(57)【要約】【課題】光学部品を２種類の媒質との間で当該光学部品の光学特性を最適化する反射防止膜を提供する。【解決手段】光学屈折率が１．４５〜１．５２の基材１に高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した反射防止膜２において、第１層を高屈折率材料で設計中心波長に対し０．０３８〜０．１４０λの光学膜厚に形成し、第２層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．０５８〜０．０６２λの光学膜厚に形成し、第３層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．１２９〜０．１３７λの光学膜厚に形成し、第４層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．１６７〜０．１７７λの光学膜厚に形成した反射防止膜。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学屈折率が１．４５〜１．５２の基材に高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した反射防止膜において、
第１層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．０３８〜０．１４０λの光学膜厚に形成し、
第２層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．０５８〜０．０６２λの光学膜厚に形成し、
第３層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．１２９〜０．１３７λの光学膜厚に形成し、
第４層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．１６７〜０．１７７λの光学膜厚に形成した、
ことを特徴とする反射防止膜。
【請求項２】
請求項１に記載される反射防止膜において、
基材をシングルモード光ファイバ端面としたことを特徴とする反射防止膜。
【請求項３】
請求項２に記載される反射防止膜において、
シングルモード光ファイバを２個準備し、一方のシングルモード光ファイバの反射防止膜と他方のシングルモード光ファイバの反射防止膜とを突き合わせ接触したことを特徴とする反射防止膜。
【請求項４】
端面に高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に成膜して反射防止膜を形成した光学屈折率が１．４５〜１．５２のシングルモード光ファイバを２個準備し、
ここで、反射防止膜は第１層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．０３８〜０．１４０λの光学膜厚に形成し、第２層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．０５８〜０．０６２λの光学膜厚に形成し、第３層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．１２９〜０．１３７λの光学膜厚に形成し、第４層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．１６７〜０．１７７λの光学膜厚に形成したものであり、
一方のシングルモード光ファイバの反射防止膜と他方のシングルモード光ファイバの反射防止膜とを突き合わせ接触させ、
両シングルモード光ファイバの他端を光源或いはフォトダイオードに光結合した、ことを特徴とする光学部品組み立て体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、反射防止膜に関し、特に、光学部品を２種類の媒質との間で当該光学部品の光学特性を最適化する反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光が屈折率の異なる２媒質を伝播する場合、伝播してきた光の一部はこの２媒質の境界面において反射する。一方の媒質を空気とし、他方の媒質をガラスとした場合、空気とガラスとの間の境界面においては約４％の光が反射する。
光学部品は、この反射損失或いは戻り光に影響されて最適な光学特性が得られない場合が多々ある。これに対応して、光学部品の光の入射面とこの入射光が伝播してきた媒質せある入射側媒質との間の境界面において生起する光反射を防止し、或は当該光学部品から光が出射する出射面と出射光がこれから伝播して行こうとしている出射側媒質との間の境界面において生起する光反射を防止するに、ＡＲコートという反射防止膜をこれらの境界面に形成することが一般に行われている。
