オプティカルユニット ／ オプティカルエレメント ／ 光学用ミラー［東京］TEL：03 (3257)1911・FAX：03 (3257)1915［大阪］TEL：06 (6306)1911・FAX：06 (6306)1912

CONTACTE-mail：eigyou@chuo.co.jp

URL：www.chuo.co.jp

オプティカル オプティカル オプティカル オプティカル
ベース
アクセサリ
エレメント
実験セット

光学用ミラーとは
表面鏡と裏面鏡
一般に光学用に用いられるミラー製品の殆どは、高い反射特性を有する金属膜、あるいは誘電体多層膜（以下、増反射膜）を基板（ガラス、あるいは金属）の表面に蒸着した表面鏡（First Surface Mirror）のデザインを採用しています。
（Fig.1 参照）。日常生活に普段用いられている裏面鏡（Second Surface Mirror. Fig.2 参照）
は、表面鏡とは異なり、基板に蒸着した増反射膜（一般に銀コート）の上に更に保護用のプレートガラスやプラスティックでカバーしています。これにより銀膜に誤って傷をつけてしまうことを防止し、また酸化しやすい性質を持つ銀膜が空気中にさらされることを防ぎます。光学用に用いられる表面鏡の場合、増反射膜が表面に露出していることから、誤って傷を付けてしまうことも多く、取り扱いには十分な注意が必要です。なお光学用のミラーに裏面鏡が用いられない主な理由は、以下の通りです。
●斜入射時に、入射光が保護用のプレートガラスによって屈折するため、増反射膜による反射光の光路がシフトしてしまう。
（Fig.2 中の赤色実線）

単レンズ●増反射膜面での反射以外に、保護用のプレートガラスと空気の媒質境界面において 4 ％程度の表面反射（フレネル反射：Fresnelレンズ●前述のフレネル反射により、増反射膜での反射効率が低くなる。

アクロマティック

（Fig.2 中の赤色破線）。このフレネル反射により、反射光（像）が二重に写ってしまう不都合が生じる。
Reﬂection）が生じる

非球面レンズ
ボールレンズ

I =RI

反射光

入射光

反射光

シリンドリカル
レンズ

入射光
R表面にコーティングなし

表面にコーティングあり

裏面にコーティングあり

裏面にコーティングなし

Fig.2

ビーム
エキスパンダ

Fig.1

フレネル
レンズ

基板

基板

光学用
ミラー

ミラー用金属膜コーティング（Metallic Coating）

ビーム
スプリッタ

当社では市場での多様なニーズにお応えするために、使用波長に合わせた複数のミラー用金属膜を標準コーティングとしてご用意しています。

プリズム

保護膜の必要性
一般に金属膜は、機械強度の高くない、非常にデリケートなコーティングです。よって誘電体などの保護膜を金属膜の上に施すことは、光学ウインドウそのハンドリング性を高めるだけでなく、クリーニング性も容易にします。また金属膜自体の酸化を防ぎ、耐久性を向上させることから最近では必要不可欠なものになっています。本カタログで紹介する金属膜を採用した光学用ミラー製品には、全てこの保護膜が施されています。
ミラー表面がひどく汚れている場合にはイソプロピルアルコールかアセトン液による手拭き洗浄が可能です。

光学フィルタ

金属膜のクリーニング

偏光素子

金属膜をクリーニングする際は、以下の手順をご参考ください。

波長板●エアクリーナー等で金属膜表面に付着したチリやホコリを飛ばす。

ＮＤフィルタ●基本的に洗浄液を用いた手拭き作業は、金属膜表面に指紋が付着した時か、汚れのひどい時のみに限定して行ってください。
●洗浄液にはイソブロピルアルコールかアセトン液の有機溶剤を用います。少量の溶剤を含ませたレンズペーパーで、金属膜表面に付着しスペイシャルフィルタた汚れをゆっくりと、かつソフトに拭き取ります。
●洗浄液の拭き取り残しや拭き取りむらのないようご注意ください。

その他
光学部品

なおミラーに代表される光学部品は、多湿な環境を非常に嫌います。多湿な環境に放置したままにしておくと、直ぐにカビが発生します。
やむを得ない理由により、多湿な環境で保管する場合は、シリカゲルⓇ 等の乾燥剤を必ずご使用ください。

ユニット製品総合カタログ 38号

929

オプティカルユニット ／ オプティカルエレメント ／ 光学用ミラー
CONTACT［東京］TEL：03 (3257)1911・FAX：03 (3257)1915［大阪］TEL：06 (6306)1911・FAX：06 (6306)1912

E-mail：eigyou@chuo.co.jp

URL：www.chuo.co.jp

オプティカル オプティカル オプティカル オプティカル
ベース
アクセサリ
エレメント
実験セット

■ 標準の金属膜コーティング

1. コートなし（Uncoated）
金属膜も保護膜もされていないガラス基板（鏡面仕上げ）です。特殊なミラーコーティングを必要とする際の基板として最適です。

2. アルミコート（Protected Aluminum）
可視〜近赤外の波長で使用される最も標準的な金属膜です。1/2 波長膜の一酸化シリコン（SiO）が保護膜として施されます。平均反射率
は 0.4-0.7 ㎛において 85％以上。

