(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類以上の異なる屈折率の層を交互に積層した誘電体多層膜を１つのスタックとし、前記スタックを基板上に少なくとも２つ以上積層した構成を備え、
前記基板から離れるにつれて前記スタックの群遅延分散が順次小さくなり、
所定の周波数範囲で一定以下の透過率となる反射帯を有し、
複数の前記スタックの少なくとも一つは、全て同数の層からなる１０以上のブロックからなり、かつ、前記１０以上のブロックの光学膜厚が前記基板から離れるにつれて順次増加することを特徴とする多層膜フィルタ。
【請求項２】
積層した前記スタックと前記スタックの間、前記基板と前記スタックの間、及び、前記基板から最も遠い前記スタック上、のいずれか又は複数の位置に調整層を有することを特徴とする請求項１に記載の多層膜フィルタ。
【請求項３】
前記基板上に積層した複数の前記スタックの中心波長が互いに異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層膜フィルタ。
【請求項４】
前記スタック内の前記１０以上のブロックの光学膜厚の変化が回帰直線から±２．６％以内の範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載の多層膜フィルタ。
【請求項５】
透過率が５％以下の範囲であり、群遅延分散が±８０００ｆｓ２以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の多層膜フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層膜フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フェムト秒（ｆｓ）オーダーのパルス幅を有するレーザ光を発する短パルスレーザ発振器は、医療、測定、加工、生態観察機器などに使用されている。この短パルスレーザ発振器は、モード同期と呼ばれる動作によりレーザ光を発生する。通常、レーザ光は単一波長の光の共振によって発振されるが、モード同期では、波長の異なるいくつかの光の位相をすべて同期させることにより、すなわち相対位相差を０にすることにより、レーザ光を発振させる。このため、モード同期は、縦モード間のマルチモード干渉により、同期している時間が短く、時間領域では極めて短いパルスとなる現象である。
【０００３】
このように発生した短パルス幅のレーザ光は、それぞれが波長成分を持つ単一波長のパルス光の集まりと考えられ、光学部品や空気中において、各波長における進行速度が異なる。このため、光が進行するにしたがってパルス幅が広がる現象が生じる。
【０００４】
パルス幅が広がった光は、進行速度が速い波長の光が長い距離を進むように設計されたミラーで反射することにより、パルス幅を圧縮することが出来る。このようなミラーは負分散ミラーと呼ばれ、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１は、２枚の負分散ミラー間を何回か反射させることによって、パルス幅を圧縮することが出来ることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１４２１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２０は、従来の多光子吸収顕微鏡の概略構成を示す図である。
生態観察用の多光子吸収顕微鏡のように、励起波長と異なる波長帯域において観察を行うような装置では、短パルスレーザ発振機からの多光子励起光を観察対象に照射することによって励起光を発生させ、発生した励起光を観察する。このような装置では、例えば、図２０に示すように、レーザ光源１０１で発振させた短パルスレーザ光を多層膜フィルタ１０２で反射させ、観察台１０３上に置いた観察対象Ｓに照射する。このレーザ光の照射によって観察対象Ｓで発生した励起光は、多層膜フィルタ１０２を透過して観察者Ｂによる観察が可能となる。多層膜フィルタ１０２の特性としては、短パルスレーザ光の波長を含む反射帯域においてはパルス幅が広げることがなく、可視領域においては、観察対象Ｓで発生した励起光を観察のために透過させることが求められる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている負分散ミラーでは、波長により光を透過する帯域と反射する帯域に、明確に切り分けることが出来ない。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パルス幅を広げることなく光の切り分けが出来、また、可視光の反射帯域を広くすることが出来る多層膜フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る多層膜フィルタは、少なくとも２種類以上の異なる屈折率の層を交互に積層した誘電体多層膜を１つのスタックとし、スタックを基板上に少なくとも２つ以上積層した構成を備え、基板から離れるにつれてスタックの群遅延分散が順次小さくなり、所定の周波数範囲で一定以下の透過率となる反射帯を有し、複数のスタックの少なくとも一つは、全て同数の層からなる１０以上のブロックからなり、かつ、１０以上のブロックの光学膜厚が基板から離れるにつれて順次増加することを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る多層膜フィルタにおいては、積層したスタックとスタックの間、基板とスタックの間、及び、基板から最も遠いスタック上、のいずれか又は複数の位置に調整層を有することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る多層膜フィルタにおいては、基板上に積層した複数のスタックの中心波長が互いに異なることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る多層膜フィルタにおいては、スタック内の上記１０以上のブロックの光学膜厚の変化が回帰直線から±２．６％以内の範囲内にあることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る多層膜フィルタにおいては、透過率が５％以下の範囲であり、群遅延分散が±８０００ｆｓ２以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る多層膜フィルタによれば、パルス幅を広げることなく光の切り分けが出来、また、可視光の反射帯域を広くすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の多層膜フィルタにおける波長に対する透過率の変化を示す図である。
【図２】実施例１の多層膜フィルタにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図３】実施例１の第２スタックにおける積層ブロック数に対する１ブロック膜厚を示す図である。
【図４】実施例１の第１スタックにおける波長に対する透過率の変化を示す図である。
【図５】実施例１の第２スタックにおける波長に対する透過率の変化を示す図である。
