光学素子
【課題】接合層を透過する光の透過率の低下を防止できる光学素子の提供。
【解決手段】透光性を有する第一基材１１と透光性を有する第二基材１２とを接合する接合層１３を、プラズマ重合法により成膜されシロキサン結合を含み、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格とこのＳｉ骨格に結合する有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与して表面付近に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有する構成とし、波長をλ、この波長λでの接合層１３の屈折率をｎ、定数をＭ（Ｍ＝０，１，２，…）とすると、接合層１３の厚さｄを、ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋αの式［１］と−０．１≦α≦＋０．２の式［２］とから求めた。
【解決手段】透光性を有する第一基材１１と透光性を有する第二基材１２とを接合する接合層１３を、プラズマ重合法により成膜されシロキサン結合を含み、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格とこのＳｉ骨格に結合する有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与して表面付近に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有する構成とし、波長をλ、この波長λでの接合層１３の屈折率をｎ、定数をＭ（Ｍ＝０，１，２，…）とすると、接合層１３の厚さｄを、ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋αの式［１］と−０．１≦α≦＋０．２の式［２］とから求めた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の透光性を有する基材を、接合層を介して接合してなる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層波長板、偏光板、回折格子、等、複数の透光性を有する基材を接合層で接合してなる光学素子が多く用いられている。これらの光学素子は、互いに対向する２つ以上の基材が接合層を介して互いに接合されているものがある。この接合層として従来から接着剤を用いたものがあるが、接着剤の厚みが厚いことに起因して、波面収差が生じるという課題がある。
接着剤を用いて２つの基材を接合する際に生じるかかる課題を解決するために、接着剤を用いることなく基材同士を接合する技術として、特許文献１が知られている。
この特許文献１では、複数の板状をなす基板を当該基板の表面にプラズマ重合法で成膜され、活性化させた接合層を用いて、前記基板同士を接合する技術が提案されている。即ち、前記接合層は、プラズマ重合法により成膜されシロキサン結合を含み、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格とこのＳｉ骨格に結合する有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与して表面付近に存在する前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有するものである。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１において提案された接合技術を用いて、ガラス基板と偏光フィルムとを前記接合層を介して接合することにより構成された偏光板が提案されている。
特許文献３には、特許文献１において提案された接合技術を用いて、２枚の水晶基板同士が前記接合層を介して接合されてなる積層波長板が開示されている。
特許文献４には、特許文献１において提案された接合技術を用いて、多層膜からなる偏光分離膜の中間層のＳｉＯ２を前記接合層の一部として利用し、最上層に第１の前記接合層を配置された第１の多層膜が形成された第１の透光性基板と、最上層に第２の前記接合層を配置された第２の多層膜が形成された第２の透光性基板と、を第１、第２の前記接合層を分子接合することにより一体化すると共に、第１の多層膜と第２の多層膜とを積層して前記偏光分離膜を構成する偏光ビームスプリッターが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３３７９３５号公報
【特許文献２】特開２００９−０９８４６５号公報
【特許文献３】特開２００９−２５８４０４号公報
【特許文献４】特開２０１０−０６０７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１から特許文献４で提案されている従来の如き接合技術においては、プラズマ重合膜からなる接合層と基板との間で屈折率が異なる場合に生じる透過特性について詳細には議論されていなかった。
即ち、接合層と基板との間で屈折率が異なることに起因して、光学素子を透過する光と、前記接合層内で多重反射を引き起こした光とが干渉することによって、透過光の透過率が低下してしまうという問題が発生する。例えば、特許文献３で提案された如き積層波長板は、２枚の水晶基板をプラズマ重合膜からなる前記接合層を介して接合してなる光学素子であるが、水晶基板と前記接合層との間で屈折率が相違することに起因して、積層波長板を透過する透過光に、前記接合層と水晶基板との境界面（界面）で多重反射が引き起こされることによって損失が発生して透過率が低下することになる。
【０００６】
本発明の目的は、接合層を透過する光の透過率の低下を防止することを可能とする光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係わる発明は、透光性を有する第一基材と、透光性を有する第二基材と、前記第一基材と前記第二基材とを接合するプラズマ重合法により設けられた接合層と、を備える光学素子であって、前記接合層は、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合と、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格と、当該Ｓｉ骨格に結合する脱離基と、を含み、前記脱離基は、有機基で構成され、前記接合層は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したとき、前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有するものであり、前記接合層の厚みをｄ、透過する光の波長をλ、この波長λにおける前記接合層の屈折率をｎ、としたとき、
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．２ …［２］
但し、Ｍは自然数
を満足することを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、透過する光の波長λ、この波長λでの屈折率ｎ及び接合層の厚みｄに一定の関係があることに着目して、式［１］及び式［２］が導かれたものである。定数Ｍは使用される波長λの領域や、その領域での透過率のピークの数によって設定される。例えば、波長λが相違すると、透過率のピークの回数が相違し、この回数に応じて設定される定数Ｍの数も相違する。
そのため、本適用例では、波長λに応じた定数Ｍを設定し、この定数Ｍ、波長λ、屈折率ｎを式［１］に代入し、さらに、式［２］との関係で接合層の厚みｄの範囲を求めることにより、使用する波長に応じて透過率が高いものとなる。しかも、プラズマ重合法により接合層が形成されているので、耐光性を有することになり、長寿命化に好適な光学素子を提供することができる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例に係わる発明は、前記第一基材と前記第二基材は、複屈折性を有することを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、複屈折性を有する材料を基板に用いることで、波長板、偏光板、回折格子等の光学素子であっても、透過率の高いものにすることができる。
【０００９】
［適用例３］
本適用例に係わる発明は、前記第一基材と前記第二基材とは、それぞれ水晶からなることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、第一基材と第二基材とが比較的入手可能な水晶から構成されているから、サファイヤ等の複屈折性を有する材料に比べて安価に入手できる。
【００１０】
［適用例４］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを４０５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５２６９としたとき、前記Ｍが０，１，２のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０，１，２の３つのうちいずれかをとることになる。定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１０６ｎｍ以上１８６ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２３９ｎｍ以上３１９ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３７２ｎｍ以上４５２ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。
本適用例では、これらの３つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。
なお、本適用例において、波長λの４０５ｎｍ帯とは、ブルーレイで利用される波長領域であり、厳密な意味で波長λが４０５ｎｍに限定されるものではなく、４０５ｎｍ±１０ｎｍの波長領域をいう。上記数値は波長λとして４０６ｎｍを用いた。
【００１１】
［適用例５］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを６６０ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９５０としたとき、前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０，１の２つのうちいずれかをとることになる。定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１７３ｎｍ以上３０２ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３８９ｎｍ以上５１８ｎｍ以下の範囲にある。本適用例では、これらの２つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１７３ｎｍ以上２５９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３８９ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの６６０ｎｍ帯とは、ＤＶＤで利用される波長領域であり、厳密な意味で波長λが６６０ｎｍに限定されるものではなく、６６０ｎｍ±１５ｎｍの波長領域をいう。上記数値は波長λとして６６０ｎｍを用いた。
【００１２】
［適用例６］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを７８５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４４としたとき、前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０の１つとなる。接合層の厚みｄは２１０ｎｍ以上３６８ｎｍ以下の範囲にある。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、接合層の厚みｄは２１０ｎｍ以上３１５ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの７８５ｎｍ帯とは、ＣＤで利用される波長領域であり、厳密な意味で波長λが７８５ｎｍに限定されるものではなく、７８５ｎｍ±２０ｎｍの波長領域をいう。上記数値は波長λとして７８６ｎｍを用いた。
【００１３】
［適用例７］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを３５４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５８９９としたとき、前記Ｍが１，２，３のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて１，２，３の３つのうちいずれかである。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２０１ｎｍ以上２６８ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３１２ｎｍ以上３７９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが３の場合では、接合層の厚みｄは４２４ｎｍ以上４９１ｎｍ以下の範囲にある。本適用例では、これらの３つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２０１ｎｍ以上２４５ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３１２ｎｍ以上３５９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが３の場合では、接合層の厚みｄは４２４ｎｍ以上４６８ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの３５４ｎｍ帯は、厳密な意味で波長λが３５４ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして３５４ｎｍを用いた。
