(57)【要約】【課題】高い耐久力を有し、湿分、酸およびアルカリに対して不感性であり、放射能が低く、広スペクトル範囲において透明かつ非吸収性であり、溶融および蒸発中に最初の組成を変化させず、低い焼結温度しか必要とせず、それを利用して１．７〜１．８の範囲にその屈折率を特定して設定することができる前記特性を有する中程度屈折率の層を得ることができる、中程度屈折率の光学層の製造のための蒸着材料を提供する。【解決手段】酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む、中程度の屈折率の光学層を製造するための蒸着材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む、中程度の屈折率の光学層を製造するための蒸着材料。
【請求項２】
酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される化合物を含む、請求項１に記載の蒸着材料。
【請求項３】
酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される二つの化合物を含む、請求項１に記載の蒸着材料。
【請求項４】
酸化アルミニウム、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムを含む、請求項１に記載の蒸着材料。
【請求項５】
酸化アルミニウムおよび酸化ジスプロシウムを含む、請求項１または２に記載の蒸着材料。
【請求項６】
酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される化合物とを１：９９〜９９：１モル％の比で含む、請求項１、２または５のいずれかに記載の蒸着材料。
【請求項７】
酸化アルミニウム２０〜８０モル％および、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物８０〜２０モル％を含む、請求項１、２、５または６のいずれかに記載の蒸着材料。
【請求項８】
酸化アルミニウムを、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物と混合し、混合物を圧縮または懸濁、成形および続いて焼結する、請求項１に記載の蒸着材料を調製する方法。
【請求項９】
酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される化合物とを１：９９〜９９：１モル％の比で混合する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
酸化アルミニウムを酸化ジスプロシウムと混合する、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
焼結を、空気流入下に１３００〜１６００℃の温度で行う、請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
焼結を、減圧下または不活性ガス下に１３００〜１６００℃の温度で行う、請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
混合物を錠剤、ペレット、ディスク、円錐台、細粒、顆粒、棒またはビーズに成形する請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
中程度の屈折率の光学層を製造するための、請求項１〜７のいずれかに記載の蒸着材料の使用。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれかに記載の蒸着材料を含んでなる、屈折率が１．６〜１．９の範囲である中程度屈折率の光学層。
【請求項１６】
請求項１〜７のいずれかに記載の蒸着材料を含んでなる、屈折率が１．６〜１．９の範囲である中程度屈折率の少なくとも一つの光学層を含んでなる多層光学的システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化アルミニウムおよび、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび／または酸化イッテルビウムを含む、中程度の屈折率の光学層を製造するための蒸着材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学部品には、通常、表面保護のためまたは特定の光学的特性を達成するために、薄膜が設けられる。これらの光学部品には、例えば光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ、双眼鏡または他の光学的器具用のレンズ、ビーム分割器、プリズム、鏡、窓ガラス等がある。
