專利名稱：反射防止膜、透鏡、光學系統(tǒng)、物鏡以及光學設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射防止膜、使用了該反射防止膜的透鏡、光學系統(tǒng)、物鏡以及使用了該光學系統(tǒng)的光學設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為以往的紫外光用的反射防止膜，提出了專利文獻I記載的反射防止膜。該反射防止膜是如下的膜在透明基板面上交替形成包含Al2O3膜的中間折射率層、和包含MgF2的低折射率層并設(shè)為4層 7層，在波長248nm (KrF準分子激光波長)、和除此以外 的波長(例如He — Ne激光波長633nm)這兩個波長處防止反射。此外，在專利文獻2中，提出了層疊7層的膜，該膜是在波長350nm至波長SOOnm的范圍內(nèi)具有O. 6%以下的寬頻帶反射性的防止膜。在使用激光進行處理的光學裝置中，需要同時進行波長400nm 700nm的可見區(qū)(根據(jù)需要為紫外區(qū)或紅外區(qū))內(nèi)的觀察，和進行處理的激光波長、例如YAG激光的第3高次諧波(振蕩波長355nm)的照射(透射)。此外，將以往提出的2波長反射防止膜設(shè)計為對準分子激光波長248nm和波長600nm 700nm以I. 5%以下防止反射?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特許第3232727號公報專利文獻2 日本特許第4190773號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，在不變更上述反射防止膜的膜結(jié)構(gòu)、而應用到Y(jié)AG激光的第3高次諧波(振蕩波長355nm)來進行波長移動時，存在反射率在波長400nm 600nm范圍內(nèi)變?yōu)?%以上，由此可見區(qū)內(nèi)的觀察變得困難的問題。此外，以往的反射防止膜使用TiO2那樣的折射率超過I. 8的高折射率材料構(gòu)成。一般而言，TiO2那樣的高折射率材料在波長400nm以下的紫外區(qū)域范圍內(nèi)的膜吸收率高。因此在使用紫外區(qū)的激光、例如YAG激光的第3高次諧波(振蕩波長355nm)的情況下，存在如下問題反射防止膜由于光的吸收而損傷，膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而不能得到預定的分光特性、例如反射防止特性。因此，本發(fā)明的目的在于能夠通過適當設(shè)定反射防止膜的材質(zhì)的折射率和膜結(jié)構(gòu)，主要針對波長小于400nm的紫外區(qū)域、和波長400nm 700nm的可見區(qū)域這兩個區(qū)域的光，提供光學上穩(wěn)定、光的吸收較少，并且能夠有效地實現(xiàn)預定的反射防止的反射防止膜。本發(fā)明的目的還在于，提供例如適于進行激光處理的各種光學透鏡的2波長反射防止膜作為這種反射防止膜。
用于解決課題的手段為了解決上述課題并達到目的，本發(fā)明的反射防止膜具有在透明的基板上從空氣側(cè)向基板側(cè)依次形成有第I層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從空氣側(cè)起的第奇數(shù)個薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長λ O下的中間折射率膜和低折射率膜的折射率分別設(shè)為NM、Nl時，同時滿足下式(I)、( 2 )、( 3 )，λ O = 500nm · · · (I)I. 45 芻 Nm 芻 I. 8 · · (2) Nl < I. 45 · · · (3)該反射防止膜的特征在于，在紫外區(qū)的波長λ I、和可見區(qū)的波長λ 2處防止反射，同時滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)。Al = 355nm · · · (4)400nm 芻 λ 2 芻 700nm · · · (5)Rl ^ I. 0% · · · (6)R2 ^ I. 5% · · · (7)Kl ^ I. 0% · · · (8)K2 ^ I. 0% · · · (9)此處，Rl是波長λ I下的反射率，R2是波長λ 2下的反射率，Kl是波長λ I下的膜吸收率，Κ2是波長λ 2下的膜吸收率，膜吸收率為100 - (100 -(基板的反射率+基板的透射率))一(施加反射防止膜后的基板的反射率+施加反射防止膜后的基板的透射率)。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，基板的折射率小于I. 85。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，基板的折射率為I. 85以上。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、
