【誤訳訂正書】
【提出日】令和3年4月14日(2021.4.14)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非酸化物のセラミックを含むベース基体、および
前記ベース基体と直接接触状態にあるグラファイト層、
を含み、
前記ベース基体とは反対側の前記グラファイト層の表面が、２５オングストローム未満のｒｍｓ表面粗さを有し、
前記グラファイト層の前記ベース基体とは反対側の表面上に、反射性の層をさらに含むことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記非酸化物のセラミックが炭化ホウ素または炭化ケイ素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記グラファイト層と前記ベース基体との間に位置するとともに、前記グラファイト層と直接接触するメタライズ層をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
光学素子の作製方法であって、
非酸化物のセラミックを含むベース基体を含んだベース基体組立体に、グラファイト層を含む仕上げ層組立体を、該グラファイト層が前記ベース基体と直接接触するように結合する工程、および
前記グラファイト層の前記ベース基体とは反対側の表面上に、反射性の層を形成する工程、
を含み、
前記ベース基体とは反対側の前記グラファイト層の表面が、２５オングストローム未満のｒｍｓ表面粗さを有することを特徴とする作製方法。
【請求項５】
前記非酸化物のセラミックが炭化ホウ素または炭化ケイ素を含むことを特徴とする、請求項４に記載の光学素子の作製方法。
【請求項６】
前記仕上げ層組立体が、前記グラファイト層と前記ベース基体との間に位置する、前記グラファイト層と直接接触するメタライズ層をさらに含むことを特徴とする、請求項４または５に記載の光学素子の作製方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】高剛性基体を伴う反射性光学素子
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本願は、２０１６年３月１８日出願の米国仮特許出願第６２／３１０２０１号に基づき、米国特許法第１１９条下の優先権の利益を主張するものである。この米国仮特許出願の内容は、依拠され、参照により本明細書に完全に記載されているかのように組み込まれているものとする。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、光学素子に関するものである。より詳細には、本開示は、高剛性基体と、低仕上げを有する表面とを有する、光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
可搬性および携帯性が有利である用途で使用される予定の光学系に関し、サイズ、重量およびパワー（size, weight and power；ＳＷＡＰ）は、鍵となる設計パラメータである。サイズおよび重量は、光学設計の設計により直接の影響を受け得る一方、パワーは、間接的な影響を受ける。これは、より軽量の系は、動かすのにより少ないパワーしか必要としないためである。
【０００４】
光学系についての設計の選択は、全体として、屈折性の光学素子、または反射性の光学素子に基づいている。軽量の光学系を設計する際には、いくつかの要因により、反射性光学素子の利用が好適とされる。第１に、系中の光学素子の数を最小限に抑えることにより、系の重量を減らすことができる。しかしながら、より少ない素子で系の性能を維持するには、高精度の非球面または自由形状表面を有する光学系の使用が必要とされる。かかる光学系は、ダイヤモンド旋盤加工が可能な材料によって、最良に実現することができる。
【０００５】
第２に、サイズおよび重量は、すべてのスペクトル帯を単一の開口を通じて合焦させる設計のマルチスペクトル系において、低減させることができる。屈折率の波長依存性のため、屈折性の光学素子を用いた場合には、マルチスペクトル合焦は実現が困難である。しかしながら、反射性光学素子は、広範なスペクトル範囲に亘る光を、共通の焦点に容易に合焦させることができる。
【０００６】
第３に、個々の光学素子の重量を最小限に抑えることにより、系の重量を減らすことができる。軽量化は、たとえば、光学素子を薄くする等の構造最適化により実現することができる。しかしながら、屈折性の光学素子については、薄くすることは現実的でない。これは、屈折力を得るには、光学素子の十分な厚さが必要なためである。対照的に、反射性光学素子における光学的効果は、表面領域にのみ依存するものであり、一般的に、反射表面を支持している基体は、機械的完全性の条件に合致する程度において、薄くすることが可能である。
【０００７】
第４に、系の重量は、光学素子のための低密度材料を選択することにより、低減させることができる。屈折性の光学素子については、素子を透過する必要性のため、材料選択に制限が加わり、多くの望ましい基体の使用が阻まれてしまう。反射性素子用の基体については、ずっと少ない制限しか課されない。ある特定の基体材料が関心対象のスペクトル帯において低い反射性しか有していない場合であっても、通常、基体の表面上に薄い反射性フィルムを積層することにより、所望の性能を実現することが可能である。
【０００８】
上記の考察に基づき、低仕上げを実現するためのダイヤモンド旋盤加工に適した表面を特徴とする、構造が最適化された低密度のミラーを利用した反射性光学素子が、ワイドバンドまたはマルチバンドの可搬性光学系についての、好ましい選択肢となってきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
新しい用途が出現すると、より要求の厳しい条件が反射性光学素子に課される。現在、航空宇宙用途および商業的用途の両方において、動的条件下でも精密な形状を維持することができる、軽量の反射性光学素子が必要とされている。商業的用途に関していえば、高速スキャナは、極端な振動または回転加速の負荷の下においても反射表面の平坦性を維持することを、軽量ミラーに要求する。空中偵察および標的設定の用途に関していえば、軽量ミラーは、飛行機の振動および熱的環境下においても、精密な形状を維持することを要求される。宇宙用途に関していえば、軽量ミラーは、様々なアクチュエータ動作ならびに／もしくは宇宙探査機の加速および熱的環境下においても、精密な形状を維持することを要求される。宇宙探査機については、衛星を宇宙へと打ち上げるに際しての１ポンド（約４５４グラム）当たりのコストのため、重量もまた考慮すべき重要な事項である。さらに、宇宙環境に関しては、宇宙線をブロックする材料が、検出器を保護するために必須および／または有利であることが多い。
【００１０】
要求の厳しい条件下においても精確な形状を維持する軽量ミラーに対する需要が動機付けとなって、高い剛性を呈する新たな低密度基体の探究がなされた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、光学素子のための高剛性基体を提供する。基体は、グラファイト製仕上げ層と、非酸化物セラミックのベース基体とを含む。非酸化物セラミックのベース基体は、炭化ホウ素または炭化ケイ素等の、炭化物であることが好ましい。グラファイト製仕上げ層は、低仕上げを有する表面を含む。低仕上げは、グラファイトの表面にダイヤモンド旋盤加工を施すこと、またはグラファイトの表面を研磨することにより実現される。グラファイト製仕上げ層は、はんだを用いて、非酸化物の基体セラミックに結合され得る。グラファイト製仕上げ層の上に、補助的な仕上げ層が形成されてもよい。グラファイト製または補助的な仕上げ層の上に、反射性のスタックが形成されてもよい。基体の作製方法も開示される。