【０００３】
薄膜は、機械的、化学的または環境的影響による損傷への化学的抵抗を増すおよび／または硬化することにより前記表面を処理するために用いることができる。しかしながら、多くの場合、そのような表面被覆の目的は、特に眼鏡レンズ、カメラレンズ等に適用される反射の低下である。しかしながら、増加した反射が望まれる、あるいは、例えば干渉鏡、ビーム分割器、熱フィルターまたは冷光鏡の製造用のような定められた屈折率または吸収特性を有さなくてはならない光学層の用途もある。層の光学的特性は、通常、適当な被覆材料、種々の層厚、および単層または適当な場合には異なる屈折率を有する異なる材料を含む多層構造を選択することにより設定される。したがって、例えば反射率低下性被覆での全可視光スペクトルについて反射率を１％未満に低下させることができる。
【０００４】
特に、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3のような酸化物を含むが、ＭｇＦ2のようなフッ化物、およびこれらの物質の混合物も含む異なる材料の薄層を適用することにより、前記被覆層を製造することができることが知られている。
【０００５】
被覆材料は、ここで、目的の光学的特性に従って、および材料の加工特性に従って選択される。
【０００６】
光学的基材の被覆は、通常、高真空蒸着プロセスを用いて行われる。ここで、まず、基材および蒸着物質を含むビンを適当な高真空蒸着装置内に配し、続いて装置を減圧し、蒸着物質を加熱および／または電子線照射により蒸発させ、蒸着材料を薄層として基材表面に析出させる。対応する装置およびプロセスは従来技術のものである。
【０００７】
通常１．６〜１．９の屈折率を有する中程度屈折率の層の製造のためには、限定された選択物質しか適していない。用いられる出発材料は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、イットリウム、ランタンおよびプラセオジムの混合物であるが、フッ化セリウム、フッ化ランタンまたはそれらの混合物も用いられる。
【０００８】
しかしながら、中程度屈折率の層の製造のための好ましい出発材料は酸化アルミニウムである。
【０００９】
これらの材料は、それ自体、中程度屈折率の層の製造に適しているが、これらは、実用的使用をより困難にする多くの不利益を有する。
【００１０】
すなわち、これらの物質は、例えば、高融点および高沸点を有し、それらが近接していることも多い。しかしながら、使用性を向上するために、出発材料が、蒸発の開始前に完全に溶融することが必要である。この場合にのみ、均一で充分が蒸発速度が確保されるからである。これは、均質かつ均一な厚さの層の蒸着の前提条件である。
【００１１】
しかしながら、酸化マグネシウムおよび酸化イットリウムは、通常の作業条件下に完全に溶融せず、例えば、酸化イットリウムの昇華傾向が原因で、充分に蒸発するのが困難であり、これは、それを用いて製造される層が通常変化した層厚を有することを意味している。酸化マグネシウムおよび酸化ランタンを用いると、蒸着に、湿分を取り込み不安定になる多孔質層の形成が伴う。さらに、ＭｇＯは、湿った空気からのＣＯ2と炭酸塩として結合する。フッ化セリウムおよびフッ化ランタンは、必要な硬度および耐久性を有する不均質層も形成する。
【００１２】
１．７〜１．８の屈折率が必要とされる特定の用途において、例えば、酸化アルミニウム（ｎ＝１．６３）および酸化イットリウム（ｎ＝１．８５）を純粋な状態で用いることができない。
【００１３】
この理由から、適当な添加剤により塩基材料の融点を低下させることが種々試された。同時に、添加剤の添加により屈折率を特定して設定することができる。
【００１４】
しかしながら、添加すべき材料を選択する際、広範囲の照射線スペクトルにおいて吸収を示さないまたは著しい吸収を示さない材料のみが適していることに留意すべきである。ここで、近赤外から可視光領域を介して近ＵＶ波長領域（約２００ｎｍまで）において吸収が無いことが特に重要である。この理由から、例えば酸化プラセオジムおよび酸化ネオジムは、この範囲に吸収最大を有するので、添加剤として適していない。
【００１５】
