專利名稱：反射防止膜、透鏡、光學(xué)系統(tǒng)、物鏡以及光學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射防止膜、使用了該反射防止膜的透鏡、光學(xué)系統(tǒng)、物鏡以及使用了該光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為以往的紫外光用的反射防止膜，提出了專利文獻(xiàn)I記載的反射防止膜。該反射防止膜是如下的膜在透明基板面上交替形成包含Al2O3膜的中間折射率層、和包含MgF2的低折射率層并設(shè)為4層 7層，在波長(zhǎng)248nm (KrF準(zhǔn)分子激光波長(zhǎng))、和除此以外 的波長(zhǎng)(例如He — Ne激光波長(zhǎng)633nm)這兩個(gè)波長(zhǎng)處防止反射。此外，在專利文獻(xiàn)2中，提出了層疊7層的膜，該膜是在波長(zhǎng)350nm至波長(zhǎng)SOOnm的范圍內(nèi)具有O. 6%以下的寬頻帶反射性的防止膜。在使用激光進(jìn)行處理的光學(xué)裝置中，需要同時(shí)進(jìn)行波長(zhǎng)400nm 700nm的可見區(qū)(根據(jù)需要為紫外區(qū)或紅外區(qū))內(nèi)的觀察，和進(jìn)行處理的激光波長(zhǎng)、例如YAG激光的第3高次諧波(振蕩波長(zhǎng)355nm)的照射(透射)。此外，將以往提出的2波長(zhǎng)反射防止膜設(shè)計(jì)為對(duì)準(zhǔn)分子激光波長(zhǎng)248nm和波長(zhǎng)600nm 700nm以I. 5%以下防止反射?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特許第3232727號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許第4190773號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，在不變更上述反射防止膜的膜結(jié)構(gòu)、而應(yīng)用到Y(jié)AG激光的第3高次諧波(振蕩波長(zhǎng)355nm)來進(jìn)行波長(zhǎng)移動(dòng)時(shí)，存在反射率在波長(zhǎng)400nm 600nm范圍內(nèi)變?yōu)?%以上，由此可見區(qū)內(nèi)的觀察變得困難的問題。此外，以往的反射防止膜使用TiO2那樣的折射率超過I. 8的高折射率材料構(gòu)成。一般而言，TiO2那樣的高折射率材料在波長(zhǎng)400nm以下的紫外區(qū)域范圍內(nèi)的膜吸收率高。因此在使用紫外區(qū)的激光、例如YAG激光的第3高次諧波(振蕩波長(zhǎng)355nm)的情況下，存在如下問題反射防止膜由于光的吸收而損傷，膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而不能得到預(yù)定的分光特性、例如反射防止特性。因此，本發(fā)明的目的在于能夠通過適當(dāng)設(shè)定反射防止膜的材質(zhì)的折射率和膜結(jié)構(gòu)，主要針對(duì)波長(zhǎng)小于400nm的紫外區(qū)域、和波長(zhǎng)400nm 700nm的可見區(qū)域這兩個(gè)區(qū)域的光，提供光學(xué)上穩(wěn)定、光的吸收較少，并且能夠有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反射防止的反射防止膜。本發(fā)明的目的還在于，提供例如適于進(jìn)行激光處理的各種光學(xué)透鏡的2波長(zhǎng)反射防止膜作為這種反射防止膜。
用于解決課題的手段為了解決上述課題并達(dá)到目的，本發(fā)明的反射防止膜具有在透明的基板上從空氣側(cè)向基板側(cè)依次形成有第I層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從空氣側(cè)起的第奇數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長(zhǎng)λ O下的中間折射率膜和低折射率膜的折射率分別設(shè)為NM、Nl時(shí)，同時(shí)滿足下式(I)、( 2 )、( 3 )，λ O = 500nm · · · (I)I. 45 芻 Nm 芻 I. 8 · · (2) Nl < I. 45 · · · (3)該反射防止膜的特征在于，在紫外區(qū)的波長(zhǎng)λ I、和可見區(qū)的波長(zhǎng)λ 2處防止反射，同時(shí)滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)。Al = 355nm · · · (4)400nm 芻 λ 2 芻 700nm · · · (5)Rl ^ I. 0% · · · (6)R2 ^ I. 5% · · · (7)Kl ^ I. 0% · · · (8)K2 ^ I. 0% · · · (9)此處，Rl是波長(zhǎng)λ I下的反射率，R2是波長(zhǎng)λ 2下的反射率，Kl是波長(zhǎng)λ I下的膜吸收率，Κ2是波長(zhǎng)λ 2下的膜吸收率，膜吸收率為100 - (100 -(基板的反射率+基板的透射率))一(施加反射防止膜后的基板的反射率+施加反射防止膜后的基板的透射率)。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，基板的折射率小于I. 85。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，基板的折射率為I. 85以上。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時(shí)滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、