【００１２】
本開示の範囲は、以下のものに及ぶ：
非酸化物のセラミックを含むベース基体、および
上記のベース基体と直接接触状態もしくは間接接触状態にある仕上げ層であって、グラファイトを含む仕上げ層、
を含む光学素子。
【００１３】
本開示の範囲は、以下のものにも及ぶ：
光学素子の作製方法であって、
非酸化物のセラミックを含むベース基体を含んだベース基体組立体に、グラファイトを含む仕上げ層を含んだ仕上げ層組立体を、結合する工程、
を含む作製方法。
【００１４】
追加の特徴および利点が、以下の発明の詳細な説明において提示され、また、追加の特徴および利点の一部は、当業者にとっては、本開示からただちに明らかなことであるか、本明細書、特許請求の範囲および添付の図面に記載された実施形態を実施することにより認識されることである。
【００１５】
上記の全般的な説明と、以下の詳細な説明とのいずれも、単に説明目的のものであり、請求項の本質および特徴を理解するための概要または枠組を提供する意図のものである点を、理解されたい。
【００１６】
添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれているものであり、本明細書に含まれ、その一部を構成するものとする。図面は、本開示のいくつかの選択された側面を図解するものであり、明細書と共に、本開示が包含する方法、製品および組成物の原理および動作を説明する役割を担うものである。図面に示された特徴は、本開示の選択された実施形態を図解するものであり、必ずしも正しい縮尺で描かれてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】グラファイト製仕上げ層および炭化ホウ素製ベース基体の作製を、模式的に示した図
【図２】表面上にはんだペレットが置かれた、グラファイト、炭化ケイ素および炭化ホウ素のイメージ
【図３】はんだペレットが軟化させられて拡がった後の、図２のイメージ
【図４】仕上げ層組立体とベース基体組立体とを結合して基体を形成する様子を、模式的に示した図
【図５】グラファイト製仕上げ層と、非酸化物のセラミック製ベース基体とを含む、基体のイメージ
【図６】表面上にグラファイト製仕上げ層を有する、炭化ホウ素製基体のイメージ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書の末尾には、ここに書かれた説明の主題を特に指摘し明確にクレームした特許請求の範囲が示されているが、本明細書は、添付の図面と共に読まれる以下に書かれた説明から、より良く理解できるであろう。図面に示された実施形態は、説明目的のものであり、詳細な説明の範囲または特許請求の範囲を限定する意図のものではない。図面全体を通じて、可能な限りの場合において、同一または類似の特徴部分を指すのに、同一の参照番号が用いられる。
【００１９】
本開示は、実施を可能とするための教示として提供されるものであり、以下の説明、図面、例および特許請求の範囲を参酌することにより、より容易に理解することができる。この目的において、関連技術分野における当業者は、ここに説明される実施形態の様々な側面に多くの変更を加えることができ、かかる変更後もなお有利な結果を得ることが可能であることを、認識し理解するであろう。また、ここで述べる実施形態の所望の利点のいくつかは、複数の特徴のうちのいくつかを選択して、他の特徴を用いない態様によっても、得られることは明らかであろう。したがって、当業者においては、多くの変更および適合化が可能であり、特定の状況ではそのような変更および適合化がむしろ望ましいこともあり、かかる変更および適合化は本開示の一部である点を、認識するであろう。したがって、本開示は、特に限定の旨を特定しない限り、開示される特定の組成、物品、装置および方法に限定されるものではない点を、理解されたい。また、ここで使用する用語は、特定の態様を記述する目的でのみ用いられているものであり、限定する意図ではない点も、理解されたい。
【００２０】
開示される反射性光学素子および反射性光学素子の作製方法につき、それらのために用いることのできる、それらと共に用いられる、それらの準備のために用いられる、あるいはそれらの実施形態としての、構成要素（材料、化合物、組成、および方法の工程を含む）が開示される。それら構成要素の組合せまたはサブセットや相互作用が開示されている場合には、各個々の構成要素、および２つ以上の構成要素の各組合せもまた、たとえ明示的に述べられていないとしても、考慮されここに開示されているものとする点を理解されたい。たとえば、構成要素Ａ、ＢおよびＣの組合せが開示されている場合には、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ａ−ＣおよびＡ−Ｂ−Ｃの各組合せと同様、Ａ、ＢおよびＣの各々も個別に開示されているものである。同様に、構成要素Ｄ、ＥおよびＦが個別に開示されている場合には、Ｄ−Ｅ、Ｅ−Ｆ、Ｄ−ＦおよびＤ−Ｅ−Ｆの各組合せも開示されているものである。この概念は、材料、化合物、組成および方法の工程に対応する構成要素を含み、かつそれらの構成要素に限定されない、本開示のあらゆる側面に当てはまるものである。
【００２１】
本明細書および後出の特許請求の範囲では、以下の意味を有するものとして定義されるべきいくつかの用語が言及される。
【００２２】
「約」との語は、別途述べない限り、その範囲内のすべての項目に言及するものである。たとえば、約１、２または３とは、約１、約２または約３と等価であり、さらに約１−３、約１−２、および約２−３をも含む。構成要素および類似の側面につき開示される具体値もしくは好適値、およびその範囲は、専ら説明目的のものであり、他の規定値または規定範囲内の他の値を、排除するものではない。本開示の構成要素および方法は、ここに記述する値、具体値、さらなる具体値および好適値の、任意の組合せ、または任意の値を有する、構成要素および方法を含む。
【００２３】
ここで用いられる接触とは、直接接触または間接接触を指す。直接接触する要素同士は、互いに接した状態にある。間接接触する要素同士は、互いに接してはいないが、他の方法により結合されている。接触状態にある要素同士は、剛結合されていてもよいし、剛結合ではなく結合されていてもよい。接触させるとは、２つの要素を直接接触状態または間接接触状態に配置することを指す。直接接触状態（または間接接触状態）にある要素は、互いに直接接触（または互いに間接接触）していると言える。
【００２４】
本発明の光学素子中の層のシーケンス内において、層の順序付けは、基体に対して相対的に述べられる。ここで、層の順序付けの記述は、基体の向きとは無関係である。基体は、光学素子のベースを形成する。
【００２５】
ここで用いられる「ｏｎ（〜上、〜の上の、〜の上に、等）」との用語は、直接接触または間接接触を指す。仮に、１つの層が別の層の上にあると本明細書に記載されている場合には、２つの層は、直接接触状態または間接接触状態にある。
【００２６】
ここでは、別途指定しない限り、「仕上げ」または「表面仕上げ」との用語は、表面の二乗平均平方根（ｒｍｓ）粗さに言及したものである。低い粗さの表面は、低仕上げ（ｌｏｗ  ｆｉｎｉｓｈ）を有すると記述され、高い粗さの表面は、高仕上げ（ｈｉｇｈ  ｆｉｎｉｓｈ）を有すると記述される。低仕上げを有する光学表面は、より滑らかであり、ここで説明する光学素子に好適である。ここで用いられる「低仕上げ」とは、ここで開示する二乗平均平方根（ｒｍｓ）粗さを有する表面に言及したものである。
【００２７】
以下、本開示の例示的な実施形態につき、詳細に言及する。
【００２８】
