appropriate in a part of the multilayer film 2.

本発明の光通信用ミラーは、種々の光通信装置の光学系に用いることができるが、例えば、光増幅器、光コネクタ、マルチプレクサ等が挙げられる。 The optical communication mirror of the present invention can be used in an optical system of various optical communication apparatuses, and examples thereof include an optical amplifier, an optical connector, and a multiplexer.

[2] 光通信用ミラーの製造方法
本発明の光通信用ミラーの製造における基板１への多層膜の形成工程の一例として、スパッタリング法を用いて形成する方法を、図２に示すスパッタリング成膜装置を用いて以下説明する。 [2] Manufacturing Method of Optical Communication Mirror As an example of the formation process of the multilayer film on the substrate 1 in the manufacture of the optical communication mirror of the present invention, a method of forming using a sputtering method is shown in FIG. This will be described below using the apparatus.

図２に示す例では、真空チャンバ10の側面には、真空チャンバ10を真空排気するための排気装置11と、高屈折率膜Ｈの材料からなるターゲット13と、ターゲット13から膜材料を飛散させるためのスパッタ電源14と、低屈折率膜Ｌの材料からなるターゲット15と、ターゲット15から膜材料を飛散させるためのスパッタ電源16が設けられており、真空チャンバ10内には、複数の基板１を設置可能な回転自在な円筒状の基板ホルダ12が設けられており、基板ホルダ12は上面で回転機構17と接続している。 In the example shown in FIG. 2, on the side surface of the vacuum chamber 10, an exhaust device 11 for evacuating the vacuum chamber 10, a target 13 made of a material of a high refractive index film H, and a film material are scattered from the target 13. There are provided a sputtering power source 14 for sputtering, a target 15 made of the material of the low refractive index film L, and a sputtering power source 16 for scattering the film material from the target 15, and a plurality of substrates 1 are provided in the vacuum chamber 10. And a rotatable cylindrical substrate holder 12 is provided, and the substrate holder 12 is connected to the rotation mechanism 17 on the upper surface.

まず真空チャンバ10内を排気装置11により排気する。基板１に高屈折率膜Ｈを形成する場合、回転機構17を駆動させて基板ホルダ12を回転させながら、スパッタ電源14を稼動しターゲット13に電力を投入することにより高屈折率膜Ｈの材料を飛散させて基板１に付着させる。その際、ターゲット15に電力を投入するためのスパッタ電源16は稼動させず、低屈折率膜Ｌの材料は飛散しないため、高屈折率膜Ｈの材料のみを成膜することができる。 First, the inside of the vacuum chamber 10 is exhausted by the exhaust device 11. When the high refractive index film H is formed on the substrate 1, the material of the high refractive index film H is operated by operating the sputtering power source 14 and supplying power to the target 13 while driving the rotating mechanism 17 to rotate the substrate holder 12. Are scattered and attached to the substrate 1. At that time, since the sputtering power source 16 for supplying power to the target 15 is not operated and the material of the low refractive index film L is not scattered, only the material of the high refractive index film H can be formed.

基板１に低屈折率膜Ｌを形成する場合、円筒状の基板ホルダ12を回転させながら、スパッタ電源16を稼動しターゲット15に電力を投入することにより低屈折率膜Ｌの材料を飛散させて基板１に付着させる。その際、ターゲット13に電力を投入するためのスパッタ電源14は稼動させず、高屈折率膜Ｈの材料は飛散しないため、低屈折率膜Ｌの材料のみを成膜することができる。 When the low refractive index film L is formed on the substrate 1, the material of the low refractive index film L is scattered by operating the sputtering power source 16 and applying power to the target 15 while rotating the cylindrical substrate holder 12. Adhere to the substrate 1. At this time, since the sputtering power source 14 for supplying power to the target 13 is not operated and the material of the high refractive index film H is not scattered, only the material of the low refractive index film L can be formed.

