(57)【要約】【課題】所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制する光通信用ミラーを提供する。【解決手段】基板１と、基板１上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜２とを有し、多層膜２において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層された、又は各膜が（ＬＭＨＭ）周期で積層された部分を有する光通信用ミラー。【選択図】図１
2008064976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層されていることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項２】
基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜は各膜が（ＬＭＨＭ）周期で積層された部分を有することを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長をλとすると、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２であることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項４】
請求項３に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／10であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／５であることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項５】
請求項３に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／６であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／12であることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項６】
請求項４に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎＨとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎＬとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎＭとすると、下記式(1) 
【数１】
2008064976.tif 000007
の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項７】
請求項５に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎＨとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎＬとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎＭとすると、下記式(2) 
【数２】
2008064976.tif 000008
の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、光の入射角度がθ0の場合、入射媒質の屈折率ｎ0とし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎＨとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎＬとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎＭとすると、高屈折率膜Ｈの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＨ))倍であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＬ))倍であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＭ))倍であることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長λは1200〜2250 nmであることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、高屈折率膜ＨはNb2O5，TiO2，HfO2，Ta2O5，ZrO2からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項１１】
請求項１〜10のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、低屈折率膜ＬはSiO2，MgF2からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項１２】
請求項１〜11のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、中屈折率膜Ｍは高屈折率膜Ｈの材料と低屈折率膜Ｌの材料との混合物からなることを特徴とする光通信用ミラー。
【請求項１３】
請求項１〜12のいずれかに記載の光通信用ミラーを備えた光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の光学系に用いられる光通信用ミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気信号を用いた通信技術に代わり、近年、光信号を用いた通信技術である光通信が広く普及してきている。光通信の普及に伴い、種々の用途の光通信装置において多くの研究・開発が行われている。これらの光通信装置の光学系には、レンズ、ファイバ、プリズム、ミラー、フィルタ等の種々の光学素子が用いられており、光通信技術の展開に伴い、これらの各種光学素子においても多種多様な機能が求められている。
