JPH09189801A - 耐熱性反射防止膜付き光学部品 - Google Patents
耐熱性反射防止膜付き光学部品Info
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- JPH09189801A JPH09189801A JP8001566A JP156696A JPH09189801A JP H09189801 A JPH09189801 A JP H09189801A JP 8001566 A JP8001566 A JP 8001566A JP 156696 A JP156696 A JP 156696A JP H09189801 A JPH09189801 A JP H09189801A
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- Japan
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- antireflection film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 250℃以上の高温下でも反射率が増加する
ことがなく、安定した光学特性が得られる耐熱性反射防
止膜付き光学部品を提供する。 【解決手段】 耐熱性反射防止膜付き光学部品は、25
0℃以上に加熱される光学部品の少なくとも片面に、T
iOX(Xは1.9〜2.2)薄膜2からなる反射防止
膜が形成されている。TiOX薄膜2にSiO2薄膜3が
積層されている。
ことがなく、安定した光学特性が得られる耐熱性反射防
止膜付き光学部品を提供する。 【解決手段】 耐熱性反射防止膜付き光学部品は、25
0℃以上に加熱される光学部品の少なくとも片面に、T
iOX(Xは1.9〜2.2)薄膜2からなる反射防止
膜が形成されている。TiOX薄膜2にSiO2薄膜3が
積層されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、250℃以上の高温下
で使用可能な耐熱性反射防止膜が形成された光学部品に
関するものである。
で使用可能な耐熱性反射防止膜が形成された光学部品に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】光学ガラス、単結晶体、光学プラスチッ
クなどの光学部品は、一般に表面反射を減らすために反
射防止膜が設けられて使用される。反射防止膜は用途に
応じて単層または多層構造からなる。単層の場合は例え
ばTiO2、Ta2O5またはZrO2を原料とした薄膜層
で形成される。多層構造の場合は前記薄膜層の上にSi
O2を原料とした低屈折な薄膜層が積層された構造にさ
れることが多い。反射防止膜は、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法、スパッタリング法などによって光学部
品に形成される。
クなどの光学部品は、一般に表面反射を減らすために反
射防止膜が設けられて使用される。反射防止膜は用途に
応じて単層または多層構造からなる。単層の場合は例え
ばTiO2、Ta2O5またはZrO2を原料とした薄膜層
で形成される。多層構造の場合は前記薄膜層の上にSi
O2を原料とした低屈折な薄膜層が積層された構造にさ
れることが多い。反射防止膜は、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法、スパッタリング法などによって光学部
品に形成される。
【0003】反射防止膜の反射率は、光源波長、光線入
射角、各層の光学膜厚(屈折率と膜厚の積)および積層
構造によって決定される。高屈折率の反射防止膜として
酸化チタン、例えばTiO2が使用される。酸化チタン
としては、TiO、TiO2、Ti3O5などがあり、光
学部品に形成されるTiOXの組成(Xの値)は成膜技
術、成膜条件、原料組成に大きく依存する。TiOXか
らなる膜を形成する方法として、例えばK.Narasimha Ra
o,at.el,J.Vac.Sci.Technol.A11,394-397,(1993)には、
酸素イオンを基板に照射しながら250℃でTiOを基
板に蒸着させることによりTiO2膜を形成する方法が
記載されており、H.Demiryont,J.R.Sites,J.Vac.Sci.Te
chnol.A2,1457-1460,(1984)には、アルゴン−酸素混合
物のイオンビームを基板に照射しながらTiO2を蒸着
させる方法が記載されている。
射角、各層の光学膜厚(屈折率と膜厚の積)および積層
構造によって決定される。高屈折率の反射防止膜として
酸化チタン、例えばTiO2が使用される。酸化チタン
としては、TiO、TiO2、Ti3O5などがあり、光
学部品に形成されるTiOXの組成(Xの値)は成膜技
術、成膜条件、原料組成に大きく依存する。TiOXか
らなる膜を形成する方法として、例えばK.Narasimha Ra
o,at.el,J.Vac.Sci.Technol.A11,394-397,(1993)には、
酸素イオンを基板に照射しながら250℃でTiOを基
板に蒸着させることによりTiO2膜を形成する方法が
記載されており、H.Demiryont,J.R.Sites,J.Vac.Sci.Te
