JPS58140705A - 光学フイルタおよびその製造方法 - Google Patents
光学フイルタおよびその製造方法Info
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- JPS58140705A JPS58140705A JP57022480A JP2248082A JPS58140705A JP S58140705 A JPS58140705 A JP S58140705A JP 57022480 A JP57022480 A JP 57022480A JP 2248082 A JP2248082 A JP 2248082A JP S58140705 A JPS58140705 A JP S58140705A
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- Japan
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- optical
- gaseous
- dielectric film
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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】
（ム）発明の技術分野
本発明は、光通信用として好適な、ハードコーティング
を施した光学フィルタとその製造方法に関するものｆあ
る。
を施した光学フィルタとその製造方法に関するものｆあ
る。
ＣＢ）従来技術と問題点
搬送装置等における波長多重光通信用の分波器としては
、誘電体多層膜フィルタが多く用いられている。このよ
うな誘電体多層膜フィルタは、通信用としての使用目的
から特に高安定度および高信頼性を有することが要求さ
れる。従って誘電体膜生成用の＝−ト材料としては、フ
ッ化マグネシウム（ＭｔＦ）等のソフトコート材料は、
潮解性および耐熱性等の点で長期間の使用には不安があ
って使用できず、専ら安定なハードコート材料が使用さ
れる。
、誘電体多層膜フィルタが多く用いられている。このよ
うな誘電体多層膜フィルタは、通信用としての使用目的
から特に高安定度および高信頼性を有することが要求さ
れる。従って誘電体膜生成用の＝−ト材料としては、フ
ッ化マグネシウム（ＭｔＦ）等のソフトコート材料は、
潮解性および耐熱性等の点で長期間の使用には不安があ
って使用できず、専ら安定なハードコート材料が使用さ
れる。
従来、誘電体多層膜フィルタのハードコート用材料とし
ては、シリカ（Ｓｔｏｗ） 、ルチル（ＴｉＯｚ）およ
びアルミナ（ＡｊｚＯｓ）の３種の組合わせが用いられ
ていえ。これは、従来、誘電体多層膜フィルタが電子ビ
ーム蒸着技術によって製作されていたので、上述の３種
類の材料が適当であったためである。すなわち従来のハ
ードコート用材料は、異種元素の酸化物を誘電体として
利用することによつ′て、蒸着された誘電体膜ごとに異
なる屈折率を実現するようにしていた。
ては、シリカ（Ｓｔｏｗ） 、ルチル（ＴｉＯｚ）およ
びアルミナ（ＡｊｚＯｓ）の３種の組合わせが用いられ
ていえ。これは、従来、誘電体多層膜フィルタが電子ビ
ーム蒸着技術によって製作されていたので、上述の３種
類の材料が適当であったためである。すなわち従来のハ
ードコート用材料は、異種元素の酸化物を誘電体として
利用することによつ′て、蒸着された誘電体膜ごとに異
なる屈折率を実現するようにしていた。
しかしながら、積層される誘電体膜ごとにそれを構成す
る酸化物の元素を変える丸めには、誘電体膜１層ごとに
電子ビーム蒸着におけるターゲットを交換しなければな
らない。従って蒸着装置内においてターゲットを交換で
きるような特別の装置を使用するか、あるいはその都度
真空を破ってターゲットを交換する等の処理を必要とし
、厄介なだけでなく、蒸着条件の変化によって祷られる
誘電体多層膜フィルタの特性が変動しやすい等の問題が
あった。
る酸化物の元素を変える丸めには、誘電体膜１層ごとに
電子ビーム蒸着におけるターゲットを交換しなければな
らない。従って蒸着装置内においてターゲットを交換で
きるような特別の装置を使用するか、あるいはその都度
真空を破ってターゲットを交換する等の処理を必要とし
、厄介なだけでなく、蒸着条件の変化によって祷られる
誘電体多層膜フィルタの特性が変動しやすい等の問題が
あった。
（Ｃ）発明の目的
本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようと
するものであって、その目的は、誘電体多層膜フィルタ
