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課題

光の透過率を低下させることなく、従来と比較して耐久性を向上させる。

解決手段

1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光を透過させるレンズ5に備えられる反射防止膜6は、2つの高屈折率層60,62と、高屈折率層60,62よりも屈折率の低い2つの低屈折率層63,65と、高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65に対して異なる組成を有し、当該高屈折率層60,62または当該低屈折率層63,65に隣接する2つの補助層61,64とを備える。

概要

背景

従来より、光ファイバを介して通信を行う装置として、1300〜1600nmの2種類の波長λ1,λ2の光を用いて信号の送受信を行う光送受信モジュールがある。

このような光送受信モジュールは受光素子及び発光素子と、光ファイバの端面との間にレンズを備えており、このレンズの光学面には、波長に応じて光路を変化させる薄膜回折構造が設けられている(例えば、特許文献1〜3参照)。これにより、光送受信モジュールの内部では、光ファイバの端面から出射される波長λ1の光が受光素子に入射するとともに、発光素子から出射される波長λ2の光が光ファイバの前記端面に入射するようになっている。

ところで、650nmや780nm程度の低波長の光を透過させる光学素子には、透過率を向上させる観点から、反射防止膜が設けられている。
特開2000−180671号公報
特開2004−37928号公報
特開2003−344715号公報

概要

光の透過率を低下させることなく、従来と比較して耐久性を向上させる。 1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光を透過させるレンズ5に備えられる反射防止膜6は、2つの高屈折率層60,62と、高屈折率層60,62よりも屈折率の低い2つの低屈折率層63,65と、高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65に対して異なる組成を有し、当該高屈折率層60,62または当該低屈折率層63,65に隣接する2つの補助層61,64とを備える。

目的

本発明の課題は、光の透過率を低下させることなく、従来と比較して耐久性を向上させることができる反射防止膜と、この反射防止膜を備える光学素子と、この光学素子を備える光送受信モジュールとを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

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請求項1

1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光を透過させる光学素子に備えられる反射防止膜において、少なくとも1つの高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い、少なくとも1つの低屈折率層と、前記高屈折率層または前記低屈折率層に対して異なる組成を有し、当該高屈折率層または当該低屈折率層に隣接する、少なくとも1つの補助層とを備えることを特徴とする反射防止膜。

請求項2

請求項1記載の反射防止膜において、前記補助層は、2つの前記高屈折率層の間に介在することを特徴とする反射防止膜。

請求項3

請求項2記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8以下の高屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項4

請求項2または3記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、酸化アルミニウム酸化セリウム酸化ランタン酸化マグネシウム酸化プラセオジウム酸化スカンジウム、1酸化シリコン酸化トリウム及び酸化イットリウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する高屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項5

請求項4記載の反射防止膜において、前記高屈折率材料は、酸化セリウムを主成分として含有することを特徴とする反射防止膜。

請求項6

請求項2〜5の何れか一項に記載の反射防止膜において、各高屈折率層の厚みは30〜70nmであることを特徴とする反射防止膜。

請求項7

請求項2〜6の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記補助層の厚みは5〜30nmであることを特徴とする反射防止膜。

請求項8

請求項2〜7の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記補助層は、前記高屈折率層よりも膜応力が小さいことを特徴とする反射防止膜。

請求項9

請求項2〜8の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記補助層、前記高屈折率層及び前記低屈折率層をこの順に備え、前記2つの高屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項10

請求項1記載の反射防止膜において、前記補助層は、前記低屈折率層に隣接し、前記低屈折率層及び前記補助層は、低屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項11

請求項10記載の反射防止膜において、前記補助層は、2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする反射防止膜。

請求項12

請求項11記載の反射防止膜において、前記補助層を少なくとも2つ備え、これら補助層は、別々に2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする反射防止膜。

請求項13

請求項11または12記載の反射防止膜において、前記補助層と、前記2つの低屈折率層とは、逆向きの膜応力を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項14

請求項10〜13の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記補助層の厚みに対し、この補助層に隣接する前記低屈折率層の総厚み比は2〜4であることを特徴とする反射防止膜。

請求項15

請求項10〜14の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8より大きい高屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項16

請求項10〜15の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、2酸化ハフニウム、5酸化タンタル、2酸化チタン及び2酸化ジルコニウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する高屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項17

請求項10〜16の何れか一項に記載の反射防止膜において、各高屈折率層の厚みは70nm以下であることを特徴とする反射防止膜。

請求項18

請求項10〜17の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記補助層は、前記低屈折率層よりも膜応力が大きいことを特徴とする反射防止膜。

請求項19

請求項10〜18の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記低屈折率層、前記補助層及び前記低屈折率層をこの順に備え、前記2つの低屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項20

請求項1記載の反射防止膜において、少なくとも2つの前記補助層を備え、一方の前記補助層は、2つの前記高屈折率層の間に介在し、他方の前記補助層は、前記低屈折率層に隣接し、前記低屈折率層及び前記補助層は、低屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項21

請求項20記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8以下の高屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項22

請求項20または21記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化プラセオジウム、酸化スカンジウム、1酸化シリコン、酸化トリウム及び酸化イットリウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する高屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項23

請求項22記載の反射防止膜において、前記高屈折率材料は、酸化セリウムを主成分として含有することを特徴とする反射防止膜。

請求項24

請求項20〜23の何れか一項に記載の反射防止膜において、各高屈折率層の厚みは30〜70nmであることを特徴とする反射防止膜。

請求項25

請求項20〜24の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記一方の補助層の厚みは5〜30nmであることを特徴とする反射防止膜。

請求項26

請求項20〜25の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記一方の補助層は、前記高屈折率層よりも膜応力が小さいことを特徴とする反射防止膜。

請求項27

請求項20〜26の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記他方の補助層は、2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする反射防止膜。

請求項28

請求項27記載の反射防止膜において、前記他方の補助層を少なくとも2つ備え、これら他方の補助層は、別々に2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする反射防止膜。