【図６】実施例１の第１スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図７】実施例１の第２スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図８】実施例２の多層膜フィルタにおける波長に対する透過率の変化を示す図である。
【図９】実施例２の多層膜フィルタにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１０】実施例２の第２スタック及び第３スタックにおける積層ブロック数に対する１ブロック膜厚を示す図である。
【図１１】実施例２の第１スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１２】実施例２の第２スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１３】実施例２の第３スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１４】実施例３の多層膜フィルタにおける波長に対する透過率の変化を示す図である。
【図１５】実施例３の多層膜フィルタにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１６】実施例３の第２スタックにおける積層ブロック数に対する１ブロック膜厚を示す図である。
【図１７】実施例３の第１スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１８】実施例３の第２スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図１９】実施例３の第３スタックにおける波長に対する群遅延分散の変化を示す図である。
【図２０】従来の多光子吸収顕微鏡の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る多層膜フィルタの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本発明に係る多層膜フィルタによる作用・効果について説明する。
【００１８】
本発明の多層膜フィルタにおいては、以下のような膜構成とすることで、上述の課題を解決している。
（１）少なくとも２種類以上の異なった屈折率の層を交互に積層した誘電体多層膜を１つのスタックとし、このスタックを基板上に少なくとも２つ以上積層した構成を備え、基板から離れるにつれてスタックの群遅延分散（ＧＤＤ）が順次小さくなるように、各スタックを配置する構成としている。
この構成によると、光が群遅延分散の変化が大きくなる部分まで届かなくなるため、群遅延分散の値を大きく変化することを無くすことができる。以下の実施例１、２、３において群遅延分散の値を０に近づけることが出来る薄膜構成のスタックを空気側に置くようにしている。
【００１９】
（２）積層したスタックとスタックの間、基板とスタックの間、基板から最も遠いスタック上、のいずれか又は複数の位置に調整層を有する構成が好ましい。
この構成によると、透過帯、反射帯で急激の光学特性の変化を無くすことができる。例えば、後述の実施例１、２、３のように、各スタックの間に２〜４層の調整層を入れることで図１、図８、図１４に示すように、ある一定の値以上の透過率を保ち、反射帯ではある一定以下の透過率となる。実施例１の図１で言えば波長範囲４００ｎｍ〜６７０ｎｍの光を９０％以上透過し、波長範囲７１５ｎｍ〜１０００ｎｍで５％以下の透過率を実現している。実施例２、３についても同様である。
【００２０】
（３）基板上に積層した複数のスタックの中心波長が互いに異なることが好ましい。
この構成によると、反射帯域の波長幅を広げることができる。スタックの中心波長が単一の場合反射帯域の幅を２００ｎｍ程度までしか設けることが出来ない。しかし、中心波長を長波長、又は短波長にずらしたスタックを重ねることで２００ｎｍ以上の反射帯域を設けることが出来る。図１、図８、図１４に示す反射帯域はいずれも２００ｎｍより広くなっている。
【００２１】
（４）複数のスタックの少なくとも一つは、全て同数の層からなる複数のブロックからなり、かつ、複数のブロックの光学膜厚（ｎｄ）が基板から離れるにつれて順次増加することが好ましい。
この構成によると、群遅延分散の値を０に近づけることが出来る。図３、図１０、図１６に示すように基板側から空気側に向かい１ブロック毎の光学膜厚が増加している。
【００２２】
（５）スタック内の複数のブロックの光学膜厚の変化が回帰直線から±２．６％以内の範囲内にあることが好ましい。
この構成によると、光学特性の反射帯域、透過帯域を明確に分けることが出来、かつ群遅延分散を０に近づけることが出来る。実施例３の図１６で示すように、基板側から空気側にかけての前ブロックと比較した際の光学膜厚の変化率は増減がある。しかし、その変化率は回帰直線化から±２．６％以内である。
（５）における「スタック」は複数のスタックのうちの１つであることが好ましく、「複数のブロック」はすべてのブロックであることが好ましい。
【００２３】
（６）透過率が５％以下の範囲であり、群遅延分散が±８０００ｆｓ２以下であることが好ましい。これらの透過率及び群遅延分散の範囲は、反射帯域における範囲であることが好ましい。
この構成によると、レーザのパルス幅の広げることなく光の切り分けが出来る。図２、図９、図１５で示すように反射帯域での群遅延分散は０±８０００ｆｓ２以内に収まっている。
【００２４】
（実施例１）
以下に、実施例１に係る多層膜フィルタの数値データを示す。
この数値データに示すように、実施例１の多層膜フィルタは、屈折率が１．５２の光学ガラス基板上に、高屈折率物質Ｈ（Ｔａ２Ｏ５：屈折率２．１５）と低屈折率物質Ｌ（ＳｉＯ２：屈折率１．４８）の薄膜を交互に形成している。より具体的には、この多層膜フィルタは、５０層の薄膜からなる多層膜フィルタであり、基板側から１〜４層、２１〜２４層、及び４７〜５０層を調整層とし、基板側から５〜２０層を第１スタック、２５〜４６層を第２スタックとして構成している。したがって、調整層は、基板と第１スタックの間、第１スタックと第２スタックの間、及び、基板から最も遠い第２スタック上に形成されている。また、２層を１ブロックとして、第２スタックを複数のブロックで構成し、基板側から空気側に向かって徐々にブロック毎の光学膜厚が厚くなる構成としている。
【００２５】
実施例１
層番号      材料         膜厚（ｎｍ）
基板
１          Ｔａ２Ｏ５    ０．２７０７
２          ＳｉＯ２      ０．２７４５
３          Ｔａ２Ｏ５    ０．２２９５
４          ＳｉＯ２      ０．２５７９
５          Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
６          ＳｉＯ２      ０．２５２８
７          Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
８          ＳｉＯ２      ０．２５２８