本開示は、反射性光学素子のための基体を提供する。この基体は、軽重量、高剛性、および、低仕上げを有する表面もしくは低仕上げ状態に加工可能な表面を有する。本開示はまた、その基体を利用した反射性光学素子も提供する。反射性光学素子は、基体の表面の上に、反射性の層または反射性のスタックを含み得る。反射性のスタックは、協働して反射その他の光学効果を提供する、２つ以上の層の組合せである。
【００２９】
基体は、ベース基体と、ベース基体上の仕上げ層とを含むものであってもよい。仕上げ層は、ベース基体と直接接触状態または間接接触状態にある。ここで用いられる仕上げ層とは、低仕上げ状態に加工可能な表面を有する層である。反射性の層または反射性のスタックが、仕上げ層の上に直接形成されてもよい。仕上げ層がない場合には、反射性の層または反射性のスタックが、ベース基体の上に直接形成されてもよい。
【００３０】
基体は、仕上げ層とベース基体との間に、１つ以上の仲介層を含んでいてもよい。この１つ以上の仲介層は、メタライズ層、接着層、および／またははんだ層を含んでいてもよい。この１つ以上の仲介層は、仕上げ層とベース基体との間の接着を改善し得る。
【００３１】
ベース基体の選択は、機械的な要求の厳しい用途における形状維持および軽重量という設計目的によって、動機付けられた選択とされる。ベース基体材料の選択を主導する１つの重要な特性は比剛性であり、これは、弾性率（Ｅ）と密度（ρ）との比（Ｅ／ρ）として定義される。他の関連する材料特性には、熱膨張（ＣＴＥ）、寸法安定性、環境適合性（腐食、放射）、仕上げ可能性（たとえば、光学品質まで研磨ならびに／もしくはダイヤモンド旋盤加工する能力）、反射性コーティングとの互換性、およびコストが含まれる。
【００３２】
極軽量のミラーについては、ベリリウム（Ｂｅ）がデファクトスタンダードである。Ｂｅは、あらゆる金属で最高の比剛性を有し（Ｅ＝４．２５×１０７  ｌｂｆ／ｉｎ２（約２．９９×１０１０  ｋｇｆ／ｍ２）、ρ＝０．０６７  ｌｂｍ／ｉｎ３（約１．８５×１０３  ｋｇｍ／ｍ３）、Ｅ／ρ＝６．３４×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．６１×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ））、その宇宙線をブロックする能力のため、宇宙用途に適している。Ｂｅミラーの完成コストは非常に高いが、Ｂｅは、低仕上げ状態に直接機械加工（ダイヤモンド旋盤加工）することはできない。Ｂｅ基体の低仕上げは、Ｂｅを、ダイヤモンド加工可能な仕上げ層でめっきする処理を必要とする。有毒性が、Ｂｅの重大な欠点である。Ｂｅ処理からの埃または煙は、重大な健康リスク（ベリリウム中毒）を孕んでいる。Ｂｅに付随する欠点のため、Ｂｅミラーは、Ｂｅの材料性能の利点がコストを遥かに上回るような用途（典型的には宇宙用途）のためだけに用いられる。
【００３３】
本開示は、Ｂｅに付随する欠点を有さずに、Ｂｅに匹敵する性能を有するベース基体を提供する。Ｂｅに匹敵する比剛性を有する唯一の材料区分は、セラミックである。とりわけ、非酸化物のセラミックは、高い比剛性を有する。ここで挙げる実施形態では、ベース基体は非酸化物のセラミックである。本開示に従う好適なベース基体は、炭化物を含む。代表的な炭化物には、炭化ホウ素および炭化ケイ素が含まれる。炭化ホウ素は、７．４７×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．９０×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の比剛性を有し、炭化ケイ素は、５．５４×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．４１×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の比剛性を有する。炭化ホウ素は、宇宙線をブロックし、航空宇宙用途に用いることができる。また、いずれの材料も、ニア・ネット・シェイプに加工および／またはホットプレスすることができる。
【００３４】
炭化物は、高い硬度を有しダイヤモンド旋盤加工には適していないため、反射性光学素子の基体として広く使われてはこなかった。その結果、低仕上げを有する基体を実現するためには、炭化物に仕上げ層を適用することが必要となる。機械的な要求の厳しい敷設環境下において高い形状安定性を必要とする用途においては、これまで、仕上げ層に適した材料を見出すことが困難であった。
【００３５】
本開示は、炭化物ベース基体のための仕上げ層を提供する。仕上げ層は、グラファイトまたはグラファイト含有材料である。グラファイトは、化学的不活性、低い熱膨張係数、および低い弾性率を特徴とする、低密度材料である。グラファイトはまた、ダイヤモンド旋盤加工が可能であり、薄い仕上げ層として用いられた際には、広範な温度範囲に亘って形状にほとんど影響を及ぼさない。
【００３６】
基体は、仕上げ層を伴うセラミック製ベース基体を含み得る。いくつかの実施形態では、セラミック製ベース基体は非酸化物のセラミックとされ、仕上げ層はグラファイトまたはグラファイト含有材料とされる。ベース基体は、非酸化物のセラミックを含むもの、または非酸化物のセラミックから実質的になるものであってもよい。仕上げ層は、グラファイトを含むもの、またはグラファイトから実質的になるものであってもよい。いくつかの実施形態では、非酸化物のセラミックは炭化物とされ、基体は、炭化物ベース基体と仕上げ層とを含むものとされる。いくつかの実施形態では、基体は、炭化物ベース基体と、仕上げ層としてのグラファイトまたはグラファイト含有材料とを含むものとされる。１つの好ましい実施形態は、ベース基体としての炭化ホウ素と、仕上げ層としてのグラファイトとを有する、基体を含むものとされる。別の好ましい実施形態は、ベース基体としての炭化ケイ素と、仕上げ層としてのグラファイトとを有する、基体を含むものとされる。グラファイトは、ベース基体と直接接触状態とされても、間接接触状態とされてもよい。
【００３７】
セラミック製ベース基体の比剛性は、少なくとも２．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約５．０８×１０６  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）、または少なくとも４．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．０２×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）、または少なくとも６．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．５２×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）、または少なくとも７．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．７８×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）、または２．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約５．０８×１０６  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）から１．０×１０９  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約２．