3. 反射強化アルミコート（Enhanced Aluminum）
単レンズ

アルミの金属膜を適当な誘電体多層膜で保護することにより、0.45-0.65 ㎛の可視光における平均反射率を 95％以上に改善します。
アルミコートに比べて価格は高くなりますが、可視域でより高い反射率が必要な場合はこちらをお勧めします。

レンズ

アクロマティック

4.UV 反射強化アルミコート（UV Enhanced Aluminum）
アルミの金属膜を適当な誘電体多層膜で保護することにより、紫外域での反射率をより高めます。0.25-0. ７㎛において 85％以上の平均非球面レンズ反射率が得られます。

5. 金コート（Protected Gold）
ボール
レンズ

近赤外〜赤外において高反射率を望む場合、金コートは非常に効果的です。0.7-0.8 ㎛において 94％以上、また 0.8-2 ㎛においては 97％以上の平均反射率が得られます。保護膜にはアルミコート同様、一酸化シリコン（SiO）が用いられます。

シリンドリカル
レンズ

6. 銀コート（Protected Silver）

フレネル
レンズ

可視〜赤外において高反射率を望む場合、銀コートは非常に効果的です。500-800nm にわたり 98% 以上の反射率が得られます。保護膜の加工により、曇りやすい銀の性質を緩和することができますが、低湿環境下での使用を推奨します。

ビームエキスパンダ

ミラー用金属コーティング
紫外100

近赤外

可視

光学用
ミラー

反射率9080ビーム
スプリッタ70（%）

6050プリズム0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.1

波長（㎛）アルミ（保護膜付き）（R>85% ＠ 0.4-0.7㎛）

光学ウインドウ

UV 反射強化アルミ（R>85% ＠ 0.25-0.7㎛）
銀（保護膜付き）（R>98% ＠ 0.5-0.8㎛）
反射強化アルミ（R>95% ＠ 0.45-0.65㎛）

光学フィルタ

金（保護膜付き）（R>97% ＠ 0.8-0.2㎛,R>94% ＠ 0.7-0.8㎛）

偏光素子■ スパッタ法によるコーティング
従来、コーティングには、真空蒸着法を用いてきましたが、情報通信機器分野、ディスプレイ分野、民生用光学機器分野等への普及に伴い、波長板求められる光学フィルタが多種多用かつ高品質なものへと移行しています。真空蒸着法による薄膜は、特に誘電体薄膜では粗くなりやすく、使用環境、経時変化によっては水分吸着などが発生し、光学特性に問題をきたす場合があります。

ＮＤフィルタそこで近年では、プラズマやイオンビームによるアシスト機構を加え、薄膜の緻密性、耐環境性を向上させた真空蒸着法であるＩＡＤ法、ＩＰ法等が主に使われています。一方、ディスプレイ、半導体分野での薄膜コーティングには、スパッタ法が主に使用されています。
スパッタ法とは高いエネルギーをもったイオンを成膜材料（ターゲット）に衝突させ、飛び出した原子・分子を基板上に薄膜化させる方法でスペイシャルフィルタもあり、光学フィルタにはあまり利用されませんでした。

その他
光学部品

す。この時の原子・分子のエネルギーは真空蒸着法のおよそ 100 倍とも言われ、膜質が優れていることは勿論、大面積基板へのコーティング

ルスパッタ法は、始めに原子層レベルの金属薄膜を形成させ、その後、酸素プラズマによりこの金属膜を酸化させて誘電体薄膜とする方式でが可能で、生産性にも秀でています。しかし、誘電体多層膜の成膜速度が非常に遅く、また、異常放電によるパーティクルの発生などの短所
今回、ご紹介する光学フィルタ製品には、このスパッタ法を応用した " デジタルスパッタ法 " でコーティングしている物もあります。デジタす。これにより、スパッタ薄膜の優位点である膜の緻密性、平滑性、耐環境性、アモルファス性などを保持したままで成膜速度の向上が可能となり、品質と大型基板への成膜生産性を兼ね備えた光学フィルタをご提供することができます。

930

ユニット製品総合カタログ 38号

オプティカルユニット ／ オプティカルエレメント ／ 光学用ミラー
CONTACT［東京］TEL：03 (3257)1911・FAX：03 (3257)1915［大阪］TEL：06 (6306)1911・FAX：06 (6306)1912

E-mail：eigyou@chuo.co.jp

URL：www.chuo.co.jp

オプティカル オプティカル オプティカル オプティカル
ベース
アクセサリ
エレメント
実験セット

■ スパッタ法による誘電体多層膜光学フィルタの特長
1. 基本的に光損失がない（高反射率、高透過率）
2. 金属膜よりも機械強度が高く、環境耐性もあり丈夫
3. 基板と膜の密着性が高く膜が緻密にできることから、平滑性が良好、温度変化などの環境特性に優れる
10080

