(57)【要約】【課題】設計波長（５３２ｎｍ及び１０６４ｎｍ）を中心として十分に広い波長反射防止帯域を有する２波長防止膜及び２波長反射防止膜形成方法を提供する。【構成】基板の表面に積層された５層の薄膜から成る多層膜を有し、５層の薄膜のうち基板表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料で形成されており、設計主波長をλ０としたときに、第１層の膜厚は０．１２λ０乃至０．２０λ０、第２層の膜厚は０．０４λ０乃至０．１３λ０、第３層の膜厚は０．０３λ０乃至０．１１λ０、第４層の膜厚は０．１７λ０乃至０．３０λ０、第５層の膜厚は０．４１λ０乃至０．８４λ０となるように積層された。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に積層された５層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
前記５層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料で形成されており、
前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５がそれぞれ以下の条件式、
０．１２λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０
０．０４λ０≦Ｄ２≦０．１３λ０
０．０３λ０≦Ｄ３≦０．１１λ０
０．１７λ０≦Ｄ４≦０．３０λ０
０．４１λ０≦Ｄ５≦０．８４λ０
を満足することを特徴とする２波長反射防止膜。
【請求項２】
前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５が、前記条件式を満足する範囲から選択された光学膜厚よりさらに０．５０λ０又は１．００λ０厚く形成されたことを特徴とする請求項１に記載の２波長反射防止膜。
【請求項３】
基板の表面に積層された７層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
前記７層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、
前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７がそれぞれ以下の条件式、
０．１４λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０
０．０３λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０
０．０５λ０≦Ｄ３≦０．１２λ０
０．１５λ０≦Ｄ４≦０．２８λ０
０．４５λ０≦Ｄ５≦０．５８λ０
０．０３λ０≦Ｄ６≦０．０６λ０
０．４９λ０≦Ｄ７≦０．５８λ０
を満足することを特徴とする２波長反射防止膜。
【請求項４】
基板の表面に積層された７層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
前記７層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、
前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７がそれぞれ以下の条件式、
０．１３λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０
０．０２λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０
０．０４λ０≦Ｄ３≦０．１４λ０
０．１７λ０≦Ｄ４≦０．３０λ０
０．９０λ０≦Ｄ５≦１．１２λ０
０．０２λ０≦Ｄ６≦０．０４λ０
０．４８λ０≦Ｄ７≦０．６４λ０
を満足することを特徴とする２波長反射防止膜。
【請求項５】
基板の表面に積層された７層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
前記７層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、
前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７がそれぞれ以下の条件式、
０．１４λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０
０．０３λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０
０．０５λ０≦Ｄ３≦０．１２λ０
０．１５λ０≦Ｄ４≦０．２７λ０
０．４５λ０≦Ｄ５≦０．５８λ０
０．０３λ０≦Ｄ６≦０．０６λ０
０．９２λ０≦Ｄ７≦１．１６λ０
を満足することを特徴とする２波長反射防止膜。
【請求項６】
前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７又は第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５が、前記条件式を満足する範囲から選択された光学膜厚よりさらに０．５０λ０厚く形成されたことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の２波長反射防止膜。
【請求項７】
基板の表面に積層された９層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
前記９層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第８層の薄膜が高屈折率材料、第９層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、
前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７と、前記第８層の薄膜の光学膜厚Ｄ８と、前記第９層の薄膜の光学膜厚Ｄ９がそれぞれ以下の条件式、
０．１５λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０
０．０３λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０
０．０５λ０≦Ｄ３≦０．１２λ０
０．１５λ０≦Ｄ４≦０．２５λ０
０．３０λ０≦Ｄ５≦０．５７λ０
０．０２λ０≦Ｄ６≦０．０７λ０
０．４３λ０≦Ｄ７≦０．６４λ０
０．４２λ０≦Ｄ８≦０．５４λ０
０．４２λ０≦Ｄ９≦０．５６λ０
を満足することを特徴とする２波長反射防止膜。
【請求項８】
基板の表面に積層された９層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
前記９層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第８層の薄膜が高屈折率材料、第９層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、
前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７と、前記第８層の薄膜の光学膜厚Ｄ８と、前記第９層の薄膜の光学膜厚Ｄ９がそれぞれ以下の条件式、
０．１７λ０≦Ｄ１≦０．２５λ０
０．０２λ０≦Ｄ２≦０．０６λ０
０．０４λ０≦Ｄ３≦０．１３λ０
０．１０λ０≦Ｄ４≦０．１７λ０
０．９３λ０≦Ｄ５≦１．１２λ０
０．０４λ０≦Ｄ６≦０．０７λ０
０．４５λ０≦Ｄ７≦０．５５λ０
０．４１λ０≦Ｄ８≦０．４９λ０
０．４２λ０≦Ｄ９≦０．５３λ０
を満足することを特徴とする２波長反射防止膜。
【請求項９】
前記第９層の薄膜の光学膜厚Ｄ９，第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７又は第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５のいずれかが、前記条件式を満足する範囲から選択された光学膜厚よりさらに０．５０λ０厚く形成されたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の２波長反射防止膜。