chnol.A2,1457-1460,(1984)には、アルゴン−酸素混合
物のイオンビームを基板に照射しながらTiO2を蒸着
させる方法が記載されている。
【0004】一方、光学部品は、他の光学部品や匡体と
接合固定する際に、はんだ、低融点ガラス等の金属、無
機物を用いて接合されることがある。はんだ、低融点ガ
ラスを用いて接合する場合には、それらの融点、ガラス
軟化点になるまでの加熱を必要とする。例えばAu−S
nはんだの場合には280℃以上の加熱を必要とする。
接合固定する際に、はんだ、低融点ガラス等の金属、無
機物を用いて接合されることがある。はんだ、低融点ガ
ラスを用いて接合する場合には、それらの融点、ガラス
軟化点になるまでの加熱を必要とする。例えばAu−S
nはんだの場合には280℃以上の加熱を必要とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この加熱によって光学
部品に形成された反射防止膜の光学膜厚が変化してしま
うため、TiO2の反射防止膜付き光学部品を280℃
程度以上に加熱してはんだ等で接合固定すると、接合後
の反射防止膜の反射率が増加してしまうという問題があ
った。上記文献でも、TiO2膜が250℃以上に加熱
されることは想定されていない。
部品に形成された反射防止膜の光学膜厚が変化してしま
うため、TiO2の反射防止膜付き光学部品を280℃
程度以上に加熱してはんだ等で接合固定すると、接合後
の反射防止膜の反射率が増加してしまうという問題があ
った。上記文献でも、TiO2膜が250℃以上に加熱
されることは想定されていない。
【0006】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、250℃以上に加熱して接合したり、高温下
で使用しても反射率が増加することがなく、安定した光
学特性が得られる耐熱性反射防止膜付き光学部品を提供
することを目的とする。
たもので、250℃以上に加熱して接合したり、高温下
で使用しても反射率が増加することがなく、安定した光
学特性が得られる耐熱性反射防止膜付き光学部品を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の耐熱性反射防止膜付き光学部品
は、図1に示すように、250℃以上に加熱される光学
部品の少なくとも片面に、TiOX(Xは1.9〜2.
2)薄膜2からなる反射防止膜が形成されている。
めになされた本発明の耐熱性反射防止膜付き光学部品
は、図1に示すように、250℃以上に加熱される光学
部品の少なくとも片面に、TiOX(Xは1.9〜2.
2)薄膜2からなる反射防止膜が形成されている。
【0008】TiOX薄膜2にSiO2薄膜3が積層され
ていることが好ましい。光学部品1は、例えば光学ガラ
ス、単結晶体または光学プラスチックが挙げられる。
ていることが好ましい。光学部品1は、例えば光学ガラ
ス、単結晶体または光学プラスチックが挙げられる。
【0009】
【作用】本発明の耐熱性反射防止膜付き光学部品は、T
iOXの酸素の組成量がX=1.9〜2.2からなる反
射防止膜が形成されているため、250℃以上の高温に
加熱しても、TiOXの組成が変化することがないため
光学膜厚が変化することがなく、反射防止膜の反射率が
増加してしまうことがない。
iOXの酸素の組成量がX=1.9〜2.2からなる反
射防止膜が形成されているため、250℃以上の高温に
加熱しても、TiOXの組成が変化することがないため
光学膜厚が変化することがなく、反射防止膜の反射率が
増加してしまうことがない。
【0010】
【実施例】図1は、本発明を適用する耐熱性反射防止膜
付き光学部品の実施例を示す断面図である。同図に示す
ように、耐熱性反射防止膜付き光学部品は、光学部品1
の両面に高屈折率層2および低屈折率層3からなる耐熱
性反射防止膜4が形成されている。この耐熱性反射防止
膜付き光学部品は、他の光学部品と接合される際、はん
だや低融点ガラスを使用して、250℃以上に加熱して
接合される。
付き光学部品の実施例を示す断面図である。同図に示す
ように、耐熱性反射防止膜付き光学部品は、光学部品1
の両面に高屈折率層2および低屈折率層3からなる耐熱
性反射防止膜4が形成されている。この耐熱性反射防止
膜付き光学部品は、他の光学部品と接合される際、はん
だや低融点ガラスを使用して、250℃以上に加熱して
接合される。
【0011】図2は、光学部品に耐熱性反射防止膜を形
成する真空蒸着装置を示す概略図である。同図に示すよ
うに、チャンバー6には、酸素導入口7および排気口8
が設けられ不図示の弁を開閉して密閉できるようになっ
ている。チャンバー6内の底部には電子銃9およびイオ
ン銃11が配置されており、電子銃9の上には耐熱性反
射防止膜の蒸着原料10を入れるためのるつぼ12が配
置されている。チャンバー6内の上部には光学部品1を
保持するための保持具13が配置され、保持具13には
チャンバー6外部から貫通して光学膜厚計14が取り付
けられている。尚、光学膜厚とは屈折率と膜厚の積であ
る。
成する真空蒸着装置を示す概略図である。同図に示すよ
うに、チャンバー6には、酸素導入口7および排気口8
が設けられ不図示の弁を開閉して密閉できるようになっ
ている。チャンバー6内の底部には電子銃9およびイオ