(16)。O. 229Χ λ O 芻 dl 芻 O. 234Χ λ O · · .(10)O. 260Χ λ O 芻 d2 芻 O. 268Χ λ O · · .(11)O. 045X λ O 芻 d3 芻 O. 077X λ O · · .(12)O. 074X λ O 芻 d4 芻 O. 118X λ O · · .(13)O. 211Χ λ O 芻 d5 芻 O. 277Χ λ O · · .(14)O. 035X λ O 芻 d6 芻 O. 150X λ O · · .(15)O. 039Χ λ O 芻 d7 芻 O. 207Χ λ O · · .(16)此處，dl是第I層的光學(xué)膜厚，d2是第2層的光學(xué)膜厚，
d3是第3層的光學(xué)膜厚，d4是第4層的光學(xué)膜厚，d5是第5層的光學(xué)膜厚，d6是第6層的光學(xué)膜厚，d7是第7層的光學(xué)膜厚， 光學(xué)膜厚為折射率X幾何學(xué)厚度。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時(shí)滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。0233X λ O 芻 dl 芻 0234X λ O · · · (17)O. 269Χ λ O 芻 d2 芻 O. 289Χ λ O · · .(18)O. 072X λ O 芻 d3 芻 O. 073X λ O · · .(19)O. 106X λ O 芻 d4 芻 O. 127X λ O · · .(20)O. 146Χ λ O 芻 d5 芻 O. 211Χ λ O · · .(21)O. 253X λ O 芻 d6 芻 O. 278X λ O · · .(22)此處，dl是第I層的光學(xué)膜厚，d2是第2層的光學(xué)膜厚，d3是第3層的光學(xué)膜厚，d4是第4層的光學(xué)膜厚，d5是第5層的光學(xué)膜厚，d6是第6層的光學(xué)膜厚，d7是第7層的光學(xué)膜厚，光學(xué)膜厚為折射率X幾何學(xué)厚度。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，中間折射率層的材料是A1203、SiO2, LaF3、NdF3、YF3> CeF3或包含這些化合物的混合物，低折射率層的材料是MgF2、BaF2、LiF、A1F3、NaF、CaF2或包含這些化合物的混合物。本發(fā)明的透鏡的特征在于，被施加了上述任意一個(gè)反射防止膜。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的特征在于，具有上述透鏡。本發(fā)明的物鏡的特征在于，具有上述光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的特征在于，具有上述光學(xué)系統(tǒng)，使用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行觀察并且會(huì)聚激光。發(fā)明的效果本發(fā)明的反射防止膜起到如下效果主要針對(duì)波長(zhǎng)小于400nm的紫外區(qū)域和波長(zhǎng)400nm 700nm的可見區(qū)域這兩個(gè)區(qū)域的光,在光學(xué)上穩(wěn)定，光的吸收較少，并且能夠有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反射防止。


圖I是示出表I所示的實(shí)施例I 9的反射防止膜的分光反射率特性的曲線圖。圖2是示出表I的實(shí)施例中的基材折射率的上下限的實(shí)施例1、9和從這些之間的實(shí)施例中選擇出的實(shí)施例5的分光反射率特性的曲線圖。
圖3是關(guān)于實(shí)施例1，針對(duì)波長(zhǎng)繪制將基板的反射率和透射率進(jìn)行相加后的值、以及將施加反射防止膜后的基板的反射率和透射率進(jìn)行相加后的值的曲線圖。圖4是關(guān)于實(shí)施例1，針對(duì)波長(zhǎng)繪制膜吸收率后的曲線圖。圖5是示出表2所示的實(shí)施例10 12的分光反射率特性的曲線圖。圖6是示出表3所示的實(shí)施例13、14的分光反射率特性的曲線圖。圖7是示出表4所示的比較例的分光反射率特性的曲線圖。圖8是示出第4實(shí)施方式的修補(bǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是示出第5實(shí)施方式的顯微鏡的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的反射防止膜的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明不受以下實(shí)施方式的限定。首先，在實(shí)施方式的說明之前，對(duì)本發(fā)明的作用/效果進(jìn)行說明。本發(fā)明的反射防止膜具有在透明的基板上從空氣側(cè)向基板側(cè)依次形成有第I層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從空氣側(cè)起的第奇數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長(zhǎng)λ O下的中間折射率膜和低折射率膜的折射率分別設(shè)為ΝΜ、隊(duì)時(shí)，同時(shí)滿足下式(1)、(2)、(3)，λ O = 500nm · · · (I)I. 45 芻 Nm 芻 I. 8 · · · (2)·Nl < I. 45 · · · (3)該反射防止膜的特征在于，在紫外區(qū)的波長(zhǎng)λ I、和可見區(qū)的波長(zhǎng)λ 2處防止反射，同時(shí)滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)。