【請求項１０】
前記基板は、ＫＴｉＯＰＯ４結晶であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の２波長反射防止膜。
【請求項１１】
前記波長λ０は１０６４ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の２波長反射防止膜。
【請求項１２】
前記低屈折率材料がＭｇＦ２，ＳｉＯ２，ＹＦ３，ＡｌＦ３のいずれか、前記中間屈折率材料がＡｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物，ＮｄＦ３，ＬａＦ３のいずれか、前記高屈折率材料がＨｆＯ２，Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の２波長反射防止膜。
【請求項１３】
基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、
波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
基板表面上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４１λ０乃至０．８４λ０となるように形成し、
前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１７λ０乃至０．３０λ０となるように形成し、
前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．１１λ０となるように形成し、
前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．１３λ０となるように形成し、
前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１２λ０乃至０．２０λ０となるように形成することを特徴とする２波長反射防止膜形成方法。
【請求項１４】
基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、
波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
基板表面上に第７層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４９λ０乃至０．５８λ０となるように形成し、
前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０６λ０となるように形成し、
前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４５λ０乃至０．５８λ０となるように形成し、
前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２８λ０となるように形成し、
前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０５λ０乃至０．１２λ０となるように形成し、
前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、
前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１４λ０乃至０．２０λ０となるように形成することを特徴とする２波長反射防止膜形成方法。
【請求項１５】
基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、
波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
基板表面上に第７層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４８λ０乃至０．６４λ０となるように形成し、
前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０４λ０となるように形成し、
前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．９０λ０乃至１．１２λ０となるように形成し、
前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１７λ０乃至０．３０λ０となるように形成し、
前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．１４λ０となるように形成し、
前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、
前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１３λ０乃至０．２０λ０となるように形成することを特徴とする２波長反射防止膜形成方法。
【請求項１６】
基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、
波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
基板表面上に第７層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．９２λ０乃至１．１６λ０となるように形成し、
前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０６λ０となるように形成し、
前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４５λ０乃至０．５８λ０となるように形成し、
前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２７λ０となるように形成し、
前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０５λ０乃至０．１２λ０となるように形成し、
前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、
前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１４λ０乃至０．２０λ０となるように形成することを特徴とする２波長反射防止膜形成方法。
【請求項１７】
基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、
波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
基板表面上に第９層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４２λ０乃至０．５６λ０となるように形成し、
前記第９層薄膜上に第８層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．４２λ０乃至０．５４λ０となるように形成し、
前記第８層薄膜上に第７層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４３λ０乃至０．６４λ０となるように形成し、
前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、
前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．３０λ０乃至０．５７λ０となるように形成し、
前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２５λ０となるように形成し、
前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０５λ０乃至０．１２λ０となるように形成し、
前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、
前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２０λ０となるように形成することを特徴とする２波長反射防止膜形成方法。