を構成すべきノーードコート用材料として、１種類の元
素であるシリコン（Ｓｌ）をターゲットに用い、雰囲気
ガスを変えて活性スノくツタリングを行うことによって
、それぞれ屈折率の異□なる各種の８１化合物、例えば
シリカ（Ｓｌｏｚ） 、窒化シリ；ン（ＳｉｓＮａ）等
および単体の８１からなる誘電体膜を基板上に生成させ
るようにし、これらの誘電体膜の組合わせによって、所
要の屈折率の組合わせを有するとともに物理的に安定な
誘電体多層膜フィルタを連続的な工程によって作成する
ことができる、光学フィルタおよびその製造方法を提供
することにある。
するものであって、その目的は、誘電体多層膜フィルタ
を構成すべきノーードコート用材料として、１種類の元
素であるシリコン（Ｓｌ）をターゲットに用い、雰囲気
ガスを変えて活性スノくツタリングを行うことによって
、それぞれ屈折率の異□なる各種の８１化合物、例えば
シリカ（Ｓｌｏｚ） 、窒化シリ；ン（ＳｉｓＮａ）等
および単体の８１からなる誘電体膜を基板上に生成させ
るようにし、これらの誘電体膜の組合わせによって、所
要の屈折率の組合わせを有するとともに物理的に安定な
誘電体多層膜フィルタを連続的な工程によって作成する
ことができる、光学フィルタおよびその製造方法を提供
することにある。
ＣＤ）発明の実施例
以下、実施例としてシリカ（８ｉ０ｘ）と窒化シリコン
（８ｉｉＮａ）の交互積層による光学フィルタを挙げて
説明する。
（８ｉｉＮａ）の交互積層による光学フィルタを挙げて
説明する。
第１図は本発明の光、学フィルタの一実施例の構成を示
すものである。同図において、１は基板となる光学基材
であって、例えば光学ガラスＢＫ７ ｒサファイア、石
英（８１０ｇ）等の板からなる。２は屈折率ｎ１を有す
る誘電体膜、３は屈折率ｎ２を有する誘電体膜であって
、誘電体膜２．誘電体膜３は交互に光学基材ｌ上に堆積
され、その全体の層数は任意であるが、通常基板１に接
する第１層と、最上層と拡開−屈折率の誘電体膜からな
るごとく構成される。また６層の誘電体膜の膜厚は対象
とする光の波長によって異なる。
すものである。同図において、１は基板となる光学基材
であって、例えば光学ガラスＢＫ７ ｒサファイア、石
英（８１０ｇ）等の板からなる。２は屈折率ｎ１を有す
る誘電体膜、３は屈折率ｎ２を有する誘電体膜であって
、誘電体膜２．誘電体膜３は交互に光学基材ｌ上に堆積
され、その全体の層数は任意であるが、通常基板１に接
する第１層と、最上層と拡開−屈折率の誘電体膜からな
るごとく構成される。また６層の誘電体膜の膜厚は対象
とする光の波長によって異なる。
今、光学基材ｌとして光学ガラスＢＫ、 、屈折率ｎ１
の誘電体膜２にシリカ（８１０２，”１＝１．４６ ）
、屈折率ｎ２の誘電体膜３に窒化シリコン（８ｉｓＮ４
． ｎ２＝２．０）を用い、誘電体膜２，３を交互に堆
積積層して光学フィルタを構成するものとする。
の誘電体膜２にシリカ（８１０２，”１＝１．４６ ）
、屈折率ｎ２の誘電体膜３に窒化シリコン（８ｉｓＮ４
． ｎ２＝２．０）を用い、誘電体膜２，３を交互に堆
積積層して光学フィルタを構成するものとする。
第２図は本発明の光学フィルタの製造方法の一実施例を
示している。同図において、１１はペルジャーであって
排気日ソを経て図示されな−真空ポンプによって排気し
て内部を高真ｉに保つことができるとともに、導入口１
３を経て任意のガスを導入できるようになっている。１
４はターゲット保持部であって、ターゲットとなる８１
基板１５を保持する。１６はサブストレート保持部であ
ってターゲット保持部１４と対向して配置され、基板と
なる光学基材１７を保持する。正は高周波（ＲＦ′）電
源であって、サブストレート保持部１６と接続されてい
る。なお導線加は通常接地されている。
示している。同図において、１１はペルジャーであって
排気日ソを経て図示されな−真空ポンプによって排気し
て内部を高真ｉに保つことができるとともに、導入口１
３を経て任意のガスを導入できるようになっている。１
４はターゲット保持部であって、ターゲットとなる８１
基板１５を保持する。１６はサブストレート保持部であ
ってターゲット保持部１４と対向して配置され、基板と
なる光学基材１７を保持する。正は高周波（ＲＦ′）電
源であって、サブストレート保持部１６と接続されてい
る。なお導線加は通常接地されている。
ング装置を構成し、ペルジャーｌｌ中を適当な真空状態
にして、ＲＦ電源１８から高周波（ＲＦ）電圧をターゲ
ット保持部１４．サブストレート保持部１６の間に持さ
れたターゲットの物質が、サブストレート保持部１６に
保持されたサブストレートの表面にスパッタリングされ
