(57)【要約】【課題】金属膜が剥がれることを防止するとともに透過部の汚れを保護し、簡単に製造することができる光学部材および光学部材の製造方法を提供する。【解決手段】一つの面に設けられた透過部と金属膜からなる反射部とに、金属膜を保護するとともに光を透過させる保護膜を形成したことを特徴とする光学部材および光学部材の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの面に光を透過させる透過部と光を反射させ金属膜よりなる反射部とを有する光学部材において、
前記金属膜を保護するとともに光を透過させる保護膜が前記透過部と前記反射部とに覆われていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記一つの面に対向する他の面を有し、
前記他の面には、光が入射する他の透過部と前記反射部からの反射光を反射させて前記一つの面の前記透過部に集光させる他の反射部とを有し、前記保護膜が前記他の透過部と前記他の反射部とに覆われていることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記保護膜がアルミナで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材。
【請求項４】
透明部材の一つの面に光を反射させる反射膜を形成し、前記反射膜の所定の位置に集光させたＹＡＧレーザ光により前記反射膜を除去して開口を形成した後、前記反射膜を保護するとともに光を透過させる保護膜を前記反射膜と前記開口とに形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固浸ミラーなどの光を反射屈折させる光学部材および光学部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小な光スポットを得るためには、なるべく高い開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）で光を回折限界まで集光することが望まれる。それを実現するために、従来から高屈折率物質からなる固浸ミラー（いわゆるＳＩＭ：Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）を用いて光の実効的な開口数を大きくする方法が提案されており、固浸ミラーにより得られる光スポットの焦点付近に微小開口を設けて、自己集光作用によって形成される光スポットよりもさらに小さな光スポットを微小開口から浸み出させるように構成されている。この微小な光スポットを利用すれば、情報の記録又は再生を行う際の記録密度の高密度化が可能になる。
【０００３】
特許文献１に示す固浸ミラーの場合、上面から入射した光が下面で反射して、さらに上面で反射した後、下面の曲面頂点付近の透過部で集光する構成になっており、その構成において一つの面に反射膜と透過部を形成する方法として、反射膜となるアルミニウムや銀等を蒸着する時に、面頂点付近だけマスクして透過部を形成するマスク方法、または、反射膜を形成するための蒸着を全面に施した後に、面頂点付近だけをエッチング等により反射膜を取り除くエッチング方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−３１３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されている光学部材は、マスク方法では面頂点を精度良くマスキングすることが困難であり、エッチング方法では曲面に精度良くレジストを施すことが困難で、またレジストを剥離させるときに汚れが発生し、汚れを除去する工程も必要で製造プロセスが煩雑になる。また、面に蒸着したアルミニウムなどの反射膜が剥がれやすいという問題ある。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、反射膜が剥がれることを防止するとともに透過部の汚れを保護し、また簡単に製造することができる光学部材および光学部材の製造方法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】
【０００６】
上記の課題は次の構成により解決される。
【０００７】
１．  一つの面に光を透過させる透過部と光を反射させ金属膜よりなる反射部とを有する光学部材において、
前記金属膜を保護するとともに光を透過させる保護膜が前記透過部と前記反射部とに覆われていることを特徴とする光学部材。
【０００８】
２．  前記一つの面に対向する他の面を有し、
前記他の面には、光が入射する他の透過部と前記反射部からの反射光を反射させて前記一つの面の前記透過部に集光させる他の反射部とを有し、前記保護膜が前記他の透過部と前記他の反射部とに覆われていることを特徴とする１に記載の光学部材。
【０００９】
３．  前記保護膜がアルミナで構成されていることを特徴とする１または２に記載の光学部材。
【００１０】