【００１４】
［適用例８］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを５３２ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９８２としたとき、前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０，１の２つのうちいずれかである。定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１４２ｎｍ以上２４９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３２０ｎｍ以上４２６ｎｍ以下の範囲にある。これらの２つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１４２ｎｍ以上２１３ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３２０ｎｍ以上３９１ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの５３２ｎｍ帯は、厳密な意味での波長λが５３２ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして５３２ｎｍを用いた。
【００１５】
［適用例９］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを１０６４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４３としたとき、前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０の１つとなる。接合層の厚みｄは２８５ｎｍ以上４９８ｎｍ以下の範囲にある。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、接合層の厚みｄは２８５ｎｍ以上４２７ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの１０６４ｎｍ帯は、厳密な意味での波長λが１０６４ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして１０６４ｎｍを用いた。
【００１６】
［適用例１０］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを３０８ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．７８００としたとき、前記Ｍが２，３，４のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて２，３，４の３つのうちいずれかである。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは２４２ｎｍ以上２９４ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが３の場合では、接合層の厚みｄは３２９ｎｍ以上３８１ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが４の場合では、接合層の厚みｄは４１５ｎｍ以上４６７ｎｍ以下の範囲にある。本適用例では、これらの３つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
なお、本適用例において、波長λの３０８ｎｍ帯は、厳密な意味で波長λが３０８ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして３０８ｎｍを用いた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学素子の概略図。
【図２】プラズマ重合装置の概略構成図。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は基材にプラズマ重合膜が成膜される状態を説明する図。
【図４】（Ａ）はプラズマ重合膜にエネルギーを付与する前の分子構造を説明する概略図、（Ｂ）はプラズマ重合膜にエネルギーを付与した後の分子構造を説明する概略図。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は光学素子を製造する手順を説明する概略図。
【図６】ブルーレイ領域における波長と透過率との関係を示すグラフ。
【図７】ＤＶＤ／ＣＤ領域における波長と透過率との関係を示すグラフ。
【図８】波長と屈折率との関係を示すグラフ。
【図９】波長λがブルーレイ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１０】波長λがＤＶＤ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１１】波長λがＣＤ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１２】本発明の第２実施形態において波長λが３５４ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１３】第２実施形態において波長λが５３２ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１４】第２実施形態において波長λが１０６４ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１５】本発明の第３実施形態において波長が３０８ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
本発明の第１実施形態を図１から図１１に基づいて説明する。第１実施形態は光学素子を積層波長板とした例である。
図１は光学素子の概略構成図である。積層波長板は、例えば、光ピックアップ装置やプロジェクター等の投射型映像装置に用いられるものである。
【００１９】
図１において、光学素子１は、透光性を有する第一基材１１と、透光性を有する第二基材１２と、これらの第一基材１１と第二基材１２とを接合する接合層１３とを備えた積層形の光学素子である。
第１実施形態においては、前記第一基材１１と前記第二基材１２を、それぞれ複屈折性を有する材料から構成し、例えば水晶から形成された第一、第二の波長板とした。前記光学素子は、これら２枚の第一、第二の波長板を互いに各々の結晶光学軸が所定の角度で交差するように積層した構造を有している。なお、波長板を形成する結晶材料としては、水晶以外にも、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）、サファイヤ、ＢＢＯ、方解石、ＹＶＯ４、ＫＴＰ（リン酸チタン酸カリウム：ＫＴｉＯＰＯ４）等を例示できる。
本実施形態では、接合層１３は、プラズマ重合膜で形成されている。
第一基材１１の接合面と第二基材１２の接合面とのそれぞれにプラズマ重合膜１３１が設けられており、これらのプラズマ重合膜１３１が互いに重合されて接合層１３が形成される（図５参照）。
【００２０】
図２は、本実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図である。
図２において、プラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、このチャンバー１０１の内部にそれぞれ設けられる第１電極１１１及び第２電極１１２と、これらの第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加する電源回路１２０と、チャンバー１０１の内部にガスを供給するガス供給部１４０と、チャンバー１０１の内部のガスを排出する排気ポンプ１５０を備えた構造である。
電源回路１２０は、マッチングボックス１２１と高周波電源１２２とを備える。ガス供給部１４０は、液状の膜材料（原料液）を貯蔵する貯液部１４１と、液状の膜材料を気化して原料ガスに変化させる気化装置１４２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１４３と、これらを接続する管１０２とを備えている。このガスボンベ１４３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用によって放電し、この放電を維持するためにチャンバー１０１に導入するガスであって、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスが該当する。
【００２１】
貯液部１４１に貯留される膜材料は、プラズマ重合装置１００によって第一基材１１や第二基材１２にプラズマ重合膜１３１を形成するための原材料である。この原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサン等のオルガノシロキサン等が挙げられる。ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性を示すが、各種の活性化処理を施すことによって容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化することができる。
【００２２】
次に、接合層１３がプラズマ重合膜１３１から形成されてなる光学素子１の製造方法の手順を図３から図５に基づいて説明する。
まず、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示される通り、第一基材１１や第二基材１２の接合面にプラズマ重合膜１３１を形成する。この工程では、プラズマ重合装置１００の第１電極１１１に、第一基材１１又は第二基材１２を保持し、チャンバー１０１の内部に酸素を所定量導入するとともに第１電極１１１と第２電極１１２との間に電源回路１２０から高周波電圧を印加して光学部材自体の活性化（基板活性化）を実施する。
その後、ガス供給部１４０を作動させて、チャンバー１０１の内部に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給する。供給された混合ガスはチャンバー１０１の内部に充填され、第一基材１１又は第二基材１２には前記混合ガスが曝露される。
【００２３】
第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加することにより、これらの電極１１１，１１２の間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図３（Ｂ）に示される通り、重合物が第一基材１１又は第二基材１２の表面に付着、堆積する。これにより、図３（Ｃ）に示される通り、第一基材１１又は第二基材１２の接合面にプラズマ重合膜１３１が形成される。その後、図３（Ｄ）に示される通り、プラズマ重合膜１３１にエネルギーを付与して表面を活性化させる。この工程は、例えば、プラズマを照射する方法、オゾンガスに接触させる方法、オゾン水で処理する方法、あるいは、アルカリ処理する方法等を用いることができる。これらのうち、プラズマ重合膜１３１の表面を効率よく活性化させるためにプラズマを照射する方法が好ましい。プラズマとしては、例えば、酸素、アルゴン、チッソ、空気、水等を1種又は２種以上混合して用いることができる。
【００２４】
エネルギーが付与される前のプラズマ重合膜１３１は、図４（Ａ）に示される通り、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合１３Ａを含み、ランダムな原始構造を有するＳｉ骨格１３Ｂと、このＳｉ骨格１３Ｂに結合する脱離基１３Ｃとを有し、変形し難い強固な膜となる。これは、Ｓｉ骨格１３Ｂの結晶性が低くなるため、結晶粒界における転位やズレ等の欠陥が生じがたいためと考えられる。このようなプラズマ重合膜１３１にエネルギーが付与されると、図４（Ｂ）に示される通り、プラズマ重合膜１３１の表面及び内部に、活性手１３Ｄが生じる。これにより、プラズマ重合膜１３１の表面に接着性が発現する。このような接着性が発現すると、プラズマ重合膜１３１同士は強固に接合可能となる。なお、プラズマ重合膜１３１のＳｉ骨格１３Ｂの結晶化度は４５％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。これにより、Ｓｉ骨格１３Ｂは十分のランダムな原始構造を含むものとなり、これにより、前述した通り、Ｓｉ骨格１３Ｂの特性が顕在化する。
【００２５】
プラズマ重合膜１３１の表面が活性化された第一基材１１と第二基材１２とを貼り合わせて一体化する。つまり、図５（Ａ）（Ｂ）に示される通り、第一基材１１と第二基材１２とをそれぞれプラズマ重合膜１３１を対向させた状態で互いに押し付ける。プラズマ重合膜１３１同士を貼り合わせることで、これらの膜同士が結合する。
図５（Ｃ）に示される通り、貼合工程の後に、必要に応じて、第一基材１１と第二基材１２とを加圧する。これにより、図５（Ｄ）に示される通り、光学素子１が製造される。
第一基材１１と第二基材１２とを加圧した後に、これらを加熱する。この加熱により、接合強度を高めることができる。なお、光学素子１は適宜ダイシングされる。
【００２６】
次に、本実施形態における接合層１３の厚みｄを求める方法について図６から図１１に基づいて説明する。