λ I = 355nm · · · (4)400nm = λ 2 = 700nm · · · (5)Rl ^ I. 0% · · · (6)R2 ^ I. 5% · · · (7)Kl ^ I. 0% · · · (8)Κ2 ^ I. 0% · · · (9)此處，Rl是波長(zhǎng)λ I下的反射率，R2是波長(zhǎng)λ 2下的反射率，Kl是波長(zhǎng)λ I下的膜吸收率，Κ2是波長(zhǎng)λ 2下的膜吸收率，膜吸收率為100 - (100 -(基板的反射率+基板的透射率))一(施加反射防止膜后的基板的反射率+施加反射防止膜后的基板的透射率)。另外，針對(duì)基板的反射率和施加反射防止膜后的基板的反射率應(yīng)用上式(6)、(7)。在上式(6) (9)中的任意一個(gè)以上超過了上限值的情況下，在光學(xué)上變得不穩(wěn)定，光的吸收變多，從而難以有效實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反射防止。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時(shí)滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、
(16)。O. 229X λ O 芻 dl 芻 O. 234X λ O · · .(10)O. 260Χ λ O 芻 d2 芻 O. 268Χ λ O · · .(11)O. 045X λ O 芻 d3 芻 O. 077X λ O · · .(12)O. 074X λ O 芻 d4 芻 O. 118X λ O · · .(13) O. 211Χ λ O 芻 d5 芻 O. 277Χ λ O · · .(14)O. 035X λ O 芻 d6 芻 O. 150X λ O · · .(15)O. 039Χ λ O 芻 d7 芻 O. 207Χ λ O · · .(16)此處，dl是第I層的光學(xué)膜厚，d2是第2層的光學(xué)膜厚，d3是第3層的光學(xué)膜厚，d4是第4層的光學(xué)膜厚，d5是第5層的光學(xué)膜厚，d6是第6層的光學(xué)膜厚，d7是第7層的光學(xué)膜厚，光學(xué)膜厚為折射率X幾何學(xué)厚度。在不滿足上式(10 ) (16 )中的任意一個(gè)以上的情況下，在光學(xué)上變得不穩(wěn)定，光的吸收變多，從而難以有效實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反射防止。本發(fā)明的反射防止膜優(yōu)選的是，同時(shí)滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。O. 233X λ O 芻 dl 芻 O. 234X λ O · · .(17)O. 269Χ λ O 芻 d2 芻 O. 289Χ λ O · · .(18)O. 072X λ O 芻 d3 芻 O. 073X λ O · · .(19)O. 106X λ O 芻 d4 芻 O. 127X λ O · · .(20)O. 146Χ λ O 芻 d5 芻 O. 211Χ λ O · · .(21)O. 253X λ O 芻 d6 芻 O. 278X λ O · · .(22)此處，dl是第I層的光學(xué)膜厚，d2是第2層的光學(xué)膜厚，d3是第3層的光學(xué)膜厚，d4是第4層的光學(xué)膜厚，d5是第5層的光學(xué)膜厚，d6是第6層的光學(xué)膜厚，d7是第7層的光學(xué)膜厚，光學(xué)膜厚為折射率X幾何學(xué)厚度。在不滿足上式(17) (22)中的任意一個(gè)以上的情況下，在光學(xué)上變得不穩(wěn)定，光的吸收變多，從而難以有效實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反射防止。
表I是示出第I實(shí)施方式的7層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。表2是示出第2實(shí)施方式的7層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。表3是不出第3實(shí)施方式的6層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。表4是示出作為比較例的6層結(jié)構(gòu)的反射防止膜的結(jié)構(gòu)的表。在表I 4中，按照相對(duì)于基板的層疊順序示出了各層的材料和光學(xué)膜厚。光學(xué)膜厚是對(duì)各表記載的數(shù)值乘以各實(shí)施方式的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)λO后的數(shù)值。此外，表和附圖中的基板材料名稱除了記載了具體的物質(zhì)名稱的名稱以外，均為小原株式會(huì)社的商標(biāo)。[表I]
權(quán)利要求
1. 一種反射防止膜，其具有在透明的基板上從空氣側(cè)向所述基板側(cè)依次形成有第I層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從所述空氣側(cè)起的第奇數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜或折射率比所述低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長(zhǎng)λ O下的所述中間折射率膜和所述低折射率膜的折射率分別設(shè)為了 ΝΜ、隊(duì)時(shí)，同時(shí)滿足下式(I)、(2)、(3)，λ O = 500nm · · · (I)1.45 ^ Nm ^ I. 8 · · · (2)Nl < I. 45 · · · (3) 該反射防止膜的特征在于，在紫外區(qū)的波長(zhǎng)λ I、和可見區(qū)的波長(zhǎng)λ 2處防止反射， 同時(shí)滿足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)， λ I = 355nm · · · (4)400nm = λ 2 = 700nm · · · (5)Rl 芻 I. 0% · · · (6)R2 芻 I. 5% · · · (7)Kl 芻 I. 0% · · · (8)K2 芻 I. 0% · · · (9) 此處， Rl是波長(zhǎng)λ I下的反射率， R2是波長(zhǎng)λ 2下的反射率， Kl是波長(zhǎng)λ I下的膜吸收率， Κ2是波長(zhǎng)λ 2下的膜吸收率， 所述膜吸收率為100 - (100 -(所述基板的反射率+所述基板的透射率))一(施加所述反射防止膜后的所述基板的反射率+施加所述反射防止膜后的所述基板的透射率)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射防止膜，其特征在于， 所述基板的折射率小于I. 