【請求項１８】
基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、
波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、
基板表面上に第９層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４２λ０乃至０．５３λ０となるように形成し、
前記第９層薄膜上に第８層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．４１λ０乃至０．４９λ０となるように形成し、
前記第８層薄膜上に第７層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４５λ０乃至０．５５λ０となるように形成し、
前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、
前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．９３λ０乃至１．１２λ０となるように形成し、
前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１０λ０乃至０．１７λ０となるように形成し、
前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．１３λ０となるように形成し、
前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０６λ０となるように形成し、
前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１７λ０乃至０．２５λ０となるように形成することを特徴とする２波長反射防止膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２波長反射防止膜及び２波長反射防止膜形成方法に係り、特に各種レーザの基本波とその第２次高調波のように波長の異なる２つの光の反射を防止する２波長反射防止膜及び２波長反射防止膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、発振波長１０６４ｎｍのＮｄ：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２レーザや発振波長１０５３ｎｍのＮｄ：ＬｉＹＦ４レーザ等のＮｄドープ固体レーザの第２次高調波発生素子（ＳＨＧ素子）として、ＫＴＰ結晶（ＫＴｉＯＰＯ４結晶）が用いられている。
【０００３】
この場合、ＫＴＰ結晶のレーザ入出射面には、反射損失減少のためにレーザ基本波長とＳＨ波長に対する反射防止膜が施される。例えば、基本波長を１０６４ｎｍとした場合、ＫＴＰ結晶のレーザ入出射面には、波長１０６４ｎｍ及び波長５３２ｎｍの光の反射を防止し、これらを選択的に透過させる２波長反射防止膜が施される。
【０００４】
上記ＫＴＰ結晶を基板として形成された２波長反射防止膜として、屈折率が異なる２種類の誘電体膜（Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２）を交互に積層（例えば、６層）し、各層の膜厚を基本波長の０．２５倍以下とする技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、屈折率１．４７〜１．７８の基板上に屈折率１．７以下の材料で３層以上の所定厚の薄膜を形成する技術がある。この膜構成においては、各薄膜は、基本波長をλ１、ＳＨＧ波長をλ２としたときに、２／λ０＝１／λ１＋１／λ２の関係で導かれる中心波長λ０の１／４又はその整数倍に等しいものとなっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、ＫＴＰ結晶に低屈折率材料としてＳｉＯ２，高屈折率材料としてＨｆＯ２又はＺｒＯ２を用いて３層膜を形成したものが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−３３３８３４号公報（第４−７頁、第２−３図）
【０００８】
【特許文献２】
特開平７−７７６０１号公報（第３−５頁、第１−８図）
【０００９】
【非特許文献１】
Ｔｈｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．６６（２），Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９９、ｐ．１５７−１５８
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような膜構成においては、設定主波長（５３２ｎｍ，１０６４ｎｍ）の極近傍域では反射防止効果が概ね得られている。しかし、実際にこのような薄膜をＫＴＰ結晶表面に形成する場合、一般に膜厚制御誤差によって±１〜２％の膜厚誤差が生じる。
【００１１】
この結果、上記膜構成を製造する場合、分光反射率曲線はターゲットとする設計主波長に対して±１〜２％程度の波長ズレが生じてしまう。さらに、環境試験等により経時変化等が生じて、設定主波長の中心から分光反射率曲線がずれてしまう場合があった。
【００１２】
すなわち、設計通りに精度よく薄膜形成すれば設計主波長において十分な反射防止効果を得ることができる場合であっても、上記のような製造誤差によってズレが生じてしまうことにより、必要とする十分な反射防止効果を得られない不良品が発生してしまう場合があるという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、薄膜形成時に製造誤差が生じても必要な波長の光に対して十分な反射防止効果を確保することができるように、設計波長（５３２ｎｍ及び１０６４ｎｍ）を含む十分に広い波長反射防止帯域を有する２波長防止膜及び２波長反射防止膜形成方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載の２波長反射防止膜によれば、基板の表面に積層された５層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、前記５層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料で形成されており、前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５がそれぞれ以下の条件式、０．１２λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０、０．０４λ０≦Ｄ２≦０．１３λ０、０．０３λ０≦Ｄ３≦０．１１λ０、０．１７λ０≦Ｄ４≦０．３０λ０、０．４１λ０≦Ｄ５≦０．８４λ０、を満足することにより解決される。
【００１５】
また、請求項２のように前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５が、前記条件式を満足する範囲から選択された光学膜厚よりさらに０．５０λ０又は１．００λ０厚く形成されても良好な反射防止効果を得ることができる。
【００１６】
また、前記課題は、請求項３に記載の２波長反射防止膜によれば、基板の表面に積層された７層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、前記７層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７がそれぞれ以下の条件式、０．１４λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０、０．０３λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０、０．０５λ０≦Ｄ３≦０．１２λ０、０．１５λ０≦Ｄ４≦０．２８λ０、０．４５λ０≦Ｄ５≦０．５８λ０、０．０３λ０≦Ｄ６≦０．０６λ０、０．４９λ０≦Ｄ７≦０．５８λ０、を満足することにより解決される。
【００１７】