図６はブルーレイ領域における波長と透過率との関係を示すグラフであり、図７はＤＶＤ及びＣＤ領域における波長と透過率との関係を示すグラフである。図６及び図７では、１００ｎｍから５００ｎｍまで５０ｎｍ間隔に設定した厚みｄの接合層１３に対する波長と透過率との関係が示されている。なお、図６及び図７のグラフでは、表面で反射する光はないものとしている。
図６及び図７から、波長帯や接合層１３の厚みｄにより透過率が変化しているのが確認できる。透過率が変化している要因としては、接合層１３と第一基材１１との間の境界面並びに接合層１３と第二基材１２との境界面との間で引き起こされる多重反射による光の損失が考えられる。
図６及び図７から、波長に依らず、厚みｄの大小によっても透過率が大きく変動することがわかる。
【００２７】
図８は波長と接合層１３の屈折率との関係を示すグラフである。図８に示される通り、波長が５００ｎｍ以下になると急激に、屈折率が上昇し波長分散性が顕著に出現していることがわかる。これに対して、５００ｎｍを超える長波長側では大きな屈折率の変動は観測されない。
つまり、波長が５００ｎｍ以下である４０５ｎｍ帯のブルーレイ領域用に使用される積層波長板等の光学素子や３５４ｎｍ帯のＹＡＧレーザーを用いたレーザー発振器用光学素子においては、接合層１３の厚みを厳密に制御しなければ、所望の光学特性が得られない可能性があることが判明した。
接合層１３の屈折率は製造条件（成膜条件）により変動を生じることが想定されるが、製造条件がほぼ最適化されていれば、現在の屈折率の値よりも大きくなる（屈折が上昇する）ことはないと考えられるため、本願発明者らは考慮すべきは接合層１３の屈折率の下限値であることに思い至った。
さらに、本願発明者は、５００ｎｍ以下の短波長帯に主眼を落とし、当該短波長帯とともに、長波長側での仕様も視野に入れた接合層の最適化も試みた。
またさらに、波長に依らず、接合層１３の厚みにおいても、厚みの大小（厚い／薄い）によっても透過率が大きく変動することが判明しているので、この点についても考慮して最適化を試みた。
接合層１３の屈折率として基準値から−１％〜−５％まで変化させたとき、接合層の厚みによって透過率がどのように変化するのかシミュレーションにより検証を行った。そのシミュレーションの結果を図９から図１１に示す。接合層の１３の屈折率は、図８の結果より、屈折の大きな変動の見られない波長λが５００ｎｍ以上での値とし、当該屈折率を基準の値（現状値）から下限率として−１％〜−５％までの値で設定した。なお、図９から図１１において、屈折率の基準値に対して下限率が０の場合がNo.1で示され、基準値に対して下限率が−１％の場合がNo.2で示され、基準値に対して下限率が−２％の場合がNo.3で示され、基準値に対して下限率が−３％の場合がNo.4で示され、基準値に対して下限率が−４％の場合がNo.5で示され、基準値に対して下限率が−５％の場合がNo.6で示されている。そして、No.1からNo.6までの下限率と屈折率との関係が表１に示される。
【００２８】
【表１】
【００２９】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）か５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝４０６（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
図９は、表２の透過率の値に基づき、波長λがブルーレイ領域にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。尚、ブルーレイ領域で使用される波長λは４０５ｎｍ±１０ｎｍであり、図９で示している接合層の透過率は、波長λ＝４０６ｎｍに対する値を表している。
【００３２】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝６６０（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
図１０は、表３の透過率の値に基づき、波長λがＤＶＤ領域にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションのグラフである。尚、ＤＶＤ領域で使用される波長λは６６０ｎｍ±１５ｎｍであり、図１０で示している接合層の透過率は、波長λ＝６６０ｎｍに対する値を表している。
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝７８６（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
図１１は、表４の透過率の値に基づき、波長λがＣＤ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションのグラフである。なお、ＣＤ領域で使用される波長λは７８５ｎｍ±２０ｎｍであり、図１１で示している接合層の透過率は、波長λ＝７８６ｎｍに対する値を表している。
【００３７】
図９を参照して、使用波長λが４０６ｎｍである積層波長板の最適な接合層１３の厚みｄを設定する方法について説明する。
波長をλ、この波長λでの接合層１３の屈折率をｎ、定数をＭとし、自然数（Ｍ＝０，１，２，…）とする。
図９において、屈折率ｎは１．５２６９である。図９のグラフから明らかな通り、接合層１３のNo.1〜No.6間での透過率の差が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは０であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは１であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは２である。
【００３８】
図９の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を３箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝１４０．０（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝２７８．５（ｎｍ）
ピーク３：ｄ＝４１８．５（ｎｍ）
このとき、波長λ＝４０６（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．５２６９ とした。
【００３９】
【表５】
【００４０】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝１４０．０（ｎｍ）、ｎ＝１．５２６９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５２６９×１４０．０＝２１３．７６６
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝２１３．７６６／４０５＝０．５２７８＝０．５３
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２７８．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５２６９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５２６９×２７８．５＝４２５．２４１
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝４２５．２４１／４０５＝１．０４９＝１．０５
同様に、ピーク３の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４１８．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５２６９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５２６９×４１８．５＝６３９．００７
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝６３９．００７／４０５＝１．５７７＝１．５７
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝１４０．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０３
ピーク２：ｄ＝２７８．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．０５
ピーク３：ｄ＝４１８．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝２、α＝０．０７
【００４１】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
ブルーレイ領域では、波長λが４０６ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．５２６９である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5269×ｄ／４０６＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（４０６／1.5269）≒（０．５＋α）×２６６
０．４×２６６≦ｄ≦０．６×２６６
１０６≦ｄ≦１６０
【００４２】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5269×ｄ／４０６＝１＋α
ｄ＝（＋α）×（４０６／1.5269）≒（１＋α）×２６６
０．９×２６６≦ｄ≦１．１×２６６
２３９≦ｄ≦２９３
第三次ピークＰ３に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5269×ｄ／４０６＝１＋α
ｄ＝（１．５＋α）×（４０６／1.5269）≒（１．５＋α）×２６６
１．４×２６６≦ｄ≦１．６×２６６
３７２≦ｄ≦４２６
本実施形態では、光学素子をブルーレイ専用とする場合には、これらの３つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００４３】
これらの３つの領域で求められた厚みｄが透過率の高い領域に含まれることを図９に基づいて説明する。
図９において、第一次ピークＰ１から第三次ピークＰ３に対応した領域としてＥ１，Ｅ２，Ｅ３を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層の厚みｄが１００ｎｍ〜１８０ｎｍのエリアであり、この領域に実際にシミュレーションで求めた第一次ピークＰ１の厚さ１５０ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが２３７ｎｍ〜３２０ｎｍのエリアであり、この領域に実際にシミュレーションで求めた第二次ピークＰ２の厚さ２７８．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ３は厚みｄが３８０ｎｍ〜４５７ｎｍのエリアであり、この領域に実際にシミュレーションで求めた第三次ピークＰ３の厚さ４１８．５ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【００４４】
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ１４０ｎｍが含まれる。つまり、接合層１３の厚みｄを１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下の範囲で設定することで、第一次ピークＰ１の最も透過率の高い厚さあるいはそれに近い厚さとすることができる。
同様に、第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ２７８．５ｎｍが含まれる。つまり、接合層１３の厚みｄを２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下の範囲で設定することで、第二次ピークＰ２の最も透過率の高い厚さあるいはそれに近い厚さとすることができる。第三次ピークＰ３に対応して求められた厚みｄは３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下であり、この範囲に第三次ピークＰ３の厚さ４１８．５ｎｍが含まれる。つまり、接合層１３の厚みｄを３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下の範囲で設定することで、第三次ピークＰ３の最も透過率の高い厚さあるいはそれに近い厚さとすることができる。
【００４５】
図１０の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を２箇所を抽出し、
ピーク１：ｄ＝２２７．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝４６６．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝６６０（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９５０ とした。
【００４６】
【表６】
【００４７】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２２７．５（ｎｍ）、ｎ＝１．４９５０
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９５０×２２７．５＝３４０．１１２
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝３４０．１１２／６６０＝０．５１５３２＝０．５２