５４×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の範囲内、または３．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約７．６２×１０６  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）から９．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約２．２９×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の範囲内、または４．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．０２×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）から８．０×１０９  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約２．０３×１０８  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の範囲内、または４．５×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．１４×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）から７．５×１０９  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．９１×１０８  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の範囲内とされてもよい。
【００３８】
グラファイトは、ベース基体上に直接積層されてもよいし、ベース基体からは独立して形成されてベース基体に結合されてもよい。グラファイトは、グラファイト粉体の熱間静水圧プレス、スパッタリング、または蒸着技術によって形成されてもよい。グラファイトは、ベース基体への結合前または結合後において、機械加工、ダイヤモンド旋盤加工、または研磨されてもよい。１つの実施形態では、グラファイトは、ベース基体からは独立して形成され、ベース基体の表面形状に適合する形状に加工される。グラファイトはまた、商業的供給元から取得されてもよい。多孔度の低いグラファイトが好ましい。
【００３９】
耐久性および／または接着度を改善するために、特定の実施形態では、グラファイトとベース基体との間に、１つ以上の仲介層が配され得る。その１つ以上の仲介層は、メタライズ層、接着層、金属炭化物形成層、および／またははんだ層を含んでいてもよい。
【００４０】
メタライズ層は、Ｓｉを含む。メタライズ層は、グラファイト製仕上げ層の上、および／またはグラファイト製仕上げ層とベース基体とを結合する前においてベース基体の上に、形成され得る。メタライズ層が適用される表面は、メタライズ層の適用前に粗面化されてもよい。粗面化は、研削（ランダムな表面特徴形状、もしくは整列させられたリッジや溝のような表面特徴形状を形成するための）、ビーズブラスト加工、または制御された粗さを有する加工表面を生成するための所望のパターンに配置された埋込粒子を有する弾性離型シートを用いる手法により、実現されてもよい。粗面化された表面は、グラファイト製仕上げ層の表面および／または炭化物ベース基体の表面に対する、メタライズ層の接着度を改善し得る。
【００４１】
金属炭化物形成層は、グラファイト製仕上げ層の表面上、および／またはグラファイト製仕上げ層と炭化物ベース基体とを結合する前において炭化物ベース基体の表面上に、形成され得る。金属炭化物形成層は、グラファイトおよび／または炭化物ベース基体と共に金属炭化物の界面層を形成することのできる、金属（たとえばＴｉ、Ｚｒ、ＹまたはＣｒ）であってもよい。金属炭化物形成層は、グラファイト製仕上げ層と炭化物ベース基体との間に配されてもよい。複数の実施形態において、金属炭化物形成層はグラファイト製仕上げ層と直接接触状態とされ、炭化物ベース基体は金属炭化物形成層と直接接触状態とされる。別個の金属炭化物形成層が、グラファイト製仕上げ層の上と炭化物ベース基体の上とに形成されてもよいし、別個のメタライズ層が、グラファイト製仕上げ層と炭化物ベース基体との各々の上に形成された金属炭化物形成層の上に、形成されてもよい。
【００４２】
複数の実施形態において、金属炭化物の界面層は、その上にあるメタライズ層との接着度を改善し得る。複数の実施形態において、金属炭化物形成層は、グラファイト製仕上げ層とメタライズ層との間に形成される。金属炭化物形成層は、グラファイト製仕上げ層と直接接触状態とされてもよく、メタライズ層は、金属炭化物形成層と直接接触状態とされてもよい。複数の実施形態において、金属炭化物形成層は、炭化物ベース基体とメタライズ層との間に形成される。金属炭化物形成層は、炭化物ベース基体と直接接触状態とされてもよく、メタライズ層は、金属炭化物形成層と直接接触状態とされてもよい。
【００４３】
はんだ層は、Ｔｉまたは希土類元素を含有していてもよい。はんだの組成物は、ベース基体および／または仕上げ層の表面における炭化物または窒化物のバリア層の形成を阻害し得る。いくつかの実施形態では、はんだ層は、グラファイト製仕上げ層と炭化物ベース基体とのいずれか一方または両方に、直接適用される。別の実施形態では、メタライズ層が、グラファイト製仕上げ層および／または炭化物ベース基体の上に存在し、はんだは、メタライズ層に直接適用される。メタライズ層は、グラファイト製仕上げ層および／または炭化物ベース基体に強固に接着するものとされ得、かつ、はんだは、メタライズ層に強固に接着するように選択され得る。はんだは、好ましくは、仕上げ層をベース基体に結合する際の温度誘起性の形状歪みを低減させるために、低い融点（２５０℃未満、または２２５℃未満、または２００℃未満、または１７５℃未満）を有するものとされる。はんだ層は、Ｓ−Ｂｏｎｄ  ２２０（Ｓ−Ｂｏｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（ペンシルバニア州ランズデール）から市販されている、Ｓｎ−Ａｇ−Ｔｉ合金ベースの無鉛はんだ）またはＳ−Ｂｏｎｄ  ２２０Ｍ（Ｓ−Ｂｏｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（ペンシルバニア州ランズデール）から市販されている、Ｓｎ−Ａｇ−Ｔｉ−Ｍｇ合金ベースの無鉛はんだ）のような、市販の金属はんだを含む。Ｉｎｄｉｕｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（ニューヨーク州ウチカ）から市販されているはんだ＃１Ｅ、＃３、＃４、＃２９０のような、非金属材料の結合のために最適化されたインジウムはんだを用いてもよい。はんだ層の厚さは、４．０ミル（約１０２μｍ）未満、または３．０ミル（約７６．２μｍ）未満、または２．０ミル（約５０．８μｍ）未満、または１．０ミル（約２５．４μｍ）未満、または０．２５ミル（約６．３５μｍ）と４．０ミル（約１０２μｍ）との間、または０．５ミル（約１２．７μｍ）と３．０ミル（約７６．２μｍ）との間、または０．７５ミル（約１９．１μｍ）と２．５ミル（約６３．５μｍ）との間、または１．０ミル（約２５．４μｍ）と２．０ミル（約５０．８μｍ）との間であってもよい。
【００４４】