９          Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
１０        ＳｉＯ２      ０．２５２８
１１        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
１２        ＳｉＯ２      ０．２５２８
１３        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
１４        ＳｉＯ２      ０．２５２８
１５        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
１６        ＳｉＯ２      ０．２５２８
１７        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
１８        ＳｉＯ２      ０．２５２８
１９        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２２５
２０        ＳｉＯ２      ０．２５２８
２１        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２３８
２２        ＳｉＯ２      ０．２５８５
２３        Ｔａ２Ｏ５    ０．２２３７
２４        ＳｉＯ２      ０．２６３６
２５        Ｔａ２Ｏ５    ０．２３００
２６        ＳｉＯ２      ０．２６１３
２７        Ｔａ２Ｏ５    ０．２３５９
２８        ＳｉＯ２      ０．２６８０
２９        Ｔａ２Ｏ５    ０．２４１８
３０        ＳｉＯ２      ０．２７４７
３１        Ｔａ２Ｏ５    ０．２４７７
３２        ＳｉＯ２      ０．２８１４
３３        Ｔａ２Ｏ５    ０．２５３６
３４        ＳｉＯ２      ０．２８８１
３５        Ｔａ２Ｏ５    ０．２５９５
３６        ＳｉＯ２      ０．２９４８
３７        Ｔａ２Ｏ５    ０．２６５３
３８        ＳｉＯ２      ０．３０１５
３９        Ｔａ２Ｏ５    ０．２７１２
４０        ＳｉＯ２      ０．３０８２
４１        Ｔａ２Ｏ５    ０．２７７２
４２        ＳｉＯ２      ０．３１４９
４３        Ｔａ２Ｏ５    ０．２８３０
４４        ＳｉＯ２      ０．３２１５
４５        Ｔａ２Ｏ５    ０．２８８９
４６        ＳｉＯ２      ０．３２８３
４７        Ｔａ２Ｏ５    ０．２７００
４８        ＳｉＯ２      ０．２９７３
４９        Ｔａ２Ｏ５    ０．２８１８
５０        ＳｉＯ２      ０．１５４９
層番号
１〜４      調整層
５〜２０    第１スタック
２１〜２４  調整層
２５〜４６  第２スタック
４７〜５０  調整層
【００２６】
薄膜の形成は、イオンガンによるアシストをしながら薄膜を形成するＩＡＤ（Ｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の手法を用いて行なった。この手法によれば、酸素イオンを基板に向けて照射することにより高密度に形成することが可能である。
【００２７】
図１は、実施例１の多層膜フィルタにおける波長（単位ｎｍ）に対する透過率（％）の変化を示す図である。図２は、実施例１の多層膜フィルタにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図３は、実施例１の第２スタックにおける積層ブロック数に対する１ブロック膜厚を示す図である。図４は、実施例１の第１スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する透過率（％）の変化を示す図である。図５は、実施例１の第２スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する透過率（％）の変化を示す図である。図６は、実施例１の第１スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図７は、実施例１の第２スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。
【００２８】
図１、図４、図５、図８、図１４において、Ｐ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ（％）はＰ偏波透過率、Ｓ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ（％）はＳ偏波透過率、Ｍｅａｎ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ（％）はこれらの透過率の平均である。
図２、図６、図７、図９、図１１〜１３、図１５、図１７〜１９において、Ｐ−Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  ＧＤＤ（ｆｓ２）はＰ偏波反射群遅延分散、Ｓ−Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  ＧＤＤ（ｆｓ２）は、Ｓ偏波反射群遅延分散である。
なお、光学膜厚は「屈折率×物理膜厚」の値であり、各層の膜厚は「光学膜厚／設計波長」で記載している。また、設計波長は９００ｎｍとした。
【００２９】
図１に示すように、光学ガラス基板上に形成した多層膜フィルタに４５°で入射する光に対して、多層膜フィルタの分光特性として、波長範囲４００ｎｍ〜６７０ｎｍの光を透過し、波長範囲７１５ｎｍ〜１０００ｎｍまでの光を反射している。また、群遅延分散については、図２に示すように、反射帯域である７１５ｎｍ〜１０００ｎｍで群遅延分散が０±２０００ｆｓ２以内となっている。
【００３０】
膜構成に関しては、図３に示すように、２層を１ブロックとしたときのブロックごとの光学膜厚が、基板側から空気側に向けてブロック数が増えるにつれて順次厚くなっている。図３に示すブロック数は、０側が基板側を表し、数字が大きくなるにつれ空気側に近づくことを表している。ここで、「空気側」は基板から離れる側であり、層番号が大きな層側である。
【００３１】
さらに、図４と図５から分かるように、第１スタックと第２スタックとで互いに中心波長が異なっている。図４と図５に示す例では、第１スタックの中心波長は７８０ｎｍ、第２スタックの中心波長は９４０ｎｍである。
また、図６と図７から分かるように、基板に近い第１スタック（図６）よりも、第２スタック（図７）の方が群遅延分散が小さくなっている。
【００３２】