基板１に中屈折率膜Ｍを形成する場合、円筒状基板ホルダ12を回転させながら、スパッタ電源14およびスパッタ電源16を稼動し、ターゲット13とターゲット15の両方に電力を投入することにより、高屈折率膜Ｈの材料と低屈折率膜Ｌの材料を同時に飛散し、それを高速で回転させた基板ホルダ12に設置した基板１の表面に堆積させることにより、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの材料が混合した膜が基板１に付着する。高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの材料の飛散量をスパッタ電源14およびスパッタ電源16の出力によりそれぞれ調節することにより、所望の屈折率となる材料の混合比を有する中屈折率膜Ｍが得られる。 When the medium refractive index film M is formed on the substrate 1, the sputtering power source 14 and the sputtering power source 16 are operated while rotating the cylindrical substrate holder 12, and power is supplied to both the target 13 and the target 15. The material of the refractive index film H and the material of the low refractive index film L are simultaneously scattered and deposited on the surface of the substrate 1 placed on the substrate holder 12 rotated at a high speed, so that the high refractive index film H and the low refractive index film H are deposited. A film in which the material of the rate film L is mixed adheres to the substrate 1. A medium refractive index film M having a mixing ratio of materials having a desired refractive index by adjusting the amount of scattering of the materials of the high refractive index film H and the low refractive index film L by the outputs of the sputtering power source 14 and the sputtering power source 16, respectively. Is obtained.

このように、形成する膜の種類に応じて、高屈折率材料源であるターゲット13及び低屈折率材料源であるターゲット15から膜材料をそれぞれ飛散させることにより、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜２を基板１に形成することができる。 In this way, depending on the type of film to be formed, the high refractive index film H and the low refractive index can be obtained by scattering the film material from the target 13 which is a high refractive index material source and the target 15 which is a low refractive index material source. The multilayer film 2 composed of the index film L and the medium refractive index film M can be formed on the substrate 1.

図２に示すスパッタリング成膜装置では、中屈折率膜Ｍを高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの材料を混合させて形成しているが、本発明の光通信用ミラーを形成する方法はこれに限らず、例えば、中屈折率膜Ｍの材料を備える中屈折率材料源を別途設けても良い。 In the sputtering film forming apparatus shown in FIG. 2, the medium refractive index film M is formed by mixing the materials of the high refractive index film H and the low refractive index film L, but the method for forming the optical communication mirror of the present invention. For example, a medium refractive index material source including the material of the medium refractive index film M may be provided separately.

基板１に各膜を形成する方法はスパッタリング法に限らず、所望の成膜が可能なものであれば良く、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト法、ＣＶＤ法等を用いても良い。 The method of forming each film on the substrate 1 is not limited to the sputtering method, and any method capable of forming a desired film may be used, and a vacuum deposition method, an ion plating method, an ion assist method, a CVD method, or the like may be used. .

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例１
基板１に、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍを、（ＬＭＨＭ）周期で、図３(a)，(b) に示す構成で41層形成した。基板１として石英ガラス、高屈折率膜ＨとしてNb₂O₅、低屈折率膜ＬとしてSiO₂、中屈折率膜ＭとしてNb₂O₅とSiO₂との混合材料を使用した。設計波長λを1500 nmとし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚をλ／10とし、低屈折率膜Ｌの光学膜厚をλ／５とした。Nb₂O₅の屈折率ｎ_Ｈは2.344であり、SiO₂の屈折率ｎ_Ｌは1.478であり、中屈折率膜Ｍの屈折率ｎ_Ｍは式(1) より1.964と設定した。石英ガラスは屈折率が1.46のものを用いた。各膜の積層には図２のスパッタリング装置を使用した。 Example 1
Forty-one layers of the high refractive index film H, the low refractive index film L, and the middle refractive index film M were formed on the substrate 1 with the (LMHM) period and the configuration shown in FIGS. Quartz glass was used as the substrate 1, Nb ₂ O ₅ was used as the high refractive index film H, SiO ₂ was used as the low refractive index film L, and a mixed material of Nb ₂ O ₅ and SiO ₂ was used as the middle refractive index film M. The design wavelength λ is 1500 nm, the optical film thickness of the high refractive index film H and the medium refractive index film M in the (LMHM) period is λ / 10, and the optical film thickness of the low refractive index film L is λ / 5. The refractive index n _H of Nb ₂ O ₅ is 2.344, the refractive index n _L of SiO ₂ is 1.478, and the refractive index n _M of the medium refractive index film M is set to 1.964 from the formula (1). Quartz glass with a refractive index of 1.46 was used. The sputtering apparatus shown in FIG. 2 was used for laminating each film.