接着層は、金属（たとえば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｐｄ）を含む。接着層は、別個の層として適用されてもよいし、グラファイト内に組み込まれてもよい。接着層は、メタライズ層とグラファイト製仕上げ層との間に含まれてもよいし、あるいは、メタライズ層と炭化物ベース基体との間に含まれてもよい。１つの実施形態では、Ｓｉメタライズ層が金属製の接着層の上に形成され、はんだ層がＳｉメタライズ層の上に形成される。Ｓｉメタライズ層は、はんだ層の濡れ性を改善し得るものであり、接着層は、グラファイト製仕上げ層および／または炭化物ベース基体に対するＳｉメタライズ層の接着度を改善し得る。
【００４５】
１つ以上の仲介層はまた、有機接着層を含んでいてもよい。有機接着層は、熱硬化性、水分硬化性、または放射硬化性の有機接着剤から形成されてもよい。代表的な有機接着剤には、エポキシ、エポキシ樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、シリコーン、ウレタン、ウレタンプレポリマー、アクリレート、およびメタクリレートが含まれる。有機接着剤はまた、その有機接着剤全体の熱膨張係数を低減させ剛性を増大させるために、熱膨張係数の低い材料（たとえばガラス）の離散粒子を含むものとされてもよい。有機接着層の厚さは、２．０ミル（約５０．８μｍ）未満、または１．５ミル（約３８．１μｍ）未満、または１．０ミル（約２５．４μｍ）未満、または０．５ミル（約１２．７μｍ）未満、または０．２５ミル（約６．３５μｍ）と２．０ミル（約５０．８μｍ）との間、または０．５ミル（約１２．７μｍ）と１．５ミル（約３８．１μｍ）との間、または０．７５ミル（約１９．１μｍ）と１．２５ミル（約３１．８μｍ）との間であってもよい。
【００４６】
１つの実施形態においては、反射性光学素子は、炭化物ベース基体と直接接触状態にあるグラファイト製仕上げ層を含む。第２の実施形態においては、反射性光学素子は、メタライズ層と直接接触状態にあるグラファイト製仕上げ層、および炭化物ベース基体と直接接触状態にあるメタライズ層を含む。第３の実施形態においては、反射性光学素子は、はんだ層と直接接触状態にあるグラファイト製仕上げ層、および炭化物ベース基体と直接接触状態にあるはんだ層を含む。第４の実施形態においては、反射性光学素子は、有機接着層と直接接触状態にあるグラファイト製仕上げ層、および炭化物ベース基体と直接接触状態にある有機接着層を含む。第５の実施形態においては、反射性光学素子は、メタライズ層と直接接触状態にあるグラファイト製仕上げ層、はんだ層と直接接触状態にあるメタライズ層、および炭化物ベース基体と直接接触状態にあるはんだ層を含む。第６の実施形態においては、反射性光学素子は、第１のメタライズ層と直接接触状態にあるグラファイト製仕上げ層、はんだ層と直接接触状態にある第１のメタライズ層、第２のメタライズ層と直接接触状態にあるはんだ層、および炭化物ベース基体と直接接触状態にある第２のメタライズ層を含む。
【００４７】
図１は、本開示に従う基体を作製するための１つの実施形態の、最初のいくつかの工程を図解している。この例では、グラファイト製仕上げ層は、炭化ホウ素ベース基体からは独立して形成されたものであり、グラファイト製仕上げ層と炭化ホウ素ベース基体とが結合される。グラファイト製仕上げ層１０は、ホットプレス技術によって形成され、ディスクとして構成されている。グラファイト製ディスクの典型的な直径は、２インチ（約５．０８ｃｍ）である。グラファイト製仕上げ層１０の１つの表面は、研磨済表面とされた。所望であれば、グラファイト表面は、特定の形状（たとえば、平坦形状、曲面形状、球面形状、非球面形状）に処理されてもよい。ケイ素メタライズ層２０が、研磨済表面を有するグラファイト製仕上げ層１０の上に、スパッタリングにより形成された。ケイ素メタライズ層２０の厚さは、２５μｍと５０μｍとの間であった。はんだ層３０が、ケイ素メタライズ層２０の上に形成された。はんだ層を形成するため、ケイ素メタライズ層２０を伴うグラファイト製仕上げ層１０が加熱され、はんだペレットが表面上に配された。ペレットが軟化した後、スクレーパー器具を用いて、ケイ素メタライズ層２０の表面上に亘って、はんだが均一に拡げられた。スクレーパー器具はまた、Ｓｉメタライズ層上に形成し得る表面酸化物を除去して、その下の酸化されていないＳｉ（酸化された形態のＳｉよりも良好なはんだ濡れ性を提供することが期待される）を露出させることもできる。図１の例では、Ｓ−Ｂｏｎｄ  ＳＢ２２０Ｍはんだが使用された。
【００４８】
炭化物ベース基体４０は、別途準備された。炭化物ベース基体４０は、粉体のプレス加工、および２１００℃−２２００℃の不活性ガス雰囲気（たとえばＡｒ）下における焼成によって作製された、炭化ホウ素ベース基体であった。炭化物ベース基体４０は、ディスクとして構成された。炭化物ベース基体４０の近似的な化学式は、Ｂ４Ｃであった。炭化物ベース基体４０の１つの表面は、研磨済表面とされた。所望であれば、炭化物ベース基体の表面は、グラファイト製仕上げ層１０の形状付与表面の形状に対して相補的となるよう、加工されてもよい。たとえば、グラファイト製仕上げ層１０が凸形状の表面を有している場合には、炭化物ベース基体４０の表面は、グラファイト製仕上げ層１０と炭化物ベース基体４０との結合を容易とするため、凹形状を有するものとされてもよい。はんだ層５０は、炭化物ベース基体４０の表面上に、直接形成された。はんだ層５０を形成するため、炭化物ベース基体４０が加熱されて、はんだペレットが表面上に配され、軟化時において、はんだがスクレーパーで拡げられ、均一な層が提供された。Ｓ−Ｂｏｎｄ  ＳＢ２２０Ｍはんだが、はんだ層５０に使用された。
【００４９】
図２は、軟化前のはんだペレットを伴う、グラファイト製仕上げ層（最上列のパイ形状のサンプル）、炭化ケイ素ベース基体（２番目の列にある、一部が切り取られた円の形状の２つのサンプル）、および炭化ホウ素ベース基体（下２列）のサンプルのイメージを示している。グラファイト製仕上げ層のサンプルはケイ素メタライズ層を含むものであり、はんだペレットは、ケイ素メタライズ層上に直接配置された。炭化ケイ素ベース基体および炭化ホウ素ベース基体のサンプルは、ケイ素メタライズ層を有さず、はんだペレットは、表面上に直接配置された。図３は、はんだ軟化後における、同じサンプルのイメージを示している。上記で述べたように、軟化されたはんだは、より均一性の高いはんだ層を提供するため、表面上に亘ってスクレーパーで拡げられる。
【００５０】
図４は、仕上げ層組立体をベース基体組立体に結合して、基体を形成する様子を示している。ベース基体組立体は、図１に示した炭化ホウ素ベース基体を含んでおり、仕上げ層組立体は、図１に示したグラファイト製仕上げ層を含んでいる。仕上げ層組立体６０は、グラファイト製仕上げ層１０、ケイ素メタライズ層２０、およびはんだ層３０を含んでいる。ベース基体組立体７０は、炭化ホウ素ベース基体４０およびはんだ層５０を含んでいる。仕上げ層組立体６０とベース基体組立体７０とは、はんだ層３０とはんだ層５０とが対向するように配向される（図４のＡに示す）。その後、仕上げ層組立体６０とベース基体組立体７０とは、それらを共にプレスするような機械力を加えることよって結合され、基体８０を形成する（図４のＢに示す）。横方向のせん断力も加えられてもよい。結合は、はんだ層３０とはんだ層５０とが溶融されている間に行われる。機械力によってはんだ層３０およびはんだ層５０が薄くされ、均一なはんだ層が提供されて、はんだ層３０内、はんだ層５０内、またははんだ層３０とはんだ層５０との界面内における気泡または隙間が排除される。界面からはみ出た余剰のはんだは、除去される。ほとんどのはんだは高い熱膨張係数を有し、したがって高温環境に曝された際に変形するため、はんだ層を薄くすることは望ましい。はんだの変形は、敷設中における基体８０の再配置またはアラインメント不良を引き起こし得る。