【０００３】
光通信用の光学素子として、反射ミラーが挙げられる。反射ミラーは、ある特定の波長の光を反射したり、反射により光の経路を遮断したり、光の経路を曲げたり分岐したりする種々な用途に用いられている。
【０００４】
光通信用の反射ミラーの代表的なものの一つとして、多層膜を有する反射ミラーが挙げられる。多層膜を有する反射ミラーは、基板上に誘電体の膜が積層されており、積層された膜の各面における光の干渉を利用して、赤外光等の特定波長を反射させる機能を有する。
【０００５】
多層膜を有する反射ミラーは、一般的に、基板上に高屈折率膜Ｈと低屈折率膜Ｌとを交互に積層した構成を有しており、積層する各膜の光学膜厚nd（各膜の屈折率をnとし、各物理膜厚をdとする。）が、遮断する光の波長を設計波長λとすると、nd=λ／４の関係を有している（例えば、非特許文献１及び２参照。）。このような構成を有する反射ミラーは、積層された膜の各面における光の干渉により、対象となる波長λの光の反射率は高くなり、干渉効果により最も効率的に波長λの光の反射率を増加させることができる。なお実際には、このように誘電体膜の積層により特定波長の光を反射させる反射ミラーは、nd=λ／４に相当する光学膜厚を有する膜の層を基本構成とし、光学特性の最適化のために各光学膜厚を微調整している場合が多い。
【０００６】
従来の光通信における情報信号には、主に波長1260〜1625 nm付近の近赤外領域の光が用いられており、使用される波長により、Ｏバンド（1260〜1360 nm）、Ｅバンド（1360〜1460 nm）、Ｓバンド（1460〜1530 nm）、Ｃバンド（1530〜1565 nm）、及びＬバンド（1565〜1625 nm）分けられる。その中で特に利用されている波長としては、Ｃバンド及びＬバンドが挙げられる。光通信用反射ミラーに用いられる反射領域は、上述の光通信で使用される光の波長帯域となる。
【０００７】
ここで、上述の多層膜を有する反射ミラーは、多層膜における光の干渉効果を利用しているため、その原理上、所望の反射波長帯域の整数分の１（設計波長λの１／４の厚さの膜を積層した一般的な反射ミラーにおいては、特に１／３）の波長の光に対しても干渉効果が顕著に現れる傾向があり、対象となる反射波長帯域の光だけでなく、その整数分の１の波長の光の反射率も増大してしまう。
【０００８】
従って、光の波長帯域である約1260〜1625 nmの領域の１／３に相当する420〜542 nmの領域においても干渉効果により反射帯が形成される。この420〜542 nmの領域は可視光に相当し、従来の光通信用反射ミラーにおいては未使用領域であったため、反射帯が形成されても光通信用反射ミラーの特性としては利用上特に問題がなかった。
【０００９】
しかしながら、最近の光通信技術の多様化に伴い、光通信用、制御信号用、光学系位置決め用等のために、従来の近赤外領域の光だけではなく可視光領域（400〜750 nm）の光も同時に用いる光学装置が増えてきており、光学素子においても可視光と近赤外光とを同時に用いる必要性が生じてきている。
【００１０】
なお、反射ミラーではないが、特許第3679268号（特許文献１）は、透明基板と、この透明基板に形成された、高屈折率材料からなる透明薄膜と低屈折率材料からなる透明薄膜とが交互に積層された多層膜とからなり、赤外線をカットしつつ可視光を透過させる赤外線カットフィルタを開示している。しかしながら、この赤外線カットフィルタの対象となる赤外線領域は750〜1050 nmであり（段落８）、この波長領域の１／３に相当する波長領域は250〜350 nmとなり、可視光領域（400〜750 nm）からは外れているので、この領域での光の反射は無視できるため、本発明の場合と異なる。従って、従来の近赤外領域の光を反射する機能だけでなく、可視光領域の光を透過する機能も同時に備えるように、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制可能な光通信用ミラーの開発が望まれている。
【００１１】
【特許文献１】特許第3679268号公報
【非特許文献１】「21世紀版薄膜作製応用ハンドブック」株式会社エヌ・ティー・エス、権田俊一監修、2003年４月22日初版第１版発行、p.896〜905
【非特許文献２】「光学薄膜」日刊工業新聞社、H.A.Macleod著、小倉繁太郎・中島右智・矢部考・吉田国雄訳、1989年11月30日初版第１版発行、p.183〜273
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って本発明の目的は、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制する光通信用ミラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、基板上に高屈折率膜、低屈折率膜及び中屈折率膜を所定の周期で積層させるか、一部を所定の周期で積層させることにより、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制するできることを発見し、本発明に想到した。
【００１４】
すなわち、本発明は具体的に以下の手段により達成することができる。
(1)  基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層されていることを特徴とする光通信用ミラー。
(2)  基板と、前記基板上に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜とを有し、前記多層膜は各膜が（ＬＭＨＭ）周期で積層された部分を有することを特徴とする光通信用ミラー。
(3)  上記(1) 又は(2) に記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長をλとすると、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２であることを特徴とする光通信用ミラー。