ところで、従来の光伝播における反射防止技術においては、反射防止膜は、一般に、光学部品の入射側媒質或いは出射側媒質の内の一方のみを条件としてこれに対応して形成されている（特許文献１  参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６３８８０６号  明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光伝播における反射防止技術は、上述した通り、光学部品の入射側媒質或いは出射側媒質の内の一方のみを条件としてこれに対応して設計形成されているので、当然に、光学部品と入射側媒質或いは出射側媒質の内の何れか一方との間のみについて反射防止条件を満足しているに過ぎない。即ち、光が入射側媒質を伝播して光学部品に入射するという一つの条件、或いは光が光学部品から出射側媒質に出射するという一つの条件の内の一方の条件に対してのみ、当該光学部品の光学特性を最適化する反射防止膜を設計形成しているに過ぎない。
【０００５】
この発明は、光学部品に対して対空気の条件を満足する反射防止膜の特性を有すると共に、この光学部品或いはこの光学部品と同等の屈折率を有する光学部品にこの反射防止膜と同等の反射防止膜を形成して、両光学部品の反射防止膜同士を突き合わせ接触することでも対光学部品の条件を満足する反射防止膜の特性を有する反射防止膜を構成する。即ち、この発明は、反射を防止されるべき光学部品とその光学面にイオンビームスパッタ法で多層反射防止膜を成膜形成することにより、対空気の条件で、またこれを２個向かい合わせに突き合わせ接触することで対光学部品の条件で、光学部品に対して２種類の媒質間の条件で当該光学部品の光学特性を最適化する反射防止膜を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１：光学屈折率が１．４５〜１．５２の基材１に高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した反射防止膜２において、第１層を高屈折率材料で設計中心波長に対し０．０３８〜０．１４０λの光学膜厚に形成し、第２層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．０５８〜０．０６２λの光学膜厚に形成し、第３層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．１２９〜０．１３７λの光学膜厚に形成し、第４層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．１６７〜０．１７７λの光学膜厚に形成した反射防止膜を構成した。
【０００７】
そして、請求項２：請求項１に記載される反射防止膜において、基材をシングルモード光ファイバ端面とした反射防止膜を構成した。
また、請求項３：請求項２に記載される反射防止膜において、シングルモード光ファイバを２個準備し、一方のシングルモード光ファイバの反射防止膜と他方のシングルモード光ファイバの反射防止膜とを突き合わせ接触した反射防止膜を構成した。
【０００８】
ここで、請求項４：端面に高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に成膜して反射防止膜を形成した光学屈折率が１．４５〜１．５２のシングルモード光ファイバを２個準備し、ここで、反射防止膜は第１層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．０３８〜０．１４０λの光学膜厚に形成し、第２層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．０５８〜０．０６２λの光学膜厚に形成し、第３層を高屈折率材料で設計中心波長に対して０．１２９〜０．１３７λの光学膜厚に形成し、第４層を低屈折率材料で設計中心波長に対して０．１６７〜０．１７７λの光学膜厚に形成したものであり、一方のシングルモード光ファイバの反射防止膜と他方のシングルモード光ファイバの反射防止膜とを突き合わせ接触させ、両シングルモード光ファイバの他端を光源或いはフォトダイオードに光結合した光学部品組み立て体を構成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図の実施例を参照して説明する。
図１を参照して第１の実施例を説明するに、反射を防止されるべき光学部品１と、その光学面にイオンビームスパッタ法で成膜形成した誘電体多層膜より成る反射防止膜２により構成する。
反射防止膜２が形成される光学部品１としては、光学屈折率が１．４５〜１．５２の基材が使用される。光学部品１に高屈折率材料Ｔａ２Ｏ５と低屈折率材料ＳｉＯ２を交互に成膜積層して反射防止膜２を形成する。ここで、反射防止膜２の第１層は高屈折率材料で設計中心波長に対して０．０３８〜０．１４０λの光学膜厚に形成し、第２層は低屈折率材料で設計中心波長に対して０．０５８〜０．０６２λの光学膜厚に形成し、第３層は高屈折率材料で設計中心波長に対して０．１２９〜０．１３７λの光学膜厚に形成し、第４層は低屈折率材料で設計中心波長に対して０．１６７〜０．１７７λの光学膜厚に形成する。ここで、反射防止膜２の層数を４層としているが、層数を更に増加しても光学部品の光学特性改善の効果が必ずしも増大するとは限らない。
【００１０】
ここで、光学部品１に反射防止膜２を介して入射光３が到来した場合、光学部品１と入射媒質である空気との間の境界面における光の反射は、図２に示される通り、反射防止膜２の光透過帯域１１５０〜１４５０ｎｍ内において、殆どなくなる。
