本发明专利技术提供一种作为光学膜的含有Ｓｉ－Ｏ的氢化碳膜，其对于波长为５２０ｎｍ的光的折射率为至少１．４８到至多１．８５，并且对于波长为２４８ｎｍ的光的消光系数小于０．１５，其中，通过使用能量束照射，折射率和消光系数都降低。通过使用这种含有Ｓｉ－Ｏ的氢化碳膜，可以提供包括该含有Ｓｉ－Ｏ的氢化碳膜的各种光学元件和光学装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于各种光学领域(例如信息通信、信息记录、图 像摄像和图像显示)的光学装置及其材料，更具体而言，本专利技术涉及 通过能量束照射折射率可以改变的透明薄膜。
技术介绍
在光学领域(例如信息通信、信息记录、图像摄像和图像显示)中使用各种光学薄膜来控制光。通常使用氧化物薄膜(例如Si02和Ti02)和氟化物薄膜(例如MgF2)作为光学薄膜材料，并且这些材 料用于减反射膜、反射镜、滤波器和其他装置。而且，使用光学薄膜 的衍射光学元件也用于各种应用中。衍射光学元件主要分为浮雕型衍射光学元件和折射率调制型衍 射光学元件。浮雕型衍射光学元件是通过将厚度相对较大的局部区域 和厚度相对较小的局部区域交替排列而形成的。换句话说，由于通过 凸部(其对应于厚度相对较大的局部区域)的介质的光和通过凹部(其 对应于厚度相对较小的局部区域)中的空气的光之间的光路差引起光 的相位差，因此发生衍射现象。这种浮雕型衍射光学元件可以通过在 光学透明材料(例如石英)的表面上进行加工(例如光刻和蚀刻)来 形成。折射率调制型衍射光学元件是通过将折射率相对较大的局部区 域和折射率相对较小的局部区域交替排列而形成的。由于分别通过折 射率不同的局部区域的光之间的光路差引起相位差，因此发生衍射现 象。折射率调制型衍射光学元件可以通过使用能量束(例如紫外线或 可见光)来照射诸如掺Ge的石英玻璃或感光性聚合物之类的材料以 改变(调制)该材料的折射率来形成。正如在专利文献l一日本专利公开No. 2004-163892中所披露的那样，近年来，有人提出了利用透 明的类金刚石碳(DLC)膜的折射率调制型衍射光学元件的例子。与要求形成微细凹凸的浮雕型衍射光学元件相比，折射率调制 型衍射光学元件的优点在于其制备方法相对简单，并且其平坦的表面 可防止污染物粘附于其上，以及其他优点。然而，较大程度地改变常 规光学材料的折射率是困难的，例如掺Ge的石英玻璃可能的折射率 变化量An只有约0.001这样小，此外感光性聚合物可能的折射率变 化量An也只有约0.08这样小。此处，折射率调制型衍射光学元件中的折射率变化量An直接影 响衍射效率。g卩，当折射率变化量An较大时，衍射效率可以增大。 因此，与浮雕型衍射光学元件相比，在使用An较小的光学材料的情 况下，折射率调制型衍射光学元件的设计受到极大地限制。关于这一点，专利文献1披露了一种透明的DLC膜，其中An 可最大增至0.5，从而增加了光学装置设计的灵活性。通过能量束照 射可提高DLC膜的折射率。作为能量束，可以使用粒子束(例如离 子束、电子束或中子束)、或者电磁波(例如紫外线、X射线或Y 射线)。在考虑产业应用时，从产量、操作的难易程度、装置成本等 考虑，在这些能量束中使用紫外线是最优选的。专利文献1:日本专利公开No. 2004-163892 专利文献2:日本专利公开No. 7-333404 专利文献3:日本专利公开No. 2004-341541 专利文献4:日本专利公开No. 8-72193 专利文献5:日本专利公开No. 2005-202356 专利文献6:日本专利公开No. 1 1-345419 专利文献7:日本专利公开No. 2006-39303 专利文献8:日本专利公开No. 2005-195919 专利文献9:日本专利公开No. 8-313845 专利文献10:日本专利公开No. 2005-326666 专利文献ll:日本专利公开No. 10-96807专利文献12 专利文献13专利文献14 专利文献15 专利文献16 专利文献17日本专利公开No. 2000-235179 WO2005/088364小册子 日本专利公开No. 2003-66324 日本专利公开No. 2006-53992 日本专利公开No. 