なお、実施例１では、イオンガンによるアシストをしながら薄膜を形成する手法を用いたが、薄膜の形成は、この手法に限定せず、例えば、イオンガンを使用しない真空蒸着、スパッタリング、イオンビームスパッタリングを用いることができ、特に手法は限定しない。
【００３３】
（実施例２）
以下に、実施例２に係る多層膜フィルタの数値データを示す。
この数値データに示すように、実施例２の多層膜フィルタは、屈折率が１．５２の光学ガラス基板上に、高屈折率物質Ｈ（Ｔａ２Ｏ５：屈折率２．１５）と低屈折率物質Ｌ（ＳｉＯ２：屈折率１．４８）の薄膜を交互に形成している。より具体的には、この多層膜フィルタは、１５０層の薄膜からなる多層膜フィルタであり、基板側から１〜４層、９７〜１０２層、及び１４７〜１５０層を調整層とし、基板側から５〜９６層を第１スタック、１０３〜１２６層を第２スタック、１２７〜１４６層を第３スタック、として構成している。したがって、調整層は、基板と第１スタックの間、第１スタックと第２スタックの間、及び、基板から最も遠い第３スタック上に形成されている。また、２層を１ブロックとして、第２スタック及び第３スタックを複数のブロックでそれぞれ構成し、基板側から空気側に向かって徐々にブロック毎の光学膜厚が厚くなる構成としている。
【００３４】
実施例２
層番号      材料        膜厚（ｎｍ）
基板
１          Ｔａ２Ｏ５   ０．０５９６
２          ＳｉＯ２     ０．０６５３
３          Ｔａ２Ｏ５   ０．０６７７
４          ＳｉＯ２     ０．３５２３
５          Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
６          ＳｉＯ２     ０．０６９４
７          Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
８          ＳｉＯ２     ０．３０８５
９          Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
１０        ＳｉＯ２     ０．０６９４
１１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
１２        ＳｉＯ２     ０．３０８５
１３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
１４        ＳｉＯ２     ０．０６９４
１５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
１６        ＳｉＯ２     ０．３０８５
１７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
１８        ＳｉＯ２     ０．０６９４
１９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
２０        ＳｉＯ２     ０．３０８５
２１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
２２        ＳｉＯ２     ０．０６９４
２３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
２４        ＳｉＯ２     ０．３０８５
２５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
２６        ＳｉＯ２     ０．０６９４
２７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
２８        ＳｉＯ２     ０．３０８５
２９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
３０        ＳｉＯ２     ０．０６９４
３１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
３２        ＳｉＯ２     ０．３０８５
３３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
３４        ＳｉＯ２     ０．０６９４
３５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
３６        ＳｉＯ２     ０．３０８５
３７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
３８        ＳｉＯ２     ０．０６９４
３９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
４０        ＳｉＯ２     ０．３０８５
４１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
４２        ＳｉＯ２     ０．０６９４
４３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
４４        ＳｉＯ２     ０．３０８５
４５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
４６        ＳｉＯ２     ０．０６９４
４７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
４８        ＳｉＯ２     ０．３０８５
４９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
５０        ＳｉＯ２     ０．０６９４
５１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
５２        ＳｉＯ２     ０．３０８５
５３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
５４        ＳｉＯ２     ０．０６９４
５５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
５６        ＳｉＯ２     ０．３０８５
５７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
５８        ＳｉＯ２     ０．０６９４
５９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
６０        ＳｉＯ２     ０．３０８５
６１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
６２        ＳｉＯ２     ０．０６９４
６３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
６４        ＳｉＯ２     ０．３０８５
６５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