４．  透明部材の一つの面に光を反射させる反射膜を形成し、前記反射膜の所定の位置に集光させたＹＡＧレーザ光により前記反射膜を除去して開口を形成した後、前記反射膜を保護するとともに光を透過させる保護膜を前記反射膜と前記開口とに形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、一つの面に設けられた透過部と金属膜からなる反射部とに、金属膜を保護するとともに光を透過させる保護膜を覆ったことにより、金属膜が剥がれることを防止するとともに透過部の汚れを保護し、また簡単に製造することができる光学部材および光学部材の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態における固浸ミラー１を示す図である。固浸ミラー１は、高屈折率媒質の材料で形成された本体部１０を有し、その本体部１０の上面側は凸形状の球面で形成され、下面側は凸形状の球面で形成される。図１において固浸ミラー１の上面側は第２面となり、下面側は第１面となる。
【００１３】
固浸ミラー１の第１面側にはその中央部の開口１４を除く部分に反射膜１１が形成され、開口１４から光が射出することができ、第２面側にはダイクロイック膜１６が形成されている。ダイクロイック膜１６は、その膜への入射角に応じて反射特性が異なり、小さい入射角の光線を透過させ、大きな入射角の光線を反射させる特性を有する。反射膜１１は反射率の高い材料、例えば金属、金属化合物、合金等によって形成され、具体的には、アルミニウム、銀等の単体又はこれらの化合物であり、これら反射膜１１は、真空蒸着法、スパッタリング法等の真空製膜法により形成される。
【００１４】
また、第１面側の反射膜１１及び本体部１０が露出した開口１４上には、光を透過し硬度の大きい材料、例えばアルミナなどで保護膜１５が真空蒸着法により形成される。
【００１５】
固浸ミラー１は、上方側に設置される光源からの光２が第２面から入射し、第１面に形成された第１の反射膜１１で反射され、その反射光が第２面に設けられたダイクロイック膜１６によって、第１面の周辺部から入射した光２を反射させ、第１面の開口１４の集光位置に集光されるように構成されている。例えば、開口数ＮＡが１．３のとき、屈折率ｎ＝１．８のガラスからなる固浸ミラー１に対して波長４１０ｎｍのＧａＮレーザ光を入射させた場合、固浸ミラー内部の集光位置に形成される光スポットの径は波長よりも小さい約２００ｎｍ程度になる。
【００１６】
次に、固浸ミラー１の製造方法について説明する。
【００１７】
図２（ａ）乃至（ｅ）は、第１面の開口１４と、保護膜１５の製造過程を示す図である。図２（ａ）に示すように、第１面と第２面が凸面になるように、高屈折率のガラス素材から本体部１０を成形し、図２（ｂ）で第２面の全面に真空蒸着法によりダイクロイック膜１６を成膜する。
【００１８】
次に、図２（ｃ）で第１面の全面に真空蒸着法により反射膜１１を成膜し、図２（ｄ）で中央部の反射膜１１を除去し、開口１４を形成する。反射膜１１を除去し開口１４を形成する方法については、図３に示す開口形成装置で説明する。
【００１９】
図３は固浸ミラー１に対する開口形成を行う開口形成装置を示す図である。この装置は、開口形成部５０と検査部６０とを有しており、開口形成部５０にはレーザ光源５１、レンズ５２、ピンホール板５３、コリメートレンズ５４、集光レンズ５６及び支持部５５が設けられ、検査部６０には対物レンズ６１、レンズ６２、及びＣＣＤ撮像センサ６３が設けられている。開口形成部５０は支持部５５に固浸ミラー１をセットした状態で、反射膜１１に開口１４を形成するための構成部であり、検査部６０は反射膜１１に形成される開口１４をモニタして検査するための構成部である。まず、固浸ミラー１を支持部５５にセットする。そして、約１００ｍＪのＹＡＧレーザ光源５１からの光をレンズ５２で集光し、ピンホール５３を通してビーム形成した後、コリメートレンズ５４で平行光にする。平行光とした光を集光レンズ５６で第１面側の反射膜１１に集光させ、反射膜１１に集光させた状態を維持しながら支持部５５を光軸と垂直方向に移動させることにより、第１面の反射膜１２が除去され、所望の大きさの開口１４が形成される。
【００２０】
第２実施形態の光学部材を図４に示す。以降の実施形態において、第１実施形態と同じ機能の部材には同じ番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２１】
固浸ミラー１は、高屈折率媒質の材料で形成された本体部１０を有し、その本体部１０の上面側では、凸形状の球面で形成され、上面側中央部の開口１３には凹形状の球面が形成され、本体部１０の下面側では平面状に形成される。図４において固浸ミラー１の上面側は第２面となり、下面側は第１面となる。
【００２２】