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４６６．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９５０
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９５０×４６６．０＝６９６．６７０
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝６９６．６７０／６６０＝１．０５５＝１．０６
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることが実証された。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝２２７．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０２
ピーク２：ｄ＝４６６．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．０６
【００４８】
図１０を参照して、使用する波長λが６６０ｎｍである積層波長板の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１０において、屈折率ｎは１．４９５０である。図１０のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２の２回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは０であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは１である。
【００４９】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
ＤＶＤ領域では、波長λが６６０ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．４９５０である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4950×ｄ／６６０＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（６６０／1.5269）≒（０．５＋α）×４３２
０．４×４３２≦ｄ≦０．６×４３２
１７３≦ｄ≦２５９
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4950×ｄ／６６０＝１＋α
ｄ＝（１＋α）×（６６０／1.5269）≒（１＋α）×４３２
０．９×４３２≦ｄ≦１．１×４３２
３８９≦ｄ≦４７５
本実施形態では、光学素子をＤＶＤ専用とする場合には、これらの２つの領域でのｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００５０】
これらの２つの領域で求められた厚みｄが透過率の高い領域に含まれることを図１０に基づいて説明する。
図１０において、第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２に対応した領域としてＥ１，Ｅ２を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層の厚みｄが１７５ｎｍ〜２８０ｎｍのエリアであり、この領域に第一次ピークＰ１の厚さ２２７．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが４１２ｎｍ〜５２０ｎｍのエリアであり、この領域に第二次ピークＰ２の４６６ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは１７３ｎｍ以上２５９ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ２２７．５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３８９ｎｍ以上４７５ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ４６６ｎｍが含まれる。
【００５１】
図１１の結果より、ピークにおいて、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を１箇所、抽出し、
ピーク：ｄ＝２７５．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝７８６（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９４４
とした。
【００５２】
【表７】
【００５３】
よって、ピークの光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２７５．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９４４
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９４４×２７５．０＝４１０．９６０
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝４１０．９６０／７８６＝０．５２２８＝０．５２
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることが実証された。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク：ｄ＝２７５．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０２
【００５４】
図１１を参照して、使用する波長λが７８６ｎｍである積層波長板の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１１において、屈折率ｎが１．４９４４である。図１１のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークＰは１回である。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、ピークＰに対応した定数Ｍは０である。
ピークに対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２］
ＣＤ領域では、波長λが７８６ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．４９４４である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4944×ｄ／７８６＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（７８６／1.4944）≒（０．５＋α）×５２６
０．４×５２６≦ｄ≦０．６×５２６
２１０≦ｄ≦３１５
【００５５】
この領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１１に基づいて説明する。
図１１において、ピークに対応した領域としてＥを設定する。この領域Ｅは透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅは接合層の厚みｄが２１０ｎｍ〜３４０ｎｍのエリアであり、この領域にピークの厚さ２７５ｎｍが含まれる。このエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
ピークに対応して求められた厚みｄは２１０ｎｍ以上３１５ｎｍ以下であり、この範囲にピークの厚さ２７５ｎｍが含まれる。
【００５６】
本実施形態の積層波長板からなる光学素子１は、ブルーレイに対応した４０６ｎｍ帯、ＤＶＤに対応した６６０ｎｍ帯、及びＣＤに対応した７８６ｎｍ帯の３タイプを共通して利用可能な汎用品とする場合には、接合層１３の厚みｄは３タイプに共通する範囲でなければならない。つまり、光学素子１を３波長共通の積層波長板とするには、接合層１３の厚みｄは２３９ｎｍ以上２５９ｎｍ以下となる。
【００５７】
従って、第１実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）水晶の第一基材１１と水晶の第二基材１２とを接合する接合層１３を、プラズマ重合法により成膜されシロキサン結合を含み、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格とこのＳｉ骨格に結合する有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与して表面付近に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有する構成とし、波長をλ、この波長λでの接合層１３の屈折率をｎ、定数をＭ（Ｍ＝０，１，２，…）とすると、接合層１３の厚みｄを、ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋αの式［１］と−０．１≦α≦＋０．１の式［２Ａ］とから求めた。そのため、定数Ｍを設定し、この定数Ｍ、波長λ、屈折率ｎを式［１］に代入し、さらに、式［２Ａ］との関係で接合層１３の厚みｄの範囲を求めることができるから、使用する波長に応じた透過率の高い光学素子を提供することができる。
【００５８】
（２）光学素子１を積層波長板としたから、積層波長板の透過率を高いものにできる。
（３）波長λを４０６ｎｍ、屈折率ｎを１．５２６９、定数Ｍを０，１，２のうちのいずれかとして前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下、２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下、３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、ブルーレイに対応した積層波長板の透過率を高いものにできる。
【００５９】
（４）波長λを６６０ｎｍ、屈折率ｎを１．４９５０、定数Ｍを０，１として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、１７３ｎｍ以上２５９ｎｍ以下、３８９ｎｍ以上４７５ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、ＤＶＤに対応した積層波長板の透過率を高いものにできる。
（５）波長λを７８６ｎｍ、屈折率ｎを１．４９４４、定数Ｍを０として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、２１０ｎｍ以上３１５ｎｍ以下とした。この範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、ＣＤに対応した積層波長板の透過率を高いものにできる。
（６）ブルーレイに対応した積層波長板での接合層１３の厚みｄと、ＤＶＤに対応した積層波長板での接合層１３の厚みｄと、ＣＤに対応した積層波長板での接合層１３の厚みｄとを重複する範囲を２３９ｎｍ以上２５９ｎｍ以下に設定すれば、３つの波長域に対応できる汎用の積層板を提供することができる。
【００６０】
次に、本発明の第２実施形態を図１２から図１４に基づいて説明する。
第２実施形態は光学素子をＹＡＧレーザー加工用光学素子とした例である。この光学素子は図１に示される積層波長板と同様に、第一基材１１と、第二基材１２と、これらの第一基材１１と第二基材１２とを接合する接合層１３とを備えた構造である。この接合層１３の厚みはｄである。
第２実施形態の光学素子は第１実施形態の光学素子１と同様に製造されるので、ここでの説明を省略する。
【００６１】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝３５４（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表８に示す。
【００６２】
【表８】
【００６３】
図１２は、表８の透過率の値に基づき、波長λが３５４ｎｍ帯にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝５３２（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表９に示す。
【００６４】
【表９】
【００６５】
図１３は、表９の透過率の値に基づき、波長λが５３２ｎｍ帯にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝１０６４（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表１０に示す。
【００６６】
【表１０】
【００６７】
図１４は、表１０の透過率の値に基づき、波長λが１０６４ｎｍ帯にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。
【００６８】
図１２を参照して、３５４ｎｍ帯で使用される発振器用光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１２において、屈折率ｎは１．５８９９である。図１２のグラフから明らかな通り、接合層１３のNo.1〜No.6間での透過率の差が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐである。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは１であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは２であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは３である。