しかしながら、混合系の使用は他の理由から困難であると判明している。なぜなら、混合系は多くの場合、不調和的に蒸発する、すなわち蒸発プロセス中にその組成が変化するからである。したがって、沈積層の組成もそれと共に変化する。形成される不均質層は、もはや、再現性ある均一屈折率を有さない。この問題は、一般的にそうであるように、多数の層を含む層システムを基材に適用する場合に、かなりの程度現れる。
【００１６】
特許文献１は、基材上のその第１の層が酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムからなる３層抗反射被覆を開示している。すなわち、１．６３〜１．７５の間の中程度の屈折率の層を設定することができる。このタイプの層は可視スペクトル領域に吸収を示さないが、実際に、金属酸化物が不調和的に蒸発し、その結果、層が不均質になることが分かった。
【００１７】
特許文献２は、式Ｌａ1-xＡｌ1+xＯ3（式中、ｘ＝０〜０．８４）で示される化合物からなる中程度屈折率の光学層の製造のための蒸着材料を記載する。この化合物は、酸化ランタンと酸化アルミニウムとの混合物から調製される。しかしながら、酸化ランタンが含まれることにより、酸化ランタンは湿分を吸収するので、湿った雰囲気への感受性が高くなる。伴う加工問題を最少にするために、調製中のできるだけ早期にあるいは種々の蒸着材料の加工時に複雑な対策を採る必要がある。しかしながら、形成された層は、いかなる場合にも高湿時には不安定である。さらに、ランタンは、ガンマ線放出物質として作用すると共に前記化合物から製造された光学層中の感受性成分、例えば検出物質に欠陥および損傷を与えることができる天然の放射性同位体を有する。さらなる不利益は、蒸発前に、使用される設備および装置、例えば溶融るつぼおよび加熱コイルに損失を引き起こし得る１６００℃以上の焼結温度に混合物を加熱しなくてはならないことにある。
【００１８】
特許文献３によれば、式Ｓｍ1-xＡｌ1+xＯ3（式中、−１＜ｘ＜１）で示される化合物を、中程度屈折率の層製造のために用いる。この材料は、蒸発中にその組成を変化させないが、約４００ｎｍの波長においてサマリウムイオンによる吸収バンドを有し、それが、可視スペクトル領域を超える、特に、紫外線スペクトル領域における使用を制限する。さらに、サマリウムは、アルファ線放出物質として同様に既述の不利益を有する天然放射性同位体も１５％の高い相対的頻度で有する。混合物を焼結するために、約１５００℃の温度が必要である。
【００１９】
また、ランタノイド群の元素の酸化物も光学層中の個別物質として用いられている。
【００２０】
すなわち、例えば特許文献４は、酸化ガドリニウムの抗反射層を有してもよい半導体レーザーを記載している。酸化アルミニウムの中間薄層は、酸化ガドリニウム層のレーザーへの接着性を増加させる。酸化ガドリニウム層を用いて達成することができる屈折率については記載されていない。
【００２１】
特許文献５は、反射低減のために多層システム中の層中に酸化イッテルビウムを含んでもよい屈折率が約１．６の合成樹脂を開示している。この酸化イッテルビウム層を用いて達成することができる屈折率については記載されていない。酸化イッテルビウムと他の材料との混合物は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第３９３４９６１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４２１９８１７号明細書
【特許文献３】特開２０００−１７１６０９号公報
【特許文献４】米国特許第４７９４６０７号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第３３３５５５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、高い耐久力を有し、湿分、酸およびアルカリに対して不感性であり、放射能が低く、広スペクトル範囲において透明かつ非吸収性であり、溶融および蒸発中に最初の組成を変化させず、低い焼結温度しか必要とせず、それを利用して１．７〜１．８の範囲にその屈折率を特定して設定することができる前記特性を有する中程度屈折率の層を得ることができる、中程度屈折率の光学層の製造のための蒸着材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の目的は、酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む、中程度の屈折率の光学層を製造するための蒸着材料により達成される。
【００２５】