光学部品１から反射防止膜２を介して出射光４が空気に出射伝播する場合においても、入射する場合と同様に、光学部品１と出射媒質である空気との間の境界面における光の反射は殆どなくなる。なお、反射防止膜の全４層の膜厚を上述した範囲内で変化させると、図２における最上側の曲線と最下側の曲線とにより限定される領域内において変化する光学特性が得られる。
【００１１】
図３を参照して第２の実施例を説明するに、光学部品１とその光学面に成膜形成した反射防止膜２は第１の実施例における光学部品１および反射防止膜２そのものである。第２の実施例は、更に、第１の実施例における光学部品１と同等の第２の光学部品１’とその光学面に成膜形成した第１の実施例における反射防止膜２と同等の第２の反射防止膜２’とを具備する。そして、光学部品１の反射防止膜２と第２の光学部品１’の第２の反射防止膜２’とを突き合わせ接触する。
【００１２】
ここで、入射光３が光学部品１に第２の反射防止膜２’、反射防止膜２を介して第２の光学部品１’から到来した場合、光学部品１と入射側媒質である第２の光学部品１’との間の境界面における光の反射は、図４に示される通り、第２の反射防止膜２’および反射防止膜２の光透過帯域内において、殆どなくなる。
即ち、従来の反射防止膜である場合、光学部品１は入射側媒質を空気としてこれとの間で当該光学部品１の光学特性が最適化されているところから、図３の如く入射側媒質が空気とは異なる第２の光学部品１’であると、反射防止の特性が得られなくなる。しかし、この第２の実施例においては光学部品１と第２の光学部品１’との間に反射防止膜２および第２の反射防止膜２’が介在することにより、光学部品１と空気とは異なる入射側媒質である光学部品１’との関係においても反射防止の特性は維持され、反射防止膜の光透過帯域内の光の反射は殆どなくなる。なお、反射防止膜の全４層の膜厚を上述した範囲内で変化させると、図４における最上側の曲線と最下側の曲線とにより限定される領域内において変化する光学特性が得られる。
【００１３】
出射光４が光学部品１から反射防止膜２、第２の反射防止膜２’を介して空気とは異なる出射側媒質である第２の光学部品１’に出射、伝播する場合においても、入射する場合と同様、光学部品１と出射側媒質である第２の反射防止膜２’との間の境界面における光の反射は殆どなくなる。
図５を参照して第３の実施例を説明するに、これは第１の実施例における光学部品１をシングルモード光ファイバ６とした例に相当する。このシングルモード光ファイバ６の端面に先の条件で反射防止膜２をイオンビームスパッタ法で成膜形成したものにより構成される。
【００１４】
光源５から出射したシングルモード光ファイバ６に対する入射光３をフォトダイオード７で受光する場合、シングルモード光ファイバ６の端面における反射損失は反射防止膜２の透過波長帯域において殆どなくなる。
図６を参照して第４の実施例を説明するに、これは第２の実施例における光学部品１をシングルモード光ファイバ６とし、光学部品１’をシングルモード光ファイ６’とした例に相当する。そして、一方のシングルモード光ファイバ６の反射防止膜２と他方のシングルモード光ファイバ６’の反射防止膜２’とを突き合わせ接触し、両シングルモード光ファイバ６、６’の他端を光源５とフォトダイオード７に光結合している。この第４の実施例の場合も、図３の第２の実施例と同様、両シングルモード光ファイバの境界面において反射損失は殆どなくなる。
【００１５】
【発明の効果】
上述した通りであって、この発明は、反射を防止されるべき光学部品と、その光学面にイオンビームスパッタ法で上述した条件で成膜形成した誘電体多層膜より成る反射防止膜とを構成として具備することにより、光通信技術分野で使用されている波長帯域８５０〜１６５０ｎｍにおいて、対空気の条件で、またこれを２個向かい合わせに接触させることで対光学部品の条件で、光学部品に対して２種類の媒質間の条件で光学特性を最適化させる反射防止膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を説明する図。
【図２】第１の実施例の光波長に対する反射率を示す図。
【図３】第２の実施例を説明する図。
【図４】第２の実施例の光波長に対する反射率を示す図。
【図５】第３の実施例を説明する図。
【図６】第４の実施例を説明する図。
【符号の説明】
１  光学部品              １’第２の光学部品
２  反射防止膜            ２’第２の反射防止膜
３  入射光                ４  出射光
５  光源                  ６  シングルモード光ファイバ
６’シングルモード光ファイ
７  フォトダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005004022.tif 000006
【図５】
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【図６】
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