【００５１】
図５は、図３に示した様々なサンプルを結合することにより作製される、代表的な基体を示している。上側のパイ形状のサンプルは、その結合表面上にケイ素メタライズ層を有する、グラファイト製仕上げ層である。より大きな下側のサンプルは、非酸化物のセラミック製ベース基体である。図５中に列挙されているように、炭化ケイ素（ＳｉＣ）ベース基体と、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）ベース基体とが示されている。ベース基体の表面上にある薄い色の層は、はんだ層である。２種類の異なるはんだが使用された（Ｓ−Ｂｏｎｄ  ２２０およびＳ−Ｂｏｎｄ  ２２０Ｍ）。グラファイト製仕上げ層と非酸化物のセラミック製ベース基体との間の、界面に存在するはんだは、サンプル片同士を一体に結合して、基体を形成する。
【００５２】
結合の後、基体８０は冷却され、グラファイト製仕上げ層１０の一部を除去することによって薄くされ、基体８５が形成される（図４のＣに示す）。グラファイト製仕上げ層１０の除去は、鋸歯切断、研削、研磨、あるいはグラファイト製仕上げ層１０の表面から材料を摩耗もしくは消耗させる他の方法によって、実現することができる。基体８５の重量をさらに削減するために、炭化ホウ素ベース基体４０も薄くされてもよい。薄くされた後、基体８０のグラファイト表面は、研磨によるさらなる処理、またはダイヤモンド旋盤加工を施され、低仕上げ状態とされてもよい（図４のＤに示す）。その後、反射性の層または反射性のスタックが、基体８０のグラファイト表面上に形成されてもよい。
【００５３】
図６は、炭化ホウ素基体上にグラファイト層を有するサンプルを示しており、また、グラファイト層の表面イメージを示している。このイメージは、グラファイト層の表面の、山部から谷部（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ）の粗さが２８５オングストロームであり、グラファイト層の仕上げ状態（ｒｍｓ粗さ）が４．６オングストロームであることを示している。
【００５４】
別の実施形態では、グラファイト製仕上げ層またはグラファイト含有仕上げ層の表面の仕上げ状態（ｒｍｓ粗さ）は、５００オングストローム未満、または３００オングストローム未満、または２００オングストローム未満、または１００オングストローム未満、または５０オングストローム未満、または２５オングストローム未満、または１０オングストローム未満、または５オングストロームから５００オングストロームの範囲内、または１０オングストロームから４００オングストロームの範囲内、または２５オングストロームから５００オングストロームの範囲内、または５０オングストロームから３００オングストロームの範囲内、または５０オングストロームから２００オングストロームの範囲内、または５０オングストロームから１５０オングストロームの範囲内、または５０オングストロームから１００オングストロームの範囲内、または１００オングストロームから５００オングストロームの範囲内、または１００オングストロームから３００オングストロームの範囲内とされる。別の実施形態では、グラファイト製仕上げ層またはグラファイト含有仕上げ層の表面の山部から谷部（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ；ＰＶ）の粗さは、１５００ｎｍ未満、または１２５０ｎｍ未満、または１０００ｎｍ未満、または７５０ｎｍ未満、または５００ｎｍ未満、または４００ｎｍ未満、または３００ｎｍ未満とされる。
【００５５】
いくつかの特定の実施形態では、基体のグラファイト表面上に、補助的な仕上げ層が形成される。グラファイト表面に対する補助的な仕上げ層の代表例には、金属、酸化物、ＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ；ダイヤモンド様炭素）、ＢおよびＳｉが含まれる。金属は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＡｕを含む。酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、およびＳｉＯ２を含む。Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ２Ｏ３、およびＳｉＯ２は、グラファイトの熱膨張係数と類似の熱膨張係数を有し、光学素子の意図する用途が、広い範囲に亘って変化する温度への露出を含むような用途である場合には、有利となり得る。グラファイト表面上の補助的な仕上げ層は、反射性の層であってもよい。グラファイト表面上の補助的な仕上げ層は、研磨処理またはダイヤモンド旋盤加工を施され、低仕上げ状態とされてもよい。グラファイト表面上の補助的な仕上げ層は、グラファイト表面のみによって可能な水準よりも良好な低仕上げ状態の実現を可能とするように、選択されてもよい。
【００５６】
補助的な仕上げ層の表面の仕上げ状態（ｒｍｓ粗さ）は、３００オングストローム未満、または２００オングストローム未満、または１００オングストローム未満、または５０オングストローム未満、または３０オングストローム未満、または２５オングストロームから３００オングストロームの範囲内、または２５オングストロームから２５０オングストロームの範囲内、または２５オングストロームから２００オングストロームの範囲内、または２５オングストロームから１５０オングストロームの範囲内、または２５オングストロームから１００オングストロームの範囲内、または４０オングストロームから２００オングストロームの範囲内、または４０オングストロームから１２５オングストロームの範囲内であってもよい。補助的な仕上げ層の表面の山部から谷部（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ；ＰＶ）の粗さは、１０００ｎｍ未満、または８０ｎｍ未満、または６００ｎｍ未満、または４００ｎｍ未満、または３００ｎｍ未満であってもよい。
【００５７】
本明細書で開示する基体は、グラファイトの仕上げ表面の上、またはグラファイト製仕上げ層上に形成された補助的な仕上げ層の上に形成される、様々な反射性の層または反射性のスタックを含む光学素子のための、基体として機能し得る。反射性コーティングは、可視光（ＶＩＳ）、近赤外（ＮＩＲ）、短波長赤外（ＳＷＩＲ）、中間波長赤外（ＭＷＩＲ）、および長波長赤外（ＬＷＩＲ）の波長帯のうちの１つ以上において、高い反射率を提供することが好ましい。反射性コーティングは、単一材料の層であってもよいし、２つ以上の材料の多層スタックであってもよい。１つの実施形態では、反射性コーティングは、反射性の層と、１つ以上の波長調整層とを含むものとされる。反射性コーティングは、オプションとして、バリア層、１つ以上の界面層、および１つ以上の保護層を含んでいてもよい。１つ以上の保護層が存在する場合には、その１つ以上の保護層は、スタック内の他の層の上に被さっている。
【００５８】
反射性の層は、金属層または遷移金属層を含んでいてもよい。反射性の層は、ＶＩＳ、ＮＩＲ、ＳＷＩＲ、ＭＷＩＲ、およびＬＷＩＲのスペクトル帯内の波長において、高い反射率を有することが好ましい。反射性の金属は、メタリック、非イオン性、純金属もしくは合金、および／またはゼロ価のものとされ得る。反射性の層は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｃｕ、ＰｔおよびＮｉからなる群から選択された１つ以上の成分を含み得る。反射性の遷移金属層の厚さは、７５ｎｍから３５０ｎｍの範囲内、または８０ｎｍから１５０ｎｍの範囲内、または９０ｎｍから１２０ｎｍの範囲内であってもよい。
【００５９】
