JP2748066B2 - 反射鏡 - Google Patents

反射鏡

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JP2748066B2 JP4104400A JP10440092A JP2748066B2 JP 2748066 B2 JP2748066 B2 JP 2748066B2 JP 4104400 A JP4104400 A JP 4104400A JP 10440092 A JP10440092 A JP 10440092A JP 2748066 B2 JP2748066 B2 JP 2748066B2
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    • 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

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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は種々の光学系等において
用いられる反射鏡に関し、詳しくは銀層上に複数の保護
層を有する銀反射鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】種々の光学系において用いられる反射鏡
として基板上に銀層を蒸着してなる銀反射鏡が知られて
いる。
【0003】銀反射鏡はアルミニウム反射鏡と比べて可
視光領域で反射率が高く分光反射特性に優れているため
注目されている。
【0004】銀反射鏡はこのような長所を有する一方で
耐久性等の強度面で問題があるため銀層上に保護層を設
けたものが知られている。
【0005】銀反射鏡の保護層としては酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウムおよび二酸化ケイ素をこの順に積
層してなるものが知られており、これにより良好な反射
特性を維持しつつ耐摩耗性の向上を図ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この銀反射
鏡の偏光特性の良否は、P偏光反射率とS偏光反射率の
差により判断され、この差が大きいと偏光成分に応じて
入射光の反射率が大きく変化してしまうことから、特に
可視領域においては上記反射率の差は1%程度以内とす
るのが好ましい。
【0007】しかしながら、銀層上に上述した保護層を
積層すると上記反射率の差が1%程度より大きくなって
しまうおそれがある。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、可視領域において、P偏光とS偏光の反射率差を
1%程度以内とし得る3層構成の保護膜を有する反射鏡
を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の反射鏡は、基板
上に銀層、酸化アルミニウム層、酸化ジルコニウム層お
よび二酸化ケイ素層をこの順に積層してなる反射鏡であ
って、前記酸化アルミニウム層の厚さを49nm以上89nm以
下に、前記酸化ジルコニウム層の厚さを37nm以上77nm以
下に、前記二酸化ケイ素層の厚さを60nm以上100nm 以下
の厚さに設定してなることを特徴とするものである。
【0010】なお、上記構成は上記基板と上記銀層の
間、および銀層と酸化アルミニウム層の間に他の層を設
けることを排除することを意味するものではない。
【0011】
【作用】上記構成によれば、銀反射鏡の保護層として厚
さが49nm以上89nm以下の酸化アルミニウム層、厚さが37
nm以上77nm以下の酸化ジルコニウム層および厚さが60nm
以上100nm 以下の二酸化ケイ素層をこの順に積層してい
る。
【0012】上記3層の厚さの範囲においては、可視領
域の入射光に対して偏光特性が良好となっている。すな
わち、本発明者等の実験結果によれば3層の厚みを上記
範囲に設定すれば可視領域においてP偏光とS偏光の反
射率の差を1%程度以内とすることができる。したがっ
て、本発明の反射鏡によれば、保護層を設けることによ
る偏光特性の低下を防止することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0014】図1は、本発明の実施例に係る反射鏡の層
構成を示す概略図である。この反射鏡はガラス基板1上
に5〜15nm厚のCr層2、10〜40nm厚のCu層3、100n
m 厚のAg層4、49nm〜89nm厚のAl2 3 (酸化アル
ミニウム)層5、37nm〜77nm厚のZrO2 (酸化ジルコ
ニウム、屈折率1.98)層6および60nm〜100nm 厚のSi
2 (二酸化ケイ素)層7をこの順に積層してなるもの
である。
【0015】上記Cr層2およびCu層3は上記ガラス
基板1とAg層4の密着性を強化するための密着強化層
として作用する。また、上記Ag層4は入射光を反射す
るための層である。上記Al2 3 層5はこのAg層4
の耐久性を向上させるための保護層である。また、Zr
2 層6はAg層4の耐久性向上のための保護層である
とともに反射特性を良好とするための高屈折率誘電体層
である。さらに、最上層のSiO2 層7は耐摩耗性を向
上させるための保護層である。
【0016】次に、図1に示す層構成の反射鏡を製造す
る方法について説明する。
【0017】まず、清浄化したガラス基板1を保持具に
取り付け、これを真空槽内に挿入し、固定する。真空槽
内を無加熱状態で1×10-6Torr程度となるまで真空排気
する。
【0018】この後、電子ビーム蒸着法を用い、ガラス
基板1上に5〜15nm厚のCr層2を形成する。次に、抵
抗加熱蒸着法を用い、このCr層2上に10〜40nm厚のC
u層3を形成する。
【0019】この後、抵抗加熱蒸着法を用い、このCu
層3上に500nm 厚のAg層4を形成する。次に、電子ビ
ーム蒸着法を用い、このAg層4上に49nm〜89nm厚のA
23 層5を形成する。
【0020】この後、上記真空槽を、上記ガラス基板1
の温度が300 ℃となるように加熱する。この加熱処理に
より、この後に形成されるZrO2 層6およびSiO2
層7の強度を高めることができる。
【0021】なお、これよりも前の段階で加熱処理を行
なうとAg層4やCu層3等の金属層が結晶化してくも
り現象(白濁)が生じ、光反射率が低下するので好まし
くない。
【0022】この後、電子ビーム蒸着法を用い、上記A
2 3 層5上に37nm〜77nm厚のZrO2 層6を形成す
る。
【0023】最後に、電子ビーム蒸着法を用い、このZ
rO2 層6上に60nm〜100nm 厚のSiO2 層7を形成す
る。
【0024】なお、本発明の反射鏡としては上述した実
施例のものに限られるものではない。
【0025】例えば、ガラス基板1を金属基板やプラス
チック基板に代えることも可能である。
【0026】また、Cr層2およびCu層3は適宜省略