６６        ＳｉＯ２     ０．０６９４
６７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
６８        ＳｉＯ２     ０．３０８５
６９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
７０        ＳｉＯ２     ０．０６９４
７１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
７２        ＳｉＯ２     ０．３０８５
７３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
７４        ＳｉＯ２     ０．０６９４
７５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
７６        ＳｉＯ２     ０．３０８５
７７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
７８        ＳｉＯ２     ０．０６９４
７９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
８０        ＳｉＯ２     ０．３０８５
８１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
８２        ＳｉＯ２     ０．０６９４
８３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
８４        ＳｉＯ２     ０．３０８５
８５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
８６        ＳｉＯ２     ０．０６９４
８７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
８８        ＳｉＯ２     ０．３０８５
８９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
９０        ＳｉＯ２     ０．０６９４
９１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
９２        ＳｉＯ２     ０．３０８５
９３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
９４        ＳｉＯ２     ０．０６９４
９５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
９６        ＳｉＯ２     ０．３０８５
９７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３８６
９８        ＳｉＯ２     ０．０５７４
９９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０４１４
１００      ＳｉＯ２     ０．２９２２
１０１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２４０１
１０２      ＳｉＯ２     ０．２６２９
１０３      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３２０
１０４      ＳｉＯ２     ０．２６３７
１０５      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３２８
１０６      ＳｉＯ２     ０．２６４６
１０７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３３５
１０８      ＳｉＯ２     ０．２６５３
１０９      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３４２
１１０      ＳｉＯ２     ０．２６６１
１１１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３４９
１１２      ＳｉＯ２     ０．２６６９
１１３      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３５６
１１４      ＳｉＯ２     ０．２６７７
１１５      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３６４
１１６      ＳｉＯ２     ０．２６８６
１１７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３７１
１１８      ＳｉＯ２     ０．２６９４
１１９      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３７８
１２０      ＳｉＯ２     ０．２７０２
１２１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３８５
１２２      ＳｉＯ２     ０．２７１０
１２３      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３９２
１２４      ＳｉＯ２     ０．２７１９
１２５      Ｔａ２Ｏ５   ０．２４００
１２６      ＳｉＯ２     ０．２７２７
１２７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２６３８
１２８      ＳｉＯ２     ０．２９９７
１２９      Ｔａ２Ｏ５   ０．２６６０
１３０      ＳｉＯ２     ０．３０２２
１３１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２６８２
１３２      ＳｉＯ２     ０．３０４７
１３３      Ｔａ２Ｏ５   ０．２７０３
１３４      ＳｉＯ２     ０．３０７２
１３５      Ｔａ２Ｏ５   ０．２７２５
１３６      ＳｉＯ２     ０．３０９６
１３７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２７４６
１３８      ＳｉＯ２     ０．３１２１
１３９      Ｔａ２Ｏ５   ０．２７６８
１４０      ＳｉＯ２     ０．３１４６
１４１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２７９０
１４２      ＳｉＯ２     ０．３１７０
１４３      Ｔａ２Ｏ５   ０．２８１２
１４４      ＳｉＯ２     ０．３１９５
１４５      Ｔａ２Ｏ５   ０．２８３４