ン銃11が配置されており、電子銃9の上には耐熱性反
射防止膜の蒸着原料10を入れるためのるつぼ12が配
置されている。チャンバー6内の上部には光学部品1を
保持するための保持具13が配置され、保持具13には
チャンバー6外部から貫通して光学膜厚計14が取り付
けられている。尚、光学膜厚とは屈折率と膜厚の積であ
る。
【0012】この真空蒸着装置は、所定の圧力になるま
で排気口8から排気した後、酸素導入口7から酸素を導
入し、保持具13に光学部品1を取り付け、光学部品1
を加熱しながら電子銃9でるつぼ12内の蒸着原料10
を蒸発させ光学部品1に蒸着させ高屈折率層2を形成さ
せる。このとき、必要に応じてイオン銃11を作動して
酸素イオンを光学部品1に照射しても良い。次に別にチ
ャンバー6内に用意した低屈折率層3の蒸着原料を蒸発
させ、高屈折率層2が蒸着された光学部品1に重ねて蒸
着させる。
で排気口8から排気した後、酸素導入口7から酸素を導
入し、保持具13に光学部品1を取り付け、光学部品1
を加熱しながら電子銃9でるつぼ12内の蒸着原料10
を蒸発させ光学部品1に蒸着させ高屈折率層2を形成さ
せる。このとき、必要に応じてイオン銃11を作動して
酸素イオンを光学部品1に照射しても良い。次に別にチ
ャンバー6内に用意した低屈折率層3の蒸着原料を蒸発
させ、高屈折率層2が蒸着された光学部品1に重ねて蒸
着させる。
【0013】上記した装置を使用して光学部品1に耐熱
性反射防止膜4を形成した。実施例1および2は本発明
を適用した方法で光学部品1に耐熱性反射防止膜4を形
成し、比較例1は本発明を適用外の方法で反射防止膜を
形成した。
性反射防止膜4を形成した。実施例1および2は本発明
を適用した方法で光学部品1に耐熱性反射防止膜4を形
成し、比較例1は本発明を適用外の方法で反射防止膜を
形成した。
【0014】実施例1 光学部品1として厚さ0.5mmの石英ガラス基板1
(波長1.31μmでの屈折率1.44)、高屈折率層
2の蒸着原料10としてTi3O5を使用し、チャンバー
6内が300℃を保つように加熱しながら1×10-5To
rr以下の圧力に排気した後、チャンバー11内に圧力が
2×10-4Torrとなるように酸素ガスを導入した。電子
銃9を作動させてTi3O5を蒸発させ蒸着速度0.3n
m/sで、光学膜厚計14を観察しながら石英ガラス基
板1の両面に光学膜厚が89nmの高屈折率層2を形成
させた。次に酸素ガスの導入を停止し、低屈折率層3の
原料として粒状のSiO2を使用して、電子銃9を作動
させてSiO2を蒸発させ蒸着速度0.5nm/sで、
高屈折率層2の上に光学膜厚が427nmの低屈折率層
3を形成させ、石英ガラス基板1に光源波長1.31μ
m用の2層の耐熱性反射防止膜4が形成された。
(波長1.31μmでの屈折率1.44)、高屈折率層
2の蒸着原料10としてTi3O5を使用し、チャンバー
6内が300℃を保つように加熱しながら1×10-5To
rr以下の圧力に排気した後、チャンバー11内に圧力が
2×10-4Torrとなるように酸素ガスを導入した。電子
銃9を作動させてTi3O5を蒸発させ蒸着速度0.3n
m/sで、光学膜厚計14を観察しながら石英ガラス基
板1の両面に光学膜厚が89nmの高屈折率層2を形成
させた。次に酸素ガスの導入を停止し、低屈折率層3の
原料として粒状のSiO2を使用して、電子銃9を作動
させてSiO2を蒸発させ蒸着速度0.5nm/sで、
高屈折率層2の上に光学膜厚が427nmの低屈折率層
3を形成させ、石英ガラス基板1に光源波長1.31μ
m用の2層の耐熱性反射防止膜4が形成された。
【0015】実施例2 光学部品1として厚さ0.5mmの石英ガラス基板1
(波長1.31μmでの屈折率1.44)、高屈折率層
2の蒸着原料10としてTiO2を使用し、チャンバー
6内が100℃を保つように加熱しながら1×10-5To
rr以下の圧力に排気した後、チャンバー11内に圧力が
1×10-4Torrとなるように酸素ガスを導入した。イオ
ン銃11を作動させてイオンエネルギー750eV、イ
オン電流密度10μA/cm2の酸素イオンを石英ガラ
ス基板1に照射しながら、電子銃9を作動させてTiO
2を蒸発させ蒸着速度0.3nm/sで、光学膜厚計1
4を観察しながら石英ガラス基板1の両面に光学膜厚が
89nmの高屈折率層2を形成させた。次に酸素ガスの
導入を停止し、低屈折率層3の原料として粒状のSiO
2を使用して、電子銃9を作動させてSiO2を蒸発させ
蒸着速度0.5nm/sで、高屈折率層2の上に光学膜
厚が427nmの低屈折率層3を形成させ、石英ガラス
基板1に光源波長1.31μm用の2層の耐熱性反射防
止膜4が形成された。
(波長1.31μmでの屈折率1.44)、高屈折率層
2の蒸着原料10としてTiO2を使用し、チャンバー
6内が100℃を保つように加熱しながら1×10-5To
rr以下の圧力に排気した後、チャンバー11内に圧力が
1×10-4Torrとなるように酸素ガスを導入した。イオ
ン銃11を作動させてイオンエネルギー750eV、イ
オン電流密度10μA/cm2の酸素イオンを石英ガラ
ス基板1に照射しながら、電子銃9を作動させてTiO
2を蒸発させ蒸着速度0.3nm/sで、光学膜厚計1
4を観察しながら石英ガラス基板1の両面に光学膜厚が
89nmの高屈折率層2を形成させた。次に酸素ガスの