固浸ミラー１の第１面側にはその中央部の開口１４を除く部分に第１の反射膜１１が形成され、第２面側にはその中央部の開口１３を除く部分に第２の反射膜１２が形成されている。反射膜１１、１２は反射率の高い材料、例えば金属、金属化合物、合金等によって形成され、具体的には、アルミニウム、銀等の単体又はこれらの化合物であり、これら反射膜１１、１２は、真空蒸着法、スパッタリング法等の真空製膜法により形成される。
【００２３】
また、反射膜１１、１２及び開口１３、１４上には、光を透過し硬度の大きい材料、例えばアルミナなどで保護膜１５が真空蒸着法により形成される。
【００２４】
固浸ミラー１には上方側に設置される光源からの光２が入射する。つまり、固浸ミラー１の第２面の開口１３から光２が入射し、開口１３の凹面により本体部１０内で発散した光が第１面に形成された第１の反射膜１１で反射され、その反射光が凸面形状の第２面に設けられた第２の反射膜１２によって第１面の開口１４の集光位置に集光されるように構成されている。
【００２５】
次に、固浸ミラー１の製造方法について説明する。
【００２６】
図５（ａ）乃至（ｆ）は、開口１３、１４と、保護膜１５の製造過程を示す図である。図５（ａ）に示すように、第１面が平面で第２面が凸面であり、第２面の中央部の開口１３が凹形状になるように、高屈折率のガラス素材から本体部１０を成形し、図５（ｂ）で第２面の全面に真空蒸着法により反射膜１２を成膜する。
【００２７】
次に、図５（ｃ）で第２面の中央部の反射膜１２を除去し、開口１３を形成する。開口１３を形成するには、第１実施形態の開口形成装置（図３）を用いる。図３に示す開口形成装置に固浸ミラー１を支持部５５にセットし、ＹＡＧレーザ光源５１からの光をレンズ５２で集光し、ピンホール５３を通してビーム形成した後、コリメートレンズ５４で平行光にする。平行光とした光を集光レンズ５６で第２面側の凹面上の反射膜１２に集光させ、凹面上に集光させた状態を維持しながら支持部５５を回転させることにより、第２面の凹面を向けた部分の反射膜１２が除去され、開口１４が形成される。
【００２８】
次に、図５（ｄ）で第１面の全面に真空蒸着法により反射膜１１を成膜し、図５（ｅ）で第１実施形態の開口形成装置（図３）により中央部の反射膜１１を除去し、開口１４を形成する。次に、図５（ｆ）で第１面の反射膜１１及び開口１４上に真空蒸着法によりアルミナなどの保護膜１５を成膜し、第２面の反射膜１２及び開口１３上に真空蒸着法により保護膜１５を成膜し、第１面と第２面上に保護膜１５が形成された固浸ミラー１を得ることができる。
【００２９】
第１面、第２面の面形状は、平面、凸面に限らず、凹面など他の形状でも良い。また、固浸ミラー１の替わりに、撮像光学系、投影光学系などの屈折作用を備えたミラーレンズの反射膜と開口に保護膜を設ける構成に適用しても良い。
【００３０】
ここまで説明した各実施形態の光学部材は、透過部となる開口１３、１４と光を反射させる金属膜よりなる反射部１１、１２とを設けた面に、金属膜を保護するとともに光を透過させる保護膜１５を形成したことにより、金属膜１１、１２が光学部材１から剥がれることを防止し、透過部１３、１４から光が入射または射出することを妨げることがない。
【００３１】
また、光学部材が対向する二つの面を有し、一方の面に透過部１４と金属膜よりなる反射部１１とを設け、他方の面に透過部１３と反射光を反射させて一方の面の透過部１４に集光させる反射部１２とを設け、両方の面に金属膜を保護するとともに光を透過させる保護膜１５を形成したことにより、その反射部１１、１２をなす金属膜の剥離を防止するとともに、透過部１３からの光の入射や、集光した光が透過部１４から射出することを妨げることがなく、光学部材を固浸ミラーに適用することができる。
【００３２】
また、保護膜１５をアルミナで構成しているために、金属膜１１、１２が硬度の大きいアルミナで保護され、金属膜１１、１２の損傷を防ぐことができる。
【００３３】
また、光を反射させる反射膜１１、１２を形成し、ＹＡＧレーザ光を反射膜１１、１２の所定の位置に集光させて反射膜１１、１２を除去して、開口１３、１４を形成した後、反射膜１１、１２と開口１３、１４とに保護膜１５を形成するようにしたので、簡単な製造方法により開口１３、１４を形成することができ、また、開口１３、１４に被加工物が付着することがなく開口１３、１４の透過特性を劣化させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態の光学部材を示す断面図。
【図２】第１実施形態の光学部材の製造工程を示す図。
【図３】光学部材の開口形成装置の構成を示す図。
【図４】第２実施形態の光学部材を示す断面図。
【図５】第２実施形態の光学部材の製造工程を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１  固浸ミラー
１０  本体部
１１、１２  反射膜（金属膜）
１３、１４  開口（透過部）
１５  保護膜
【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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