(4)  (3)に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／10であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／５であることを特徴とする光通信用ミラー。
(5)  上記(3) に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／６であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／12であることを特徴とする光通信用ミラー。
(6)  上記(4) に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎＨとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎＬとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎＭとすると、下記式(1) 
【数１】
2008064976.tif 000003
の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。
(7)  上記(5) に記載の光通信用ミラーにおいて、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎＨとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎＬとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎＭとすると、下記式(2) 
【数２】
2008064976.tif 000004
の関係をほぼ満たすことを特徴とする光通信用ミラー。
(8)  上記(3)〜(7) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、光の入射角度がθ0の場合、入射媒質の屈折率ｎ0とし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈの屈折率をｎＨとし、低屈折率膜Ｌの屈折率をｎＬとし、中屈折率膜Ｍの屈折率をｎＭとすると、高屈折率膜Ｈの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＨ))倍であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＬ))倍であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＭ))倍であることを特徴とする光通信用ミラー。
(9)  上記(3)〜(8) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、設計波長λは1200〜2250 nmであることを特徴とする光通信用ミラー。
(10)  上記(1)〜(9) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、高屈折率膜ＨはNb2O5，TiO2，HfO2，Ta2O5，ZrO2からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。
(11)  上記(1)〜(10) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、低屈折率膜ＬはSiO2，MgF2からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする光通信用ミラー。
(12)  上記(1)〜(11) のいずれかに記載の光通信用ミラーにおいて、中屈折率膜Ｍは高屈折率膜Ｈの材料と低屈折率膜Ｌの材料との混合物からなることを特徴とする光通信用ミラー。
(13)  上記(1)〜(12) のいずれかに記載の光通信用ミラーを備えた光通信装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光通信用ミラーは、所望の反射波長帯域の整数分の１の波長領域における光の反射を抑制することができ、もって近赤外領域の光を反射しつつ、可視光領域の光を透過させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[1] 光通信用ミラー
本発明の一実施例である光通信用ミラーは、図１に示すように、基板１と、基板１に形成された、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜２とからなり、多層膜２において各膜は（ＬＭＨＭ）周期で積層されている。
【００１７】
多層膜２の（ＬＭＨＭ）周期における各膜の光学膜厚nd（各膜の屈折率をnとし、各物理膜厚をdとする。）の合計は、設計波長をλとするとλ／２であるのが好ましい。ここで「設計波長」とは、本発明の光通信用ミラーによる反射の対象となる波長帯域のほぼ中心の波長をいう。このように各膜の光学膜厚ndの合計をλ／２として（ＬＭＨＭ）周期構成を繰り返すことにより、設計波長λを中心としたある幅の反射波長帯域において、周期構成と光波の干渉効果により反射率を向上させることができる。その上、（ＬＭＨＭ）構成自体が、設計波長λの整数分の１における反射帯の発生を抑制する条件（反射防止条件）を満たしているため、設計波長λを中心とする反射波長帯域の整数分の１の波長帯域において反射帯の生成を抑制することができる。
【００１８】
各膜の光学膜厚は、（ＬＭＨＭ）周期における合計の厚さは適宜設定可能であるが、高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／10であり、低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／５であるまた各膜の光学膜厚がλ／10であるのが好ましい。このとき、各膜の屈折率が下記式(1) 
【数３】