請求項29

請求項27または28記載の反射防止膜において、前記他方の補助層と、前記2つの低屈折率層とは、逆向きの膜応力を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項30

請求項20〜29の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記他方の補助層の厚みに対し、この他方の補助層に隣接する前記低屈折率層の総厚み比は2〜4であることを特徴とする反射防止膜。

請求項31

請求項20〜30の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記他方の補助層は、前記低屈折率層よりも膜応力が大きいことを特徴とする反射防止膜。

請求項32

請求項20〜31の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記一方の補助層、前記高屈折率層、前記低屈折率層及び前記他方の補助層をこの順に備え、前記2つの高屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項33

請求項20〜31の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記一方の補助層、前記高屈折率層、前記他方の補助層及び前記低屈折率層をこの順に備え、前記2つの高屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項34

請求項20〜31の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記一方の補助層、前記高屈折率層、前記低屈折率層、前記他方の補助層及び前記低屈折率層をこの順に備え、前記2つの高屈折率層及び前記2つの低屈折率層はそれぞれ同一の組成を有することを特徴とする反射防止膜。

請求項35

請求項1〜34の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記補助層は、前記低屈折率層と同一の材料によって、異なる組成で形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項36

請求項1〜35の何れか一項に記載の反射防止膜において、前記高屈折率層は、高屈折率材料から形成され、前記低屈折率層及び前記補助層は、低屈折率材料から形成されることを特徴とする反射防止膜。

請求項37

請求項36記載の反射防止膜において、前記低屈折率材料は、2酸化シリコンを主成分として含有することを特徴とする反射防止膜。

請求項38

1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光を透過させる光学素子本体と、前記光学素子本体の光学面に形成された、請求項1〜37の何れか一項に記載の反射防止膜とを備えることを特徴とする光学素子。

請求項39

請求項38記載の光学素子において、前記光学素子本体の光学面には、回折構造が設けられていることを特徴とする光学素子。

請求項40

請求項38または39記載の光学素子において、前記光学素子本体はプラスチック製であることを特徴とする光学素子。

請求項41

光信号を双方向に伝送する光ファイバの一端に近接して配設される発光素子及び受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子と、前記光ファイバとの間に配設される、請求項38〜40の何れか一項に記載の光学素子とを備えることを特徴とする光送受信モジュール

技術分野

0001

本発明は、反射防止膜と、この反射防止膜を備える光学素子と、この光学素子を備える光送受信モジュールとに関する。

背景技術

0002

従来より、光ファイバを介して通信を行う装置として、1300〜1600nmの2種類の波長λ1,λ2の光を用いて信号の送受信を行う光送受信モジュールがある。

0003

このような光送受信モジュールは受光素子及び発光素子と、光ファイバの端面との間にレンズを備えており、このレンズの光学面には、波長に応じて光路を変化させる薄膜回折構造が設けられている(例えば、特許文献1〜3参照)。これにより、光送受信モジュールの内部では、光ファイバの端面から出射される波長λ1の光が受光素子に入射するとともに、発光素子から出射される波長λ2の光が光ファイバの前記端面に入射するようになっている。

0004

ところで、650nmや780nm程度の低波長の光を透過させる光学素子には、透過率を向上させる観点から、反射防止膜が設けられている。
特開2000−180671号公報
特開2004−37928号公報
特開2003−344715号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、650nmや780nm程度の低波長の光に対する公知の反射防止膜を単純に応用して1300〜1600nmの何れかの波長の光に対する反射防止膜を設けると、透過率を向上させることはできるものの、対象とする光の波長が大きくなる分、公知の反射防止膜と比較して膜内の各層の厚みが大きくなってしまう。そのため、レンズの本体がプラスチック製である場合には、温度や湿度の変化によってレンズ本体の形状が変化すると、各層の内部応力による歪みが大きくなってクラックが生じてしまう。つまり、レンズの耐久性が低下してしまう。

0006

本発明の課題は、光の透過率を低下させることなく、従来と比較して耐久性を向上させることができる反射防止膜と、この反射防止膜を備える光学素子と、この光学素子を備える光送受信モジュールとを提供することである。

課題を解決するための手段

0007

請求項1記載の発明は、1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光を透過させる光学素子に備えられる反射防止膜において、
少なくとも1つの高屈折率層と、
前記高屈折率層よりも屈折率の低い、少なくとも1つの低屈折率層と、
前記高屈折率層または前記低屈折率層に対して異なる組成を有し、当該高屈折率層または当該低屈折率層に隣接する、少なくとも1つの補助層とを備えることを特徴とする。

0008

請求項1記載の発明によれば、少なくとも1つの高屈折率層及び低屈折率層を備えるので、1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光の反射を防止し、透過率の低下を防止することができる。

0009

また、高屈折率層または低屈折率層と異なる組成を有する補助層が高屈折率層または低屈折率層に隣接するので、補助層がない場合、つまり、650nmや780nm程度の低波長の光に対する公知の反射防止膜を単純に1300〜1600nmの波長域中の波長に応用して反射防止膜を形成する場合と比較して、当該高屈折率層または低屈折率層の厚みが補助層で分割されて小さくなる。従って、温度や湿度の変化によって前記光学素子の形状が変化する場合であっても、各層の内部応力による歪みが大きくならないため、クラックが生じない。つまり、レンズの耐久性を向上させることができる。
よって、光の透過率を低下させることなく、従来と比較して耐久性を向上させることができる。

0010

なお、補助層の厚みは、隣接する低屈折率層または高屈折率層より大きくても良いし、小さくても良い。但し、反射防止膜の層厚みを小さくする観点からは、隣接する低屈折率層または高屈折率層よりも補助層の厚みは小さい方が好ましい。

0011

請求項2記載の発明は、請求項1記載の反射防止膜において、
前記補助層は、2つの前記高屈折率層の間に介在することを特徴とする。

0012

請求項2記載の発明によれば、補助層は2つの高屈折率層の間に介在するので、1つの高屈折率層が補助層によって2つに分割された状態となり、補助層がない場合と比較して、各高屈折率層の厚みが小さくなる。従って、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0013

