広帯域反射防止膜の基礎研究

宽带增透膜的基础研究

• 批准号: 20040001
• 负责人: 大橋 正健
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20040001/
• 关键词: 光学赤外線天文学; 精密研磨; 表面・界面物性

大型光学赤外線望遠鏡で必要となる極限的性能をもつ光学素子を、国立天文台で稼働中のイオンビームスパッタ装置を活用して開発することが本研究の目的である。光学薄膜の特性は、その光学膜厚(屈折率n×物理膜厚d)で決まる。イオンビームスパッタ装置は成膜速度が遅いため、物理膜厚dはかなり精密にコントロールできる。あとは屈折率が波長に対してどのように変化するか(屈折率分散)がわかれば、光学薄膜を設計することが可能となる。イオンビームスパッタ法では膜物質がほぼ酸化物に限られるので、屈折率が近い2つの物質で成膜することになる。そのため、広帯域反射防止膜の設計においては、屈折率を詳細に把握しておくことが大事である。多くの成膜サンプルの分光光度計測定データを分析すれば、屈折率分散を3桁の精度で決められるはずである。そうやって得られた屈折率の値を、エリプソメータによる測定などと比較して、正確なデータベースを構築することが重要である。光学薄膜の最適設計には薄膜計算ソフトを使うが、正確な設計を行うためにこのデータベースを活用することになる。今年度は、できるかぎり詳しく把握した屈折率分散を用いて広帯域反射防止膜を設計した。特に、これからの光学天文学に貢献するために、大型光学素子への応用を重視した。この目的のために、成膜対象の手前にマスクを設置して、成膜の一様性を大きな面積において実現できるようにした。これは充分な効果があり、大口径レンズへの成膜が可能となった。また、新しい試みとして、赤外域で使われることが多いシリコン基盤への成膜についても考察し、本研究は完了した。

这项研究的目的是使用在国家天文天文台运行的离子束溅射装置，以大规模光红外望远镜所需的最终性能开发光学元素。光学薄膜的特性取决于其光学膜厚度（折射率n x物理膜厚度d）。由于离子束溅射器件的膜形成速度很慢，因此可以相当精确地控制物理膜厚度D。同样，如果我们知道折射率如何相对于波长（折射率色散）变化，则可以设计一种光学薄膜。在离子束溅射方法中，膜材料几乎完全属于氧化物，因此膜由两种具有近距离折射率的材料形成。因此，在设计宽带防反射涂层时，重要的是要详细了解折射率。通过分析许多薄膜形成样品的分光光度计测量数据，应以3个数量级的精度确定折射率分散体。重要的是要将以这种方式获得的折射率值与使用椭​​圆计创建精确数据库的测量值进行比较。薄膜计算软件用于优化光学薄膜，但该数据库将用于确保精确设计。今年，我们使用AS详细的折射率分散剂设计了宽带防反射涂层。特别是，为了将来有助于光学天文学，我们将重点放在适用于大型光学元素上。为此，将掩模放在膜形成的目标前面，从而可以在大面积上实现均匀性。这已经足够有效，可以将膜沉积在大光圈镜头上。这项研究也是为了考虑在红外区域经常使用的硅底物上的薄膜形成的新尝试。

项目成果

Status of Japanese gravitational wave detectors

• DOI: 10.1088/0264-9381/26/20/204020
• 发表时间: 2009-10
• 期刊: Classical and Quantum Gravity
• 影响因子: 3.5
• 作者: K. Arai;R. Takahashi;D. Tatsumi;K. Izumi;Yaka Wakabayashi;H. Ishizaki;M. Fukushima;T. Yamazaki;M. Fujimoto;A. Takamori;K. Tsubono;R. DeSalvo;A. Bertolini;S. Márka;V. Sannibale;T. Uchiyama;O. Miyakawa;S. Miyoki;K. Agatsuma;T. Saito;M. Ohashi;K. Kuroda;I. Nakatani;S. Telada;Kazuhiro Yamamoto;T. Tomaru;Toshikazu Suzuki;T. Haruyama;N. Sato;A. Yamamoto;T. Shintomi

神岡低温レーザー干渉計CLIOの現状

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• 发表时间: 2010
• 作者: K.Arai;et al.;大橋正健
• 通讯作者: 大橋正健