て堆積される。
にして、ＲＦ電源１８から高周波（ＲＦ）電圧をターゲ
ット保持部１４．サブストレート保持部１６の間に持さ
れたターゲットの物質が、サブストレート保持部１６に
保持されたサブストレートの表面にスパッタリングされ
て堆積される。
今、ターゲット保持部１４にターゲットとして８１基板
ルを装着し、サブストレート葆持部１６に光学基材１７
として光学ガラスＢＫｙ平板を装着して、排気口認から
排気してペルジャー１１内を一旦真空状態とする。次に
導入口和を経て、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素（０２）
ガ哀を容−比で１０−混合したガスをペルジャーＵ内に
導火して、その全圧を５Ｘ１０−’〜！！ Ｘ １０−
” Ｔｏｒｒとする。この状態でＵ電源１８から、１３
．５８ ＭＨｚのＲＦ電圧をターゲット保持部１４とサ
ブストレート保持部１６との間に加えて、ターゲットで
あるシリコン基板「と光学基材１７との間でスパッタリ
ングを行わせる。
ルを装着し、サブストレート葆持部１６に光学基材１７
として光学ガラスＢＫｙ平板を装着して、排気口認から
排気してペルジャー１１内を一旦真空状態とする。次に
導入口和を経て、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素（０２）
ガ哀を容−比で１０−混合したガスをペルジャーＵ内に
導火して、その全圧を５Ｘ１０−’〜！！ Ｘ １０−
” Ｔｏｒｒとする。この状態でＵ電源１８から、１３
．５８ ＭＨｚのＲＦ電圧をターゲット保持部１４とサ
ブストレート保持部１６との間に加えて、ターゲットで
あるシリコン基板「と光学基材１７との間でスパッタリ
ングを行わせる。
このような状態では、シリコン基板「から放出されたＳ
１原子と雰囲気の酸素原子とは、ＲＦ電圧によって振動
状態にされることによって活性化されて容易に結合し、
シリカ（８ｉ０ｔ）を生じて光学基材１７上に堆積され
て、シリカからなる誘□電体膜を生成する。
１原子と雰囲気の酸素原子とは、ＲＦ電圧によって振動
状態にされることによって活性化されて容易に結合し、
シリカ（８ｉ０ｔ）を生じて光学基材１７上に堆積され
て、シリカからなる誘□電体膜を生成する。
次にペルジャー１１内のガスを再び排気口νから排気し
たのち、導入口１３を経てＡｒガスに窒素（Ｎ２）ガス
を容積比で５０チ混合したガスをペルジャー１１内に導
入して、その全圧を５ ｘ １Ｇ−” 〜５ Ｘ １０
−” ＴｏｒｒとしてＲＦ電源１８によってスパッタリ
ングを行うと、シリコン基板「から放出された原子状態
の８１原子と雰囲気中の窒素原子とが結合して窒化シリ
コン（ＢｉｉＬ）を生じて、先に生成されているシリカ
誘電体膜上に堆積されて、窒化シリコンからなる誘電体
膜を生成する。
たのち、導入口１３を経てＡｒガスに窒素（Ｎ２）ガス
を容積比で５０チ混合したガスをペルジャー１１内に導
入して、その全圧を５ ｘ １Ｇ−” 〜５ Ｘ １０
−” ＴｏｒｒとしてＲＦ電源１８によってスパッタリ
ングを行うと、シリコン基板「から放出された原子状態
の８１原子と雰囲気中の窒素原子とが結合して窒化シリ
コン（ＢｉｉＬ）を生じて、先に生成されているシリカ
誘電体膜上に堆積されて、窒化シリコンからなる誘電体
膜を生成する。
とのよ？な工程を繰返して行うことによ？て、第１図に
水声れたごとき構成の光学フィルタを得ることがで！る
。これらの工程を通じて、スパッタリング中、０２ガス
またはＮ２ガスとＡｒガーとの混合ガスの全圧は約５
Ｘ １０−’〜５ Ｘ １Ｏ−２Ｔｏｒｒに保九れ、伽
ガスの分圧は約５ Ｘ １０−’ 〜１０−’ Ｔｏｒ
ｒに、またＮ２ガスの分圧は約Ｌ５ Ｘ １０−” 〜
２．５ Ｘ ｉｏ−”ｒｏ、に保九れるようにする。
水声れたごとき構成の光学フィルタを得ることがで！る
。これらの工程を通じて、スパッタリング中、０２ガス
またはＮ２ガスとＡｒガーとの混合ガスの全圧は約５
Ｘ １０−’〜５ Ｘ １Ｏ−２Ｔｏｒｒに保九れ、伽
ガスの分圧は約５ Ｘ １０−’ 〜１０−’ Ｔｏｒ
ｒに、またＮ２ガスの分圧は約Ｌ５ Ｘ １０−” 〜
２．５ Ｘ ｉｏ−”ｒｏ、に保九れるようにする。
仁のように本発明の光学フィルタの製造方法では、全ス
パッタリング工程を通じてターゲット材料を交換するこ
となく、８１基板のみを用い雰囲気ガスをその都度変え
てＲＦスパッタリングを行うことくよって、屈折率の異
なる物質からなる誘電体膜を順次堆積し積層して、誘電
体多層膜フィルタを製作することができる。
パッタリング工程を通じてターゲット材料を交換するこ
となく、８１基板のみを用い雰囲気ガスをその都度変え