導入を停止し、低屈折率層3の原料として粒状のSiO
2を使用して、電子銃9を作動させてSiO2を蒸発させ
蒸着速度0.5nm/sで、高屈折率層2の上に光学膜
厚が427nmの低屈折率層3を形成させ、石英ガラス
基板1に光源波長1.31μm用の2層の耐熱性反射防
止膜4が形成された。
【0016】比較例1 高屈折率層2の原料としてTiO2を使用したことを除
き、実施例1と同様にして石英ガラス基板1に光源波長
1.31μm用の2層の反射防止膜を形成した。
き、実施例1と同様にして石英ガラス基板1に光源波長
1.31μm用の2層の反射防止膜を形成した。
【0017】性能試験 実施例1、2および比較例1において、それぞれ3個の
石英ガラス基板1を使用して、SiO2を原料とした低
屈折率層3は形成させずに、高屈折率層2のみからなる
反射防止膜を形成させ、それぞれ試料1、試料2、試料
3とした。これらの試料について石英ガラス基板1に形
成された反射防止膜2のTiOX組成を光電子分光法に
より分析し、その結果を表1に示す。
石英ガラス基板1を使用して、SiO2を原料とした低
屈折率層3は形成させずに、高屈折率層2のみからなる
反射防止膜を形成させ、それぞれ試料1、試料2、試料
3とした。これらの試料について石英ガラス基板1に形
成された反射防止膜2のTiOX組成を光電子分光法に
より分析し、その結果を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】次に、実施例1、実施例2および比較例1
の方法で形成した2層の反射防止膜の試料を240℃か
ら360℃まで加熱しながら、波長1.31μmのレー
ザ光による透過率Tを測定し、反射率Rを次式(1)に
より算出した。
の方法で形成した2層の反射防止膜の試料を240℃か
ら360℃まで加熱しながら、波長1.31μmのレー
ザ光による透過率Tを測定し、反射率Rを次式(1)に
より算出した。
【0020】 100−2R=T ・・・(1) その結果を図3に示す。同図に示すように実施例1およ
び実施例2のように反射防止膜のTiOX組成がX≦
2.2のときには、250℃を超えて加熱を行っても反
射率が増加することはなかった。これに対し、比較例1
のようにTiOXの組成がX>2.2のときには、25
0℃を超えた加熱を行うと反射率が増大してしまった。
び実施例2のように反射防止膜のTiOX組成がX≦
2.2のときには、250℃を超えて加熱を行っても反
射率が増加することはなかった。これに対し、比較例1
のようにTiOXの組成がX>2.2のときには、25
0℃を超えた加熱を行うと反射率が増大してしまった。
【0021】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の耐
熱性反射防止膜付き光学部品は、はんだや低融点ガラス
を使用して250℃以上に加熱して接合したり、高温下
で使用しても反射率が増加することがなく、安定した光
学特性を得ることができる。
熱性反射防止膜付き光学部品は、はんだや低融点ガラス
を使用して250℃以上に加熱して接合したり、高温下
で使用しても反射率が増加することがなく、安定した光
学特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する耐熱性反射防止膜付き光学部
品の実施例を示す断面図である。
品の実施例を示す断面図である。
【図2】光学部品に耐熱性反射防止膜を形成する真空蒸
着装置を示す概略図である。
着装置を示す概略図である。
【図3】実施例および比較例における反射防止膜付き光
学部品の加熱温度と反射率の関係を示す図である。
学部品の加熱温度と反射率の関係を示す図である。
1は石英ガラス基板、2は高屈折率層、3は低屈折率
層、4は耐熱性反射防止膜、6はチャンバー、7は酸素
導入口、8は排気口、9は電子銃、10は蒸着原料、1
1はイオン銃、12はるつぼ、13は保持具、14は光
学膜厚計である。
層、4は耐熱性反射防止膜、6はチャンバー、7は酸素
導入口、8は排気口、9は電子銃、10は蒸着原料、1
1はイオン銃、12はるつぼ、13は保持具、14は光
学膜厚計である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 1/10 G02B 1/10 Z (72)発明者 流王 俊彦 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内
Claims (3)
- 【請求項1】 250℃以上に加熱される光学部品の少
なくとも片面に、TiOX(Xは1.9〜2.2)薄膜
からなる反射防止膜が形成されていることを特徴とする
耐熱性反射防止膜付き光学部品。 - 【請求項2】 前記TiOX薄膜にSiO2薄膜が積層さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の耐熱性反射
防止膜付き光学部品。 - 【請求項3】 前記光学部品が、光学ガラス、単結晶体
または光学プラスチックであることを特徴とする請求項
1に記載の耐熱性反射防止膜付き光学部品。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8001566A JPH09189801A (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 耐熱性反射防止膜付き光学部品 |
