カスタム反射防止コーティング

光学技術が様々な産業に不可欠な時代において、反射防止（AR）コーティングの重要性は言い過ぎではない。これらのコーティングは、日常的な眼鏡から複雑な科学機器に至るまで、光学システムの性能を高める上で極めて重要です。プラティパス・テクノロジーズでは、カスタムARコーティングの設計と成膜を専門とし、お客様の特定のニーズに合わせたソリューションを提供しています。

反射防止コーティングを理解する

反射防止コーティング は、反射を抑え、光の透過率を高めるために表面に施される特殊な薄膜層である。その用途は、医療機器、軍事機器、家電製品など多くの分野に及んでおり、現代技術におけるその汎用性と重要性を浮き彫りにしている。

下のプロットは、反射防止コーティングの利点を示しています。下のグラフは、ガリウムヒ素（GaAs）基板について、反射防止（AR）コーティングの有無にかかわらず、光の反射率を波長（ナノメートル）に対してプロットしたものです。

• X軸は入射光の波長をナノメートル（nm）で表し、700nmから1200nmの範囲である。
• Y軸は光の反射率を表し、0%から35%の範囲である。

オレンジ色で表された最初の線は、裸のGaAs基板の反射率を示している。この線は比較的平坦で、表示された波長範囲全体にわたって30%反射マーク付近を推移している。

2本目の青い線は、ARコーティングを施したGaAs基板の反射率を示している。この線は、裸の基板に比べて反射率が大幅に減少していることを示しています。700 nmで10%をわずかに上回る反射率から始まり、900 nm付近ではほぼ0%の反射率まで劇的に減少しており、この波長で最適な反射防止効果が得られていることを示しています。900 nmを超えると、反射率はわずかに増加し始めますが、裸基板のレベルを大きく下回り、1200 nmで5%をわずかに超える程度で終了します。

このグラフは、GaAs基板にARコーティングを施すことの利点を効果的に示しており、特に波長900nm付近の光の反射率が大幅に減少している。この反射の減少により、GaAs基板を使用するデバイスは、より多くの光を反射させるのではなく、通過させたり吸収させたりすることで、性能を向上させることができる。

反射防止コーティングの種類

にはさまざまな種類がある。 反射防止コーティング広帯域ARコーティング広帯域ARコーティングは、広い波長範囲にわたって反射を最小限に抑えるように設計されており、カメラレンズや双眼鏡などの用途に最適です。一方、単層ARコーティングやVコーティングは、特定の波長で最大の透過率（最小の反射率）を得るように調整されており、精度が重要なレーザーシステムによく使用されます。

ARコーティングに使用される材料

ARコーティングの効果は、使用する材料に大きく依存します。プラティパス・テクノロジーズでは、以下のような様々な高品質素材を使用し、カスタム反射防止コーティングを設計・製造しています： フッ化マグネシウム (MgF₂), 二酸化ケイ素 (SiO₂), 二酸化チタン (酸化チタン₂), 酸化ハフニウム (HfO₂そして 五酸化タンタル タ₂O₅).赤外線アプリケーションには、以下の製品もあります。 シリコン (Si）と ゲルマニウム (Ge）コーティング。これらの材料はそれぞれユニークな光学的・機械的特性を備えており、特定の要件を満たすコーティングを開発することが可能です。

反射防止コーティングの材料の選択は、使用される特定の波長範囲、直面する環境条件、レーザー強度に耐える能力、化学薬品に対する耐性など、さまざまな要因によって導かれる。 光学薄膜の必要な厚さは、反射防止膜が最適化する必要のある特定の光の波長によって決まります。以下は、反射防止コーティングに一般的に使用される材料の概要です：

フッ化マグネシウム（MgF₂)

• 屈折率:MgF₂ は低屈折率（550nmで～1.38）であるため、ARコーティングの1/4波長層、特に紫外線（UV）と可視スペクトルでの反射の低減を必要とする用途に優れた選択肢となる。
• 透明度範囲:深紫外から近赤外（NIR）領域までの広い範囲で透明である。しかし、MgF₂ は赤外（IR）領域の波長に強い吸収を示す。
• 耐久性:MgF薄膜₂ は硬くて耐久性があり、過酷な環境にも耐え、レーザーによる損傷や化学的損傷にも強い。しかし、MgF₂ これはフィルムスタックの機械的特性を損なう可能性がある。