【００６９】
図１２の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を３箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝２４７．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝３３７．５（ｎｍ）
ピーク３：ｄ＝４５０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝３５４（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．５８９９ とした。
【００７０】
【表１１】
【００７１】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２４７．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５８９９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５８９９×２４７．５≒３９３．５
このｎｄを波長λ（＝３５４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝３９３．５／３５４≒１．１１
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３３７．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５８９９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５８９９×３３７．５≒５３６．６
このｎｄを波長λ（＝３５４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝５３６．６／３５４≒１．５２
同様に、ピーク３の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４５０（ｎｍ）、ｎ＝１．５８９９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５８９９×４５０≒７１５．４
このｎｄを波長λ（＝３５４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝７１５．４／３５４≒２．０２
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝２４７．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．１１
ピーク２：ｄ＝３３７．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝２、α＝０．０２
ピーク３：ｄ＝４５０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝３、α＝０．０２
【００７２】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
波長λが３５４ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．５８９９である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5899×ｄ／３５４＝２／２＋α
ｄ＝（１＋α）×（３５４／1.5899）≒（１＋α）×２２３
０．９×２２３≦ｄ≦１．１×２２３
２０１≦ｄ≦２４５
【００７３】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5899×ｄ／３５４＝１．５＋α
ｄ＝（１．５＋α）×（３５４／1.5899）≒（１．５＋α）×２２３
１．４×２２３≦ｄ≦１．６×２２３
３１２≦ｄ≦３５９
第三次ピークＰ３に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5899×ｄ／３５４＝２＋α
ｄ＝（２＋α）×（３５４／1.5899）≒（２＋α）×２２３
１．９×２２３≦ｄ≦２．１×２２３
４２４≦ｄ≦４６８
本実施形態では、光学素子を３５４ｎｍ帯専用とする場合には、これらの３つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００７４】
これらの３つの領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１２に基づいて説明する。
図１２において、第一次ピークＰ１から第三次ピークＰ３に対応した領域としてＥ１，Ｅ２，Ｅ３を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は透過率が製品として不都合がない値、例えば、領域Ｅ１では略９９．８５％以上、領域Ｅ２では９９．８０％以上、領域Ｅ３では９９．７５％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層１３の厚みｄが２２０ｎｍ〜２７０ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ２４５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが３００ｎｍ〜３７５ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第二次ピークＰ２の３３７．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ３は厚みｄが４００ｎｍ〜５００ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第三次ピークＰ３の４５０ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【００７５】
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは２０１ｎｍ以上２４５ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ２４５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３１２ｎｍ以上３５９ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ３３７．５ｎｍが含まれる。第三次ピークＰ３に対応して求められた厚みｄは４２４ｎｍ以上４６８ｎｍ以下であり、この範囲に第三次ピークＰ３の厚さ４５０ｎｍが含まれる。以上の通り、これらの厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【００７６】
図１３を参照して、５３２ｎｍ帯で使用される発振器用光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１３のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２の２回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは０であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは１である。
図１３の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を２箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝１８５．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝５３２（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９８２ とした。
【００７７】
【表１２】
【００７８】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝１８５．５（ｎｍ）、ｎ＝１．４９８２
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９８２×１８５．５≒２７７．９
このｎｄを波長λ（＝５３２（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝２７７．９／５３２≒０．５２
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３７５．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９８２
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９８２×３７５．０≒５６１．８
このｎｄを波長λ（＝５３２（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝５６１．８／５３２≒１．０６
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝１８５．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０２
ピーク２：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．０６
【００７９】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
波長λが５３２ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．４９８２である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4982×ｄ／５３２＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（５３２／1.4982）≒（０．５＋α）×３５５
０．４×３５５≦ｄ≦０．６×３５５
１４２≦ｄ≦２１３
【００８０】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4982×ｄ／５３２＝１．０＋α
ｄ＝（１．０＋α）×（５３２／1.4982）≒（１．０＋α）×３５５
０．９×３５５≦ｄ≦１．１×３５５
３２０≦ｄ≦３９１
本実施形態では、光学素子を５３２ｎｍ帯専用とする場合には、これらの２つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００８１】
これらの２つの領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１３に基づいて説明する。
図１３において、第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２に対応した領域としてＥ１，Ｅ２を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層１３の厚みｄが１４６ｎｍ〜２２５ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ１８５．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが３３０ｎｍ〜４２０ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第二次ピークＰ２の厚さ３７５ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【００８２】
前述の式から第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは１４２ｎｍ以上２１３ｎｍ以下であり、この範囲にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ１８５．５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３２０ｎｍ以上３９１ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ３７５ｎｍが含まれる。以上の通り、これらの厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【００８３】
図１４を参照して、１０６４ｎｍ帯で使用される発振器用光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１４のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは１回である。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、ピークＰに対応した定数Ｍは０である。
図１４の結果より、ピークにおいて、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を１箇所、抽出し、
ピーク：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝１０６４（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９４３ とした。
【００８４】
【表１３】
【００８５】
よって、ピークの光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３７５．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９４３