(16)。O. 229Χ λ O 芻 dl 芻 O. 234Χ λ O · · .(10)O. 260Χ λ O 芻 d2 芻 O. 268Χ λ O · · .(11)O. 045X λ O 芻 d3 芻 O. 077X λ O · · .(12)O. 074X λ O 芻 d4 芻 O. 118X λ O · · .(13)O. 211Χ λ O 芻 d5 芻 O. 277Χ λ O · · .(14)O. 035X λ O 芻 d6 芻 O. 150X λ O · · .(15)O. 039Χ λ O 芻 d7 芻 O. 207Χ λ O · · .(16)此處，dl是第I層的光學膜厚，d2是第2層的光學膜厚，
d3是第3層的光學膜厚，d4是第4層的光學膜厚，d5是第5層的光學膜厚，d6是第6層的光學膜厚，d7是第7層的光學膜厚， 光學膜厚為折射率X幾何學厚度。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。0233X λ O 芻 dl 芻 0234X λ O · · · (17)O. 269Χ λ O 芻 d2 芻 O. 289Χ λ O · · .(18)O. 072X λ O 芻 d3 芻 O. 073X λ O · · .(19)O. 106X λ O 芻 d4 芻 O. 127X λ O · · .(20)O. 146Χ λ O 芻 d5 芻 O. 211Χ λ O · · .(21)O. 253X λ O 芻 d6 芻 O. 278X λ O · · .(22)此處，dl是第I層的光學膜厚，d2是第2層的光學膜厚，d3是第3層的光學膜厚，d4是第4層的光學膜厚，d5是第5層的光學膜厚，d6是第6層的光學膜厚，d7是第7層的光學膜厚，光學膜厚為折射率X幾何學厚度。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，中間折射率層的材料是A1203、SiO2, LaF3、NdF3、YF3> CeF3或包含這些化合物的混合物，低折射率層的材料是MgF2、BaF2、LiF、A1F3、NaF、CaF2或包含這些化合物的混合物。本發(fā)明的透鏡的特征在于，被施加了上述任意一個反射防止膜。本發(fā)明的光學系統(tǒng)的特征在于，具有上述透鏡。本發(fā)明的物鏡的特征在于，具有上述光學系統(tǒng)。本發(fā)明的光學設(shè)備的特征在于，具有上述光學系統(tǒng)，使用光學系統(tǒng)進行觀察并且會聚激光。發(fā)明的效果本發(fā)明的反射防止膜起到如下效果主要針對波長小于400nm的紫外區(qū)域和波長400nm 700nm的可見區(qū)域這兩個區(qū)域的光,在光學上穩(wěn)定，光的吸收較少，并且能夠有效地實現(xiàn)預定的反射防止。
圖I是示出表I所示的實施例I 9的反射防止膜的分光反射率特性的曲線圖。圖2是示出表I的實施例中的基材折射率的上下限的實施例1、9和從這些之間的實施例中選擇出的實施例5的分光反射率特性的曲線圖。
圖3是關(guān)于實施例1，針對波長繪制將基板的反射率和透射率進行相加后的值、以及將施加反射防止膜后的基板的反射率和透射率進行相加后的值的曲線圖。圖4是關(guān)于實施例1，針對波長繪制膜吸收率后的曲線圖。圖5是示出表2所示的實施例10 12的分光反射率特性的曲線圖。圖6是示出表3所示的實施例13、14的分光反射率特性的曲線圖。圖7是示出表4所示的比較例的分光反射率特性的曲線圖。圖8是示出第4實施方式的修補裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是示出第5實施方式的顯微鏡的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖來詳細地說明本發(fā)明的反射防止膜的實施方式。另外，本發(fā)明不受以下實施方式的限定。首先，在實施方式的說明之前，對本發(fā)明的作用/效果進行說明。本發(fā)明的反射防止膜具有在透明的基板上從空氣側(cè)向基板側(cè)依次形成有第I層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從空氣側(cè)起的第奇數(shù)個薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長λ O下的中間折射率膜和低折射率膜的折射率分別設(shè)為ΝΜ、隊時，同時滿足下式(1)、(2)、(3)，λ O = 500nm · · · (I)I. 45 芻 Nm 芻 I. 8 · · · (2)·Nl < I. 45 · · · (3)該反射防止膜的特征在于，在紫外區(qū)的波長λ I、和可見區(qū)的波長λ 2處防止反射，同時滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)。λ I = 355nm · · · (4)400nm = λ 2 = 700nm · · · (5)Rl ^ I. 0% · · · (6)R2 ^ I. 5% · · · (7)Kl ^ I. 0% · · · (8)Κ2 ^ I. 0% · · · (9)此處，Rl是波長λ I下的反射率，R2是波長λ 2下的反射率，Kl是波長λ I下的膜吸收率，Κ2是波長λ 2下的膜吸收率，膜吸收率為100 - (100 -(基板的反射率+基板的透射率))一(施加反射防止膜后的基板的反射率+施加反射防止膜后的基板的透射率)。另外，針對基板的反射率和施加反射防止膜后的基板的反射率應用上式(6)、(7)。在上式(6) (9)中的任意一個以上超過了上限值的情況下，在光學上變得不穩(wěn)定，光的吸收變多，從而難以有效實現(xiàn)預定的反射防止。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、