二酸化ケイ素（SiO₂)

• 屈折率:SiO₂ は適度な屈折率を持ち（550nmで～1.46）、多層ARコーティングを形成するために高指数の材料と組み合わせて使用されることが多い。
• 熱安定性:熱的に安定しており、高温に耐えることができるため、過酷な環境に適している。
• 化学的安定性:二酸化ケイ素は化学的に不活性であり、湿気やその他の腐食性要素に耐性があり、環境耐久性に優れています。

二酸化チタン（TiO₂)

• 屈折率:酸化チタン₂ は高い屈折率（550nmで～2.4）を持つため、反射を最小限に抑える建設的干渉を作り出す多層コーティングにおいて、効果的な高インデックス層となる。
• 硬度:硬くて耐久性があり、ARコーティングに優れた耐摩耗性を与える。
• 申し込み:屈折率が高いため、SiOなどの低屈折率材料と組み合わせて使用されることが多い。₂ を使用することで、より広い範囲にわたってARコーティングの性能を高めることができる。

酸化ハフニウム（HfO₂)

• 屈折率:HfO₂ は高い屈折率（550nmで～1.95）を持ち、優れた誘電特性で知られている。
• レーザーダメージのしきい値:非常に高いレーザー損傷しきい値を持つため、高出力レーザー用途のコーティングに適している。
• 安定性:酸化ハフニウムは化学的・熱的安定性があり、コーティングが高い応力にさらされる環境で有利です。

五酸化タンタル (Ta₂O₅)

• 屈折率:タ₂O₅ も高い屈折率（550nmで～2.1）を持ち、HfO₂多層ARコーティングに有用な強力な位相シフトを提供する。
• 耐熱性と耐薬品性:化学的に不活性で、耐熱性、耐食性に優れている。
• 申し込み:この材料は、過酷な条件に耐えなければならないレンズやその他の光学素子のARコーティングに特に有用である。

ゲルマニウム (Ge)

• 屈折率:ゲルマニウムは10マイクロメートル（中赤外域）で4.0という高い屈折率を持ち、赤外用途のARコーティングに効果的な材料である。
• 安定性 耐久性:ゲルマニウムは硬い材料であり、様々な環境下で比較的安定している。しかし、酸素濃度の高い環境、特に高温では劣化しやすく、光学特性に影響を与える可能性がある。
• レーザーしきい値ダメージ: ゲルマニウム・コーティングは、赤外領域で高いレーザー損傷しきい値を持ち、高出力赤外レーザーが使用されるシステムでの使用に適しています。

高度な電子ビーム蒸着技術を使用することで、これらの材料を精密に蒸着し、光学性能を最大限に引き出すコーティングを実現することができます。このプロセスにより、各プロジェクトのユニークなニーズに対応したオーダーメイドのソリューションを提供することができます。

私たちの 光学コーティング 当社のARコーティングは様々な分野で応用されています。レーザーシステムでは、効率を高め、ノイズを低減します。光学センサーや画像機器では、精度と画質を向上させます。分光学の分野では、分析能力を向上させ、当社のコーティングの多用途性と影響力を証明しています。

カモノハシ技術によるカスタムARコーティング

プラティパス・テクノロジーズを選ぶということは、品質、精度、カスタマイズを選ぶということです。イノベーションへのコミットメントと厳格な品質保証プロセスにより、各プロジェクトは最適な結果をお約束します。私たちは、お客様中心のアプローチを誇りとしており、お客様と密接に協力し、お客様独自の要件を理解し、満たします。

特注の反射防止コーティングを必要とされる皆様、プラティパス・テクノロジーズがお手伝いいたします。お客様の特定のニーズについてご相談ください。私たちのチームは、お客様の光学システムの性能を高めるオーダーメードのソリューションを提供する準備ができています。