初期値

Ｔ︵％︶

投入後

シフトレス

604020

単レンズ

0350

温度サイクル（−408509501050レンズ

真空蒸着法 光学フィルタ断面像

750650
λ（nm）

550

80 °
C、300 回）での光学特性変化

非球面レンズ■ 基板の面精度による性能の違い

アクロマティック

スパッタ法 光学フィルタ断面像

450

レーザーの可干渉性（Coherency）を利用した干渉実験や、遥か遠く彼方にある星の観察を目的とした天文用に使用される高精度研磨仕上げのミラーは、反射用コーティングが施される前の基板自体の面精度が総じて高く、一般的には 1/8-1/10 λ以下の面精度を持った製品が殆ど

ボール
レンズです。ミラーの場合、ミラーにより反射された光の波面は、反射面における基板の面精度に依存します。この場合、光路が反射面に当たって再び戻ることから（垂直入射の場合）、反射波面の大きさは面精度の実質 2 倍の大きさになります。一例として 1/10 λの面精度を持つミラー製

シリンドリカル
レンズ品の場合、その反射波面は 1/5 λになります。このようにして考えると、無収差とみなせる 1/4 λ以下の波面収差（レイリーリミット）が得られる基板面精度は、1/8 λ以下のミラー製品に限定されることになります。

フレネル
レンズ

高精度研磨仕上げのミラーとは対照的に、ソーダ石灰ガラス（青板ガラス）を用いたフロートガラス基板採用のミラー（面精度 4-6 λ /25.4 ㎜レベル）
は、画像情報（多色光）の反射用ミラーとして広く用いられます。フロート法により製造されるため、安価で、比較的大きなサイズの基ビームエキスパンダ板も製作が可能です。また高精度研磨仕上げとフロートガラス基板のミラーの中間的位置に属する標準的研磨仕上げのミラー（面精度 1/4-1 λレベル）
は BK7 などの光学ガラスを用いた研磨ガラスを基板に採用しています。前述の 2 種類のミラーの中間的性質（性能）を有し、フロートガラス基板採用のミラーでは実用上不十分な場合は、こちらの面精度のタイプが次の選択肢となります。またコストパフォーマンスにも優れ光学用ミラーます。アプリケーションやご予算に応じてお選びください。

ビームスプリッタ■ 基板の材料による性能の違い
高精度ミラーに求められるもう一つの重要なファクターに、基板の熱膨張特性があります。周辺温度の変化が激しい場所に使用する場合、プリズム

熱膨張による反射波面の位相変化量（位相シフト量）を極力抑えるためには、熱膨張係数の低い基板を用いることが特に重要です。ミラーの基板に用いられる代表的な光学ガラスである N-BK7 の場合、熱膨張係数は 7.1 × 10-6/℃になりますが、パイレックスⓇ の場合は 3.2 × 10-6/℃と光学ウインドウ

BK7 の半分以下になります。合成石英の場合は更に低く、0.55 × 10-6/℃とパイレックスⓇ の約 1/6 になります。ゼロデュアⓇ は更にその上をいき、0.05 × 10-6/℃と合成石英の 1/10 以下になります。
熱膨張係数の違いによる位相変化の一例として、パイレックスⓇ と合成石英を比べてみます。基板の板厚が 10 ㎜の合成石英の場合、熱膨張係数が前述の 0.55 × 10-6/℃であることから、実質 5.5nm/℃の熱膨張があることになります。仮に 10℃の温度上昇があったとすると、55nm分（＝ 1/10 λ（＠ 550nm））の膨張があります。ミラーの場合は、光路が反射面に当たって再び戻るため（垂直入射の場合）、実際には熱膨張量の2 倍の位相シフト量が発生し、1/5 λ分の位相シフトが生じることになります。これに対しパイレックスⓇ の場合は、同じ考え方により、結果として 1 λ以上の位相シフトが発生します。このように、熱膨張係数の極めて低い合成石英やゼロデュアⓇ 基板を用いたミラーの使用は、航光学フィルタ
偏光素子

空宇宙学や精密な可干渉実験を求める用途には非常に重要となります。

波長板■ 特性比較

光学特性1.523

N-BK71.5168

アッベ数（vd=（nd-1）（/ nF-nC））

66.158.564.2

密度（g/cm3）

2.2

2.55

2.51

ヤング率（kN/mm2）

6371.5

81.5

ポワソン比

0.2

0.219

0.206

ヌーブ硬度

480542610（/K）
熱膨張係数（20~300℃範囲）

3.25 × 10-6

9.4 × 10-6

8.3 × 10-6比熱（J/g・K）

0.8

0.77

0.86

ユニット製品総合カタログ 38号

その他
光学部品

温度特性

B270 スーパーホワイト

スペイシャルフィルタ

機械特性

1.472

ＮＤフィルタテンパックスフロート
屈折率（nd）

931