また、請求項４のように、請求項３において前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１乃至前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７がそれぞれ以下の条件式、０．１３λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０、０．０２λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０、０．０４λ０≦Ｄ３≦０．１４λ０、０．１７λ０≦Ｄ４≦０．３０λ０、０．９０λ０≦Ｄ５≦１．１２λ０、０．０２λ０≦Ｄ６≦０．０４λ０、０．４８λ０≦Ｄ７≦０．６４λ０、を満足するように形成することができる。
【００１８】
また、請求項５のように、前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１乃至前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７がそれぞれ以下の条件式、０．１４λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０、０．０３λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０、０．０５λ０≦Ｄ３≦０．１２λ０、０．１５λ０≦Ｄ４≦０．２７λ０、０．４５λ０≦Ｄ５≦０．５８λ０、０．０３λ０≦Ｄ６≦０．０６λ０、０．９２λ０≦Ｄ７≦１．１６λ０、を満足するように形成することができる。
【００１９】
また、請求項６のように前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７又は第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５が、前記条件式を満足する範囲から選択された光学膜厚よりさらに０．５０λ０厚く形成されても良好な反射防止効果を得ることができる。
【００２０】
また、前記課題は、請求項７に記載の２波長反射防止膜によれば、基板の表面に積層された９層の薄膜から成る多層膜を有し、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、前記９層の薄膜のうち前記基板の表面から遠い順に第１層の薄膜が低屈折率材料、第２層の薄膜が高屈折率材料、第３層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層の薄膜が高屈折率材料、第５層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層の薄膜が高屈折率材料、第７層の薄膜が低屈折率材料又は中間屈折率材料、第８層の薄膜が高屈折率材料、第９層の薄膜が中間屈折率材料で形成されており、前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１と、前記第２層の薄膜の光学膜厚Ｄ２と、前記第３層の薄膜の光学膜厚Ｄ３と、前記第４層の薄膜の光学膜厚Ｄ４と、前記第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５と、前記第６層の薄膜の光学膜厚Ｄ６と、前記第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７と、前記第８層の薄膜の光学膜厚Ｄ８と、前記第９層の薄膜の光学膜厚Ｄ９がそれぞれ以下の条件式、０．１５λ０≦Ｄ１≦０．２０λ０、０．０３λ０≦Ｄ２≦０．０７λ０、０．０５λ０≦Ｄ３≦０．１２λ０、０．１５λ０≦Ｄ４≦０．２５λ０、０．３０λ０≦Ｄ５≦０．５７λ０、０．０２λ０≦Ｄ６≦０．０７λ０、０．４３λ０≦Ｄ７≦０．６４λ０、０．４２λ０≦Ｄ８≦０．５４λ０、０．４２λ０≦Ｄ９≦０．５６λ０、を満足することにより解決される。
【００２１】
また、請求項８のように、請求項７において前記第１層の薄膜の光学膜厚Ｄ１乃至前記第９層の薄膜の光学膜厚Ｄ９がそれぞれ以下の条件式、０．１７λ０≦Ｄ１≦０．２５λ０、０．０２λ０≦Ｄ２≦０．０６λ０、０．０４λ０≦Ｄ３≦０．１３λ０、０．１０λ０≦Ｄ４≦０．１７λ０、０．９３λ０≦Ｄ５≦１．１２λ０、０．０４λ０≦Ｄ６≦０．０７λ０、０．４５λ０≦Ｄ７≦０．５５λ０、０．４１λ０≦Ｄ８≦０．４９λ０、０．４２λ０≦Ｄ９≦０．５３λ０、を満足するように形成することができる。
【００２２】
また、請求項９のように前記第９層の薄膜の光学膜厚Ｄ９，第７層の薄膜の光学膜厚Ｄ７又は第５層の薄膜の光学膜厚Ｄ５のいずれかが、前記条件式を満足する範囲から選択された光学膜厚よりさらに０．５０λ０厚く形成されても良好な反射防止効果を得ることができる。
【００２３】
また、請求項１０のように前記基板は、ＫＴｉＯＰＯ４結晶とすることができる。そして、請求項１１のように前記波長λ０を１０６４ｎｍとし波長１０６４ｎｍ及び波長５３２ｎｍの２波長の反射防止膜とすることができる。
【００２４】
また、請求項１２のように前記低屈折率材料がＭｇＦ２，ＳｉＯ２，ＹＦ３，ＡｌＦ３のいずれか、前記中間屈折率材料がＡｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物，ＮｄＦ３，ＬａＦ３のいずれか、前記高屈折率材料がＨｆＯ２，Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３のいずれかで形成することが可能である。
【００２５】
また、請求項１３に記載のように、前記２波長反射防止膜は、基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、基板表面上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４１λ０乃至０．８４λ０となるように形成し、前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１７λ０乃至０．３０λ０となるように形成し、前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．１１λ０となるように形成し、前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．１３λ０となるように形成し、前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１２λ０乃至０．２０λ０となるように形成することができる。
【００２６】
また、請求項１４に記載のように、前記２波長反射防止膜は、基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、基板表面上に第７層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４９λ０乃至０．５８λ０となるように形成し、前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０６λ０となるように形成し、前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４５λ０乃至０．５８λ０となるように形成し、前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２８λ０となるように形成し、前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０５λ０乃至０．１２λ０となるように形成し、前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１４λ０乃至０．２０λ０となるように形成することができる。
【００２７】
また、請求項１５に記載のように、基板表面上に第７層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４８λ０乃至０．６４λ０となるように形成し、前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０４λ０となるように形成し、前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．９０λ０乃至１．１２λ０となるように形成し、前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１７λ０乃至０．３０λ０となるように形成し、前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．１４λ０となるように形成し、前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１３λ０乃至０．２０λ０となるように形成することができる。