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の関係をほぼ満たしているのが好ましい。ここで、ｎＨは高屈折率膜Ｈの屈折率であり、ｎＬは低屈折率膜Ｌの屈折率であり、ｎＭは中屈折率膜Ｍの屈折率である。このように各膜の屈折率及び厚さを設定することにより、光通信用ミラーの反射及び透過の精度をより高めることができ、特に設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／２及び１／３の波長帯域における反射帯の発生を抑制することができる。
【００１９】
また（ＬＭＨＭ）周期において、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚がλ／６であり、中屈折率膜Ｍの光学膜厚がλ／12であるのが好ましい。このとき、各膜の屈折率が下記式(2) 
【数４】
2008064976.tif 000006
の関係をほぼ満たしているのが好ましい。このように各膜の屈折率及び厚さを設定することにより、光通信用ミラーの反射及び透過の精度をより高めることができ、特に設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／２、１／３及び１／４の波長帯域における反射帯の発生を抑制することができる。
【００２０】
本発明の光通信用ミラーにおける設計波長λは近赤外線であるのが好ましく、1200〜2250 nmであるのがより好ましく、1260〜1625 nmであるのがさらに好ましい。このように設計波長λを近赤外線に設定することにより、近赤外光を選択的に反射すると同時に、可視光領域の光を選択的に透過するフィルタの役割も備える近赤外光用のミラーが得られる。
【００２１】
設計波長λは反射波長帯域のほぼ中心に設定されるが、反射波長帯域の幅がこれより広い場合、設計波長λを反射波長帯域内の２箇所に設けて、各設計波長λに対応する多層膜を基板に積層させても良い。これにより、反射波長帯域の重ね合わせにより、所望の反射波長帯域を形成することができる。
【００２２】
基板１は、光通信用ミラーに用いることができるものであれば特に限定されないが、ガラス、結晶、セラミックス、樹脂等が好ましく、石英ガラスが特に好ましい。
【００２３】
高屈折率膜Ｈは、所望の屈折率を満たすものであれば特に限定されないが、Nb2O5，TiO2，HfO2，Ta2O5，ZrO2等が好ましく、Nb2O5が特に好ましい。低屈折率膜Ｌは、所望の屈折率を満たすものであれば特に限定されないが、SiO2，MgF2等が好ましく、SiO2が特に好ましい。
【００２４】
中屈折率膜Ｍは、所望の屈折率を満たすものであれば特に限定されないが、単一材料を用いても良いし、高屈折率材料と低屈折率材料との混合物を用いても良い。単一材料であればAl2O5が好ましく、高屈折率材料と低屈折率材料との混合物であれば、SiO2とNb2O5とを混合したものが好ましい。
【００２５】
上述の本発明の光通信用ミラーにおける光学膜厚は、各光線入射角度や、膜の材質、基板の材質及び光通信用ミラーの周囲の環境（入射媒質）に合わせて、光学特性の最適化のために各膜の光学膜厚を微調整しても良く、基板や表面付近の膜構成を適宜修正しても良い。
【００２６】
また膜への光の入射角度が０°でない場合、入射媒質の屈折率ｎ0とし、入射角度θ0とし、膜の屈折率をｎとしたとき、スネルの法則から、入射角度が０°のときと同様な光学的効果（干渉効果）を得るためには、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚を１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／n)) 倍すれば良いことが一般的に知られている。従って、本発明の光通信用ミラーに対する光の入射角度がθ0の場合、各膜の光学膜厚を１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／n))倍するのが好ましい。具体的には、高屈折率膜Ｈの光学膜厚を元の光学膜厚の１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＨ))倍とし、低屈折率膜Ｌの光学膜厚を１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＬ))倍とし、中屈折率膜Ｍの光学膜厚を１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＭ))倍とする。
【００２７】
換言すると、光の入射角度が0°ではない場合、補正後の各層の光学膜厚をcos (sin-1(n0 sinθ0 ／n)) 倍したとき、（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２となるのが好ましい。すなわち、入射角度が0°ではない場合、高屈折率膜Ｈの光学膜厚を１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＨ))倍し、低屈折率膜Ｌの光学膜厚を１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＬ))倍し、中屈折率膜Ｍの光学膜厚が１／cos (sin-1(n0 sinθ0 ／ｎＭ))倍したときの（ＬＭＨＭ）周期における光学膜厚の合計がλ／２であるのが好ましい。これにより、異なる光線入射角度に対しても、本発明の光通信用ミラーを好適に用いることができる。
【００２８】
図１に示す光通信用ミラーでは、多層膜２をすべて（ＬＭＨＭ）周期で構成しているが、本発明の光通信用ミラーはこれに限らず、所望の特性が得られる範囲で、（ＬＭＨＭ）周期の構成が多層膜２の一部に適宜設けられていても良い。
【００２９】
本発明の光通信用ミラーは、種々の光通信装置の光学系に用いることができるが、例えば、光増幅器、光コネクタ、マルチプレクサ等が挙げられる。
【００３０】
[2] 光通信用ミラーの製造方法
本発明の光通信用ミラーの製造における基板１への多層膜の形成工程の一例として、スパッタリング法を用いて形成する方法を、図２に示すスパッタリング成膜装置を用いて以下説明する。
【００３１】