本発明の目的は、酸化アルミニウムを、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物と混合し、該混合物を圧縮または懸濁し、成形し、続いて焼結する、中程度屈折率の光学層を製造するための蒸着材料を調製する方法によっても達成される。
【００２６】
さらに、本発明は、酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む蒸着材料の、中程度屈折率の光学層の製造のための使用に関する。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の蒸着材料は、酸化アルミニウム、ならびに、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）および酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）からなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む。ここで、混合物のモル組成は、蒸着材料により製造することができる層の屈折率を決める。純酸化アルミニウムにより、約１．６３の層の屈折率が得られる。これは、１．７〜１．８の屈折率が必要である特定の用途には低すぎる。酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムまたは酸化イッテルビウムの純粋層の屈折率は、層厚および適用法に依存して、１．５５〜１．８５の間で変化する。大部分の場合に、これらの物質の添加により、純酸化アルミニウムの層と比べて、屈折率を増加させることができる。
【００２８】
従って、混合物のモル比は、必要な屈折率に従って設定される。それは、広い制限範囲内で変化することができ、二元混合物において１：９９〜９９：１（モル％）である。酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される複数の化合物を用いる場合、各構成成分は、三元混合物の場合は９８モル％までの量で、四元混合物の場合は９７モル％までの量で存在する。
【００２９】
ここで、酸化アルミニウム２０〜８０モル％および、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物８０〜２０モル％の割合が特に有利であるが、特に４０：６０〜６０：４０が好ましい。
【００３０】
好ましくは１．７〜１．８の範囲における所望の屈折率の信頼性ある設定に加えて、この混合物は、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムまたは酸化イッテルビウムの純粋層を上回るかなりの経済的利点も提供する。酸化アルミニウムは、より容易に入手でき、値段が安いからである。
【００３１】
酸化アルミニウムおよび酸化ガドリニウムおよび／または酸化ジスプロシウムおよび／または酸化イッテルビウムの三元または四元混合物の使用により、屈折率を正確に制御できる。設定することができる１．６〜１．９の範囲の中程度屈折率の変動許容度が、このように増加する。
【００３２】
予め定められた範囲の屈折率を有する層を製造することができる可能性以外に、本発明の蒸着材料は、多くのさらなる利点も有する。これらは混合物であるが、これらは調和的に蒸発する、すなわち、それらの成分が蒸発プロセス中に実質的に変化しないままである。このように、中程度屈折率の均質層を再現可能に製造することができる。これは、異なる屈折率の材料を用いる多層系を互いに重なるように配する場合、特に有利である。そうでなければ、中程度屈折率の層の数につれて、最初に計算したされたシステムの値からかなり変化してしまう。
【００３３】
得られる光学層は、広スペクトル範囲において、すなわち約２５０ｎｍ〜約７μｍにおいて透明であり、この範囲において極めて低い吸収しか示さない。特に、可視スペクトル領域において、これらは全体として吸収を示さない。これにより、分極性ビーム分割器および二色フィルターにおいて用いるのに関心を引き起こすものとなる。
【００３４】
本発明の蒸着組成物は、また改良された耐久性を有するが、これは主に湿熱環境において明確な効果が発揮される。出発材料は環境湿分に安定であるので、それらは、取り扱いが簡単であり、蒸着材料の調製およびその後の加工中に特別の保護手段を採る必要はない。さらに、これらの材料を用いて製造される光学層は、湿熱環境中においておよび酸およびアルカリに対して高い安定性を有する点で優れている。