【００２８】
また、請求項１６に記載のように、基板表面上に第７層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．９２λ０乃至１．１６λ０となるように形成し、前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０６λ０となるように形成し、前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４５λ０乃至０．５８λ０となるように形成し、前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２７λ０となるように形成し、前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０５λ０乃至０．１２λ０となるように形成し、前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１４λ０乃至０．２０λ０となるように形成することができる。
【００２９】
また、請求項１７に記載のように、前記２波長反射防止膜は、基板の表面に波長λ０及び波長λ０／２の光に対する２波長反射防止膜を形成する方法であって、波長λ０の光に対する屈折率が１．３８乃至１．４７である材料を低屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．６０乃至１．６８である材料を中間屈折率材料とし、波長λ０の光に対する屈折率が１．８０乃至２．２０である材料を高屈折率材料としたときに、基板表面上に第９層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４２λ０乃至０．５６λ０となるように形成し、前記第９層薄膜上に第８層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．４２λ０乃至０．５４λ０となるように形成し、前記第８層薄膜上に第７層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４３λ０乃至０．６４λ０となるように形成し、前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．３０λ０乃至０．５７λ０となるように形成し、前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２５λ０となるように形成し、前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０５λ０乃至０．１２λ０となるように形成し、前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０３λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１５λ０乃至０．２０λ０となるように形成することができる。
【００３０】
また、請求項１８に記載のように、基板表面上に第９層薄膜を中間屈折率材料により光学膜厚が０．４２λ０乃至０．５３λ０となるように形成し、前記第９層薄膜上に第８層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．４１λ０乃至０．４９λ０となるように形成し、前記第８層薄膜上に第７層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．４５λ０乃至０．５５λ０となるように形成し、前記第７層薄膜上に第６層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．０７λ０となるように形成し、前記第６層薄膜上に第５層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．９３λ０乃至１．１２λ０となるように形成し、前記第５層薄膜上に第４層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．１０λ０乃至０．１７λ０となるように形成し、前記第４層薄膜上に第３層薄膜を低屈折率材料又は中間屈折率材料により光学膜厚が０．０４λ０乃至０．１３λ０となるように形成し、前記第３層薄膜上に第２層薄膜を高屈折率材料により光学膜厚が０．０２λ０乃至０．０６λ０となるように形成し、前記第２層薄膜上に第１層薄膜を低屈折率材料により光学膜厚が０．１７λ０乃至０．２５λ０となるように形成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１乃至図６，図２６及び図２７は実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフ、図７乃至図１８及び図２８は実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフ、図１９乃至図２５及び図２９は実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。以下に説明する構成等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００３２】
本実施例ではＫＴＰ結晶（波長５３２ｎｍにおいて屈折率約１．７８、波長１０６４ｎｍにおいて屈折率約１．７１）を基板として光入射側（空気側）より順に第１層，第２層，・・・と薄膜を５層，７層又は９層積層して多層膜から成る２波長反射防止膜を構成している。対象とする２波長の光は、波長１０６４ｎｍの光及びＫＴＰ結晶により発生される当該波長の第２次高調波である波長５３２ｎｍの光である。
【００３３】
本実施の形態の５層膜構成の場合は、光入射側（空気側）から基板側へ低屈折率材料から成る第１層の光学膜厚Ｄ１を設計主波長λ０（１０６４ｎｍ）に対して０．１２λ０〜０．２０λ０、高屈折率材料から成る第２層の光学膜厚Ｄ２を０．０４λ０〜０．１３λ０、低屈折率材料又は中間屈折率材料から成る第３層の光学膜厚Ｄ３を０．０３λ０〜０．１１λ０、高屈折率材料から成る第４層の光学膜厚Ｄ４を０．１７λ０〜０．３０λ０、低屈折率材料又は中間屈折率材料から成る第５層の光学膜厚Ｄ５を０．４１λ０〜０．８４λ０としている。
【００３４】
また、本実施の形態の７層膜構成の場合は、光入射側から基板側へかけて第１層膜は低屈折率材料、第２層膜は高屈折率材料、第３層膜は低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層膜は高屈折率材料、第５層膜は低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層膜は高屈折率材料、基板に接する第７層膜は中間屈折率材料で形成されている。
【００３５】
本例の第１の７層膜構成では、第１層の光学膜厚Ｄ１を０．１４λ０〜０．２０λ０、第２層の光学膜厚Ｄ２を０．０３λ０〜０．０７λ０、第３層の光学膜厚Ｄ３を０．０５λ０〜０．１２λ０、第４層の光学膜厚Ｄ４を０．１５λ０〜０．２８λ０、第５層の光学膜厚Ｄ５を０．４５λ０〜０．５８λ０、第６層の光学膜厚Ｄ６を０．０３λ０〜０．０６λ０、第７層の光学膜厚Ｄ７を０．４９λ０〜０．５８λ０としている。
【００３６】
また、第２の７層膜構成では、第１層の光学膜厚Ｄ１を０．１３λ０〜０．２０λ０、第２層の光学膜厚Ｄ２を０．０２λ０〜０．０７λ０、第３層の光学膜厚Ｄ３を０．０４λ０〜０．１４λ０、第４層の光学膜厚Ｄ４を０．１７λ０〜０．３０λ０、第５層の光学膜厚Ｄ５を０．９０λ０〜１．１２λ０、第６層の光学膜厚Ｄ６を０．０２λ０〜０．０４λ０、第７層の光学膜厚Ｄ７を０．４８λ０〜０．６４λ０としている。
【００３７】