| EP00113469A EP1072925B1 (en) | 1995-12-18 | 1996-12-17 | Optical element having heat-resistant anti-reflection coating |
| US08/768,292 US5872652A (en) | 1995-12-18 | 1996-12-17 | Optical isolator and optical part having heat-resistant anti-reflection coating |
| DE69631495T DE69631495D1 (de) | 1995-12-18 | 1996-12-17 | Optisches Element mit einer hitzebeständigen Antireflexionsschicht |
| EP96309199A EP0780717B1 (en) | 1995-12-18 | 1996-12-17 | Optical isolator and optical part having heat-resistant anti-reflection coating |
| DE69616957T DE69616957T2 (de) | 1995-12-18 | 1996-12-17 | Optischer Isolator und optisches Bauteil mit einer hitzebeständigen antireflektierenden Beschichtung |
| US09/193,128 US6163404A (en) | 1995-12-18 | 1998-11-17 | Optical isolator and optical part having heat-resistant anti-reflection coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8001566A JPH09189801A (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 耐熱性反射防止膜付き光学部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189801A true JPH09189801A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11505078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8001566A Pending JPH09189801A (ja) | 1995-12-18 | 1996-01-09 | 耐熱性反射防止膜付き光学部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09189801A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468402B1 (en) | 1996-01-05 | 2002-10-22 | Bekaert Vds | Process for coating a substrate with titanium dioxide |
| US7294404B2 (en) | 2003-12-22 | 2007-11-13 | Cardinal Cg Company | Graded photocatalytic coatings |
| US7604865B2 (en) | 2004-07-12 | 2009-10-20 | Cardinal Cg Company | Low-maintenance coatings |
| JP2009244583A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の製造方法、光学素子ユニット及び撮像ユニット |
| JPWO2010004879A1 (ja) * | 2008-07-11 | 2012-01-05 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器の製造方法 |
| US9738967B2 (en) | 2006-07-12 | 2017-08-22 | Cardinal Cg Company | Sputtering apparatus including target mounting and control |
| US10604442B2 (en) | 2016-11-17 | 2020-03-31 | Cardinal Cg Company | Static-dissipative coating technology |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP8001566A patent/JPH09189801A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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