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９４３×３７５．０＝５６０．３２
このｎｄを波長λ（＝１０６４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝５６０．３２／１０６４≒０．５３
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることが実証された。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０３
【００８６】
この領域で求められた厚みｄが透過率の高い領域に含まれることを図１４に基づいて説明する。
図１４において、ピークＰに対応した領域としてＥを設定する。この領域Ｅは透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅは接合層１３の厚みｄが２４８ｎｍ〜５００ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められたピークＰの厚さ３７５ｎｍが含まれる。このエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
前述の式からピークＰに対応して求められた厚みｄは２８５ｎｍ以上４２７ｎｍ以下であり、この範囲にシミュレーションで求められたピークＰの厚さ３７５ｎｍが含まれる。計算で求めた厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【００８７】
本実施形態のＹＡＧレーザー加工用光学素子からなる光学素子１は、基本の３５４ｎｍ帯、２次の５３２ｎｍ帯、３次の１０６４ｎｍ帯の３タイプを共通して利用可能な汎用品とする場合には、接合層１３の厚みｄは３タイプに共通する範囲でなければならない。つまり、光学素子１を３波長共通のＹＡＧレーザー加工用光学素子とするには、接合層１３の厚みｄは３２０ｎｍ以上３５９ｎｍ以下とする。
【００８８】
従って、第２実施形態では、第１実施形態の（１）と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
（７）光学素子１をＹＡＧレーザー加工用光学素子としたから、ＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
（８）波長λを３５４ｎｍ、屈折率ｎを１．５８９９、定数Ｍを１，２，３として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、２０１ｎｍ以上２４５ｎｍ以下、３１２ｎｍ以上３５９ｎｍ以下、４２４ｎｍ以上４６８ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、基本に対応したレーザー発振装置に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
【００８９】
（９）波長λを５３２ｎｍ、屈折率ｎを１．４９８２、定数Ｍを０，１として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、１４２ｎｍ以上２１３ｎｍ以下、３２０ｎｍ以上３９１ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、２次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
（１０）波長λを１０６４ｎｍ、屈折率ｎを１．４９４３、定数Ｍを０として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、２８５ｎｍ以上４２７ｎｍ以下とした。この範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、３次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
（１１）基本に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子での接合層１３の厚みｄと、２次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子での接合層１３の厚みｄと、３次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子での接合層１３の厚みｄとを重複する範囲３２０ｎｍ以上３５９ｎｍ以下に設定すれば、３つの波長域に対応できる汎用のＹＡＧレーザー加工用光学素子を提供することができる。
【００９０】
次に、本発明の第３実施形態を図１５に基づいて説明する。
第３実施形態は光学素子をキセノンレーザー加工用光学素子とした例である。この光学素子は図１に示される積層波長板と同様に、第一基材１１と、第二基材１２と、これらの第一基材１１と第二基材１２とを接合する接合層１３とを備えた構造である。この接合層１３の厚みはｄである。
第３実施形態の光学素子は第１実施形態の光学素子１と同様に製造されるので、ここでの説明を省略する。
【００９１】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝３０８（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表１４に示す。
【００９２】
【表１４】
【００９３】
図１５を参照して、３０８ｎｍ帯で使用される光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１５において、屈折率ｎは１．７８００である。図１５のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ＋１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは２であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは３であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは４である。
【００９４】
図１５の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を３箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝２４３．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝３５２．５（ｎｍ）
ピーク３：ｄ＝４５９．５（ｎｍ）
このとき、波長λ＝３０８（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．７８００ とした。
【００９５】
【表１５】
【００９６】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２４３．５（ｎｍ）、ｎ＝１．７８００
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．７８００×２４３．５≒４３３．４
このｎｄを波長λ（＝３０８（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝４３３．４／３０８≒１．４０
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３５２．５（ｎｍ）、ｎ＝１．７８００
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．７８００×３５２．５≒６２７．５
このｎｄを波長λ（＝３０８（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝６２７．５／３０８≒２．０４
同様に、ピーク３の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４５９．５（ｎｍ）、ｎ＝１．７８００
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．７８００×４５９．５≒８１７．９
このｎｄを波長λ（＝３０８（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝８１７．９／３０８≒２．６６
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝２４３．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝２、α＝−０．１０
ピーク２：ｄ＝３５２．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝３、α＝０．０４
ピーク３：ｄ＝４５９．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝４、α＝０．１６
【００９７】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．２ …［２］
波長λが３０８ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．７８００である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.7800×ｄ／３０８＝３／２＋α
ｄ＝（１．５＋α）×（３０８／1.7800）≒（１．５＋α）×１７３
１．４×１７３≦ｄ≦１．７×１７３
２４２≦ｄ≦２９４
【００９８】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.7800×ｄ／３０８＝２＋α
ｄ＝（２＋α）×（３０８／1.7800）≒（２＋α）×１７３
１．９×１７３≦ｄ≦２．２×１７３
３２９≦ｄ≦３８１
第三次ピークＰ３に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２．５｝＋α
1.7800×ｄ／３０８＝２．５＋α
ｄ＝（２．５＋α）×（３０８／1.7800）≒（２．５＋α）×１７３
２．４×１７３≦ｄ≦２．７×１７３
４１５≦ｄ≦４６７
本実施形態では、光学素子を３０８ｎｍ帯専用とする場合には、これらの３つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００９９】
これらの３つの領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１５に基づいて説明する。
図１５は波長λが３０８ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係のシミュレーションを示すグラフである。
図１５のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ＋１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは２であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは３であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは４である。
【０１００】
図１５において、第一次ピークＰ１から第三次ピークＰ３に対応した領域としてＥ１，Ｅ２，Ｅ３を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９８．８％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層１３の厚みｄが２１２ｎｍ〜２７５ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ２４３．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが３２５ｎｍ〜３８０ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第二次ピークＰ２の３５２．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ３は厚みｄが４３５ｎｍ〜４８４ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第三次ピークＰ３の４５９．５ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【０１０１】
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは２４２ｎｍ以上２９４ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ２４３．５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３２９ｎｍ以上３８１ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ３５２．５ｎｍが含まれる。第三次ピークＰ３に対応して求められた厚みｄは４１５ｎｍ以上４６７ｎｍ以下であり、この範囲に第三次ピークＰ３の厚さ４５９．５ｎｍが含まれる。以上の通り、これらの厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【０１０２】
従って、第３実施形態では、第１実施形態の（１）と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