得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度０°における分光反射特性を測定した。得られた結果を図４に示す。図４から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。同時に、400〜1100 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されておらず、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯の形成が抑制されているのが分かる。このように、近赤外領域に反射特性を有し、かつ可視光領域の光を透過する光通信用ミラーが得られた。 The spectral reflection characteristics of the obtained optical communication mirror at a light incident angle of 0 ° in the air were measured. The obtained results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, a reflection band in the vicinity of about 1350 to 1700 nm is formed, and the reflection characteristics are shown in the near infrared region including the C band and the L band. At the same time, no reflection band is formed in the wavelength region including visible light in the vicinity of 400 to 1100 nm, and the formation of a reflection band in the wavelength region corresponding to 1/3 of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ is suppressed. You can see that. Thus, an optical communication mirror having reflection characteristics in the near infrared region and transmitting light in the visible light region was obtained.

実施例２
基板１に、実施例１と同様に、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍを、図５(a)，(b) に示す構成で41層形成した。設計波長λを1500 nmとし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚をλ／６とし、中屈折率膜Ｍの光学膜厚をλ／12とした。中屈折率膜Ｍの屈折率ｎ_Ｍは式(2) より1.861と設定した。 Example 2
As in Example 1, 41 layers of the high refractive index film H, the low refractive index film L, and the middle refractive index film M were formed on the substrate 1 with the configuration shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The design wavelength λ is 1500 nm, the optical film thickness of the high refractive index film H and the low refractive index film L in the (LMHM) period is λ / 6, and the optical film thickness of the medium refractive index film M is λ / 12. The refractive index n _M of the medium refractive index film M was set to 1.861 from the equation (2).

得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度０°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図６に示す。図６から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。同時に、350〜1100 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されておらず、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３及び１／４に相当する波長領域の反射帯の形成が抑制されているのが分かる。 Spectral reflection characteristics of the obtained optical communication mirror at a light incident angle of 0 ° in the air were measured. The obtained result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, a reflection band in the vicinity of about 1350 to 1700 nm is formed, and the reflection characteristics are shown in the near infrared region including the C band and the L band. At the same time, no reflection band is formed in the wavelength region including visible light in the vicinity of 350 to 1100 nm, and the reflection band in the wavelength region corresponding to 1/3 and 1/4 of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ. It can be seen that the formation of is suppressed.

比較例１
基板１に、実施例１と同様に、図７(a)，(b) に示すように、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌを交互に21層積層した。設計波長λを1500 nmとし、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚はλ／４とした。 Comparative Example 1
As shown in FIGS. 7A and 7B, 21 layers of high refractive index films H and low refractive index films L were alternately laminated on the substrate 1 as in Example 1. The design wavelength λ is 1500 nm, and the optical film thickness of the high refractive index film H and the low refractive index film L is λ / 4.

得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度０°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図８に示す。図８から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。しかし、450〜550 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されており、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯が形成されているのが分かる。 Spectral reflection characteristics of the obtained optical communication mirror at a light incident angle of 0 ° in the air were measured. The obtained result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 8, a reflection band in the vicinity of about 1350 to 1700 nm is formed, and the reflection characteristics are shown in the near infrared region including the C band and the L band. However, a reflection band is formed in a wavelength region including visible light near 450 to 550 nm, and a reflection band in a wavelength region corresponding to 1/3 of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ is formed. I understand.

実施例３
光線入射角度を45°とし、光の入射角度の変化に伴う反射特性の変化に対応するために、図９(a)，(b) に示すように各膜の厚さを調整した以外は、実施例１と同じ条件で光通信用ミラーを作製した。 Example 3
Except for adjusting the thickness of each film as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), in order to cope with the change in reflection characteristics accompanying the change in the incident angle of light, the light incident angle is 45 °. An optical communication mirror was fabricated under the same conditions as in Example 1.

光通信用ミラーの空気中における光線入射角度45°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図10に示す（図の分光反射率は光線入射角度が45°のときのS偏光とP偏光の平均反射率である。）。図10から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。同時に、400〜1100 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されておらず、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯の形成が抑制されているのが分かる。 The spectral reflection characteristics of the optical communication mirror in the air at a light incident angle of 45 ° were measured. The obtained results are shown in FIG. 10 (the spectral reflectance in the figure is the average reflectance of S-polarized light and P-polarized light when the light incident angle is 45 °). As can be seen from FIG. 10, a reflection band near about 1350 to 1700 nm is formed, and the reflection characteristics are shown in the near infrared region including the C band and the L band. At the same time, no reflection band is formed in the wavelength region including visible light in the vicinity of 400 to 1100 nm, and the formation of a reflection band in the wavelength region corresponding to 1/3 of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ is suppressed. You can see that.