することも可能である。
【0027】さらに、各層を形成する蒸着方法としては
上述した方法に限られず、例えば上述した説明で、層を
形成する際に、電子ビーム蒸着法を用いているものにつ
いてはこれに代えて抵抗加熱蒸着法を用いてもよいし、
抵抗加熱蒸着法を用いているものについてはこれに代え
て電子ビーム蒸着法を用いてもよい。
【0028】ところで、銀反射鏡は保護層を設けること
により偏光特性が劣化する傾向にあるが、上記実施例に
おいては、Al2 3 層5の厚みを49nm〜89nmに、Zr
2層6の厚みを37nm〜77nm、さらにSiO2 層7の厚
みを60nm〜100nm に設定しているのでP偏光とS偏光の
反射率差を1%程度以内とすることができる。
【0029】次に、上記Al2 3 層5の厚さを69nm
に、上記ZrO2 層6の厚さを57nmに各々設定し、Si
2 層7の厚さを40nmから120nm までの間で10nm毎に設
定した際における各々の分光反射率特性を図2〜10に示
す。
【0030】すなわちSiO2 層7の厚さを40nmとした
場合を図2に、50nmとした場合を図3に、60nmとした場
合を図4に、70nmとした場合を図5に、80nmとした場合
を図6に、90nmとした場合を図7に、100nm とした場合
を図8に、110nm とした場合を図9に、120nm とした場
合を図10に示す。
【0031】なお、図2〜10には分光反射特性を示す3
本の曲線が表わされている。記号Sが付されている曲線
はS偏光成分の反射率を、記号Pが付されている曲線は
P偏光成分の反射率を、これら両曲線の中間に位置する
曲線はS偏光成分とP偏光成分両者の反射率の平均値を
表わす曲線である。また、全ての図面は入射角度を45°
に設定した場合について示している。
【0032】この図2〜10によれば、曲線Sと曲線Pの
長波長側の接点(もしくは交叉点)がSiO2 層7の厚
みが増加するにしたがって短波長側に移動し、2つの交
叉点に挟まれる波長領域の偏光反射率差が小さくなる。
しかしながら、SiO2 層7が100nm 以上となると長波
長側の接点(もしくは交叉点)より長波長側において曲
線Sと曲線Pの開きが大きくなる部分が可視領域となる
ので良好な偏光特性を得ることが困難となる。
【0033】すなわち、SiO2 層7が60nm〜100nm の
範囲の場合に偏光特性が良好(S偏光とP偏光の反射率
差が1%程度以内)となる。
【0034】次に、Al2 3 層5の厚さを49nm、69n
m、89nmと変化させ、またZrO2 層6の厚さを37nm、5
7nm、77nmと変化させた各々の場合において、SiO2
層7の厚さを60nm、80nm、100nm と変化させて上記2つ
の偏光の反射率差を測定し、その結果を下記表1,2,
3に示した。
【0035】この反射率差が全可視領域において1%以
内の場合には○、可視領域の一部で1%を若干越える場
合には△の印を付した。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】上記3つの表から明らかなように、Al2
3 層5の厚み、ZrO2 層6の厚みおよびSiO2
7の厚みを上述した如く各々変化させた各場合において
2つの偏光の反射率差を1%程度以内とすることができ
る。
【0040】また、SiO2 層7の厚さが80nmおよび10
0nm の場合には、Al2 3 層5の厚さが89nmでZrO
2 層6の厚さが77nmのときに上記反射率差が1%程度よ
り大きくなるが、Al2 3 層5の厚さを若干小さくす
るか、ZrO2 層6の厚さを若干小さくすることによっ
て1%程度以内の反射率差とすることが可能である。
【0041】なお、上述した実施例について下記の如き
膜強度試験を行なったがSiO2 層7の表面に傷は生じ
なかった。
【0042】すなわち、この試験方法は、清浄なチーズ
クロスを1ポンドの力で反射鏡表面に押圧し、この表面
上で一方向に25往復させ、その後反射鏡表面の傷を目視
により検査する方法である。
【0043】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明の反射鏡によ
れば、3つの保護層の厚みを各々所定の値に設定するこ
とによりP偏光とS偏光の反射率差を1%程度以内とす
ることができ、3層構造の保護層により膜強度の強化を
図りつつ偏光特性を良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る反射鏡の層構成を示す概
略図
【図2】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、40nmの場合の分光特性を示すグラフ
【図3】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、50nmの場合の分光特性を示すグラフ
【図4】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、60nmの場合の分光特性を示すグラフ
【図5】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、70nmの場合の分光特性を示すグラフ
【図6】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、80nmの場合の分光特性を示すグラフ
【図7】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、90nmの場合の分光特性を示すグラフ
【図8】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、100nm の場合の分光特性を示すグラ
【図9】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層厚
が各々69nm、57nm、110nm の場合の分光特性を示すグラ
【図10】Al2 3 層、ZrO2 層、SiO2 層の層
厚が各々69nm、57nm、120nm の場合の分光特性を示すグ
ラフ
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 Cr層 3 Cu層 4 Ag層 5 Al2 3 層 6 ZrO2 層 7 SiO2

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に銀層、酸化アルミニウム層、酸
    化ジルコニウム層および二酸化ケイ素層をこの順に積層
    してなる反射鏡であって、 前記酸化アルミニウム層の厚さを49nm以上89nm以下に、
    前記酸化ジルコニウム層の厚さを37nm以上77nm以下に、
    前記二酸化ケイ素層の厚さを60nm以上100nm 以下の厚さ
    に設定してなることを特徴とする反射鏡。
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