【００３５】
本発明の蒸着材料のさらなる利点は、用いられる物質が放射性同位体を有さないことにある。蒸着材料そのものも、それを用いて製造された層も放射線を発せず、それは、安全対策が不必要であること、および層に接触する光学部品や検出器へのこの点に関する損傷が予想されないことを意味する。
【００３６】
本発明の蒸着材料は、酸化アルミニウムを、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物と混合し、混合物を圧縮または懸濁し、成形し、続いて焼結する方法により調製される。
【００３７】
ここで、出発成分の混合モル比は、混合物が適用される層の目的屈折率に応じ、広範囲で、すなわち二元混合物の場合には１：９９〜９９：１モル％で、三元混合物中の酸化物の一つについては９８モル％までの割合で、四元混合物の場合には９７モル％までの割合で変化することができる。
【００３８】
酸化アルミニウム２０〜８０モル％および、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物８０〜２０モル％の割合が特に有利であるが、特に４０：６０〜６０：４０が好ましい。
【００３９】
成分を互いに密に混合し、続いて、それ自体知られている適当な圧縮手段により圧縮および成形する。しかしながら、適当なキャリア媒体中で混合成分の懸濁液を調製することもでき、これは成形され続いて乾燥される。適当なキャリア媒体は、例えば、水であり、そこに、必要により、ポリビニルアルコール、メチルセルロースまたはポリエチレングリコールのようなバインダー、および必要により、例えば湿潤剤または抑泡剤のような助剤が添加される。懸濁操作の後には成形する。これについては、押し出し、射出成形またはスプレー乾燥のような種々の公知の技術を用いることができる。得られた成形物を乾燥し、例えば燃焼によりバインダーを除去する。これは、混合物の優れた取り扱い性および計量性により行われ、従って、連続的蒸着プロセスも利用できる。従って、混合物を転化する形状は、限定されない。適当な形状は、特に、本発明の蒸着材料での基材の連続被覆、およびこの目的に必要な補充プロセスにおいて特別の役割を果たす単純粋な取り扱いおよび良好な計量を容易にする全ての形状である。好ましい形状は、したがって種々の錠剤形状、ペレット、ディスク、円錐台、細粒または顆粒、棒またはビーズである。
【００４０】
成形混合物を続いて焼結する。ここで、焼結プロセスを、種々の条件下に行うことができる。通常、本発明の蒸着材料は空気中で焼結される。しかしながら、焼結を減圧下または不活性ガス、例えばアルゴン下に行うこともできる。必要な焼結温度が、従来技術からの中程度屈折率の層のための他の適当な蒸着材料の焼結温度よりもかなり低いことが、ある場合には特に有利である。これらは、空気中または減圧下もしくは不活性ガス下に約１３００〜１６００℃である。これら比較的低い温度により、溶融るつぼおよび加熱コイルのような設備および装置の熱負荷が低くなり、これは、それらの寿命が長くなることを意味する。
【００４１】
形成された成形焼結生成物は、貯蔵、輸送および蒸発装置への導入中にその形状を維持し、その後の全溶融および蒸発プロセス中に組成が安定である。
【００４２】
焼結および冷却後、本発明の蒸着材料は、１．６〜１．９の屈折率を有する中程度屈折率の光学層を製造に使用できる。
【００４３】
本発明の蒸着材料は、例えば種々のガラスまたはプラスチックのような既知の適当な材料からなる窓ガラス、プリズム、シート、成形基材、例えば、光学レンズ、眼鏡レンズまたはカメラレンズ等の形状である全ての適当な基材の被覆に使用することができる。その性質、寸法、形状、材料および表面品質は制限されず、被覆装置中の基材の利用性によってのみ限定される。何故なら、基材を装置内に導入することができ、そこで支配的な温度および圧力条件下に安定を維持しなくてはならないからである。
【００４４】
蒸着材料が予備加熱された基材に衝突するように被覆操作の前および操作中に基材を加熱することが有利であると分かった。しかしながら、この手法は、従来技術からそれ自体知られている。
【００４５】
用いられる蒸着プロセスは、通常、蒸発るつぼまたはボートとして知られている適当なびん内の蒸着材料を、被覆すべき基材と共に蒸着装置に導入する高真空蒸着プロセスである。
【００４６】
この装置を続いて減圧し、蒸着材料を、加熱および／または電子線照射により蒸発させる。蒸着材料が、薄層として基材の上に析出する。
【００４７】
