专利名称：反射防止膜、透镜、光学系统、物镜以及光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及反射防止膜、使用了该反射防止膜的透镜、光学系统、物镜以及使用了该光学系统的光学设备。
背景技术：
作为以往的紫外光用的反射防止膜，提出了专利文献I记载的反射防止膜。该反射防止膜是如下的膜在透明基板面上交替形成包含Al2O3膜的中间折射率层、和包含MgF2的低折射率层并设为4层 7层，在波长248nm (KrF准分子激光波长)、和除此以外 的波长(例如He — Ne激光波长633nm)这两个波长处防止反射。此外，在专利文献2中，提出了层叠7层的膜，该膜是在波长350nm至波长SOOnm的范围内具有O. 6%以下的宽频带反射性的防止膜。在使用激光进行处理的光学装置中，需要同时进行波长400nm 700nm的可见区(根据需要为紫外区或红外区)内的观察，和进行处理的激光波长、例如YAG激光的第3高次谐波(振荡波长355nm)的照射(透射)。此外，将以往提出的2波长反射防止膜设计为对准分子激光波长248nm和波长600nm 700nm以I. 5%以下防止反射。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特许第3232727号公报专利文献2 日本特许第4190773号公报
发明内容
发明所要解决的课题但是，在不变更上述反射防止膜的膜结构、而应用到YAG激光的第3高次谐波(振荡波长355nm)来进行波长移动时，存在反射率在波长400nm 600nm范围内变为3%以上，由此可见区内的观察变得困难的问题。此外，以往的反射防止膜使用TiO2那样的折射率超过I. 8的高折射率材料构成。一般而言，TiO2那样的高折射率材料在波长400nm以下的紫外区域范围内的膜吸收率高。因此在使用紫外区的激光、例如YAG激光的第3高次谐波(振荡波长355nm)的情况下，存在如下问题反射防止膜由于光的吸收而损伤，膜结构发生变化，从而不能得到预定的分光特性、例如反射防止特性。因此，本发明的目的在于能够通过适当设定反射防止膜的材质的折射率和膜结构，主要针对波长小于400nm的紫外区域、和波长400nm 700nm的可见区域这两个区域的光，提供光学上稳定、光的吸收较少，并且能够有效地实现预定的反射防止的反射防止膜。本发明的目的还在于，提供例如适于进行激光处理的各种光学透镜的2波长反射防止膜作为这种反射防止膜。
用于解决课题的手段为了解决上述课题并达到目的，本发明的反射防止膜具有在透明的基板上从空气侧向基板侧依次形成有第I层、第2层、第3层、第4层、第5层、第6层的6层以上的薄膜的结构，从空气侧起的第奇数个薄膜是低折射率膜，第偶数个薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中间折射率膜，在将中心波长λ O下的中间折射率膜和低折射率膜的折射率分别设为NM、Nl时，同时满足下式(I)、( 2 )、( 3 )，λ O = 500nm · · · (I)I. 45 刍 Nm 刍 I. 8 · · (2) Nl < I. 45 · · · (3)该反射防止膜的特征在于，在紫外区的波长λ I、和可见区的波长λ 2处防止反射，同时满足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)。Al = 355nm · · · (4)400nm 刍 λ 2 刍 700nm · · · (5)Rl ^ I. 0% · · · (6)R2 ^ I. 5% · · · (7)Kl ^ I. 0% · · · (8)K2 ^ I. 0% · · · (9)此处，Rl是波长λ I下的反射率，R2是波长λ 2下的反射率，Kl是波长λ I下的膜吸收率，Κ2是波长λ 2下的膜吸收率，膜吸收率为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)。本发明的反射防止膜优选的是，基板的折射率小于I. 85。本发明的反射防止膜优选的是，基板的折射率为I. 85以上。本发明的反射防止膜优选的是，同时满足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、