請求項3記載の発明は、請求項2記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8以下の高屈折率材料から形成されることを特徴とする。

0014

ここで、高屈折率材料とは、波長1450nmの光に対して屈折率が1.55以上の材料のことである。この高屈折率材料は、化合物でも良いし、混合物でも良い。

0015

請求項3記載の発明によれば、波長1450nmの光に対して1.8以下の高屈折率材料から高屈折率層が形成され、高屈折率層の厚みが大きくなる場合であっても、請求項2記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0016

請求項4記載の発明は、請求項2または3記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、酸化アルミニウム酸化セリウム酸化ランタン酸化マグネシウム酸化プラセオジウム酸化スカンジウム、1酸化シリコン酸化トリウム及び酸化イットリウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する高屈折率材料から形成されることを特徴とする。
請求項4記載の発明によれば、請求項2または3記載の発明と同様の効果を得ることができる。
なお、主成分として含有するとは、主成分と副成分とを含有する場合の他、主成分のみを含有する場合を含む。

0017

請求項5記載の発明は、請求項4記載の反射防止膜において、
前記高屈折率材料は、酸化セリウムを主成分として含有することを特徴とする。
請求項5記載の発明によれば、請求項4記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0018

請求項6記載の発明は、請求項2〜5の何れか一項に記載の反射防止膜において、
各高屈折率層の厚みは30〜70nmであることを特徴とする。
請求項6記載の発明によれば、高屈折率層の厚みが30〜70nmと小さいので、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0019

請求項7記載の発明は、請求項2〜6の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記補助層の厚みは5〜30nmであることを特徴とする。

0020

ここで、一般的に、反射防止膜の各層を均一な厚みで成膜するためには、各層の厚みは5nm以上である必要がある。

0021

請求項7記載の発明によれば、補助層の厚みが30nm以下であるので、厚みが30nmより大きい場合と比較して、光の透過率の低下を防止することができる。
また、補助層の厚みが5nm以上であるので、厚みが5nm未満である場合と比較して、補助層の厚みを均一とすることができる。
なお、反射防止膜の量産性の観点からは、補助層の厚みは10nm以上であることが好ましい。

0022

請求項8記載の発明は、請求項2〜7の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記補助層は、前記高屈折率層よりも膜応力が小さいことを特徴とする。

0023

ここで、膜応力は引張側で正の値、圧縮側で負の値をとるものとする。また、膜応力が異なるとは、例えば、ガラス基板上に成膜した時の膜応力が互いの層で10MPaだけ異なることをいう。

0024

請求項8記載の発明によれば、請求項2〜7の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。なお、高屈折率層の膜応力が正の場合には、補助層の膜応力は負であることが好ましい。

0025

請求項9記載の発明は、請求項2〜8の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記補助層、前記高屈折率層及び前記低屈折率層をこの順に備え、
前記2つの高屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする。
請求項9記載の発明によれば、請求項2〜8の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0026

請求項10記載の発明は、請求項1記載の反射防止膜において、
前記補助層は、前記低屈折率層に隣接し、
前記低屈折率層及び前記補助層は、低屈折率材料から形成されることを特徴とする。

0027

請求項10記載の発明によれば、補助層は低屈折率層に隣接し、低屈折率層及び補助層は低屈折率材料から形成されるので、隣接する補助層と低屈折率層とは、同様の反射率特性を有する。従って、補助層がない場合と比較して、低屈折率層の反射防止機能が補助層に一部分担される分、低屈折率層の厚みが小さくなる。従って、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0028

ここで、低屈折率材料とは、波長1450nmの光に対して屈折率が1.55未満の材料のことである。この低屈折率材料は、化合物でも良いし、混合物でも良い。

0029

請求項11記載の発明は、請求項10記載の反射防止膜において、
前記補助層は、2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする。

0030

請求項11記載の発明によれば、補助層は2つの低屈折率層の間に介在するので、1つの低屈折率層が補助層によって2つに分割された状態となり、補助層がない場合と比較して、各低屈折率層の厚みが小さくなる。従って、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0031

請求項12記載の発明は、請求項11記載の反射防止膜において、
前記補助層を少なくとも2つ備え、
これら補助層は、別々に2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする。

0032

ここで、2つの補助層が別々に2つの低屈折率層の間に介在するとは、一方の補助層を介在させる1対の低屈折率層と、他方の補助層を介在させる1対の低屈折率層とが異なることをいい、1対の低屈折率層が異なるとは、対をなす2つの低屈折率層のうち、少なくとも一方が異なることをいう。
請求項12記載の発明によれば、請求項11記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0033

請求項13記載の発明は、請求項11または12記載の反射防止膜において、
前記補助層と、前記2つの低屈折率層とは、逆向きの膜応力を有することを特徴とする。

0034

ここで、膜応力の向きとしては、圧縮側の向きと引張側の向きとがある。また、膜応力が逆向きであるとは、一方の膜応力が圧縮側の向きであり、他方の膜応力が引張側の向きであることをいう。
また、反射防止膜中の層の厚みが大きいと、この層に生じる膜応力の影響によって隣接層が引っ張られ、反射防止膜中に剥離が生じてしまう場合がある。

0035

請求項13記載の発明によれば、2つの低屈折率層と、これら低屈折率層の間に介在する補助層とが逆向きの膜応力を有するので、この補助層を挟んだ2つの低屈折率層に生じる膜応力が、補助層に生じる膜応力よって緩和される。従って、低屈折率層に生じる膜応力によって隣接層が引っ張られる場合に、その度合いを低減することができる。よって、2つの低屈折率層の総厚が大きい場合であっても、反射防止膜中に剥離が生じるのを防止することができる。

0036

請求項14記載の発明は、請求項10〜13の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記補助層の厚みに対し、この補助層に隣接する前記低屈折率層の総厚み比は2〜4であることを特徴とする。