蒸発中、層の完全な酸化を確保するために酸素を添加することができる。層の密度を増加させるために、および、特に未加熱基材への接着を向上させるために、被覆操作中に、基材へのイオン照射（イオン補助蒸着、プラズマ補助蒸着）を行うことができる。
【００４８】
しばしば複数の層が、基材上に交互に重なり合うように沈積される。個々の層の屈折率の適当な選択により、例えば反射率低下、反射率の増加、または系全体への予め定められた屈折率の設定のような所望の光学的特性を特定して設定することができる。しかしながら、光学的基材上のこのタイプの多層配列がそれ自体知られており、また頻繁に用いられている。
【００４９】
本発明の蒸着材料は、広スペクトル領域において非吸収性であり、透明かつ均質であり、約１．６〜約１．９の範囲に中程度屈折率を有し、湿熱環境において酸およびアルカリに対して安定であり、放射線を発しない中程度屈折率の接着性光学層を、適当な基材上に形成するために用いることができる。
【実施例】
【００５０】
本発明を、幾つかの実施例により以下に説明するが、それらに限定されない。
【００５１】
＜実施例１＞
Ａｌ2Ｏ3およびＤｙ2Ｏ3の混合物：
酸化アルミニウム（５０モル％）２１．１１ｇおよび酸化ジスプロシウム（５０モル％）７７．２１ｇを、均質混合物が形成されるまで互いに密に混合する。この混合物を錠剤に成形し、それを空気中約１３００℃で４時間焼成する。冷却後、錠剤を、電子線蒸発器のるつぼ、例えば、レイボルド  Ａ７００Ｑユニットに導入する。石英ガラスおよび眼鏡クラウンガラスＢＫ７の精製基材を、ユニットの基材ホルダーに入れる。ユニットを、２×１０-3Ｐａの圧力で蒸発させる。基材を約３００℃に加熱する。次に、酸素をユニットに２×１０-2Ｐａの圧力になるまで入れて、完全酸化を達成する。続いて、蒸着材料の錠剤を約２１００℃の蒸発温度まで加熱し、約２８０ｎｍの厚さを有する層を基材上に蒸着する。振動型石英層厚測定装置を用いて層厚を決める。冷却後、装置に空気を満たし、被覆された基材を除去する。透過および反射スペクトルを、分光光度計を用いて測定し、そこから層厚および屈折率を計算する。適用された層は均質であり、５００ｎｍの波長で屈折率が１．７０である。３００〜９００ｎｍの範囲の吸収率は、１％未満である。
【００５２】
＜実施例２＞
Ａｌ2Ｏ3およびＹｂ2Ｏ3の混合物：
酸化アルミニウム（５０モル％）２０．１１ｇおよび酸化イッテルビウム（５０モル％）８１．５７ｇを、均質混合物が形成されるまで互いに密に混合する。この混合物を錠剤に成形し、それを空気中約１３００℃で４時間焼成する。冷却された錠剤を、電子線蒸発器のるつぼ、例えば、レイボルド  Ａ７００Ｑ蒸着ユニットに導入する。石英ガラスおよび眼鏡クラウンガラスＢＫ７の精製基材を、ユニットの基材ホルダーに入れる。ユニットを、２×１０-3Ｐａの圧力で蒸発させる。基材を約３００℃に加熱する。次に、酸素をユニットに２×１０-2Ｐａの圧力になるまで入れる。続いて、蒸着材料の錠剤を約２１００℃の蒸発温度まで加熱し、約２８０ｎｍの厚さを有する層を基材上に蒸着する。冷却後、装置に空気を満たし、被覆された基材を除去する。透過および反射スペクトルを、分光光度計を用いて測定し、そこから層厚および屈折率を計算する。適用された層は均質であり、５００ｎｍの波長で屈折率が１．７６である。３００〜９００ｎｍの範囲の吸収率は、１％未満である。
【００５３】
＜実施例３＞
Ａｌ2Ｏ3およびＧｄ2Ｏ3の混合物：
酸化アルミニウム（５０モル％）２１．５６ｇおよび酸化ガドリニウム（５０モル％）７６．６７ｇを、均質混合物が形成されるまで互いに密に混合する。この混合物を錠剤に成形し、それを空気中約１３００℃で４時間焼成する。冷却後、錠剤を、レイボルド  Ａ７００Ｑ蒸着ユニットの電子線蒸発器のるつぼに導入する。石英ガラスおよび眼鏡クラウンガラスＢＫ７の精製基材を、ユニットの基材ホルダーに入れる。ユニットを、２×１０-3Ｐａの圧力で蒸発させる。基材を約３００℃に加熱する。次に、酸素をユニットに２×１０-2Ｐａの圧力になるまで入れる。続いて、蒸着材料の錠剤を約２１００℃の蒸発温度まで加熱し、約２４０ｎｍの厚さを有する層を基材上に蒸着する。冷却後、装置に空気を満たし、被覆された基材を除去する。透過および反射スペクトルを、分光光度計を用いて測定し、そこから層厚および屈折率を計算する。適用された層は均質であり、５００ｎｍの波長で屈折率が１．７１である。３００〜９００ｎｍの範囲の吸収率は、１％未満である。
【００５４】
＜実施例４＞
Ａｌ2Ｏ3およびＹｂ2Ｏ3の混合物：