１４６      ＳｉＯ２     ０．３２２０
１４７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２７７５
１４８      ＳｉＯ２     ０．２９９６
１４９      Ｔａ２Ｏ５   ０．２５４８
１５０      ＳｉＯ２     ０．１６４０
層番号
１〜４          調整層
５〜９６        第１スタック
９７〜１０２    調整層
１０３〜１２６  第２スタック
１２７〜１４６  第３スタック
１４７〜１５０  調整層
【００３５】
薄膜の形成は、実施例１と同様に、イオンガンによるアシストをしながら薄膜を形成する手法を用いて行なった。
【００３６】
図８は、実施例２の多層膜フィルタにおける波長（単位ｎｍ）に対する透過率（％）の変化を示す図である。図９は、実施例２の多層膜フィルタにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図１０は、実施例２の第２スタック及び第３スタックにおける積層ブロック数に対する１ブロック膜厚を示す図である。図１１は、実施例２の第１スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図１２は、実施例２の第２スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図１３は、実施例２の第３スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。
【００３７】
図８に示すように、光学ガラス基板上に形成した多層膜フィルタに４５°で入射する光に対して、波長範囲４００ｎｍ〜６８５ｎｍまでの光を透過し、波長範囲７１０ｎｍ〜１０００ｎｍまでの光を反射している。群遅延分散に関しては、図９に示すように、反射帯域である７１５ｎｍ〜１０００ｎｍにおいて０±８０００ｆｓ２以内となっている。
【００３８】
第２スタックと第３スタックの膜構成に関しては、図１０に示すように、２層を１ブロックとしたときのブロックごとの光学膜厚が、基板側から空気側に向けてブロック数が増えるにつれて順次厚くなっている。図１０に示すブロック数は、０側が基板側を表し、数字が大きくなるにつれ空気側に近づくことを表している。
【００３９】
さらに、図１１〜１３から分かるように、基板に最も近い第１スタック（図１１）から、第２スタック（図１２）、基板から最も遠い第３スタック（図１３）の順に群遅延分散が小さくなっている。
また、第１スタック、第２スタック、及び第３スタックとで中心波長が互いに異なっていることが好ましい。
【００４０】
実施例２では、ＩＡＤの手法を用いたが、この手法に限定せず、例えば、イオンガンを使用しない真空蒸着、スパッタリング、イオンビームスパッタリングを用いることができ、特に手法は限定しない。
【００４１】
（実施例３）
以下に、実施例３に係る多層膜フィルタの数値データを示す。
この数値データに示すように、実施例３の多層膜フィルタは、屈折率が１．５２の基板上に高屈折率物質Ｈ（Ｔａ２Ｏ５：屈折率２．１５）と低屈折率物質Ｌ（ＳｉＯ２：屈折率１．４８）の薄膜を交互に形成したものである。具体的には、この多層膜フィルタは、１４０層からなる多層膜フィルタであり、基板側から１〜４層、３７〜３８層、７３〜７４層、及び１３７〜１４０層の調整層と、５〜３６層の第１スタックと、３９〜７２層の第２スタックと、７５〜１３６層の第３スタックと、によって構成されている。したがって、調整層は、基板と第１スタックの間、第１スタックと第２スタックの間、第２スタックと第３スタックの間、及び、基板から最も遠い第３スタック上に形成されている。また、２層を１ブロックとして、第２スタック及び第３スタックを複数のブロックでそれぞれ構成し、基板側から空気側に向かって徐々にブロック毎の光学膜厚が厚くなる構成としている。
【００４２】
実施例３
層番号      材料        膜厚（ｎｍ）
基板
１          Ｔａ２Ｏ５   ０．０２７２
２          ＳｉＯ２     ０．０５６５
３          Ｔａ２Ｏ５   ０．２５９１
４          ＳｉＯ２     ０．２７３６
５          Ｔａ２Ｏ５   ０．２３５２
６          ＳｉＯ２     ０．２５８８
７          Ｔａ２Ｏ５   ０．２２２１
８          ＳｉＯ２     ０．２５４８
９          Ｔａ２Ｏ５   ０．２２０５
１０        ＳｉＯ２     ０．２５１５
１１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１９０
１２        ＳｉＯ２     ０．２５２０
１３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１７３
１４        ＳｉＯ２     ０．２５０２
１５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１８４
１６        ＳｉＯ２     ０．２５０３
１７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１６６
１８        ＳｉＯ２     ０．２４９９
１９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１７０
２０        ＳｉＯ２     ０．２４９４
２１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１７８
２２        ＳｉＯ２     ０．２４９６
２３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１６４
２４        ＳｉＯ２     ０．２５１２
２５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１８４
２６        ＳｉＯ２     ０．２５０７
２７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１７６
２８        ＳｉＯ２     ０．２４９８
２９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１７２
３０        ＳｉＯ２     ０．２５０１
３１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１７８
３２        ＳｉＯ２     ０．２５１１
３３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１９７
３４        ＳｉＯ２     ０．２５１１
３５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１９８
３６        ＳｉＯ２     ０．２５４３
３７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２２２１