0037

請求項14記載の発明によれば、補助層の厚みに対し、この補助層に隣接する低屈折率層の総厚み比は2〜4であるので、厚み比が2未満である場合や、4より大きい場合と比較して、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0038

請求項15記載の発明は、請求項10〜14の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8より大きい高屈折率材料から形成されることを特徴とする。
請求項15記載の発明によれば、請求項10〜14の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0039

請求項16記載の発明は、請求項10〜15の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、2酸化ハフニウム、5酸化タンタル、2酸化チタン及び2酸化ジルコニウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する高屈折率材料から形成されることを特徴とする。

0040

請求項16記載の発明によれば、請求項10〜15の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0041

請求項17記載の発明は、請求項10〜16の何れか一項に記載の反射防止膜において、
各高屈折率層の厚みは70nm以下であることを特徴とする。
請求項17記載の発明によれば、高屈折率層の厚みが70nm以下と小さいので、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0042

請求項18記載の発明は、請求項10〜17の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記補助層は、前記低屈折率層よりも膜応力が大きいことを特徴とする。
請求項18記載の発明によれば、請求項10〜17の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0043

請求項19記載の反射防止膜は、請求項10〜18の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記低屈折率層、前記補助層及び前記低屈折率層をこの順に備え、
前記2つの低屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする。
請求項19記載の発明によれば、請求項10〜18の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0044

請求項20記載の反射防止膜は、請求項1記載の反射防止膜において、
少なくとも2つの前記補助層を備え、
一方の前記補助層は、2つの前記高屈折率層の間に介在し、
他方の前記補助層は、前記低屈折率層に隣接し、
前記低屈折率層及び前記補助層は、低屈折率材料から形成されることを特徴とする。

0045

請求項20記載の発明によれば、一方の補助層は2つの高屈折率層の間に介在するので、1つの高屈折率層が当該補助層によって2つに分割された状態となり、この補助層がない場合と比較して、各高屈折率層の厚みが小さくなる。従って、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。
また、他方の補助層は低屈折率層に隣接し、低屈折率層及び当該補助層は低屈折率材料から形成されるので、隣接する前記他方の補助層と低屈折率層とは、同様の反射率特性を有する。従って、他方の補助層がない場合と比較して、低屈折率層の反射防止機能が当該補助層に一部分担される分、低屈折率層の厚みが小さくなる。従って、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0046

請求項21記載の反射防止膜は、請求項20記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8以下の高屈折率材料から形成されることを特徴とする。

0047

請求項21記載の発明によれば、波長1450nmの光に対して1.8以下の高屈折率材料から高屈折率層が形成され、高屈折率層の厚みが大きくなる場合であっても、請求項20記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0048

請求項22記載の反射防止膜は、請求項20または21記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化プラセオジウム、酸化スカンジウム、1酸化シリコン、酸化トリウム及び酸化イットリウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する高屈折率材料から形成されることを特徴とする。
請求項22記載の発明によれば、請求項20または21記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0049

請求項23記載の反射防止膜は、請求項22記載の反射防止膜において、
前記高屈折率材料は、酸化セリウムを主成分として含有することを特徴とする。
請求項23記載の発明によれば、請求項22記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0050

請求項24記載の反射防止膜は、請求項20〜23の何れか一項に記載の反射防止膜において、
各高屈折率層の厚みは30〜70nmであることを特徴とする。
請求項24記載の発明によれば、高屈折率層の厚みが30〜70nmと小さいので、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0051

請求項25記載の反射防止膜は、請求項20〜24の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記一方の補助層の厚みは5〜30nmであることを特徴とする。

0052

請求項25記載の発明によれば、一方の補助層の厚みが30nm以下であるので、厚みが30nmより大きい場合と比較して、光の透過率の低下を防止することができる。
また、一方の補助層の厚みが5nm以上であるので、厚みが5nm未満である場合と比較して、当該補助層の厚みを均一とすることができる。

0053

請求項26記載の反射防止膜は、請求項20〜25の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記一方の補助層は、前記高屈折率層よりも膜応力が小さいことを特徴とする。
請求項26記載の発明によれば、請求項20〜25の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0054

請求項27記載の反射防止膜は、請求項20〜26の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記他方の補助層は、2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする。

0055

請求項27記載の発明によれば、他方の補助層は2つの低屈折率層の間に介在するので、1つの低屈折率層が当該補助層によって2つに分割された状態となり、この補助層がない場合と比較して、各低屈折率層の厚みが小さくなる。従って、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0056

請求項28記載の発明は、請求項27記載の反射防止膜において、
前記他方の補助層を少なくとも2つ備え、
これら他方の補助層は、別々に2つの前記低屈折率層の間に介在することを特徴とする。
請求項28記載の発明によれば、請求項27記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0057

請求項29記載の発明は、請求項27または28記載の反射防止膜において、
前記他方の補助層と、前記2つの低屈折率層とは、逆向きの膜応力を有することを特徴とする。

0058

請求項29記載の発明によれば、2つの低屈折率層と、これら低屈折率層の間に介在する補助層とが逆向きの膜応力を有するので、この補助層を挟んだ2つの低屈折率層に生じる膜応力が、補助層に生じる膜応力よって緩和される。従って、低屈折率層に生じる膜応力によって隣接層が引っ張られる場合に、その度合いを低減することができる。よって、2つの低屈折率層の総厚が大きい場合であっても、反射防止膜中に剥離が生じるのを防止することができる。

0059

請求項30記載の反射防止膜は、請求項20〜29の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記他方の補助層の厚みに対し、この他方の補助層に隣接する前記低屈折率層の総厚み比は2〜4であることを特徴とする。

0060

請求項30記載の発明によれば、他方の補助層の厚みに対し、この補助層に隣接する低屈折率層の総厚み比は2〜4であるので、厚み比が2未満である場合や、4より大きい場合と比較して、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0061