反射性コーティングは、１つ以上の波長調整層を含んでいてもよい。その１つ以上の波長調整層は、反射性コーティングの（１つまたは複数の）保護層と、グラファイト製または補助的な仕上げ層との間に配される。１つの実施形態では、（１つまたは複数の）波長調整層が、反射性の層と、反射性コーティングの（１つまたは複数の）保護層との間に配される。（１つまたは複数の）波長調整層は、規定の波長領域内における反射を最適化するように設計される。（１つまたは複数の）波長調整層は、典型的には、高屈折率材料と低屈折率材料との交互の組合せ、または、高屈折率材料と中屈折率材料と低屈折率材料との交互の組合せを含む。波長調整層に用いられる材料は、０．４μｍから１５．０μｍの波長範囲内において低吸収性であることが好ましい。波長調整層のための代表的な材料には、ＹｂＦ３、ＧｄＦ３、ＹＦ３、ＹｂＯｘＦｙ、ＧｄＦ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３およびＺｎＳが含まれる。（１つまたは複数の）波長調整層は、７５ｎｍから３００ｎｍの範囲内の厚さを有するものであってもよい。１つの実施形態では、反射性コーティングは、ＹｂＦ３およびＺｎＳを波長調整層として含む。
【００６０】
反射性の層と（１つまたは複数の）波長調整層とは、直接接触させられてもよいし、反射性の層と（１つまたは複数の）波長調整層との間に１つ以上の界面層が存在してもよい。（１つまたは複数の）界面層は、反射性の層と（１つまたは複数の）波長調整層との間において、接着を促進するか、ガルバニック互換性を提供し得る。（１つまたは複数の）界面層は、接着に十分な厚さを有する必要があるが、同時に、反射性の層から反射された光の吸収を最小限に抑えるのに十分薄い厚さである必要もある。反射性の層と（１つまたは複数の）波長調整層との間に配された（１つまたは複数の）界面層は、５ｎｍから２０ｎｍの範囲内、または８ｎｍから１５ｎｍの範囲内、または８ｎｍから１２ｎｍの範囲内の厚さを有するものであってもよい。反射性の層と（１つまたは複数の）波長調整層との間に配された（１つまたは複数の）界面層は、Ｎｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＳおよびＡｌ２Ｏ３のうちの、１つ以上を含むものであってもよい。
【００６１】
１つの実施形態では、反射性の層は、グラファイト製または補助的な仕上げ層と直接接触させられる。別の実施形態では、光学素子は、反射性の層とグラファイト製または補助的な仕上げ層との間に、バリア層および／または界面層を含む。さらに別の実施形態では、光学素子は、グラファイト製または補助的な仕上げ層と直接接触するバリア層を含むものとされる。さらに別の実施形態では、光学素子は、グラファイト製または補助的な仕上げ層と直接接触するバリア層と、バリア層と直接接触する界面層とを含むものとされる。界面層は、反射性の層とバリア層との間の接着、または反射性の層とガルバニック互換性層との間の接着を、促進し得る。界面層はまた、グラファイト製もしくは補助的な仕上げ層に対する反射性コーティングのガルバニック互換性、または反射性の層に対するバリア層のガルバニック互換性を保障し得る。バリア層は、反射性の層とグラファイト基体との間のガルバニック互換性を保障し得る。
【００６２】
代表的なバリア層には、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＳｉＮ、ＴｉＯ２、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素）、Ａｌ、ＣｒＮ、およびＳｉｘＮｙＯｚが含まれる。バリア層は、１００ｎｍから５０μｍの範囲内、または５００ｎｍから１０μｍの範囲内、または１μｍから５μｍの範囲内の厚さを有するものであってもよい。バリアの厚さを決定するための１つの基準は、対象物品が塩水噴霧試験に耐えなくてはならない時間数である。塩水噴霧試験の持続時間が長いほど、バリア層に必要な厚さは大きくなる。２４時間の塩水噴霧試験に対してであれば、１０μｍのバリア層で十分かもしれない。バリア層の厚さはまた、光学素子の形状を歪めることなく、温度変化に適合するように調整することができる。動作温度範囲が大きくなるにつれて熱応力は大きくなるので、温度の大きな揺れに曝されるような敷設環境下においては、形状歪みを回避するため、より薄いバリア層が推奨される。
【００６３】
グラファイト製または補助的な仕上げ層と反射性の層との間に配される代表的な界面層には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ合金（たとえばニクロム）、Ｎｉ−Ｃｕ合金（たとえばモネル）、Ｔｉ、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｐｔ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、Ｂｉ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素）、ＭｇＦ２、ＹｂＦ３、およびＹＦ３のうちの１つ以上が含まれる。界面層は、０．２ｎｍから２５ｎｍの範囲内の厚さを有するものであってもよく、ここで、この厚さ範囲の下限部（たとえば０．２ｎｍから２．５ｎｍ、または０．２ｎｍから５ｎｍ）は、界面層が金属である場合に適しているものであり（反射性コーティングを通過する光の寄生吸収を防止するために）、厚さ範囲の上限部（たとえば２．５ｎｍから２５ｎｍ、または５ｎｍから２５ｎｍ）は、界面層が誘電体である場合に適しているものである。
【００６４】
保護層は、引掻きに対する耐性、機械的な損傷に対する耐性、および化学的耐性を提供する。保護層のための代表的な材料には、ＹｂＦ３、ＹｂＦｘＯｙ、ＹＦ３およびＳｉ３Ｎ４が含まれる。（１つまたは複数の）保護層は、反射性コーティングの最上層である。（１つまたは複数の）保護層は、６０ｎｍから２００ｎｍの範囲内の厚さを有し得る。
【００６５】
別途明示的に述べない限り、ここで提示するいずれの方法も、その方法の工程が特定の順序で実行されることを必要条件としているように解釈されることを、何ら意図されたものではない。したがって、方法発明を規定した請求項が、その方法の工程が従うべき順序を実際に記載しておらず、工程が特定の順序に限定されるべき旨が特許請求の範囲および明細書にもその他の具体的な記載をされていない場合には、いかなる特定の順序も推察すべきことは何ら意図されていない。
【００６６】
図解した実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな修正およびバリエーションが可能であることは、当業者にとって明白であろう。当業者においては、図解した実施形態の精神および要旨を包含する、開示した実施形態の修正、組合せ（コンビネーション）、サブコンビネーションおよびバリエーションを考え得るため、上記の説明は、添付の各請求項の範囲およびそれらの均等物の範囲内であるあらゆる対象を含むものと捉えられるべきである。
【００６７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６８】
実施形態１
非酸化物のセラミックを含むベース基体、および
前記ベース基体と直接接触状態もしくは間接接触状態にあるグラファイト層、
を含むことを特徴とする光学素子。
【００６９】
実施形態２
前記非酸化物のセラミックが炭化物を含むことを特徴とする、実施形態１に記載の光学素子。
【００７０】
実施形態３
前記炭化物が炭化ホウ素または炭化ケイ素を含むことを特徴とする、実施形態２に記載の光学素子。
【００７１】
実施形態４