比較例２
光線入射角度を45°とし、光の入射角度の変化に伴う反射特性の変化に対応するために、図11(a)，(b) に示すように各膜の厚さを調整した以外は、比較例１と同じ条件で光通信用ミラーを作製した。 Comparative Example 2
Except for adjusting the thickness of each film as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), in order to cope with the change in the reflection characteristics due to the change in the light incident angle, the light incident angle is 45 °. An optical communication mirror was fabricated under the same conditions as in Comparative Example 1.

得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度45°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図12に示す。図12から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。しかし、450〜550 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されており、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯が形成されているのが分かる。 The spectral reflection characteristics of the obtained optical communication mirror at a light incident angle of 45 ° in the air were measured. The obtained results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 12, a reflection band in the vicinity of about 1350 to 1700 nm is formed, and reflection characteristics are shown in the near infrared region including the C band and the L band. However, a reflection band is formed in a wavelength region including visible light near 450 to 550 nm, and a reflection band in a wavelength region corresponding to 1/3 of the reflection wavelength band centered on the design wavelength λ is formed. I understand.

本発明の一実施例である光通信用ミラーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mirror for optical communications which is one Example of this invention. スパッタリング装置を示す上面図である。It is a top view which shows a sputtering device. スパッタリング装置を示す側面図である。It is a side view which shows a sputtering device. 実施例１の光通信用ミラーを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an optical communication mirror according to the first exemplary embodiment. 実施例１の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a multilayer film of the optical communication mirror of Example 1. 実施例１の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。6 is a graph showing spectral reflectance characteristics of the optical communication mirror of Example 1. 実施例２の光通信用ミラーを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an optical communication mirror according to a second embodiment. 実施例２の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a multilayer film of an optical communication mirror of Example 2. 実施例２の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。6 is a graph showing the spectral reflectance characteristics of the optical communication mirror of Example 2. 比較例１の光通信用ミラーを示す説明図である。6 is an explanatory view showing an optical communication mirror of Comparative Example 1. FIG. 比較例１の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of a multilayer film of an optical communication mirror of Comparative Example 1. FIG. 比較例１の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。5 is a graph showing the spectral reflectance characteristics of the optical communication mirror of Comparative Example 1. 実施例３の光通信用ミラーを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an optical communication mirror according to a third embodiment. 実施例３の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of a multilayer film of an optical communication mirror of Example 3. FIG. 実施例３の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。6 is a graph showing the spectral reflectance characteristics of the optical communication mirror of Example 3. 比較例２の光通信用ミラーを示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing an optical communication mirror of Comparative Example 2. FIG. 比較例２の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。6 is a diagram showing a configuration of a multilayer film of an optical communication mirror of Comparative Example 2. FIG. 比較例２の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。10 is a graph showing the spectral reflectance characteristics of the optical communication mirror of Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・基板
２・・・多層膜
10・・・真空チャンバ
11・・・排気装置
12・・・基板ホルダ
13，15・・・ターゲット
14，16・・・スパッタ電源
17・・・回転機構
H・・・高屈折率膜
L・・・低屈折率膜
M・・・中屈折率膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Multilayer film
10 ... Vacuum chamber
11 ... Exhaust device
12 ... Board holder
13, 15 ... Target
14, 16 ... Sputtering power supply
17 ... Rotation mechanism
H ... High refractive index film
L ... Low refractive index film
M ・・・ Medium refractive index film

Claims

基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層されていることを特徴とする光通信用ミラー。 A substrate and a multilayer film formed on the substrate and made of a high-refractive index film H, a low-refractive index film L, and a medium-refractive index film M. In the multilayer film, each film is laminated with a (LMHM) period An optical communication mirror characterized by being made.