てＲＦスパッタリングを行うことくよって、屈折率の異
なる物質からなる誘電体膜を順次堆積し積層して、誘電
体多層膜フィルタを製作することができる。
なお誘電体膜として堆積積層すべき物質としては、単体
の８１も利用することができ、この場合の屈折率は３．
４である。なおこの場合、第２図のぺすべき誘電体の組
合わせとしてａ （８１，５ｉｎ２）、（Ｊ、 ５ｌｉ
Ｎａ）または（８１，８１ｓＮａ、 ８１０２）の各組
合わせが利用でき、応用の範囲が広くなる。但し、Ｓｌ
が透明なのは波長１ｐｍ以上の領域に限られるため、Ｓ
ｌ誘電体膜を組合わせた光学フィルタの適用範囲紘、１
μｍ以上の波長領域に限られる。
の８１も利用することができ、この場合の屈折率は３．
４である。なおこの場合、第２図のぺすべき誘電体の組
合わせとしてａ （８１，５ｉｎ２）、（Ｊ、 ５ｌｉ
Ｎａ）または（８１，８１ｓＮａ、 ８１０２）の各組
合わせが利用でき、応用の範囲が広くなる。但し、Ｓｌ
が透明なのは波長１ｐｍ以上の領域に限られるため、Ｓ
ｌ誘電体膜を組合わせた光学フィルタの適用範囲紘、１
μｍ以上の波長領域に限られる。
さらに、スパッタリングの雰囲気として、Ａｒガスをベ
ースとして０２ガスとＮ２ガスを同時に混合したものも
利用でき、この場合は８ｉ（ｈと５ＩＨＮａとの混合物
を堆積積層することができる。このような混合物誘電体
層の屈折率は、８１（ｈとＳ ｉ ｓＮａとの混合比率
によって異なる。
ースとして０２ガスとＮ２ガスを同時に混合したものも
利用でき、この場合は８ｉ（ｈと５ＩＨＮａとの混合物
を堆積積層することができる。このような混合物誘電体
層の屈折率は、８１（ｈとＳ ｉ ｓＮａとの混合比率
によって異なる。
なお上述の実施例において、ＡｒガスまたはＡｒをベー
スとする混合ガスの全圧は、約５ ）＜ １０−’ Ｔ
ｏｒｒではグロー放電に移行してスパッタリングが正常
に行われなくなるため、前記の範囲内であることが必要
である。
スとする混合ガスの全圧は、約５ ）＜ １０−’ Ｔ
ｏｒｒではグロー放電に移行してスパッタリングが正常
に行われなくなるため、前記の範囲内であることが必要
である。
（Ｅ）発明の詳細
な説明したように、本発明の光学フィルタおよびその製
造方法によれば、ターゲット材料を変更することなく雰
囲気ガスを置換するのみで、屈折率の異なる物質からな
る誘電体膜を交互に堆積して積層することができ、従来
のように複数のターゲット（８１０ｚｔ Ｔｌ（ｈａ
Ａｌｔ’ｓ等）を変換しながら用いる場合に比べて、タ
ーゲット材料の種類が少くてすむだけでなく、装置が簡
単で操作も容易となる。
造方法によれば、ターゲット材料を変更することなく雰
囲気ガスを置換するのみで、屈折率の異なる物質からな
る誘電体膜を交互に堆積して積層することができ、従来
のように複数のターゲット（８１０ｚｔ Ｔｌ（ｈａ
Ａｌｔ’ｓ等）を変換しながら用いる場合に比べて、タ
ーゲット材料の種類が少くてすむだけでなく、装置が簡
単で操作も容易となる。
また本発明の光学フィルタにおいては、誘電体膜の屈折
率ｎを、８１０２ （ｎ＝１．４８ ）、８１ｓＮａ
（ｎ＝２．０）、Ｊ（ｎ＝Ｌ４）とかなシ広い幅で選択
できるので、高性能なフィルタを製作することが可能で
あシ、極めて効果的である。
率ｎを、８１０２ （ｎ＝１．４８ ）、８１ｓＮａ
（ｎ＝２．０）、Ｊ（ｎ＝Ｌ４）とかなシ広い幅で選択
できるので、高性能なフィルタを製作することが可能で
あシ、極めて効果的である。
第１図は本発明の光学フィルタの一実施例の構
１成を示す断爾図、第２図は本発明の光学フィルタの製
造方法の一実施例の構成を示す説明図である。 １・・・基板となる光学基材、２・・・屈折率ｎ１を有
する誘電体膜、３・・・屈折率ｎ２を有する誘電体膜、
■・・・ペルジャー、Ｕ・・・排気口、Ｕ・・・雰囲気
ガスを導入する導入口、１４・・・ターゲット保持部、
１５−・・ターゲットとなるシリコン（Ｓｉ）基板、１
６・・・ナプストレート保持部、１７・・・基板となる
光学基材、玉・・・高周波（ＲＦ）電源、鱒、２０・・
・導線。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 玉 蟲 久五部（外３名）１（ 第１図 第２図
１成を示す断爾図、第２図は本発明の光学フィルタの製
造方法の一実施例の構成を示す説明図である。 １・・・基板となる光学基材、２・・・屈折率ｎ１を有
する誘電体膜、３・・・屈折率ｎ２を有する誘電体膜、
■・・・ペルジャー、Ｕ・・・排気口、Ｕ・・・雰囲気
ガスを導入する導入口、１４・・・ターゲット保持部、
１５−・・ターゲットとなるシリコン（Ｓｉ）基板、１