また、第３の７層膜構成では、第１層の光学膜厚Ｄ１を０．１４λ０〜０．２０λ０、第２層の光学膜厚Ｄ２を０．０３λ０〜０．０７λ０、第３層の光学膜厚Ｄ３を０．０５λ０〜０．１２λ０、第４層の光学膜厚Ｄ４を０．１５λ０〜０．２７λ０、第５層の光学膜厚Ｄ５を０．４５λ０〜０．５８λ０、第６層の光学膜厚Ｄ６を０．０３λ０〜０．０６λ０、第７層の光学膜厚Ｄ７を０．９２λ０〜１．１６λ０としている。
【００３８】
上記第１の７層膜構成では、各層の光学膜厚Ｄ１乃至Ｄ７が１.００λ０を超えないものとなっている。また、第２の７層膜構成では第５層の光学膜厚Ｄ５が１.００λ０程度となっており、第３の７層膜構成では第７層の光学膜厚Ｄ７が１.００λ０程度となっていることを特徴としている。
【００３９】
また、本実施の形態の９層膜構成の場合は、光入射側から基板側へかけて第１層膜は低屈折率材料、第２層膜は高屈折率材料、第３層膜は低屈折率材料又は中間屈折率材料、第４層膜は高屈折率材料、第５層膜は低屈折率材料又は中間屈折率材料、第６層膜は高屈折率材料、第７層膜は低屈折率材料又は中間屈折率材料、第８層膜は高屈折率材料、基板に接する第９層膜は中間屈折率材料で形成されている。
【００４０】
本例の第１の９層膜構成では、第１層の光学膜厚Ｄ１を０．１５λ０〜０．２０λ０、第２層の光学膜厚Ｄ２を０．０３λ０〜０．０７λ０、第３層の光学膜厚Ｄ３を０．０５λ０〜０．１２λ０、第４層の光学膜厚Ｄ４を０．１５λ０〜０．２５λ０、第５層の光学膜厚Ｄ５を０．３０λ０〜０．５７λ０、第６層の光学膜厚Ｄ６を０．０２λ０〜０．０７λ０、第７層の光学膜厚Ｄ７を０．４３λ０〜０．６４λ０、第８層の光学膜厚Ｄ８を０．４２λ０〜０．５４λ０、第９層の光学膜厚Ｄ９を０．４２λ０〜０．５６λ０としている。
【００４１】
また、第２の９層膜構成では、第１層の光学膜厚Ｄ１を０．１７λ０〜０．２５λ０、第２層の光学膜厚Ｄ２を０．０２λ０〜０．０６λ０、第３層の光学膜厚Ｄ３を０．０４λ０〜０．１３λ０、第４層の光学膜厚Ｄ４を０．１０λ０〜０．１７λ０、第５層の光学膜厚Ｄ５を０．９３λ０〜１．１２λ０、第６層の光学膜厚Ｄ６を０．０４λ０〜０．０７λ０、第７層の光学膜厚Ｄ７を０．４５λ０〜０．５５λ０、第８層の光学膜厚Ｄ８を０．４１λ０〜０．４９λ０、第９層の光学膜厚Ｄ９を０．４２λ０〜０．５３λ０としている。
【００４２】
上記第１の９層膜構成では、各層の光学膜厚Ｄ１乃至Ｄ９が１.００λ０を超えないものとなっている。また、第２の９層膜構成では第５層の光学膜厚Ｄ５が１.００λ０程度となっていることを特徴としている。
【００４３】
また、上記実施の形態の５層,７層,９層膜構成において第１層は低屈折率材料、偶数層は高屈折率材料で形成されていることを共通の特徴としている。なお、基板に接する層は、５層膜構成では低屈折率材料又は中間屈折率材料、７層及び９層膜構成では中間屈折率材料で形成されている。これら以外の奇数層は低屈折率材料又は中間屈折率材料で形成されている。
【００４４】
ここで、低屈折率材料とは波長λ０（１０６４ｎｍ）における屈折率が１．３０から１．４７の材料、特に望ましくは屈折率１．３８から１．４７の材料（例えば、ＭｇＦ２，ＳｉＯ２，ＹＦ３，ＡｌＦ３）である。中間屈折率材料とは波長λ０（１０６４ｎｍ）における屈折率が１．６０から１．６８の材料（例えば、Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物，ＮｄＦ３，ＬａＦ３）である。高屈折率材料とは波長λ０（１０６４ｎｍ）における屈折率が１．８０から２．２０の材料（例えば、ＨｆＯ２，Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３）である。
【００４５】
なお、本例の膜構成ではＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物として中間屈折率材料Ｍ２，高屈折率材料Ｍ３（登録商標Ｐａｔｉｎａｌ、ＭＥＲＣＫ社製真空蒸着材料）が用いられている。
【００４６】
また、光学膜厚は、各層材料の屈折率（ｎ）に物理的膜厚（ｄ）を乗じた数であって、設計主波長λ０（１０６４ｎｍ）に対する厚さとして表している。
【００４７】
次に、本実施の形態の２波長反射防止膜の具体的な膜構成を表１乃至表２５に示す。表１乃至表６は、ＫＴＰ結晶表面に形成した実施例に係る５層膜構成を示している。また、表７乃至表１８は、同じく実施例に係る７層膜構成を示している。なお、表７及び表８，表９乃至表１４，表１５乃至表１８は、それぞれ第１，第２，第３の７層膜構成に対応している。表１９乃至表２５は、同じく実施例に係る９層膜構成を示している。なお、表１９乃至表２２，表２３乃至表２５は、それぞれ第１，第２の９層膜構成に対応している。
【００４８】
表中、各層に用いた材料の屈折率，光学膜厚は、通常の大気中での値を示している。また、表１乃至表２５の膜構成における分光反射率特性をそれぞれ図１乃至図２５に示す。
【００４９】
本実施例の５層膜構成を表１乃至表６に示す。
【表１】
2004198778.tif 000003
【表２】
2004198778.tif 000004
【表３】
2004198778.tif 000005
【表４】
2004198778.tif 000006
【表５】
2004198778.tif 000007
【表６】
2004198778.tif 000008
【００５０】
図１乃至図６に示すように、表１乃至表６の５層膜構成は、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近において同様な分光反射率特性を有する。
【００５１】
そして、波長５３２ｎｍ付近で少なくとも波長５１０ｎｍから波長５６５ｎｍにわたって、分光反射率が０．２％以下となる波長反射防止帯域が得られている。また、波長１０６４ｎｍ付近で少なくとも波長１０３０ｎｍから波長１１００ｎｍにわたって、分光反射率が０．２％以下となる波長反射防止帯域が得られている。
【００５２】
例えば、表１の膜構成においては、図１に示すように、波長５３２ｎｍ付近では波長５００ｎｍから波長５７０ｎｍ程度、波長１０６４ｎｍ付近では波長９９５ｎｍから波長１１４０ｎｍ程度において０．２％以下の極めて良好な反射防止特性が得られている。
【００５３】
一般に、真空槽内で基板に膜形成する場合、膜厚制御の困難さによる製造誤差によって±１〜２％の膜厚誤差が生じるが、この製造誤差によって、ターゲットとする波長に対して分光反射率曲線が波長ズレしてしまう。±２％の膜厚誤差が生じた場合、波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいては、それぞれ±１０ｎｍ程度，±２０ｎｍ程度、波長ズレが生じてしまう。
【００５４】
本実施例では、上述のように波長５３２ｎｍにおいては±２０ｎｍ程度以上、波長１０６４ｎｍにおいては±３０ｎｍ程度以上の広い波長反射防止帯域が得られている。このように各波長反射防止帯域において膜厚製造誤差に対する許容量が大きいため、実際に膜形成する場合に上述のような製造誤差が生じても、上記２波長において十分な波長反射防止効果が得られないとして不良品となることがなく、全体として製造コストを低減することが可能となる。
【００５５】
次に、本実施例の第１の７層膜構成を表７及び表８に示す。
【表７】
2004198778.tif 000009
【表８】
2004198778.tif 000010
【００５６】
また、本実施例の第２の７層膜構成を表９乃至表１４に示す。
【表９】
2004198778.tif 000011
【表１０】
2004198778.tif 000012
【表１１】
2004198778.tif 000013
【表１２】
2004198778.tif 000014
【表１３】
2004198778.tif 000015
【表１４】
2004198778.tif 000016
【００５７】
また、本実施例の第３の７層膜構成を表１５乃至表１８に示す。
【表１５】
2004198778.tif 000017
【表１６】
2004198778.tif 000018
【表１７】
2004198778.tif 000019
【表１８】
2004198778.tif 000020
【００５８】