３８        ＳｉＯ２     ０．２５７３
３９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２２６５
４０        ＳｉＯ２     ０．２６０３
４１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１２
４２        ＳｉＯ２     ０．２６５８
４３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２３３４
４４        ＳｉＯ２     ０．２６７３
４５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２３４５
４６        ＳｉＯ２     ０．２６５８
４７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２３２０
４８        ＳｉＯ２     ０．２６２５
４９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２２９５
５０        ＳｉＯ２     ０．２６３６
５１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２３２３
５２        ＳｉＯ２     ０．２６７７
５３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２３９４
５４        ＳｉＯ２     ０．２７４４
５５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２４３６
５６        ＳｉＯ２     ０．２７９２
５７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２４６７
５８        ＳｉＯ２     ０．２７８０
５９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２４６７
６０        ＳｉＯ２     ０．２８１０
６１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２４９６
６２        ＳｉＯ２     ０．２８３７
６３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２５０９
６４        ＳｉＯ２     ０．２８４６
６５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２５１０
６６        ＳｉＯ２     ０．２８４８
６７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２５４９
６８        ＳｉＯ２     ０．２８９０
６９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２５６９
７０        ＳｉＯ２     ０．２８８３
７１        Ｔａ２Ｏ５   ０．２５５１
７２        ＳｉＯ２     ０．２８６８
７３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２５０９
７４        ＳｉＯ２     ０．２８１０
７５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０４０２
７６        ＳｉＯ２     ０．０１８７
７７        Ｔａ２Ｏ５   ０．２１３７
７８        ＳｉＯ２     ０．０３５２
７９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
８０        ＳｉＯ２     ０．２７６９
８１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
８２        ＳｉＯ２     ０．０３５２
８３        Ｔａ２Ｏ５   ０．２２２９
８４        ＳｉＯ２     ０．０３５２
８５        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
８６        ＳｉＯ２     ０．２６５６
８７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
８８        ＳｉＯ２     ０．０３５２
８９        Ｔａ２Ｏ５   ０．２２２９
９０        ＳｉＯ２     ０．０３５２
９１        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
９２        ＳｉＯ２     ０．２６５６
９３        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
９４        ＳｉＯ２     ０．０３５２
９５        Ｔａ２Ｏ５   ０．２２２９
９６        ＳｉＯ２     ０．０３５２
９７        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
９８        ＳｉＯ２     ０．２６５６
９９        Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１００      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１０１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２２２９
１０２      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１０３      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１０４      ＳｉＯ２     ０．２６５６
１０５      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１０６      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１０７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１０
１０８      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１０９      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１１０      ＳｉＯ２     ０．２７４３