(16)。O. 229X λ O 芻 dl 芻 O. 234X λ O · · .(10)O. 260Χ λ O 芻 d2 芻 O. 268Χ λ O · · .(11)O. 045X λ O 芻 d3 芻 O. 077X λ O · · .(12)O. 074X λ O 芻 d4 芻 O. 118X λ O · · .(13) O. 211Χ λ O 芻 d5 芻 O. 277Χ λ O · · .(14)O. 035X λ O 芻 d6 芻 O. 150X λ O · · .(15)O. 039Χ λ O 芻 d7 芻 O. 207Χ λ O · · .(16)此處，dl是第I層的光學膜厚，d2是第2層的光學膜厚，d3是第3層的光學膜厚，d4是第4層的光學膜厚，d5是第5層的光學膜厚，d6是第6層的光學膜厚，d7是第7層的光學膜厚，光學膜厚為折射率X幾何學厚度。在不滿足上式(10 ) (16 )中的任意一個以上的情況下，在光學上變得不穩(wěn)定，光的吸收變多，從而難以有效實現(xiàn)預定的反射防止。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。O. 233X λ O 芻 dl 芻 O. 234X λ O · · .(17)O. 269Χ λ O 芻 d2 芻 O. 289Χ λ O · · .(18)O. 072X λ O 芻 d3 芻 O. 073X λ O · · .(19)O. 106X λ O 芻 d4 芻 O. 127X λ O · · .(20)O. 146Χ λ O 芻 d5 芻 O. 211Χ λ O · · .(21)O. 253X λ O 芻 d6 芻 O. 278X λ O · · .(22)此處，dl是第I層的光學膜厚，d2是第2層的光學膜厚，d3是第3層的光學膜厚，d4是第4層的光學膜厚，d5是第5層的光學膜厚，d6是第6層的光學膜厚，d7是第7層的光學膜厚，光學膜厚為折射率X幾何學厚度。在不滿足上式(17) (22)中的任意一個以上的情況下，在光學上變得不穩(wěn)定，光的吸收變多，從而難以有效實現(xiàn)預定的反射防止。
表I是示出第I實施方式的7層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。表2是示出第2實施方式的7層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。表3是不出第3實施方式的6層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。表4是示出作為比較例的6層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。在表I 4中，按照相對于基板的層疊順序示出了各層的材料和光學膜厚。光學膜厚是對各表記載的數(shù)值乘以各實施方式的設(shè)計波長λO后的數(shù)值。此外，表和附圖中的基板材料名稱除了記載了具體的物質(zhì)名稱的名稱以外，均為小原株式會社的商標。[表I]
權(quán)利要求
1. 一種反射防止膜，其具有在透明的基板上從空氣側(cè)向所述基板側(cè)依次形成有第I層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從所述空氣側(cè)起的第奇數(shù)個薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個薄膜是低折射率膜或折射率比所述低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長λ O下的所述中間折射率膜和所述低折射率膜的折射率分別設(shè)為了 ΝΜ、隊時，同時滿足下式(I)、(2)、(3)，λ O = 500nm · · · (I)1.45 ^ Nm ^ I. 8 · · · (2)Nl < I. 45 · · · (3) 該反射防止膜的特征在于，在紫外區(qū)的波長λ I、和可見區(qū)的波長λ 2處防止反射， 同時滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)， λ I = 355nm · · · (4)400nm = λ 2 = 700nm · · · (5)Rl 芻 I. 0% · · · (6)R2 芻 I. 5% · · · (7)Kl 芻 I. 0% · · · (8)K2 芻 I. 0% · · · (9) 此處， Rl是波長λ I下的反射率， R2是波長λ 2下的反射率， Kl是波長λ I下的膜吸收率， Κ2是波長λ 2下的膜吸收率， 所述膜吸收率為100 - (100 -(所述基板的反射率+所述基板的透射率))一(施加所述反射防止膜后的所述基板的反射率+施加所述反射防止膜后的所述基板的透射率)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射防止膜，其特征在于， 所述基板的折射率小于I. 