基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜は各膜が（ＬＭＨＭ）周期で積層された部分を有することを特徴とする光通信用ミラー。 A multilayer film including a high refractive index film H, a low refractive index film L, and a medium refractive index film M formed on the substrate, the multilayer film being laminated with a period of (LMHM). A mirror for optical communication, characterized in that it has a portion formed.

請求項１又は２に記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長をλとすると、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２であることを特徴とする光通信用ミラー。 3. The optical communication mirror according to claim 1, wherein the total optical film thickness in the (LMHM) period is λ / 2, where λ is a design wavelength.

請求項３に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／10であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／５であることを特徴とする光通信用ミラー。 4. The optical communication mirror according to claim 3, wherein the optical film thickness of the high refractive index film H and the medium refractive index film M in the (LMHM) period is λ / 10, and the optical film thickness of the low refractive index film L is λ. / 5, a mirror for optical communication.

請求項３に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／６であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／12であることを特徴とする光通信用ミラー。 4. The optical communication mirror according to claim 3, wherein the optical film thickness of the high refractive index film H and the low refractive index film L in the (LMHM) period is λ / 6, and the optical film thickness of the medium refractive index film M is λ. / 12 optical communication mirror characterized by being.

請求項４に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎ_Ｌとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎ_Ｍとすると、下記式(1)

の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。 5. The optical communication mirror according to claim 4, wherein the refractive index of the high refractive index film H in the (LMHM) period is n _H , the refractive index of the low refractive index film L is n _L , and the refractive index of the medium refractive index film M is 5. When the rate is n _M , the following formula (1)

An optical communication mirror characterized by substantially satisfying the above relationship.

請求項５に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎ_Ｌとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎ_Ｍとすると、下記式(2)

の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。 In optical communication mirror according to claim 5, (LMHM) the refractive index of the high refractive index film H and n _H in period, the refractive index of the low refractive index film L and n _L, refraction of the medium refractive index layer M When the rate is n _M , the following formula (2)

請求項３〜７のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、光の入射角度がθ₀の場合、入射媒質の屈折率ｎ₀とし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎ_Ｈとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎ_Ｌとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎ_Ｍとすると、高屈折率膜Ｈの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｈ))倍であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｌ))倍であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚が１／cos (sin^-1(n₀sinθ₀／ｎ_Ｍ))倍であることを特徴とする光通信用ミラー。
8. The optical communication mirror according to claim 3, wherein when the incident angle of light is θ ₀ , the refractive index n ₀ of the incident medium is set, and the refractive index of the high refractive index film H in the (LMHM) period is set. and n _H, the refractive index of the low refractive index film L and n _L, and the refractive index of the medium refractive index layer M and n _M, high optical thickness of the refractive index film H is 1 / cos (sin ^-1 (n ₀ sin θ ₀ / n _H )) times, the optical film thickness of the low refractive index film L is 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _L )) times, and the optical properties of the medium refractive index film M are An optical communication mirror characterized in that the film thickness is 1 / cos (sin ⁻¹ (n ₀ sin θ ₀ / n _M )) times.

請求項３〜８のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長λは1200〜2250 nmであることを特徴とする光通信用ミラー。 9. The optical communication mirror according to claim 3, wherein the design wavelength λ is 1200 to 2250 nm.

請求項１〜９のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、高屈折率膜ＨはNb₂O₅，TiO₂，HfO₂，Ta₂O₅，ZrO₂からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。 10. The optical communication mirror according to claim 1, wherein the high refractive index film H is at least one selected from the group consisting of Nb ₂ O ₅ , TiO ₂ , HfO ₂ , Ta ₂ O ₅ , and ZrO _2. An optical communication mirror characterized by comprising:

請求項１〜10のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、低屈折率膜ＬはSiO₂，MgF₂からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。 11. The optical communication mirror according to claim 1, wherein the low refractive index film L is made of at least one selected from the group consisting of SiO ₂ and MgF ₂ .

請求項１〜11のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、中屈折率膜Ｍは高屈折率膜Ｈの材料と低屈折率膜Ｌの材料との混合物からなることを特徴とする光通信用ミラー。 12. The optical communication mirror according to claim 1, wherein the medium refractive index film M is made of a mixture of a material of the high refractive index film H and a material of the low refractive index film L. For mirror.

請求項１〜12のいずれかに記載の光通信用ミラーを備えた光通信装置。 An optical communication device comprising the optical communication mirror according to claim 1.