図２に示す例では、真空チャンバ10の側面には、真空チャンバ10を真空排気するための排気装置11と、高屈折率膜Ｈの材料からなるターゲット13と、ターゲット13から膜材料を飛散させるためのスパッタ電源14と、低屈折率膜Ｌの材料からなるターゲット15と、ターゲット15から膜材料を飛散させるためのスパッタ電源16が設けられており、真空チャンバ10内には、複数の基板１を設置可能な回転自在な円筒状の基板ホルダ12が設けられており、基板ホルダ12は上面で回転機構17と接続している。
【００３２】
まず真空チャンバ10内を排気装置11により排気する。基板１に高屈折率膜Ｈを形成する場合、回転機構17を駆動させて基板ホルダ12を回転させながら、スパッタ電源14を稼動しターゲット13に電力を投入することにより高屈折率膜Ｈの材料を飛散させて基板１に付着させる。その際、ターゲット15に電力を投入するためのスパッタ電源16は稼動させず、低屈折率膜Ｌの材料は飛散しないため、高屈折率膜Ｈの材料のみを成膜することができる。
【００３３】
基板１に低屈折率膜Ｌを形成する場合、円筒状の基板ホルダ12を回転させながら、スパッタ電源16を稼動しターゲット15に電力を投入することにより低屈折率膜Ｌの材料を飛散させて基板１に付着させる。その際、ターゲット13に電力を投入するためのスパッタ電源14は稼動させず、高屈折率膜Ｈの材料は飛散しないため、低屈折率膜Ｌの材料のみを成膜することができる。
【００３４】
基板１に中屈折率膜Ｍを形成する場合、円筒状基板ホルダ12を回転させながら、スパッタ電源14およびスパッタ電源16を稼動し、ターゲット13とターゲット15の両方に電力を投入することにより、高屈折率膜Ｈの材料と低屈折率膜Ｌの材料を同時に飛散し、それを高速で回転させた基板ホルダ12に設置した基板１の表面に堆積させることにより、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの材料が混合した膜が基板１に付着する。高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの材料の飛散量をスパッタ電源14およびスパッタ電源16の出力によりそれぞれ調節することにより、所望の屈折率となる材料の混合比を有する中屈折率膜Ｍが得られる。
【００３５】
このように、形成する膜の種類に応じて、高屈折率材料源であるターゲット13及び低屈折率材料源であるターゲット15から膜材料をそれぞれ飛散させることにより、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍからなる多層膜２を基板１に形成することができる。
【００３６】
図２に示すスパッタリング成膜装置では、中屈折率膜Ｍを高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの材料を混合させて形成しているが、本発明の光通信用ミラーを形成する方法はこれに限らず、例えば、中屈折率膜Ｍの材料を備える中屈折率材料源を別途設けても良い。
【００３７】
基板１に各膜を形成する方法はスパッタリング法に限らず、所望の成膜が可能なものであれば良く、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト法、ＣＶＤ法等を用いても良い。
【実施例】
【００３８】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
基板１に、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍを、（ＬＭＨＭ）周期で、図３(a)，(b) に示す構成で41層形成した。基板１として石英ガラス、高屈折率膜ＨとしてNb2O5、低屈折率膜ＬとしてSiO2、中屈折率膜ＭとしてNb2O5とSiO2との混合材料を使用した。設計波長λを1500 nmとし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び中屈折率膜Ｍの光学膜厚をλ／10とし、低屈折率膜Ｌの光学膜厚をλ／５とした。Nb2O5の屈折率ｎＨは2.344であり、SiO2の屈折率ｎＬは1.478であり、中屈折率膜Ｍの屈折率ｎＭは式(1) より1.964と設定した。石英ガラスは屈折率が1.46のものを用いた。各膜の積層には図２のスパッタリング装置を使用した。
【００４０】
得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度０°における分光反射特性を測定した。得られた結果を図４に示す。図４から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。同時に、400〜1100 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されておらず、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯の形成が抑制されているのが分かる。このように、近赤外領域に反射特性を有し、かつ可視光領域の光を透過する光通信用ミラーが得られた。
【００４１】
実施例２
基板１に、実施例１と同様に、高屈折率膜Ｈ、低屈折率膜Ｌ及び中屈折率膜Ｍを、図５(a)，(b) に示す構成で41層形成した。設計波長λを1500 nmとし、（ＬＭＨＭ）周期における高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚をλ／６とし、中屈折率膜Ｍの光学膜厚をλ／12とした。中屈折率膜Ｍの屈折率ｎＭは式(2) より1.861と設定した。
【００４２】
得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度０°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図６に示す。図６から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。同時に、350〜1100 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されておらず、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３及び１／４に相当する波長領域の反射帯の形成が抑制されているのが分かる。