(16)。O. 229Χ λ O 刍 dl 刍 O. 234Χ λ O · · .(10)O. 260Χ λ O 刍 d2 刍 O. 268Χ λ O · · .(11)O. 045X λ O 刍 d3 刍 O. 077X λ O · · .(12)O. 074X λ O 刍 d4 刍 O. 118X λ O · · .(13)O. 211Χ λ O 刍 d5 刍 O. 277Χ λ O · · .(14)O. 035X λ O 刍 d6 刍 O. 150X λ O · · .(15)O. 039Χ λ O 刍 d7 刍 O. 207Χ λ O · · .(16)此处，dl是第I层的光学膜厚，d2是第2层的光学膜厚，
d3是第3层的光学膜厚，d4是第4层的光学膜厚，d5是第5层的光学膜厚，d6是第6层的光学膜厚，d7是第7层的光学膜厚， 光学膜厚为折射率X几何学厚度。本发明的反射防止膜优选的是，同时满足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。0233X λ O 刍 dl 刍 0234X λ O · · · (17)O. 269Χ λ O 刍 d2 刍 O. 289Χ λ O · · .(18)O. 072X λ O 刍 d3 刍 O. 073X λ O · · .(19)O. 106X λ O 刍 d4 刍 O. 127X λ O · · .(20)O. 146Χ λ O 刍 d5 刍 O. 211Χ λ O · · .(21)O. 253X λ O 刍 d6 刍 O. 278X λ O · · .(22)此处，dl是第I层的光学膜厚，d2是第2层的光学膜厚，d3是第3层的光学膜厚，d4是第4层的光学膜厚，d5是第5层的光学膜厚，d6是第6层的光学膜厚，d7是第7层的光学膜厚，光学膜厚为折射率X几何学厚度。本发明的反射防止膜优选的是，中间折射率层的材料是A1203、SiO2, LaF3、NdF3、YF3> CeF3或包含这些化合物的混合物，低折射率层的材料是MgF2、BaF2、LiF、A1F3、NaF、CaF2或包含这些化合物的混合物。本发明的透镜的特征在于，被施加了上述任意一个反射防止膜。本发明的光学系统的特征在于，具有上述透镜。本发明的物镜的特征在于，具有上述光学系统。本发明的光学设备的特征在于，具有上述光学系统，使用光学系统进行观察并且会聚激光。发明的效果本发明的反射防止膜起到如下效果主要针对波长小于400nm的紫外区域和波长400nm 700nm的可见区域这两个区域的光,在光学上稳定，光的吸收较少，并且能够有效地实现预定的反射防止。
图I是示出表I所示的实施例I 9的反射防止膜的分光反射率特性的曲线图。图2是示出表I的实施例中的基材折射率的上下限的实施例1、9和从这些之间的实施例中选择出的实施例5的分光反射率特性的曲线图。
图3是关于实施例1，针对波长绘制将基板的反射率和透射率进行相加后的值、以及将施加反射防止膜后的基板的反射率和透射率进行相加后的值的曲线图。图4是关于实施例1，针对波长绘制膜吸收率后的曲线图。图5是示出表2所示的实施例10 12的分光反射率特性的曲线图。图6是示出表3所示的实施例13、14的分光反射率特性的曲线图。图7是示出表4所示的比较例的分光反射率特性的曲线图。图8是示出第4实施方式的修补装置的结构的图。图9是示出第5实施方式的显微镜的结构的图。
具体实施例方式下面，根据附图来详细地说明本发明的反射防止膜的实施方式。另外，本发明不受以下实施方式的限定。首先，在实施方式的说明之前，对本发明的作用/效果进行说明。本发明的反射防止膜具有在透明的基板上从空气侧向基板侧依次形成有第I层、第2层、第3层、第4层、第5层、第6层的6层以上的薄膜的结构，从空气侧起的第奇数个薄膜是低折射率膜，第偶数个薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中间折射率膜，在将中心波长λ O下的中间折射率膜和低折射率膜的折射率分别设为ΝΜ、队时，同时满足下式(1)、(2)、(3)，λ O = 500nm · · · (I)I. 45 刍 Nm 刍 I. 8 · · · (2)·Nl < I. 45 · · · (3)该反射防止膜的特征在于，在紫外区的波长λ I、和可见区的波长λ 2处防止反射，同时满足下式(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)此处，Rl是波长λ I下的反射率，R2是波长λ 2下的反射率，Kl是波长λ I下的膜吸收率，Κ2是波长λ 2下的膜吸收率，膜吸收率为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，针对基板的反射率和施加反射防止膜后的基板的反射率应用上式(6)、(7)。在上式(6) (9)中的任意一个以上超过了上限值的情况下，在光学上变得不稳定，光的吸收变多，从而难以有效实现预定的反射防止。本发明的反射防止膜优选的是，同时满足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、