（１２）光学素子１をキセノンレーザー加工用光学素子としたから、キセノンレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
【０１０３】
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、光学素子として、第１実施形態では積層波長板を説明し、第２実施形態ではＹＡＧレーザー加工用光学素子を説明し、第３実施形態ではキセノンレーザー加工用光学素子を説明したが、本発明の光学素子はこれらに限定されるものではなく、透光性を有する第一基材と透光性を有する第二基材との間にプラズマ重合法により設けられた接合層で接合された光学素子であればよく、例えば、開口フィルター、その他の光学素子でもよい。
第１実施形態では、光学素子として光ピックアップ装置に用いられ、材料が水晶からなる第一基材と第二基材とを積層してなる波長板を例にして説明したが、本発明は基材の材料が水晶に限定されるものではなく、また波長板に限定されるものでもないことは言うまでもない。つまり、本発明では、水晶に代えてサファイヤ等の複屈折性を有する結晶材料を用いてもよく、さらには、結晶材料に代えて、単に透光性を有する材料を用いてもよい。
本発明に係る光学素子は、光ピックアップ装置に用いられるものに限定されるものではなく、プロジェクター装置等の投射型映像装置、その他の光学装置に広く用いられるものであることは言うまでもない。
【０１０４】
前記各実施形態において、プラズマ重合膜１３１を第一基材１１と第二基材１２との双方の主面に成膜したが、本発明では、第一基材１１と第二基材１２のうちのいずれか一方の基材の主面に成膜するものでもよい。
さらに、第１実施形態及び第２実施形態において、接合層１３の厚みｄを関係式から求めるにあたり、−０．１≦α≦＋０．１の式［２Ａ］でなく、−０．１≦α≦＋０．２の式［２］を用いるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、波長板、レーザー加工用光学素子、その他の光学素子に利用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１…光学素子、１１…第一基材、１２…第二基材、１３…接合層、１３１…プラズマ重
合膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の透光性を有する基材を、接合層を介して接合してなる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層波長板、偏光板、回折格子、等、複数の透光性を有する基材を接合層で接合してなる光学素子が多く用いられている。これらの光学素子は、互いに対向する２つ以上の基材が接合層を介して互いに接合されているものがある。この接合層として従来から接着剤を用いたものがあるが、接着剤の厚みが厚いことに起因して、波面収差が生じるという課題がある。
接着剤を用いて２つの基材を接合する際に生じるかかる課題を解決するために、接着剤を用いることなく基材同士を接合する技術として、特許文献１が知られている。
この特許文献１では、複数の板状をなす基板を当該基板の表面にプラズマ重合法で成膜され、活性化させた接合層を用いて、前記基板同士を接合する技術が提案されている。即ち、前記接合層は、プラズマ重合法により成膜されシロキサン結合を含み、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格とこのＳｉ骨格に結合する有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与して表面付近に存在する前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有するものである。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１において提案された接合技術を用いて、ガラス基板と偏光フィルムとを前記接合層を介して接合することにより構成された偏光板が提案されている。
特許文献３には、特許文献１において提案された接合技術を用いて、２枚の水晶基板同士が前記接合層を介して接合されてなる積層波長板が開示されている。
特許文献４には、特許文献１において提案された接合技術を用いて、多層膜からなる偏光分離膜の中間層のＳｉＯ２を前記接合層の一部として利用し、最上層に第１の前記接合層を配置された第１の多層膜が形成された第１の透光性基板と、最上層に第２の前記接合層を配置された第２の多層膜が形成された第２の透光性基板と、を第１、第２の前記接合層を分子接合することにより一体化すると共に、第１の多層膜と第２の多層膜とを積層して前記偏光分離膜を構成する偏光ビームスプリッターが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３３７９３５号公報
【特許文献２】特開２００９−０９８４６５号公報
【特許文献３】特開２００９−２５８４０４号公報
【特許文献４】特開２０１０−０６０７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１から特許文献４で提案されている従来の如き接合技術においては、プラズマ重合膜からなる接合層と基板との間で屈折率が異なる場合に生じる透過特性について詳細には議論されていなかった。
即ち、接合層と基板との間で屈折率が異なることに起因して、光学素子を透過する光と、前記接合層内で多重反射を引き起こした光とが干渉することによって、透過光の透過率が低下してしまうという問題が発生する。例えば、特許文献３で提案された如き積層波長板は、２枚の水晶基板をプラズマ重合膜からなる前記接合層を介して接合してなる光学素子であるが、水晶基板と前記接合層との間で屈折率が相違することに起因して、積層波長板を透過する透過光に、前記接合層と水晶基板との境界面（界面）で多重反射が引き起こされることによって損失が発生して透過率が低下することになる。
【０００６】
本発明の目的は、接合層を透過する光の透過率の低下を防止することを可能とする光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係わる発明は、透光性を有する第一基材と、透光性を有する第二基材と、前記第一基材と前記第二基材とを接合するプラズマ重合法により設けられた接合層と、を備える光学素子であって、前記接合層は、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合と、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格と、当該Ｓｉ骨格に結合する脱離基と、を含み、前記脱離基は、有機基で構成され、前記接合層は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したとき、前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有するものであり、前記接合層の厚みをｄ、透過する光の波長をλ、この波長λにおける前記接合層の屈折率をｎ、としたとき、
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．２ …［２］
但し、Ｍは自然数
を満足することを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、透過する光の波長λ、この波長λでの屈折率ｎ及び接合層の厚みｄに一定の関係があることに着目して、式［１］及び式［２］が導かれたものである。定数Ｍは使用される波長λの領域や、その領域での透過率のピークの数によって設定される。例えば、波長λが相違すると、透過率のピークの回数が相違し、この回数に応じて設定される定数Ｍの数も相違する。
そのため、本適用例では、波長λに応じた定数Ｍを設定し、この定数Ｍ、波長λ、屈折率ｎを式［１］に代入し、さらに、式［２］との関係で接合層の厚みｄの範囲を求めることにより、使用する波長に応じて透過率が高いものとなる。しかも、プラズマ重合法により接合層が形成されているので、耐光性を有することになり、長寿命化に好適な光学素子を提供することができる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例に係わる発明は、前記第一基材と前記第二基材は、複屈折性を有することを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、複屈折性を有する材料を基板に用いることで、波長板、偏光板、回折格子等の光学素子であっても、透過率の高いものにすることができる。
【０００９】
［適用例３］
本適用例に係わる発明は、前記第一基材と前記第二基材とは、それぞれ水晶からなることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、第一基材と第二基材とが比較的入手可能な水晶から構成されているから、サファイヤ等の複屈折性を有する材料に比べて安価に入手できる。
【００１０】
［適用例４］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを４０５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５２６９としたとき、前記Ｍが０，１，２のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０，１，２の３つのうちいずれかをとることになる。定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１０６ｎｍ以上１８６ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２３９ｎｍ以上３１９ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３７２ｎｍ以上４５２ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。
本適用例では、これらの３つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下の範囲に最適な値がある。
なお、本適用例において、波長λの４０５ｎｍ帯とは、ブルーレイで利用される波長領域であり、厳密な意味で波長λが４０５ｎｍに限定されるものではなく、４０５ｎｍ±１０ｎｍの波長領域をいう。上記数値は波長λとして４０６ｎｍを用いた。
【００１１】
［適用例５］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを６６０ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９５０としたとき、前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０，１の２つのうちいずれかをとることになる。定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１７３ｎｍ以上３０２ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３８９ｎｍ以上５１８ｎｍ以下の範囲にある。本適用例では、これらの２つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１７３ｎｍ以上２５９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３８９ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの６６０ｎｍ帯とは、ＤＶＤで利用される波長領域であり、厳密な意味で波長λが６６０ｎｍに限定されるものではなく、６６０ｎｍ±１５ｎｍの波長領域をいう。上記数値は波長λとして６６０ｎｍを用いた。
【００１２】
［適用例６］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを７８５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４４としたとき、前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０の１つとなる。接合層の厚みｄは２１０ｎｍ以上３６８ｎｍ以下の範囲にある。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、接合層の厚みｄは２１０ｎｍ以上３１５ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの７８５ｎｍ帯とは、ＣＤで利用される波長領域であり、厳密な意味で波長λが７８５ｎｍに限定されるものではなく、７８５ｎｍ±２０ｎｍの波長領域をいう。上記数値は波長λとして７８６ｎｍを用いた。
【００１３】
［適用例７］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを３５４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５８９９としたとき、前記Ｍが１，２，３のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて１，２，３の３つのうちいずれかである。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２０１ｎｍ以上２６８ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３１２ｎｍ以上３７９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが３の場合では、接合層の厚みｄは４２４ｎｍ以上４９１ｎｍ以下の範囲にある。本適用例では、これらの３つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは２０１ｎｍ以上２４５ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは３１２ｎｍ以上３５９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが３の場合では、接合層の厚みｄは４２４ｎｍ以上４６８ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの３５４ｎｍ帯は、厳密な意味で波長λが３５４ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして３５４ｎｍを用いた。