図７乃至図１８に示すように、表７乃至表１８に示す第１，第２及び第３の７層膜構成は、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近においてそれぞれ同様な分光反射率特性を有する。
【００５９】
そして、波長５３２ｎｍ付近，波長１０６４ｎｍ付近で、それぞれ少なくとも波長５００ｎｍから波長５６０ｎｍ，波長１０００ｎｍから波長１１２０ｎｍにわたって、分光反射率が０．２％以下となる波長反射防止帯域が得られている。
【００６０】
特に広い波長反射防止帯域が得られる好適な実施例として、第１の７層膜構成では、図７及び図８に示すように、波長５３２ｎｍ付近では波長４９０ｎｍから波長５７０ｎｍ程度、波長１０６４ｎｍ付近では波長９８０ｎｍから波長１１５０ｎｍ程度において０．２％以下の極めて良好な反射防止特性が得られている。
【００６１】
本実施例の第１の７層膜構成では、波長５３２ｎｍにおいては±４０ｎｍ程度以上、波長１０６４ｎｍにおいては±８０ｎｍ程度以上の広い波長反射防止帯域が得られている。
【００６２】
また、本実施例の第２の７層膜構成では、波長５３２ｎｍにおいては±３０ｎｍ程度以上、波長１０６４ｎｍにおいては±６０ｎｍ程度以上の波長反射防止帯域、第３の７層膜構成では、波長５３２ｎｍにおいては±３０ｎｍ程度以上、波長１０６４ｎｍにおいては±７０ｎｍ程度以上の波長反射防止帯域が得られている。
【００６３】
次に、本実施例の第１の９層膜構成を表１９乃至表２２に示す。
【表１９】
2004198778.tif 000021
【表２０】
2004198778.tif 000022
【表２１】
2004198778.tif 000023
【表２２】
2004198778.tif 000024
【００６４】
また、本実施例の第２の９層膜構成を表２３乃至表２５に示す。
【表２３】
2004198778.tif 000025
【表２４】
2004198778.tif 000026
【表２５】
2004198778.tif 000027
【００６５】
図１９乃至図２５に示すように、表１９乃至表２５に示す第１及び第２の９層膜構成は、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近においてそれぞれ同様な分光反射率特性を有する。
【００６６】
そして、波長５３２ｎｍ付近，波長１０６４ｎｍ付近で、それぞれ少なくとも波長５０５ｎｍから波長５６５ｎｍ，波長１０００ｎｍから波長１１３０ｎｍにわたって、分光反射率が０．２％以下となる波長反射防止帯域が得られている。
【００６７】
本実施例の第１及び第２の９層膜構成では、波長５３２ｎｍにおいては±３０ｎｍ程度以上、波長１０６４ｎｍにおいては±６０ｎｍ程度以上の広い波長反射防止帯域が得られている。
【００６８】
このように本実施例の７層及び９層膜構成でも上記２波長付近において十分に広い波長反射防止帯域が得られており、膜厚製造誤差に対する許容量が大きく、上記２波長において十分な波長反射防止効果が得られないとして不良品となることがなく、全体として製造コストを低減することが可能となる。
【００６９】
次に、表１に示した５層膜構成において、第５層膜の光学膜厚を０．５００λ０（設計主波長λ０の半波長），１．０００λ０（設計主波長λ０の一波長）だけ増加させた場合の分光反射率特性を図２６に示す。同図においてａは表１と同じ膜構成の分光反射率曲線、ｂは第５層膜の光学膜厚を０．９８０とした場合の分光反射率曲線、ｃは第５層膜の光学膜厚を１．４８０とした場合の分光反射率曲線を示す。
【００７０】
このように、ＫＴＰ結晶基板に隣接する第５層膜の光学膜厚を設計主波長λ０の半波長の整数倍だけ増加させると、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近の分光反射率特性は同じようなものとなるが、波長５３２ｎｍ付近では波長反射防止帯域が僅かに狭まるものとなる。一方、波長１０６４ｎｍ付近では波長反射防止帯域がむしろ広がるものとなる。
【００７１】
また、表２に示した５層膜構成において、第５層膜の光学膜厚を設計主波長λ０の半波長，一波長だけ増加させた場合の分光反射率特性を図２７に示す。同図においてｄは表２と同じ膜構成の分光反射率曲線、ｅは第５層膜の光学膜厚を０．９９０とした場合の分光反射率曲線、ｆは第５層膜の光学膜厚を１．４９０とした場合の分光反射率曲線を示す。
【００７２】
この場合も表１の第５層膜の光学膜厚を設計主波長λ０の半波長の整数倍だけ増加させた場合と同様に、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近の分光反射率特性は同じようなものとなるが、増加させるに従い波長５３２ｎｍ付近では波長反射防止帯域が狭まり、波長１０６４ｎｍ付近においても波長反射防止帯域が狭まるものとなることが分かる。
【００７３】
また、表９に示した７層膜構成において、第７層膜又は第５層膜の光学膜厚を設計主波長λ０の半波長だけ増加させた場合の分光反射率特性を図２８に示す。同図においてｇは表９と同じ膜構成の分光反射率曲線、ｈは第７層膜の光学膜厚を１．０３５とした場合の分光反射率曲線、ｉは第５層膜の光学膜厚のみを１．５１０とした場合（第７層膜は表９と同一膜厚）の分光反射率曲線を示す。
【００７４】
この場合も同様に、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近の分光反射率特性は同じようなものとなるが、膜厚を増加させると波長５３２ｎｍ付近及び波長１０６４ｎｍ付近において波長反射防止帯域が僅かに狭まるのみであることが分かる。
【００７５】
また、表１９に示した９層膜構成において、第９層膜，第７層膜又は第５層膜の光学膜厚を設計主波長λ０の半波長だけそれぞれ独立に増加させた場合の分光反射率特性を図２９に示す。同図においてｊは表１９と同じ膜構成の分光反射率曲線、ｋは第９層膜の光学膜厚を０．９８０とした場合の分光反射率曲線、ｌは第７層膜の光学膜厚を０．９７５とした場合の分光反射率曲線、ｍは第５層膜の光学膜厚を０．９９５とした場合の分光反射率曲線を示す。
【００７６】
この場合も同様に、波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍ付近の分光反射率特性は同じようなものとなるが、膜厚を増加させると波長５３２ｎｍ付近では波長反射防止帯域が僅かに狭まり、波長１０６４ｎｍ付近では波長反射防止帯域が僅かに狭まるか広がるものとなることが分かる。
【００７７】
このように、本実施例においてＫＴＰ結晶基板に近い側の奇数層膜を設計主波長λ０の半波長の整数倍だけ増加させても、得られる反射率特性は同様のものとなる。
【００７８】
本実施例における成膜処理としては、周知の真空蒸着法が用いられている。つまり、真空槽内にＫＴＰ結晶を配置して、表１乃至表２５等における蒸着材料を所定条件下で光学膜厚を制御しながら順次所定膜厚となるように蒸着している。成膜処理としては、真空蒸着法が望ましいが、これに限らず、スパッタリング法，イオンアシスト蒸着法等であってもよい。
【００７９】
以上のように本発明に係る２波長反射防止膜の実施例として、表１乃至表６の５層膜構成を示したが、本実施例において膜構成が５層の場合、低屈折率材料の第１層，高屈折率材料の第２層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第３層，高屈折率材料の第４層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第５層の光学薄膜は、それぞれ０．１２λ０〜０．２０λ０，０．０４λ０〜０．１３λ０，０．０３λ０〜０．１１λ０，０．１７λ０〜０．３０λ０，０．４１λ０〜０．８４λ０の範囲内で膜厚製造誤差が生じても、少なくとも波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることができる。
【００８０】
また、上記５層膜構成において第５層の膜厚範囲をさらに０．５０λ０、１．００λ０だけシフトさせて厚く形成しても波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることが可能である。
【００８１】