(16)。O. 229X λ O 刍 dl 刍 O. 234X λ O · · .(10)O. 260Χ λ O 刍 d2 刍 O. 268Χ λ O · · .(11)O. 045X λ O 刍 d3 刍 O. 077X λ O · · .(12)O. 074X λ O 刍 d4 刍 O. 118X λ O · · .(13) O. 211Χ λ O 刍 d5 刍 O. 277Χ λ O · · .(14)O. 035X λ O 刍 d6 刍 O. 150X λ O · · .(15)O. 039Χ λ O 刍 d7 刍 O. 207Χ λ O · · .(16)此处，dl是第I层的光学膜厚，d2是第2层的光学膜厚，d3是第3层的光学膜厚，d4是第4层的光学膜厚，d5是第5层的光学膜厚，d6是第6层的光学膜厚，d7是第7层的光学膜厚，光学膜厚为折射率X几何学厚度。在不满足上式(10 ) (16 )中的任意一个以上的情况下，在光学上变得不稳定，光的吸收变多，从而难以有效实现预定的反射防止。本发明的反射防止膜优选的是，同时满足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)。O. 233X λ O 刍 dl 刍 O. 234X λ O · · .(17)O. 269Χ λ O 刍 d2 刍 O. 289Χ λ O · · .(18)O. 072X λ O 刍 d3 刍 O. 073X λ O · · .(19)O. 106X λ O 刍 d4 刍 O. 127X λ O · · .(20)O. 146Χ λ O 刍 d5 刍 O. 211Χ λ O · · .(21)O. 253X λ O 刍 d6 刍 O. 278X λ O · · .(22)此处，dl是第I层的光学膜厚，d2是第2层的光学膜厚，d3是第3层的光学膜厚，d4是第4层的光学膜厚，d5是第5层的光学膜厚，d6是第6层的光学膜厚，d7是第7层的光学膜厚，光学膜厚为折射率X几何学厚度。在不满足上式(17) (22)中的任意一个以上的情况下，在光学上变得不稳定，光的吸收变多，从而难以有效实现预定的反射防止。
表I是示出第I实施方式的7层结构的反射防止膜的结构的表。表2是示出第2实施方式的7层结构的反射防止膜的结构的表。表3是不出第3实施方式的6层结构的反射防止膜的结构的表。表4是示出作为比较例的6层结构的反射防止膜的结构的表。在表I 4中，按照相对于基板的层叠顺序示出了各层的材料和光学膜厚。光学膜厚是对各表记载的数值乘以各实施方式的设计波长λO后的数值。此外，表和附图中的基板材料名称除了记载了具体的物质名称的名称以外，均为小原株式会社的商标。[表I]
权利要求
1. 一种反射防止膜，其具有在透明的基板上从空气侧向所述基板侧依次形成有第I层、第2层、第3层、第4层、第5层、第6层的6层以上的薄膜的结构，从所述空气侧起的第奇数个薄膜是低折射率膜，第偶数个薄膜是低折射率膜或折射率比所述低折射率膜大的中间折射率膜，在将中心波长λ O下的所述中间折射率膜和所述低折射率膜的折射率分别设为了 ΝΜ、队时，同时满足下式(I)、(2)、(3)，λ O = 500nm · · · (I)1.45 ^ Nm ^ I. 8 · · · (2)Nl < I. 45 · · · (3) 该反射防止膜的特征在于，在紫外区的波长λ I、和可见区的波长λ 2处防止反射， 同时满足下式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)， λ I = 355nm · · · (4)400nm = λ 2 = 700nm · · · (5)Rl 刍 I. 0% · · · (6)R2 刍 I. 5% · · · (7)Kl 刍 I. 0% · · · (8)K2 刍 I. 0% · · · (9) 此处， Rl是波长λ I下的反射率， R2是波长λ 2下的反射率， Kl是波长λ I下的膜吸收率， Κ2是波长λ 2下的膜吸收率， 所述膜吸收率为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.根据权利要求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.根据权利要求I所述的反射防止膜，其特征在于， 所述基板的折射率为I. 85以上。