6-27398 日本专利公开No. 2006-30840 非专利文献1: "Tec/zw—e 。/f7/fr",e"'i7'cw M^c/z/w/wg awt/ Afoi\s* /Vot/wc"o" Af/"o/e似Mrra^)",由TECHNICAL INFORMATION INSTITUTE CO., LTD.出版，April 28, 2003,第20-21页和第71-81页 非专利文献2: OPTRONICS, (2001), No. 11,第149-154页 非专利文献3: O phis E, Vol. 25, No. 4, 2003,第385-390页 非专利文献4: OPTRONICS, (2001), No. 11，第143-148页 非专禾ll文献5: Zarge D/印/ay, Nobuo Nishida编辑，由KYORITSU SHUPPAN CO., LTD.,于2002年出版非专利文献6: Applied Optics, Vol. 41, 2002,第3558-3566页 非专利文献7: ITE Technical Report, Vol. 20, 1996,第69-72页
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如果使用紫外光照射来增加DLC膜的折射率，在紫外光区中 DLC膜的消光系数不降低，并且随着折射率的增加，在紫外光区至 可见光区中DLC膜的消光系数会增加。因此，起到改性光(改变膜 的性能的光)作用的紫外光在靠近DLC膜的表面处被更多地吸收， 因此变得难以在膜的厚度方向上均匀地改变性能。这由下列两个因素 引起(1)起到改性光作用的紫外光并未在膜的厚度方向上深深地 透入膜内；以及(2)膜表面的烧蚀使得在表面上产生凹凸，进而导 致紫外光的散射和衍射。另外，当与使用玻璃或透明树脂材料而制备的常用的光学元件 相比时，如专利文献1中所述那样使用DLC膜制备的光学元件平均 来说具有更高的折射率。因此，使用DLC膜制备的光学元件在与常用的光学元件的界面处更容易引起光的反射，因此，从与其他常用的 光学元件的适用性的观点考虑，这不是优选的。因此，本专利技术的目的是提供一种折射率调制型衍射光学元件， 其具有大的折射率变化量An (即，高的衍射效率)、对于紫外光区 和可见光区都具有高的透明度、并且与通常使用的光学元件具有良好 的适用性。本专利技术还提供一种含有Si-0的氢化碳膜，其可用作适用 于衍射光学元件中的光学膜。需要注意的是，在本申请中，含有Si-0 的氢化碳膜是指含有Si和O的氢化碳膜。本专利技术的另一个目的是提供通过使用这种含有Si-0的氢化碳膜而制备的各种光学元件、以及包括这些光学元件的各种光学装置。 解决问题的手段根据本专利技术，作为光学膜的含有Si-0的氢化碳膜，对于波长为 520 nm的光的折射率为至少1.48到至多1.85，并且对于波长为248 nm的光的消光系数小于0.15，其中使用能量束照射来降低所述折射 率和所述消光系数。注意，在能量束照射之前对于波长为248 nm的光的消光系数更 优选小于0.12，并且在能量束照射之前对于波长为520 nm的光的折 射率更优选为至少1.56到至多1.76。通过能量束照射，对于波长为520 nm的光的折射率可降低至少 0.03到至多0.40的变化量，并且降低后的折射率可为至少1.45。折 射率的变化量优选为至少0.10到至多0.30。在能量束照本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有Ｓｉ－Ｏ的氢化碳膜，其对于波长为５２０ｎｍ的光的折射率为至少１．４８到至多１．８５，并且对于波长为２４８ｎｍ的光的消光系数小于０．１５，其中通过用能量束照射，所述折射率和所述消光系数都降低。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：赤羽良启，今井贵浩，松浦尚，片山哲也，后利彦，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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