また、本実施例において第１の７層膜構成の場合、低屈折率材料の第１層，高屈折率材料の第２層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第３層，高屈折率材料の第４層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第５層，高屈折率材料の第６層，中間屈折率材料の第７層の光学薄膜は、それぞれ０．１４λ０〜０．２０λ０，０．０３λ０〜０．０７λ０，０．０５λ０〜０．１２λ０，０．１５λ０〜０．２８λ０，０．４５λ０〜０．５８λ０，０．０３λ０〜０．０６λ０，０．４９λ０〜０．５８λ０の範囲内で膜厚製造誤差が生じても、少なくとも波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることができる。
【００８２】
また、第２の７層膜構成の場合、第１層から第７層の光学膜厚は、それぞれ０．１３λ０〜０．２０λ０，０．０２λ０〜０．０７λ０，０．０４λ０〜０．１４λ０，０．１７λ０〜０．３０λ０，０．９０λ０〜１．１２λ０，０．０２λ０〜０．０４λ０，０．４８λ０〜０．６４λ０の範囲内で膜厚製造誤差が生じても、少なくとも波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることができる。
【００８３】
また、第３の７層膜構成の場合、第１層から第７層の光学膜厚は、それぞれ０．１４λ０〜０．２０λ０，０．０３λ０〜０．０７λ０，０．０５λ０〜０．１２λ０，０．１５λ０〜０．２７λ０，０．４５λ０〜０．５８λ０，０．０３λ０〜０．０６λ０，０．９２λ０〜１．１６λ０の範囲内で膜厚製造誤差が生じても、少なくとも波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることができる。
【００８４】
また、上記７層膜構成において第７層又は第５層の膜厚範囲をさらに０．５０λ０だけシフトさせて厚く形成しても波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることが可能である。
【００８５】
また、本実施例において第１の９層膜構成の場合、低屈折率材料の第１層，高屈折率材料の第２層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第３層，高屈折率材料の第４層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第５層，高屈折率材料の第６層，低屈折率材料又は中間屈折率材料の第７層，高屈折率材料の第８層，中間屈折率材料の第９層の光学薄膜は、それぞれ０．１５λ０〜０．２０λ０，０．０３λ０〜０．０７λ０，０．０５λ０〜０．１２λ０，０．１５λ０〜０．２５λ０，０．３０λ０〜０．５７λ０，０．０２λ０〜０．０７λ０，０．４３λ０〜０．６４λ０，０．４２λ０〜０．５４λ０，０．４２λ０〜０．５６λ０の範囲内で膜厚製造誤差が生じても、少なくとも波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることができる。
【００８６】
また、第２の９層膜構成の場合、第１層から第９層の光学膜厚は、それぞれ０．１７λ０〜０．２５λ０、０．０２λ０〜０．０６λ０、０．０４λ０〜０．１３λ０、０．１０λ０〜０．１７λ０、０．９３λ０〜１．１２λ０、０．０４λ０〜０．０７λ０、０．４５λ０〜０．５５λ０、０．４１λ０〜０．４９λ０、０．４２λ０〜０．５３λ０の範囲内で膜厚製造誤差が生じても、少なくとも波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることができる。
【００８７】
また、上記９層膜構成において第９層，第７層又は第５層の膜厚範囲をさらに０．５０λ０だけシフトさせて厚く形成しても波長５３２ｎｍ及び波長１０６４ｎｍにおいて良好な反射防止効果を得ることが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、ＫＴＰ結晶表面上に形成された２波長の光（波長５３２ｎｍ，波長１０６４ｎｍ）に対する２波長反射防止膜は、これらの波長において良好な反射防止効果を有すると共に、これらの波長を含み十分に広い波長反射防止帯域を有するものとすることができる。
【００８９】
これにより、ＫＴＰ結晶表面上に形成される薄膜の膜厚製造誤差の許容値が大きくなり膜厚製造誤差が生じたとしても、反射率はターゲットとする上記２波長において所定の良好な反射率を確保することができる。したがって、不良品の発生率が低減され、生産性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図３】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図４】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図５】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図６】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図７】実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図８】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図９】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１０】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１１】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１２】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１３】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１４】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１５】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１６】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１７】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１８】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図１９】実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２０】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２１】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２２】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２３】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２４】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２５】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２６】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２７】別実施例の５層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２８】別実施例の７層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【図２９】別実施例の９層膜構成の２波長反射防止膜の分光反射率を表すグラフである。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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