前記非酸化物のセラミックが、少なくとも４．０×１０８  ｌｂｆ・ｉｎ／ｌｂｍ（約１．０２×１０７  ｋｇｆ・ｍ／ｋｇｍ）の比剛性を有することを特徴とする、実施形態１または２に記載の光学素子。
【００７２】
実施形態５
前記グラファイト層が、ダイヤモンド旋盤加工された表面を有することを特徴とする、実施形態１から４いずれか１つに記載の光学素子。
【００７３】
実施形態６
前記グラファイト層が、２５オングストローム未満のｒｍｓ表面粗さを有することを特徴とする、実施形態１から５いずれか１つに記載の光学素子。
【００７４】
実施形態７
メタライズ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１から６いずれか１つに記載の光学素子。
【００７５】
実施形態８
前記メタライズ層が、前記グラファイト層と直接接触状態にあることを特徴とする、実施形態７に記載の光学素子。
【００７６】
実施形態９
前記メタライズ層が、Ｓｉを含むことを特徴とする、実施形態７に記載の光学素子。
【００７７】
実施形態１０
はんだ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１から９いずれか１つに記載の光学素子。
【００７８】
実施形態１１
前記はんだ層が、Ｔｉまたは希土類元素を含むことを特徴とする、実施形態１０に記載の光学素子。
【００７９】
実施形態１２
前記はんだ層が、２２５℃未満の溶融温度を有することを特徴とする、実施形態１０または１１に記載の光学素子。
【００８０】
実施形態１３
前記はんだ層が、前記ベース基体と直接接触状態にあることを特徴とする、実施形態１０から１２いずれか１つに記載の光学素子。
【００８１】
実施形態１４
前記グラファイト層と直接接触する第１のメタライズ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１０から１３いずれか１つに記載の光学素子。
【００８２】
実施形態１５
前記はんだ層が、前記第１のメタライズ層と直接接触状態にあることを特徴とする、実施形態１４に記載の光学素子。
【００８３】
実施形態１６
前記ベース基体と直接接触する第２のメタライズ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１４または１５に記載の光学素子。
【００８４】
実施形態１７
前記はんだ層が、前記第２のメタライズ層と直接接触状態にあることを特徴とする、実施形態１６に記載の光学素子。
【００８５】
実施形態１８
前記グラファイト層と直接接触する金属層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１から１７いずれか１つに記載の光学素子。
【００８６】
実施形態１９
前記金属層が、ダイヤモンド旋盤加工された表面を有することを特徴とする、実施形態１８に記載の光学素子。
【００８７】
実施形態２０
前記グラファイト層と前記ベース基体との間に、有機接着層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１から１９いずれか１つに記載の光学素子。
【００８８】
実施形態２１
前記グラファイト層の上に、反射性の層をさらに含むことを特徴とする、実施形態１から２０いずれか１つに記載の光学素子。
【００８９】
実施形態２２
光学素子の作製方法であって、
非酸化物のセラミックを含むベース基体を含んだベース基体組立体に、グラファイト層を含む仕上げ層組立体を結合する工程、
を含むことを特徴とする作製方法。
【００９０】
実施形態２３
前記非酸化物のセラミックが炭化物であることを特徴とする、実施形態２２に記載の光学素子の作製方法。
【００９１】
実施形態２４
前記炭化物が炭化ホウ素または炭化ケイ素を含むことを特徴とする、実施形態２３に記載の光学素子の作製方法。
【００９２】
実施形態２５
前記仕上げ層組立体が、前記グラファイト層と直接接触するメタライズ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態２２から２４いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【００９３】
実施形態２６
前記仕上げ層組立体が、前記メタライズ層と直接接触するはんだ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態２５に記載の光学素子の作製方法。
【００９４】
実施形態２７
前記ベース基体組立体が、前記ベース基体と直接接触するメタライズ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態２２から２４いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【００９５】
実施形態２８
前記ベース基体組立体が、前記ベース基体と直接接触するはんだ層をさらに含むことを特徴とする、実施形態２２から２５いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【００９６】
実施形態２９
前記結合する工程が、機械力を加える工程を含むことを特徴とする、実施形態２２から２８いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【００９７】
実施形態３０
前記結合する工程が、前記仕上げ層組立体を加熱する工程、および前記ベース基体組立体を加熱する工程を含むことを特徴とする、実施形態２２から２８いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【００９８】
実施形態３１
前記仕上げ層組立体を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、実施形態２２から３０いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【００９９】
実施形態３２
前記仕上げ層組立体を形成する前記工程が、前記グラファイト層と直接接触または間接接触するメタライズ層を形成する工程を含むことを特徴とする、実施形態３１に記載の光学素子の作製方法。
【０１００】
実施形態３３
前記仕上げ層組立体を形成する前記工程が、前記メタライズ層上にはんだ層を形成する工程を含むことを特徴とする、実施形態３２に記載の光学素子の作製方法。
【０１０１】
実施形態３４
前記仕上げ層組立体を形成する前記工程が、前記グラファイト層上にはんだ層を形成する工程を含むことを特徴とする、実施形態３１に記載の光学素子の作製方法。
【０１０２】
実施形態３５
前記ベース基体組立体を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、実施形態２２から３４いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【０１０３】
実施形態３６
前記ベース基体組立体を形成する前記工程が、前記ベース基体上にはんだ層を形成する工程を含むことを特徴とする、実施形態３５に記載の光学素子の作製方法。
【０１０４】
実施形態３７
前記仕上げ層組立体の表面を、ダイヤモンド旋盤加工する工程をさらに含むことを特徴とする、実施形態２２から３６いずれか１つに記載の光学素子の作製方法。
【符号の説明】
【０１０５】
１０        グラファイト製仕上げ層
２０        ケイ素メタライズ層
３０        はんだ層
４０        炭化物ベース基体
５０        はんだ層
６０        仕上げ層組立体
７０        ベース基体組立体
８０、８５  基体