請求項31記載の反射防止膜は、請求項20〜30の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記他方の補助層は、前記低屈折率層よりも膜応力が大きいことを特徴とする。
請求項31記載の発明によれば、請求項20〜30の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0062

請求項32記載の発明は、請求項20〜31の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記一方の補助層、前記高屈折率層、前記低屈折率層及び前記他方の補助層をこの順に備え、
前記2つの高屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする。
請求項32記載の発明によれば、請求項20〜31の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0063

請求項33記載の発明は、請求項20〜31の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記一方の補助層、前記高屈折率層、前記他方の補助層及び前記低屈折率層をこの順に備え、
前記2つの高屈折率層は同一の組成を有することを特徴とする。
請求項33記載の発明によれば、請求項20〜31の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0064

請求項34記載の発明は、請求項20〜31の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記光学素子の光学素子本体の側から前記高屈折率層、前記一方の補助層、前記高屈折率層、前記低屈折率層、前記他方の補助層及び前記低屈折率層をこの順に備え、
前記2つの高屈折率層及び前記2つの低屈折率層はそれぞれ同一の組成を有することを特徴とする。
請求項34記載の発明によれば、請求項20〜31の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0065

請求項35記載の発明は、請求項1〜34の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記補助層は、前記低屈折率層と同一の材料によって、異なる組成で形成されることを特徴とする。
請求項35記載の発明によれば、請求項1〜34の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0066

請求項36記載の発明は、請求項1〜35の何れか一項に記載の反射防止膜において、
前記高屈折率層は、高屈折率材料から形成され、
前記低屈折率層及び前記補助層は、低屈折率材料から形成されることを特徴とする。

0067

請求項36記載の発明によれば、請求項1〜35の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
なお、高屈折率材料としては、酸化アルミニウムや酸化セリウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化プラセオジウム、酸化スカンジウム、1酸化シリコン、酸化トリウム酸化イットリウム、2酸化ハフニウム、5酸化タンタル、2酸化チタン、2酸化ジルコニウムなどを主成分として含有する化合物及び混合物がある。また、低屈折率材料としては、2酸化シリコンを主成分として含有する化合物及び混合物がある。

0068

請求項37記載の発明は、請求項36記載の反射防止膜において、
前記低屈折率材料は、2酸化シリコンを主成分として含有することを特徴とする。
請求項37記載の発明によれば、請求項36記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0069

請求項38記載の発明は、光学素子において、
1300〜1600nmの波長域中、少なくとも2波長の光を透過させる光学素子本体と、
前記光学素子本体の光学面に形成された、請求項1〜37の何れか一項に記載の反射防止膜とを備えることを特徴とする。

0070

請求項38記載の発明によれば、請求項1〜37の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0071

請求項39記載の発明は、請求項38記載の光学素子において、
前記光学素子本体の光学面には、回折構造が設けられていることを特徴とする。
請求項39記載の発明によれば、光学面に回折構造が設けられているので、複数波長の光を用いた信号の通信を正確に行うことができる。また、波長分離型の多層膜が設けられている場合と比較して、光学素子を低廉化することができる。

0072

請求項40記載の発明は、請求項38または39記載の光学素子において、
前記光学素子本体はプラスチック製であることを特徴とする。
請求項40記載の発明によれば、光学素子本体がプラスチック製であり、熱によって膨潤収縮しやすい場合であっても、請求項38または39記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0073

請求項41記載の発明は、光送受信モジュールにおいて、
光信号を双方向に伝送する光ファイバの一端に近接して配設される発光素子及び受光素子と、
前記発光素子及び前記受光素子と、前記光ファイバとの間に配設される、請求項38〜40の何れか一項に記載の光学素子とを備えることを特徴とする。

0074

請求項41記載の発明によれば、請求項38〜40の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

発明の効果

0075

請求項1記載の発明によれば、光の透過率を低下させることなく、従来と比較して耐久性を向上させることができる。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。
請求項3記載の発明によれば、高屈折率層の厚みが大きくなる場合であっても、請求項2記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0076

請求項4,5記載の発明によれば、請求項2または3記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0077

請求項6記載の発明によれば、請求項2〜5の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0078

請求項7記載の発明によれば、請求項2〜6の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光の透過率の低下を防止することができる。また、補助層の厚みを均一とすることができる。
請求項8,9記載の発明によれば、請求項2〜7の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項10記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0079

請求項11記載の発明によれば、請求項10記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。
請求項12記載の発明によれば、請求項11記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0080

請求項13記載の発明によれば、請求項11または12記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、2つの低屈折率層の総厚が大きい場合であっても、反射防止膜中に剥離が生じるのを防止することができる。

0081

請求項14記載の発明によれば、請求項10〜13の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、厚み比が2未満である場合や、4より大きい場合と比較して、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0082

請求項15,16記載の発明によれば、請求項10〜14の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0083

請求項17記載の発明によれば、請求項10〜16の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0084

請求項18,19記載の発明によれば、請求項10〜17の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0085

請求項20記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。また、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0086

請求項21記載の発明によれば、高屈折率層の厚みが大きくなる場合であっても、請求項20記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項22,23記載の発明によれば、請求項20または21記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0087

請求項24記載の発明によれば、請求項20〜23の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、高屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。

0088

請求項25記載の発明によれば、請求項20〜24の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光の透過率の低下を防止することができる。また、補助層の厚みを均一とすることができる。
請求項26記載の発明によれば、請求項20〜25の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0089

請求項27記載の発明によれば、請求項20〜26の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。
請求項28記載の発明によれば、請求項27記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0090

請求項29記載の発明によれば、請求項27または28記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、2つの低屈折率層の総厚が大きい場合であっても、反射防止膜中に剥離が生じるのを防止することができる。

0091

請求項30記載の発明によれば、請求項20〜29の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、厚み比が2未満である場合や、4より大きい場合と比較して、低屈折率層にクラックが生じるのを確実に防止することができる。
請求項31〜34記載の発明によれば、請求項20〜30の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