６・・・ナプストレート保持部、１７・・・基板となる
光学基材、玉・・・高周波（ＲＦ）電源、鱒、２０・・
・導線。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 玉 蟲 久五部（外３名）１（ 第１図 第２図
Claims (2)
- （１） 光学基材と、該光学基材上に！層に積層され
たシリコン（Ｓｌ）またはシリコン（８１）を基体とす
る化合物からなる誘電体膜とからなることを特徴とする
光学フィルタ。 - （２） 高周波スパッタリング装置内にシリコン（Ｓ
ｔ）基板と光学基材とを対向し丁装置し、咳高些波−パ
ツタリング装置にアルゴン（Ａｒ）ガスま九はアルゴン
（Ａｒ）ガスにシリコン（８１）との親和性を有する元
素からなるガスを混合した混合ガスを順次所定の順序で
導入しなから前記シリコン（Ｓｌ）基板と光学基材との
間に高周波電圧を印加してスパッタリングを行うことに
よりて・前記光学基材子に′リコン（Ｓｋ）ｔたけシリ
コン（Ｓｌ）を基体とする化合物からなる誘電体膜を順
次堆積して積層することを特徴とする光学フィルタの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022480A JPS58140705A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 光学フイルタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022480A JPS58140705A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 光学フイルタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58140705A true JPS58140705A (ja) | 1983-08-20 |
Family
ID=12083878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57022480A Pending JPS58140705A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 光学フイルタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58140705A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119502A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-30 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | スペクトル・フイルタ |
| JPS62136562U (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | ||
| KR100634713B1 (ko) * | 1998-07-06 | 2006-11-17 | 닛폰 이타가라스 가부시키가이샤 | 절연막의 피복 방법 및 이를 이용한 영상 디스플레이용 유리 기판 |
| JP2010186146A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線光学フィルタおよびその製造方法 |
| US8340362B2 (en) | 2008-09-16 | 2012-12-25 | Hitachi Maxell, Ltd. | Image acquisition apparatus and biometric information acquisition apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5192740A (ja) * | 1974-12-06 | 1976-08-14 | ||
| JPS54126560A (en) * | 1978-03-13 | 1979-10-01 | Hughes Aircraft Co | Liquid crystal display unit |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP57022480A patent/JPS58140705A/ja active Pending
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