酸化アルミニウム（４０モル％）１４．４６ｇおよび酸化イッテルビウム（６０モル％）８３．６５ｇを、均質混合物が形成されるまで互いに密に混合する。この混合物を錠剤に成形し、それを空気中約１３００℃で４時間焼成する。冷却後、錠剤を、レイボルド  Ａ７００Ｑ蒸着ユニットの電子線蒸発器のるつぼに導入する。石英ガラスおよび眼鏡クラウンガラスＢＫ７の精製基材を、ユニットの基材ホルダーに入れる。ユニットを、２×１０-3Ｐａの圧力で蒸発させる。基材を約３００℃に加熱する。次に、酸素をユニットに２×１０-2Ｐａの圧力になるまで入れる。続いて、蒸着材料の錠剤を約２１００℃の蒸発温度まで加熱し、約２４０ｎｍの厚さを有する層を基材上に蒸着する。冷却後、装置に空気を満たし、被覆された基材を除去する。透過および反射スペクトルを、分光光度計を用いて測定し、そこから層厚および屈折率を計算する。適用された層は均質であり、５００ｎｍの波長で屈折率が１．８０である。３００〜９００ｎｍの範囲の吸収率は、１％未満である。
【００５５】
＜実施例５＞
Ａｌ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3およびＧｄ2Ｏ3の混合物：
酸化アルミニウム（５０モル％）２１．７重量％、酸化ジスプロシウム（２５モル％）３９．６９重量％および酸化ガドリニウム（２５モル％）３８．５７重量％を、均質混合物が形成されるまで互いに密に混合する。この混合物を錠剤に成形し、それを空気中約１５００℃で４時間焼成する。冷却後、錠剤を、レイボルド  Ｌ５６０蒸着ユニットの電子線蒸発器のるつぼに導入する。石英ガラスおよび眼鏡クラウンガラスＢＫ７の精製基材を、ユニットの基材ホルダーに入れる。ユニットを、２×１０-3Ｐａの圧力で蒸発させる。基材を約２５０℃に加熱する。次に、酸素をユニットに２×１０-2Ｐａの圧力になるまで入れる。続いて、蒸着材料の錠剤を約２１００℃の蒸発温度まで加熱し、約２７０ｎｍの厚さを有する層を基材上に蒸着する。冷却後、装置に空気を満たし、被覆された基材を除去する。透過および反射スペクトルを、分光光度計を用いて測定し、そこから層厚および屈折率を計算する。適用された層は均質であり、５００ｎｍの波長で屈折率が１．７２である。３００〜９００ｎｍの範囲の吸収率は、１％未満である。
【００５６】
＜実施例６＞
Ａｌ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3およびＹｂ2Ｏ3の混合物：
酸化アルミニウム（５０モル％）２１．３１重量％、酸化ジスプロシウム（１６．６６モル％）２５．９７重量％、酸化ガドリニウム（１６．６６モル％）２５．４２重量％および酸化イッテルビウム（１６．８８モル％）２７．４７重量％を、均質混合物が形成されるまで互いに密に混合する。この混合物を錠剤に成形し、それを空気中約１５００℃で６時間焼成する。冷却後、錠剤を、レイボルド  Ｌ５６０蒸着ユニットの電子線蒸発器のるつぼに導入する。石英ガラスおよび眼鏡クラウンガラスＢＫ７の精製基材を、ユニットの基材ホルダーに入れる。ユニットを、２×１０-3Ｐａの圧力で蒸発させる。基材を約２５０℃に加熱する。次に、酸素をユニットに２×１０-2Ｐａの圧力になるまで入れる。続いて、蒸着材料の錠剤を約２１００℃の蒸発温度まで加熱し、約２９０ｎｍの厚さを有する層を基材上に蒸着する。冷却後、装置に空気を満たし、被覆された基材を除去する。透過および反射スペクトルを、分光光度計を用いて測定し、そこから層厚および屈折率を計算する。適用された層は均質であり、５００ｎｍの波長で屈折率が１．７３である。３００〜９００ｎｍの範囲の吸収率は、１％未満である。
【００５７】
（耐久性試験）
実施例１〜４で得られた被覆機材を、種々の耐久性試験に付した。これらにおいて、基材を、種々の条件下に種々の媒体中に貯蔵した。
【００５８】
【表１】
2011084817.tif 000002
【００５９】
結果：それぞれの試験後、どのサンプルガラスにおいても適用された層の剥離は観察されない。しみおよび／または曇りははっきりしない。
【００６０】
透過および反射スペクトルの分析：
実施例１〜４で得た被覆基材および、Ａｌ2Ｏ3で被覆された石英基材からなる比較サンプルについて、前記耐久性試験後に透過および反射スペクトルを決め、未試験基材の透過および反射スペクトルと比較して評価する。以下の結果を得る：
【００６１】
【表２】
2011084817.tif 000003
【００６２】