0092

請求項35〜38記載の発明によれば、請求項1〜34の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項39記載の発明によれば、請求項38記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、複数波長の光を用いた信号の通信を正確に行うことができる。

0093

請求項40記載の発明によれば、請求項38または39記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項41記載の発明によれば、請求項38〜40の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0094

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る光送受信モジュール1の概略構成を示す図である。

0095

この図に示すように、光送受信モジュール1は円筒状のケース10を備えており、このケース10の内部には、互いに対向した状態で光ファイバ保持体(以下、保持体とする)2及び基板3が配設されている。

0096

保持体2は、中空円筒状の部材であり、光ファイバ4の一端部4aを内部に保持している。
光ファイバ4の一端部4aの端面4bは基板3に対向しており、他端部(図示せず)は光通信システム(図示せず)に接続されている。これにより、光ファイバ4は、前記光通信システムを介して他の光送受信モジュールとの間で光信号を伝播可能となっている。

0097

基板3は、本発明における受光素子30及び発光素子31を保持体2の側に備えている。
本実施の形態においては、受光素子30としてフォトダイオードが用いられ、発光素子31として半導体レーザが用いられている。発光素子31の光出射面にはガラス製のレンズ32が対向しており、これら発光素子31とレンズ32とは、一体的に組み付けられて発光素子ユニット33を構成している。

0098

これら受光素子30及び発光素子31は、コネクタ34を介して外部の端末機器(図示せず)との間で電気信号を伝達可能となっている。なお、受光素子30,発光素子31の使用波長λ1,λ2はそれぞれ1300〜1600nmの波長域内であり、本実施の形態においては、λ1=1490nm、λ2=1310nmとなっている。
以上の保持体2及び基板3の間には、本発明に係る光学素子としてのレンズ5が配設されている。

0099

レンズ5は、プラスチック製のレンズ本体50を備えている。レンズ本体50は、本発明における光学素子本体であり、保持体2の側、つまり図1中右側に光学面50aを、基板3の側に光学面50bを備えている。

0100

光学面50aは、図2(a),(b)に示すように、回折構造50cを有している。回折構造50cは、複数の階段格子50d,…によって形成されている。これら階段格子50d,…は、光学面50aにおいて水平方向に延在するとともに、垂直方向周期的に繰り返すように配設されている。なお、本実施の形態においては、各階段格子50d,…の段数は4となっている。また、例えば1つの階段格子50dは、図2(b)に示すように、全体の高さHが15μm、全体の幅Wが38μmとなっている。また、本実施の形態においては、階段格子50d,…は、光学面50aの基準面から突出した状態に形成されているが、凹んだ状態に形成されていることとしても良い。

0101

ここで、レンズ本体50に用いられるプラスチックとしては、以下の化学式(1)で示される環状オレフィン系共重合体が好ましい。共重合のタイプとしては、ランダムコポリマーブロックコポリマー交互共重合など、公知の様々な共重合タイプを適用することができるが、好ましくはランダムコポリマーである。

0102

0103

但し、上記の化学式(1)中、「R1」は炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜12の炭化水素基群から選ばれる少なくとも1種の二価の基であり、さらに好ましくは、以下の化学式(2)で表される二価の基である。なお、「R1」の構造は1種のみを用いても、2種以上を併用しても構わない。また、化学式(2)中、pは0〜2の整数であり、好ましくは0または1である。

0104

0105

また、「R2」は、水素および炭素数1〜5の炭化水素基群から選ばれる少なくとも1種の一価の基である。このような「R2」としては、例えば水素、メチル基エチル基、n-プロピル基、I-プロビル基、n-ブチル基、2-メチルプロビル基などが挙げられるが、
好ましくは水素及び/またはメチル基であり、最も好ましくは水素である。

0106

また、「x」および「y」は共重合比を示し、x/yが5/95以上、95/5以下となる実数である。
このようなプラスチックとして、本実施の形態においては、三井化学株式会社製のプラスチック「APEL」(製品名)が用いられている。

0107

以上のレンズ本体50の光学面50bには、反射防止膜6が設けられている。
この反射防止膜6は、図3に示すように、レンズ本体50に近い側から、高屈折率層60、補助層61、高屈折率層62、低屈折率層63、補助層64、低屈折率層65の順に6つの層を備えている。

0108

高屈折率層60,62は高屈折率材料によって30〜70nmの厚みで形成されており、この高屈折率材料の屈折率は波長1450nmの光に対して1.8以下となっている。高屈折率材料としては、酸化アルミニウムや酸化セリウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化プラセオジウム、酸化スカンジウム、1酸化シリコン、酸化トリウム、酸化イットリウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有する化合物及び混合物があり、本実施の形態においては、酸化セリウムを主成分として含有する化合物が用いられている。

0109

低屈折率層63,65は、補助層64に対する総厚み比、つまり低屈折率層63の厚みと低屈折率層65の厚みとの総和の比が2〜4となるよう、低屈折率材料によって形成されている。低屈折率材料の屈折率は高屈折率材料よりも小さくなっており、これにより低屈折率層63,65は高屈折率層60,62よりも低屈折率となっている。本実施の形態における低屈折率層63,65の低屈折率材料としては、2酸化シリコンを主成分として含有する化合物または混合物が用いられている。なお、反射防止膜6の最も表面側に位置する低屈折率層65の厚みは、145nm以下であることが好ましい。

0110

補助層61,64は、高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65に対して組成が異なることにより、異なる膜応力を有している。より詳細には、補助層61の膜応力は高屈折率層60,62よりも小さくなっており、補助層64の膜応力は低屈折率層63,65よりも大きくなっている。なお、膜応力は引張側で正の値、圧縮側で負の値をとるものとする。

0111

これら補助層61,64は、2酸化シリコン等を主成分として含有する化合物または混合物の低屈折率材料により、5〜30nmの厚みで形成されている。なお、これら補助層61,64は、酸化セリウムを主成分として含有する化合物または混合物などの高屈折率材料によって形成されることとしても良い。