１１１      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１１２      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１１３      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１０
１１４      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１１５      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１１６      ＳｉＯ２     ０．２７４３
１１７      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１１８      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１１９      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１０
１２０      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１２１      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１２２      ＳｉＯ２     ０．２７４３
１２３      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１２４      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１２５      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１０
１２６      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１２７      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１２８      ＳｉＯ２     ０．２７４３
１２９      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１３０      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１３１      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１０
１３２      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１３３      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１３４      ＳｉＯ２     ０．２７４３
１３５      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１３６      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１３７      Ｔａ２Ｏ５   ０．２３１０
１３８      ＳｉＯ２     ０．０３５２
１３９      Ｔａ２Ｏ５   ０．０３４７
１４０      ＳｉＯ２     ０．１３９６
層番号
１〜４          調整層
５〜３６        第１スタック
３７〜３８      調整層
３９〜７２      第２スタック
７３〜７４      調整層
７５〜１３６    第３スタック
１３７〜１４０  調整層
【００４３】
薄膜の形成は、実施例１、２と同様に、イオンガンによるアシストをしながら薄膜を形成するＩＡＤの手法を用いて行なった。
【００４４】
図１４は、実施例３の多層膜フィルタにおける波長（単位ｎｍ）に対する透過率（％）の変化を示す図である。図１５は、実施例３の多層膜フィルタにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図１６は、実施例３の第２スタックにおける積層ブロック数に対する１ブロック膜厚を示す図である。図１７は、実施例３の第１スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図１８は、実施例３の第２スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。図１９は、実施例３の第３スタックにおける波長（単位ｎｍ）に対する群遅延分散（ｆｓ２）の変化を示す図である。
【００４５】
図１６において、「＋２．６％」で示す破線は、回帰直線に対して＋２．６％の範囲を示す直線であり、「−２．６％」で示す実線は、回帰直線に対して−２．６％の範囲を示す直線である。
なお、光学膜厚は「屈折率×物理膜厚」の値であり、各層の膜厚は「光学膜厚／設計波長」で記載している。また、設計波長は９００ｎｍとした。また、自動設計により各層の光学膜厚の微調整を行なっている。
【００４６】
図１４に示すように、光学ガラス基板上に形成した多層膜フィルタに４５°で入射する光に対して、波長範囲３５０ｎｍ〜６６５ｎｍまでの光を透過し、波長範囲７００ｎｍ〜１１００ｎｍまでの光を反射している。群遅延分散に関しては、図１５に示すように、反射帯域である波長範囲７００ｎｍ〜１１００ｎｍにおいて０±８０００ｆｓ２以内となっている。
【００４７】
第２スタックの膜構成については、図１６に示すように、２層を１ブロックとしたときのブロックごとの光学膜厚が、概ね基板側から空気側に向かってブロック数が増えるにつれて順次厚くなっている。正確には、ブロックごとの光学膜圧は、回帰直線ｙ＝０．０３８ｘ＋０．４８２９に対して、±２．６％以下の構成になっている。
【００４８】
さらに、図１７〜１９から分かるように、基板に最も近い第１スタック（図１７）から、第２スタック（図１８）、基板から最も遠い第３スタック（図１９）の順に群遅延分散が小さくなっている。
また、第１スタック、第２スタック、及び第３スタックとで中心波長が互いに異なっていることが好ましい。
【００４９】
なお、実施例３においても、イオンガンによるアシストをしながら薄膜を形成する手法を用いたが、この手法に限定せず、例えば、イオンガンを使用しない真空蒸着、スパッタリング、イオンビームスパッタリングを用いることができ、特に手法は限定しない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明に係る多層膜フィルタは、パルス幅を広げることなく光の切り分けが出来、可視光の反射帯域を広くすることが必要なフィルタに有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１  レーザ光源
１０２  多層膜フィルタ
１０３  観察台
Ｓ      観察対象
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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