4.根据权利要求2所述的反射防止膜，其特征在于， 所述反射防止膜同时满足下式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)，O. 229Χ λ O 刍 dl 刍 O. 234Χ λ O · · *(10)O. 260Χ λ O 刍 d2 刍 O. 268Χ λ O · · *(11)O. 045Χ λ O 刍 d3 刍 O. 077Χ λ O · · *(12)O. 074Χ λ O 刍 d4 刍 O. 118Χ λ O · · *(13)O. 211Χ λ O 刍 d5 刍 O. 277Χ λ O · · *(14)O. 035Χ λ O 刍 d6 刍 O. 150Χ λ O · · *(15)O. 039Χ λ O 刍 d7 刍 O. 207Χ λ O · · *(16) 此处， dl是所述第I层的光学膜厚， d2是所述第2层的光学膜厚，d3是所述第3层的光学膜厚， d4是所述第4层的光学膜厚， d5是所述第5层的光学膜厚， d6是所述第6层的光学膜厚， d7是所述第7层的光学膜厚， 所述光学膜厚为折射率X几何学厚度。
5.根据权利要求3所述的反射防止膜，其特征在于， 所述反射防止膜同时满足下式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)，O. 233X λ O 刍 dl 刍 O. 234X λ O · · *(17)O. 269Χ λ O 刍 d2 刍 O. 289Χ λ O · · *(18)O. 072Χ λ O 刍 d3 刍 O. 073Χ λ O · · *(19)O. 106Χ λ O 刍 d4 刍 O. 127Χ λ O · · · (20)O.146Χ λ O 刍 d5 刍 O. 211Χ λ O · · *(21)O.253Χ λ O 刍 d6 刍 O. 278Χ λ O · · *(22) 此处， dl是所述第I层的光学膜厚， d2是所述第2层的光学膜厚， d3是所述第3层的光学膜厚， d4是所述第4层的光学膜厚， d5是所述第5层的光学膜厚， d6是所述第6层的光学膜厚， d7是所述第7层的光学膜厚， 所述光学膜厚为折射率X几何学厚度。
6.根据权利要求I 5中的任意一项所述的反射防止膜，其特征在于， 所述中间折射率层的材料为Al2O3、SiO2、LaF3、NdF3、YF3、CeF3或包含这些化合物的混合物， 所述低折射率层的材料为MgF2、BaF2、LiF、AlF3、NaF、CaF2或包含这些化合物的混合物。
7.—种透镜，其特征在于，该透镜被施加了权利要求I 6中的任意一项所述的反射防止膜。
8.一种光学系统，其特征在于，该光学系统具有权利要求7所述的透镜。
9.一种物镜，其特征在于，该物镜具有权利要求8所述的光学系统。
10.一种光学设备，其特征在于，该光学设备具有权利要求8所述的光学系统，使用所述光学系统进行观察并且会聚激光。
全文摘要
提供对于紫外区域和可见区域这两个区域的光，光学上稳定，光的吸收较少，并且能够有效实现预定的反射防止的反射防止膜。具有在透明的基板上从空气侧向基板侧依次形成有第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第6层的6层以上的薄膜的结构，从空气侧起的第奇数个薄膜是低折射率膜，第偶数个薄膜是低折射率膜或折射率比低折射率膜大的中间折射率膜，在将中心波长λ0下的中间折射率膜和低折射率膜的折射率分别设为了NM、NL时，它们满足预定的式子，并且紫外区的波长λ1和可见区的波长λ2满足预定的式子。
文档编号B32B7/02GK102918428SQ20118002680
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年9月2日
发明者井藤佳人, 丰原延好 申请人:奥林巴斯株式会社