0112

このような補助層61,64は、例えば真空蒸着法によって成膜する際に酸素などのガス供給量や蒸着速度、加熱温度を調整することによって形成することができる。例えば、低屈折率層63,65と同じ主成分の材料を用いて低屈折率層63,65よりも大きい膜応力の補助層64を形成する場合には、酸素供給量を多くしたり、蒸着速度を遅くしたり、加熱温度を低くしたりする。但し、低屈折率層63,65とは異なる主成分の材料を用いることによって補助層64の膜応力を低屈折率層63,65よりも大きくすることとしても良い。また、高屈折率層60,62よりも小さい膜応力の補助層61を形成する場合には、高屈折率層60,62とは異なる主成分の材料を用いたり、酸素供給量を多くしたり、蒸着速度を遅くしたり、加熱温度を低くしたりする。
なお、補助層61,64の成膜方法は真空蒸着法に限らず、イオンアシスト蒸着法イオンプレーティング法などでも良い。

0113

続いて、上記光送受信モジュール1の受信動作について説明する。
まず、光ファイバ4の前記端面4bから波長λ1の光が出射されると、レンズ5の光学
面50aがこの光を屈折させて受光素子30に案内する。

0114

このとき、レンズ5の光学面50bには、高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65を備える反射防止膜6が設けられているので、波長λ1の光の反射が防止される。

0115

一方、高屈折率層60,62または低屈折率層63,65と異なる膜応力を有する補助層61,64が高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65に隣接するので、補助層61,64がない場合、つまり、650nmや780nm程度の低波長の光に対する公知の反射防止膜を単純に1300〜1600nmの波長に応用して反射防止膜(以下、2層シフト膜とする)を形成する場合と比較して、高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65の厚みが小さくなる。また、補助層61,64は高屈折率層60,62または低屈折率層63,65の間に介在するので、1つの高屈折率層,低屈折率層が補助層61,64によってそれぞれ2つに分割された状態となり、補助層61,64がない場合と比較して、各高屈折率層60,62及び各低屈折率層63,65の厚みがいっそう小さくなり、特に高屈折率層60,62については、厚みが30〜70nmと小さくなる。また、互いに隣接する補助層64及び低屈折率層63,65が低屈折率材料から形成されているので、補助層64と低屈折率層63,65とは同様の反射率特性を有することとなり、その結果、補助層64がない場合と比較して、低屈折率層63,65の反射防止機能が補助層64に一部分担される分、低屈折率層63,65の厚みがいっそう小さくなる。以上より、温度や湿度の変化によってレンズ5の形状が変化する場合であっても、高屈折率層60,62及び低屈折率層63,65の内部応力による歪みが大きくならないため、クラックの発生が防止される。また、補助層64の厚みに対し、この補助層64に隣接する低屈折率層63,65の総厚み比は2〜4であるので、厚み比が2未満である場合や、4より大きい場合と比較して、低屈折率層63,65にクラックが生じるのが確実に防止される。

0116

そして、受光量に応じた電気信号を受光素子30がコネクタ34を介して外部の前記端末機器に送信することにより、受信動作が完了する。

0117

続いて、上記光送受信モジュール1の送信動作について説明する。
まず、コネクタ34を介して外部の前記端末機器から電気信号が送信され、発光素子ユニット33から波長λ2の光が出射されると、レンズ5がこの光を屈折させて光ファイバ4の端面4bに案内する。このとき、上記と同様にして、波長λ2の光の反射が防止される。

0118

そして、光ファイバ4が前記光通信システムを介して入射光を前記他の光送信モジュールに送信することにより、送信動作が完了する。

0119

以上の光送受信モジュール1によれば、波長λ1,λ2の光の反射を防止することができるため、透過率の低下を防止する結果、信号にエラーが生じるのを防止することができる。また、レンズ5の形状が変化する場合であってもクラックの発生を防止することができるため、反射防止膜6を設けることによるレンズ5の耐久性の低下を防止することができる。よって、光の透過率を低下させることなく、従来の前記2層シフト膜と比較して耐久性を向上させることができる。

0120

また、光学面50aには回折構造50cが設けられているので、波長λ1,λ2の光を用いた信号の通信を正確に行うことができる。

0121

なお、上記実施の形態においては、反射防止膜6を6層構成のものとして説明したが、補助層61が2つの高屈折率層の間に介在するか、或いは補助層64が低屈折率層に隣接する限りにおいて、例えば4層構成など、他の層数構成のものとしても良い。また、反射防止膜6は補助層61,64を備えることとして説明したが、これら補助層61,64の何れか一方のみを備えることとしても良い。ここで、補助層64のみを備える場合には、高屈折率層は、波長1450nmの光に対して1.8より大きい高屈折率材料によって70nm以下の厚みに形成されることが好ましい。このような高屈折率材料としては、例えば2酸化ハフニウムや5酸化タンタル、2酸化チタン、2酸化ジルコニウムのうち、少なくとも何れか1つを主成分として含有するものを用いることができ、好ましくは酸化タンタルと酸化チタンとの混合物である「OA600」(製品名、オプトロン株式会社製)を用いることができる。

0122

また、反射防止膜6には低屈折率層の間に介在する補助層が1つのみ備えられることとして説明したが、2つの低屈折率層の間に別々に介在する2つ以上の補助層が備えられることとしても良い。

0123

また、2つの低屈折率層63,65の間に介在する補助層64の膜応力は低屈折率層63,65よりも大きいこととして説明したが、更に、低屈折率層63,65の膜応力が圧縮側(負の値)である場合には、補助層64の膜応力は引張側(正の値)、つまり低屈折率層63,65と逆向きであることとしても良い。この場合には、補助層64を挟んだ2つの低屈折率層63,65に生じる膜応力が、補助層64に生じる膜応力よって緩和されるため、低屈折率層63,65に生じる膜応力によって高屈折率層62等の隣接層が引っ張られる場合に、その度合いを低減することができる。従って、2つの低屈折率層63,65の総厚が大きい場合であっても、反射防止膜6中に剥離が生じるのを防止することができる。