【００４３】
比較例１
基板１に、実施例１と同様に、図７(a)，(b) に示すように、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌを交互に21層積層した。設計波長λを1500 nmとし、高屈折率膜Ｈ及び低屈折率膜Ｌの光学膜厚はλ／４とした。
【００４４】
得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度０°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図８に示す。図８から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。しかし、450〜550 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されており、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯が形成されているのが分かる。
【００４５】
実施例３
光線入射角度を45°とし、光の入射角度の変化に伴う反射特性の変化に対応するために、図９(a)，(b) に示すように各膜の厚さを調整した以外は、実施例１と同じ条件で光通信用ミラーを作製した。
【００４６】
光通信用ミラーの空気中における光線入射角度45°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図10に示す（図の分光反射率は光線入射角度が45°のときのS偏光とP偏光の平均反射率である。）。図10から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。同時に、400〜1100 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されておらず、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯の形成が抑制されているのが分かる。
【００４７】
比較例２
光線入射角度を45°とし、光の入射角度の変化に伴う反射特性の変化に対応するために、図11(a)，(b) に示すように各膜の厚さを調整した以外は、比較例１と同じ条件で光通信用ミラーを作製した。
【００４８】
得られた光通信用ミラーの空気中における光線入射角度45°での分光反射特性を測定した。得られた結果を図12に示す。図12から分かるように、約1350〜1700 nm付近の反射帯を形成しており、Ｃバンド及びＬバンドを含む近赤外領域に反射特性を示している。しかし、450〜550 nm付近の可視光を含む波長領域において反射帯が形成されており、設計波長λを中心とする反射波長帯域の１／３に相当する波長領域の反射帯が形成されているのが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例である光通信用ミラーを示す説明図である。
【図２（ａ）】スパッタリング装置を示す上面図である。
【図２（ｂ）】スパッタリング装置を示す側面図である。
【図３（ａ）】実施例１の光通信用ミラーを示す説明図である。
【図３（ｂ）】実施例１の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。
【図４】実施例１の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。
【図５（ａ）】実施例２の光通信用ミラーを示す説明図である。
【図５（ｂ）】実施例２の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。
【図６】実施例２の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。
【図７（ａ）】比較例１の光通信用ミラーを示す説明図である。
【図７（ｂ）】比較例１の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。
【図８】比較例１の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。
【図９（ａ）】実施例３の光通信用ミラーを示す説明図である。
【図９（ｂ）】実施例３の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。
【図１０】実施例３の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。
【図１１（ａ）】比較例２の光通信用ミラーを示す説明図である。
【図１１（ｂ）】比較例２の光通信用ミラーの多層膜の構成を示す図である。
【図１２】比較例２の光通信用ミラーの分光反射率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・基板
２・・・多層膜
10・・・真空チャンバ
11・・・排気装置
12・・・基板ホルダ
13，15・・・ターゲット
14，16・・・スパッタ電源
17・・・回転機構
H・・・高屈折率膜
L・・・低屈折率膜
M・・・中屈折率膜
【図１】
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【図２（ａ）】
2008064976.tif 000010
【図２（ｂ）】
2008064976.tif 000011
【図３（ａ）】
2008064976.tif 000012
【図３（ｂ）】
2008064976.tif 000013
【図４】
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【図５（ａ）】
2008064976.tif 000015
【図５（ｂ）】
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【図６】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２】
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