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Performance and Innovations

光学镀膜技术

 

产品信息

光学镀膜是指

屈折率の異なる光薄膜からなる積層膜
图1.由折射率不同的光薄膜构成的层叠膜

将不同折射率的薄膜材料以光的波长厚度进行叠层,就可以利用光的干涉使光相互增强或者相互抵消(图1)。前者被称为高反射镜,后者则被称为减反射涂层。眼睛的防反射涂层就是后者的例子。

光薄膜通常分为(1)金属膜,(2)电介质膜。特别是电介质膜可以根据光波长,会有各种不同的波长选择性,因此能在包括光通信领域在内被广泛应用。

Santec的光学镀膜技术

Santec为了支持光应用产品的核心技术而进行光镀膜器件的开发制造。
主要的课题是理想光学薄膜的形成,按照设计形成膜厚,建立不依赖于生产工艺的稳定生产。
下面介绍针对这一课题本公司的光学镀膜开发案例。

Grand-Ex 涂层技术的介绍

本社使用离子束溅射(IBS)独立开发了一种被称为Grand-Ex涂层技术的先进光学薄膜技术。该技术有以下三个特点。

Grand-Exコーティングテクノロジー

自主研发的上述①的IBS成膜装置(图2),能够以设计的膜厚度稳定地生产出理想的光学薄膜。利用本装置成膜的电介质多层膜,即使用电子显微镜观察其断面,也能看到非常均匀的非结晶膜质(图3)。

独自開発したイオンビームスパッタ(IBS)成膜装置
图2.自主研发的离子束溅射(IBS)成膜装置
Nb2O5/SiO2からなる誘電体多層膜の形成例
图3.由Nb205/SiO2构成的质叠层膜的形成示例

光学镀膜介绍

下面介绍使用Grand-Ex涂层技术的典型的涂层事例
1.超低抗反射涂层(Super-AR coating)
2.终极波长选择滤波器(超级PON滤波器)


1.超低抗反射涂层(Super-AR coating)

普通AR涂层的反射率小于0.2%,超级AR涂层可以实现反射率小于0.01%。

スーパーARコートの例
(a)

图4(a)是由2层构成的超级AR涂层的例子。只能使用极窄的波长范围来降低反射率。通常被称为V涂层。在该反射率评估中使用了本公司开发的超宽带光源(型号:UWS-1000)。

スーパーARコートの例
(b)

图4(b)是由4层构成的超级AR涂层的例子。可以在几十nm的波长范围内降低反射率。通常被称为W涂层。相较于设计值(绿线),测量值(蓝线)显示出良好的一致性。

8層からなるスーパーARコートの例
(c)

图4,超级AR涂层例

图4(c)是由8层构成的超级AR涂层的例子。可以在200 nm的宽波长范围内降低反射率。相较于设计值(绿线),测量值(蓝线)显示出良好的一致性


2.终极波长选择滤波器(超级PON滤波器)

在下一代WDM-PON传输方式中,要求每个用户终端(ONU设备)具有30dB以上的信号分离特性。以往是多次通过2片以上的滤波器来实现特性,本社的超级PON滤波器用1片滤波器就可以做到这一点。作为光信号的分离性能,反射·透过分离性能可达35dB以上。

反射分離特性
(a)

图5(a)展示了反射分离特性。相较于设计值(绿线),测量值(蓝线)显示出良好的一致性。由118层构成的波长分离滤波器,波长在1525 nm ~ 1640 nm时,能够实现反射率接近-40 dB(0.01%)的特性。

透過分離特性
(b)

图5 超级PON滤波例

图5(b)显示了透射光谱。相较于设计值(绿线),测量值(蓝线)显示出良好的一致性。

这里介绍的光学薄膜示例,仅在Santec才能实现。通过世界最高性能的光学镀膜技术的应用产品之一,为社会做出贡献。