85。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射防止膜，其特征在于， 所述基板的折射率為I. 85以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射防止膜，其特征在于， 所述反射防止膜同時(shí)滿足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)，O. 229Χ λ O 芻 dl 芻 O. 234Χ λ O · · *(10)O. 260Χ λ O 芻 d2 芻 O. 268Χ λ O · · *(11)O. 045Χ λ O 芻 d3 芻 O. 077Χ λ O · · *(12)O. 074Χ λ O 芻 d4 芻 O. 118Χ λ O · · *(13)O. 211Χ λ O 芻 d5 芻 O. 277Χ λ O · · *(14)O. 035Χ λ O 芻 d6 芻 O. 150Χ λ O · · *(15)O. 039Χ λ O 芻 d7 芻 O. 207Χ λ O · · *(16) 此處， dl是所述第I層的光學(xué)膜厚， d2是所述第2層的光學(xué)膜厚，d3是所述第3層的光學(xué)膜厚， d4是所述第4層的光學(xué)膜厚， d5是所述第5層的光學(xué)膜厚， d6是所述第6層的光學(xué)膜厚， d7是所述第7層的光學(xué)膜厚， 所述光學(xué)膜厚為折射率X幾何學(xué)厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射防止膜，其特征在于， 所述反射防止膜同時(shí)滿足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)，O. 233X λ O 芻 dl 芻 O. 234X λ O · · *(17)O. 269Χ λ O 芻 d2 芻 O. 289Χ λ O · · *(18)O. 072Χ λ O 芻 d3 芻 O. 073Χ λ O · · *(19)O. 106Χ λ O 芻 d4 芻 O. 127Χ λ O · · · (20)O.146Χ λ O 芻 d5 芻 O. 211Χ λ O · · *(21)O.253Χ λ O 芻 d6 芻 O. 278Χ λ O · · *(22) 此處， dl是所述第I層的光學(xué)膜厚， d2是所述第2層的光學(xué)膜厚， d3是所述第3層的光學(xué)膜厚， d4是所述第4層的光學(xué)膜厚， d5是所述第5層的光學(xué)膜厚， d6是所述第6層的光學(xué)膜厚， d7是所述第7層的光學(xué)膜厚， 所述光學(xué)膜厚為折射率X幾何學(xué)厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中的任意一項(xiàng)所述的反射防止膜，其特征在于， 所述中間折射率層的材料為Al2O3、SiO2、LaF3、NdF3、YF3、CeF3或包含這些化合物的混合物， 所述低折射率層的材料為MgF2、BaF2、LiF、AlF3、NaF、CaF2或包含這些化合物的混合物。
7.—種透鏡，其特征在于，該透鏡被施加了權(quán)利要求I 6中的任意一項(xiàng)所述的反射防止膜。
8.一種光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，該光學(xué)系統(tǒng)具有權(quán)利要求7所述的透鏡。
9.一種物鏡，其特征在于，該物鏡具有權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)。
10.一種光學(xué)設(shè)備，其特征在于，該光學(xué)設(shè)備具有權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，使用所述光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行觀察并且會(huì)聚激光。
全文摘要
提供對(duì)于紫外區(qū)域和可見區(qū)域這兩個(gè)區(qū)域的光，光學(xué)上穩(wěn)定，光的吸收較少，并且能夠有效實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反射防止的反射防止膜。具有在透明的基板上從空氣側(cè)向基板側(cè)依次形成有第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的6層以上的薄膜的結(jié)構(gòu)，從空氣側(cè)起的第奇數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜，第偶數(shù)個(gè)薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中間折射率膜，在將中心波長(zhǎng)λ0下的中間折射率膜和低折射率膜的折射率分別設(shè)為了NM、NL時(shí)，它們滿足預(yù)定的式子，并且紫外區(qū)的波長(zhǎng)λ1和可見區(qū)的波長(zhǎng)λ2滿足預(yù)定的式子。
文檔編號(hào)B32B7/02GK102918428SQ20118002680
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者井藤佳人, 豐原延好 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社