これらの結果によれば、Ａｌ2Ｏ3／Ｄｙ2Ｏ3の層が、湿熱環境にまたは酸およびアルカリに晒した後、その機械的耐久性およびスペクトルの変動性に関して最良の結果を示す。特に、これらは、純Ａｌ2Ｏ3の層よりも耐久性が優れている。酸化イッテルビウムおよび酸化ガドリニウム成分を含む層は、Ａｌ2Ｏ3／Ｄｙ2Ｏ3の層よりもやや耐久性に劣るが、純Ａｌ2Ｏ3の層よりはかなり優れている。
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月16日(2011.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率が１．６〜１．９の範囲である中程度の屈折率の光学層を製造するための、酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物とからなる蒸着材料の使用であって、
前記蒸着材料のモル比は、二元混合物においては１：９９〜９９：１（モル％）であり、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される複数の化合物を用いる場合、前記各化合物は、三元混合物の場合は９８モル％までの量で、四元混合物の場合は９７モル％までの量で存在する蒸着材料の使用。
【請求項２】
蒸着材料が、酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される一つの化合物とからなる、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
蒸着材料が、酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される二つの化合物とからなる、請求項１に記載の使用。
【請求項４】
蒸着材料が、酸化アルミニウム、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる、請求項１に記載の使用。
【請求項５】
蒸着材料が、酸化アルミニウムおよび酸化ジスプロシウムからなる、請求項１に記載の使用。
【請求項６】
蒸着材料が、酸化アルミニウム２０〜８０モル％および、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物８０〜２０モル％を含む、請求項１に記載の使用。
【請求項７】
屈折率が１．６〜１．９の範囲である中程度の屈折率の光学層を製造するための、酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも二つの化合物とからなる蒸着材料であって、
前記各化合物は、三元混合物の場合は９８モル％までの量で、四元混合物の場合は９７モル％までの量で存在する蒸着材料。
【請求項８】
酸化アルミニウム、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる、請求項７に記載の蒸着材料。
【請求項９】
請求項７に記載の蒸着材料を調製する為の方法であって、
酸化アルミニウムを、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも二つの化合物と、場合によってはバインダー及び／又は添加剤と共に混合し、混合物を圧縮し、成形および続いて焼結する、あるいはキャリア媒体中で混合成分の懸濁液を調製し、成形および続いて焼結する方法。
【請求項１０】
酸化アルミニウムを、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムと混合する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
焼結を、空気流入下に１３００〜１６００℃の温度で行う、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
焼結を、減圧下または不活性ガス下に１３００〜１６００℃の温度で行う、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１３】
混合物を錠剤、ペレット、ディスク、円錐台、細粒、顆粒、棒またはビーズに成形する請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも一つの化合物とからなる蒸着材料を含んでなる、屈折率が１．６〜１．９の範囲である中程度屈折率の光学層。
【請求項１５】
酸化アルミニウムと、酸化ガドリニウム、酸化ジスプロシウムおよび酸化イッテルビウムからなる群より選択される少なくとも二つの化合物とからなる蒸着材料を含んでなる請求項１４に記載の光学層。