85。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射防止膜，其特征在于， 所述基板的折射率為I. 85以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射防止膜，其特征在于， 所述反射防止膜同時滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)，O. 229Χ λ O 芻 dl 芻 O. 234Χ λ O · · *(10)O. 260Χ λ O 芻 d2 芻 O. 268Χ λ O · · *(11)O. 045Χ λ O 芻 d3 芻 O. 077Χ λ O · · *(12)O. 074Χ λ O 芻 d4 芻 O. 118Χ λ O · · *(13)O. 211Χ λ O 芻 d5 芻 O. 277Χ λ O · · *(14)O. 035Χ λ O 芻 d6 芻 O. 150Χ λ O · · *(15)O. 039Χ λ O 芻 d7 芻 O. 207Χ λ O · · *(16) 此處， dl是所述第I層的光學膜厚， d2是所述第2層的光學膜厚，d3是所述第3層的光學膜厚， d4是所述第4層的光學膜厚， d5是所述第5層的光學膜厚， d6是所述第6層的光學膜厚， d7是所述第7層的光學膜厚， 所述光學膜厚為折射率X幾何學厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射防止膜，其特征在于， 所述反射防止膜同時滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)，O. 233X λ O 芻 dl 芻 O. 234X λ O · · *(17)O. 269Χ λ O 芻 d2 芻 O. 289Χ λ O · · *(18)O. 072Χ λ O 芻 d3 芻 O. 073Χ λ O · · *(19)O. 106Χ λ O 芻 d4 芻 O. 127Χ λ O · · · (20)O.146Χ λ O 芻 d5 芻 O. 211Χ λ O · · *(21)O.253Χ λ O 芻 d6 芻 O. 278Χ λ O · · *(22) 此處， dl是所述第I層的光學膜厚， d2是所述第2層的光學膜厚， d3是所述第3層的光學膜厚， d4是所述第4層的光學膜厚， d5是所述第5層的光學膜厚， d6是所述第6層的光學膜厚， d7是所述第7層的光學膜厚， 所述光學膜厚為折射率X幾何學厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中的任意一項所述的反射防止膜，其特征在于， 所述中間折射率層的材料為Al2O3、SiO2、LaF3、NdF3、YF3、CeF3或包含這些化合物的混合物， 所述低折射率層的材料為MgF2、BaF2、LiF、AlF3、NaF、CaF2或包含這些化合物的混合物。
7.—種透鏡，其特征在于，該透鏡被施加了權(quán)利要求I 6中的任意一項所述的反射防止膜。
8.一種光學系統(tǒng)，其特征在于，該光學系統(tǒng)具有權(quán)利要求7所述的透鏡。
9.一種物鏡，其特征在于，該物鏡具有權(quán)利要求8所述的光學系統(tǒng)。
10.一種光學設(shè)備，其特征在于，該光學設(shè)備具有權(quán)利要求8所述的光學系統(tǒng)，使用所述光學系統(tǒng)進行觀察并且會聚激光。
全文摘要
提供對于紫外區(qū)域和可見區(qū)域這兩個區(qū)域的光，光學上穩(wěn)定，光的吸收較少，并且能夠有效實現(xiàn)預定的反射防止的反射防止膜。具有在透明的基板上從空氣側(cè)向基板側(cè)依次形成有第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從空氣側(cè)起的第奇數(shù)個薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長λ0下的中間折射率膜和低折射率膜的折射率分別設(shè)為了NM、NL時，它們滿足預定的式子，并且紫外區(qū)的波長λ1和可見區(qū)的波長λ2滿足預定的式子。
文檔編號B32B7/02GK102918428SQ20118002680
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者井藤佳人, 豐原延好 申請人:奧林巴斯株式會社