(57)【要約】【課題】  基板が薄い場合でも反りの小さい光学素子を提供する。【解決手段】  厚さが0.3mm〜0.5mmのガラス又は石英からなる基板１の表面に、スパッタリングにより、光学多層薄膜２を成膜する（ａ）。この成膜が完了した状態では、多層光学薄膜２の圧縮応力のために、基板１と多層光学薄膜２は、図の下側に凸となるような形状を有する。その後基板１を反転し、スパッタリングにより、基板１の、多層光学薄膜２が成膜された面と反対の面にSiＯ２膜３を成膜する（ｂ）。すると、多層光学薄膜２とSiＯ２膜３の圧縮応力が打ち消し合い、基板１の反りが緩和される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の片面に所定の光学特性を有する多層光学薄膜が形成された光学素子であって、前記基板の前記多層光学薄膜が形成された面と反対側の面に、前記多層光学薄膜が有する応力と同じ方向の応力を発生する単層膜が形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記基板がガラス又は石英であり、前記単層膜がSiＯ２膜であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記基板の厚さが、0.5mm以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記応力が圧縮応力であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
基板の片面に所定の光学特性を有する多層光学薄膜を成膜した後、前記基板の前記多層光学薄膜が形成された面と反対側の面に、成膜後に圧縮応力を発生する単層膜を成膜する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
基板の成膜後に圧縮応力を発生する単層膜を成膜した後、前記基板の前記単層膜が形成されたと反対側の面に、所定の光学特性を有する多層光学薄膜を成膜する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野で使用されるフィルタ素子等、基板の上に多層膜が形成された光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野で使用されるフィルタ素子等の光学素子には、反射防止を行ったり、波長ごとの透過率や反射率を所定の特性にしたり、波長ごとの位相特性を所定の特性にしたりするために、基板の表面に多層膜を成膜し、膜間の干渉により所定の光学特性を持たせたものがある。このような光学素子は、基板の上にスパッタリング等により、所定の多層薄膜を成膜することにより形成される。なお、一般には、面積の大きな基板の上に多層薄膜の成膜を行い、成膜の完了後、基板を切断し、複数の光学素子を得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようにスパッタリング等により基板の表面に多層薄膜を形成する場合、基板の厚さが薄いと、成膜された多層薄膜の膜応力（圧縮応力）により、基板が反るという問題点がある。通常の場合、この反りは、多層薄膜が形成された側に凸となるような反り方となる。基板が反ると、この光学素子を用いた場合、光が入射する位置によって入射角が変わることになり、所定の光学特性が得られない場合がある。
【０００４】
又、このようにして形成された光学素子とは別の厚い基板に接着剤で貼り付けて使用したり、切断前の基板を別の厚い基板に接着剤で貼り付けてから切断を行う場合があるが、この場合には、基板の反りのために接合面が平坦にならず、やはり、所望の光学特性が得られないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基板が薄い場合でも反りの小さい光学素子、及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための第１の手段は、基板の片面に所定の光学特性を有する多層光学薄膜が形成された光学素子であって、前記基板の前記多層光学薄膜が形成された面と反対側の面に、前記多層光学薄膜が有する応力と同じ方向の応力を発生する単層膜が形成されていることを特徴とする光学素子である。
【０００７】
本手段においては、基板の多層光学薄膜が形成された面と反対側の面に、多層光学薄膜が有する応力と同じ方向の応力を発生する単層膜が形成されているので、多層光学薄膜の応力と単層膜の応力とが相殺されて、その結果、基板の反りが緩和されて小さくなる。同じ方向の応力とは、圧縮応力に対しては圧縮応力、引っ張り応力に対しては引っ張り応力のことを言う。
【０００８】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記基板がガラス又は石英であり、前記単層膜がSiＯ２膜であることを特徴とするものである。
【０００９】
一般に光学素子の基板には、ガラスや石英が使用される。SiＯ２薄膜は、ガラスや石英と屈折率がほぼ同じであるので、基板の表面に成膜しても、光学素子の特性の変化を小さくすることができる。
【００１０】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記基板の厚さが、0.5mm以下であることを特徴とするものである。
【００１１】
基板の厚さが厚いと、多層光学薄膜の圧縮応力による変形が小さいので、前記第１の手段、第２の手段の効果は小さいが、基板の厚さが、0.5mm以下の場合、多層光学薄膜の圧縮応力による変形が大きくなるので、前記第１の手段、第２の手段の効果が特に大きくなる。
【００１２】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記応力が圧縮応力であることを特徴とするものである。
【００１３】
前記課題を解決するための第５の手段は、基板の片面に所定の光学特性を有する多層光学薄膜を成膜した後、前記基板の前記多層光学薄膜が形成された面と反対側の面に、成膜後に圧縮応力を発生する単層膜を成膜する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１４】
前記課題を解決するための第６の手段は、基板の成膜後に圧縮応力を発生する単層膜を成膜した後、前記基板の前記単層膜が形成されたと反対側の面に、所定の光学特性を有する多層光学薄膜を成膜する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板が薄い場合でも反りの小さい光学素子及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である光学素子を製造する工程を説明するための図である。厚さが0.3mm〜0.5mmのガラス又は石英からなる基板１の表面に、スパッタリングにより、光学多層薄膜２を成膜する（ａ）。光学多層薄膜２としては、例えば、100〜200nm程度の厚さのNb２Ｏ５と、50〜100nm程度の厚さのSiＯ２とを、交互に合計180層成膜したものが考えられる。これらの総膜厚は、２０μｍ程度となる。この成膜が完了した状態では、多層光学薄膜２の圧縮応力のために、基板１と多層光学薄膜２は、図の下側に凸となるような形状を有するが、図示を省略する。
【００１７】
その後基板１を反転し、スパッタリングにより、基板１の、多層光学薄膜２が成膜された面と反対の面にSiＯ２膜３を成膜する（ｂ）。すると、多層光学薄膜２とSiＯ２膜３の圧縮応力が打ち消し合い、基板１の反りが緩和される。（ｂ）に示す状態のものを、そのまま光学素子として使用してもよいし、これらを細かく切断して光学素子としてもよい。SiＯ２膜３の厚さは、多層光学薄膜２の膜応力を打ち消すような厚さに選定することが好ましい。
【００１８】
さらには、（ｂ）に示す状態のものを、厚肉基板４に接着剤で貼り付けて（ｃ）に示すような状態とし、これを光学素子として使用してもよい。このとき、基板１の反りがないので、接着剤による接合が容易である。さらには、（ｃ）に示す状態のものを細かく切断して光学素子として使用してもよい。（ｃ）に示す状態では、厚肉基板４に接着が完了しているので、基板１が反ることはない。よって、SiＯ２膜３の代わりに、成膜により圧縮応力を発生する別の材料を使用し、（ｃ）の状態にした後、この材料を溶解等により除去することも考えられる。このようにすれば、この材料がたとえ不透明なものであっても、応力緩和のための単層膜として使用することができる。さらに、多層光学薄膜２を反射膜として使用する場合には、応力緩和のための単層膜の光学特性を考慮する必要がない場合もある。
【００１９】
又、厚肉基板４を、単に切断のための治具として用いることもできる。すなわち、（ｃ）の状態となったものを、ダイシングソー等により細かく切断してから、接着剤を溶解し、厚肉基板４を分離することにより、厚さの薄い基板１、多層光学薄膜２、SiＯ２膜３の積層体を容易に切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態である光学素子を製造する工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…基板、２…多層光学薄膜、３…SiＯ２膜、４…厚肉基板
【図１】
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