0124

また、レンズ本体50に用いられるプラスチックとして、上記化学式(1)で示されるものを用いることとして説明したが、例えば特開2003−321518号公報に開示のものを用いることとしても良い。

0125

また、反射防止膜6は光学面50bに設けられることとして説明したが、光学面50aに設けられることとしても良いし、光学面50a,50bの両方に設けられることとしても良い。
また、本発明に係る光学素子をレンズ5として説明したが、例えばビームスプリッタ等、他の光学素子としても良い。

0126

以下に、実施例および比較例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。
<光学素子の構成>
上記実施の形態におけるレンズの実施例1〜13として、以下の表1〜表13に示す層構成の反射防止膜をレンズ本体50の光学面50b上に設けたものを形成した。また、比較例1,2の光学素子として、以下の表14,表15に示す層構成の反射防止膜をレンズ本体50の光学面50b上に設けたものを形成した。なお、実施例1〜9では第「3」層が補助層であり、実施例10では第「2」層及び第「5」層が補助層であり、実施例11では第「2」層が補助層であり、実施例12では第「2」層及び第「4」層が補助層であり、実施例13では第「1」層及び第「4」層が補助層である。また、表14に示す反射防止膜は、前記2層シフト膜である。

0127

0128

0129

0130

0131

0132

0133

0134

0135

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0141

0142

<反射率特性の評価>
上記のように形成された実施例1〜13,比較例1,2のレンズの反射率特性を測定したところ、図4図18のような結果が得られた。これにより、何れのレンズにおいても、1300〜1600nmの波長域の光に対して良好な透過率を得られることが分かった。

0143

<耐久性の評価>
また、実施例1〜13,比較例1,2のレンズを85℃,95℃,100℃の高温条件下に2000時間曝した場合や、85℃85%の高温高湿条件下に2000時間曝した場合、ヒートサイクル条件下に曝した場合のクラックの有無を調べたところ、図19のような結果が得られた。これにより、実施例1〜13のレンズでは、比較例1,2のレンズと比較して耐久性が高いことが分かった。ここで、ヒートサイクル条件としては、−40℃に1時間、室温に5分、85℃に1時間を、この順に800サイクル繰り返す条件を用いた。なお、図19中、「○」はクラックが発生していないことを示し、「○△」は極軽微で実用上問題のないクラックしか発生していないことを示し、「クラック」は実用上問題のあるクラックが発生したことをを示す。

0144

総合評価
以上から、実施例1〜13のレンズは、光の透過率を低下させることなく、従来の前記2層シフト膜と比較して耐久性を向上させることができ、光送受信モジュール1のレンズとして用いるのに適していることが分かった。
一方、比較例1,2のレンズは、耐久性が低下しており、光送受信モジュール1のレンズとして用いるのには不適であることが分かった。

0145

以下に、実施例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。
<光学素子の構成>
上記実施の形態におけるレンズの実施例14〜16として、以下の表16〜表18に示す層構成の反射防止膜をレンズ本体50の光学面50b上に設けたものを形成した。なお、実施例14では第「2」層が補助層であり、実施例15では第「2」層及び第「5」層が補助層であり、実施例16では第「2」層,第「4」層及び第「7」層が補助層である。

0146

0147

0148

0149

<反射率特性の評価>
上記のように形成された実施例14〜16のレンズの反射率特性を測定したところ、図20図22のような結果が得られた。これにより、何れのレンズにおいても、1300〜1600nmの波長域の光に対して良好な透過率を得られることが分かった。

0150

<耐久性の評価(1)>
また、前記実施例11と、実施例14〜16とのレンズを100℃の高温条件下に2000時間曝した場合のクラックの有無を調べたところ、図23のような結果が得られた。これにより、実施例11,14〜16のレンズでは、実用上問題のあるクラックの発生がなく、耐久性が高いことが分かった。なお、図23中、「○」はクラックが発生していないことを示し、「○△」は極軽微で実用上問題のないクラックしか発生していないことを示す。

0151

<耐久性の評価(2)>
また、前記実施例11と、実施例14〜16とのレンズを1分間煮沸した後、1分間水道水で冷却した場合に反射防止膜中に膜剥がれが生じたか否かを調べたところ、図23のような結果が得られた。これにより、実施例11,14〜16のレンズでは、実用上問題のある膜剥がれがなく、耐久性が高いことが分かった。また、特に実施例14〜16のレンズでは、実施例11のレンズと比較して、より耐久性が高いことが分かった。なお、図23中、「○」は膜剥がれが発生していないことを示し、「○△」は極微小で実用上問題のない膜剥がれしか発生していないことを示す。

0152

<総合評価>
以上から、実施例11,14〜16のレンズは、光の透過率を低下させることなく、従来の前記2層シフト膜と比較して耐久性をいっそう向上させることができ、光送受信モジュール1のレンズとして用いるのに適していることが分かった。

図面の簡単な説明

0153

本発明に係る光送受信モジュールの概略構成図である。
(a)は回折構造の設けられた光学面の正面図であり、(b)は図1の矢印X方向における矢視B−B断面図である。
本発明に係る反射防止膜を示す断面図である。
実施例1のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例2のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例3のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例4のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例5のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例6のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例7のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例8のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例9のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例10のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例11のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例12のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例13のレンズの反射率特性を示す図である。
比較例1のレンズの反射率特性を示す図である。
比較例2のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例1〜13及び比較例1,2のレンズの耐久性を示す図である。
実施例14のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例15のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例16のレンズの反射率特性を示す図である。
実施例11,14〜16のレンズの耐久性を示す図である。

符号の説明

0154

1光送受信モジュール
4光ファイバ
4a 光ファイバの一端
5レンズ(光学素子)
6反射防止膜
30受光素子
31発光素子
50 レンズ本体(光学素子本体)
50c回折構造
60,62高屈折率層
63,65低屈折率層
61,64 補助層

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