【００１４】
［適用例８］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを５３２ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９８２としたとき、前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０，１の２つのうちいずれかである。定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１４２ｎｍ以上２４９ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３２０ｎｍ以上４２６ｎｍ以下の範囲にある。これらの２つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、定数Ｍが０の場合では、接合層の厚みｄは１４２ｎｍ以上２１３ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが１の場合では、接合層の厚みｄは３２０ｎｍ以上３９１ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの５３２ｎｍ帯は、厳密な意味での波長λが５３２ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして５３２ｎｍを用いた。
【００１５】
［適用例９］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを１０６４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４３としたとき、前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて０の１つとなる。接合層の厚みｄは２８５ｎｍ以上４９８ｎｍ以下の範囲にある。
本適用例では、式［２］は−０．１≦α≦＋０．１が好ましい。この式によると、接合層の厚みｄは２８５ｎｍ以上４２７ｎｍ以下の範囲にある。
なお、本適用例において、波長λの１０６４ｎｍ帯は、厳密な意味での波長λが１０６４ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして１０６４ｎｍを用いた。
【００１６】
［適用例１０］
本適用例に係わる発明は、前記波長λを３０８ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．７８００としたとき、前記Ｍが２，３，４のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子である。
この構成の本適用例では、定数Ｍは透過率のピークの回数Ｐに応じて２，３，４の３つのうちいずれかである。定数Ｍが２の場合では、接合層の厚みｄは２４２ｎｍ以上２９４ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが３の場合では、接合層の厚みｄは３２９ｎｍ以上３８１ｎｍ以下の範囲にある。定数Ｍが４の場合では、接合層の厚みｄは４１５ｎｍ以上４６７ｎｍ以下の範囲にある。本適用例では、これらの３つの例の厚みｄをいずれも採用可能であるが、これらのうち１つの好ましい値を選択する。
なお、本適用例において、波長λの３０８ｎｍ帯は、厳密な意味で波長λが３０８ｎｍに限定されるものではない。上記数値は波長λとして３０８ｎｍを用いた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学素子の概略図。
【図２】プラズマ重合装置の概略構成図。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は基材にプラズマ重合膜が成膜される状態を説明する図。
【図４】（Ａ）はプラズマ重合膜にエネルギーを付与する前の分子構造を説明する概略図、（Ｂ）はプラズマ重合膜にエネルギーを付与した後の分子構造を説明する概略図。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は光学素子を製造する手順を説明する概略図。
【図６】ブルーレイ領域における波長と透過率との関係を示すグラフ。
【図７】ＤＶＤ／ＣＤ領域における波長と透過率との関係を示すグラフ。
【図８】波長と屈折率との関係を示すグラフ。
【図９】波長λがブルーレイ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１０】波長λがＤＶＤ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１１】波長λがＣＤ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１２】本発明の第２実施形態において波長λが３５４ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１３】第２実施形態において波長λが５３２ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１４】第２実施形態において波長λが１０６４ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【図１５】本発明の第３実施形態において波長が３０８ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
本発明の第１実施形態を図１から図１１に基づいて説明する。第１実施形態は光学素子を積層波長板とした例である。
図１は光学素子の概略構成図である。積層波長板は、例えば、光ピックアップ装置やプロジェクター等の投射型映像装置に用いられるものである。
【００１９】
図１において、光学素子１は、透光性を有する第一基材１１と、透光性を有する第二基材１２と、これらの第一基材１１と第二基材１２とを接合する接合層１３とを備えた積層形の光学素子である。
第１実施形態においては、前記第一基材１１と前記第二基材１２を、それぞれ複屈折性を有する材料から構成し、例えば水晶から形成された第一、第二の波長板とした。前記光学素子は、これら２枚の第一、第二の波長板を互いに各々の結晶光学軸が所定の角度で交差するように積層した構造を有している。なお、波長板を形成する結晶材料としては、水晶以外にも、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）、サファイヤ、ＢＢＯ、方解石、ＹＶＯ４、ＫＴＰ（リン酸チタン酸カリウム：ＫＴｉＯＰＯ４）等を例示できる。
本実施形態では、接合層１３は、プラズマ重合膜で形成されている。
第一基材１１の接合面と第二基材１２の接合面とのそれぞれにプラズマ重合膜１３１が設けられており、これらのプラズマ重合膜１３１が互いに重合されて接合層１３が形成される（図５参照）。
【００２０】
図２は、本実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図である。
図２において、プラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、このチャンバー１０１の内部にそれぞれ設けられる第１電極１１１及び第２電極１１２と、これらの第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加する電源回路１２０と、チャンバー１０１の内部にガスを供給するガス供給部１４０と、チャンバー１０１の内部のガスを排出する排気ポンプ１５０を備えた構造である。
電源回路１２０は、マッチングボックス１２１と高周波電源１２２とを備える。ガス供給部１４０は、液状の膜材料（原料液）を貯蔵する貯液部１４１と、液状の膜材料を気化して原料ガスに変化させる気化装置１４２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１４３と、これらを接続する管１０２とを備えている。このガスボンベ１４３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用によって放電し、この放電を維持するためにチャンバー１０１に導入するガスであって、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスが該当する。
【００２１】
貯液部１４１に貯留される膜材料は、プラズマ重合装置１００によって第一基材１１や第二基材１２にプラズマ重合膜１３１を形成するための原材料である。この原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサン等のオルガノシロキサン等が挙げられる。ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性を示すが、各種の活性化処理を施すことによって容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化することができる。
【００２２】
次に、接合層１３がプラズマ重合膜１３１から形成されてなる光学素子１の製造方法の手順を図３から図５に基づいて説明する。
まず、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示される通り、第一基材１１や第二基材１２の接合面にプラズマ重合膜１３１を形成する。この工程では、プラズマ重合装置１００の第１電極１１１に、第一基材１１又は第二基材１２を保持し、チャンバー１０１の内部に酸素を所定量導入するとともに第１電極１１１と第２電極１１２との間に電源回路１２０から高周波電圧を印加して光学部材自体の活性化（基板活性化）を実施する。
その後、ガス供給部１４０を作動させて、チャンバー１０１の内部に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給する。供給された混合ガスはチャンバー１０１の内部に充填され、第一基材１１又は第二基材１２には前記混合ガスが曝露される。
【００２３】
第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加することにより、これらの電極１１１，１１２の間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図３（Ｂ）に示される通り、重合物が第一基材１１又は第二基材１２の表面に付着、堆積する。これにより、図３（Ｃ）に示される通り、第一基材１１又は第二基材１２の接合面にプラズマ重合膜１３１が形成される。その後、図３（Ｄ）に示される通り、プラズマ重合膜１３１にエネルギーを付与して表面を活性化させる。この工程は、例えば、プラズマを照射する方法、オゾンガスに接触させる方法、オゾン水で処理する方法、あるいは、アルカリ処理する方法等を用いることができる。これらのうち、プラズマ重合膜１３１の表面を効率よく活性化させるためにプラズマを照射する方法が好ましい。プラズマとしては、例えば、酸素、アルゴン、チッソ、空気、水等を1種又は２種以上混合して用いることができる。
【００２４】
エネルギーが付与される前のプラズマ重合膜１３１は、図４（Ａ）に示される通り、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合１３Ａを含み、ランダムな原始構造を有するＳｉ骨格１３Ｂと、このＳｉ骨格１３Ｂに結合する脱離基１３Ｃとを有し、変形し難い強固な膜となる。これは、Ｓｉ骨格１３Ｂの結晶性が低くなるため、結晶粒界における転位やズレ等の欠陥が生じがたいためと考えられる。このようなプラズマ重合膜１３１にエネルギーが付与されると、図４（Ｂ）に示される通り、プラズマ重合膜１３１の表面及び内部に、活性手１３Ｄが生じる。これにより、プラズマ重合膜１３１の表面に接着性が発現する。このような接着性が発現すると、プラズマ重合膜１３１同士は強固に接合可能となる。なお、プラズマ重合膜１３１のＳｉ骨格１３Ｂの結晶化度は４５％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。これにより、Ｓｉ骨格１３Ｂは十分のランダムな原始構造を含むものとなり、これにより、前述した通り、Ｓｉ骨格１３Ｂの特性が顕在化する。
【００２５】
プラズマ重合膜１３１の表面が活性化された第一基材１１と第二基材１２とを貼り合わせて一体化する。つまり、図５（Ａ）（Ｂ）に示される通り、第一基材１１と第二基材１２とをそれぞれプラズマ重合膜１３１を対向させた状態で互いに押し付ける。プラズマ重合膜１３１同士を貼り合わせることで、これらの膜同士が結合する。
図５（Ｃ）に示される通り、貼合工程の後に、必要に応じて、第一基材１１と第二基材１２とを加圧する。これにより、図５（Ｄ）に示される通り、光学素子１が製造される。
第一基材１１と第二基材１２とを加圧した後に、これらを加熱する。この加熱により、接合強度を高めることができる。なお、光学素子１は適宜ダイシングされる。
【００２６】
次に、本実施形態における接合層１３の厚みｄを求める方法について図６から図１１に基づいて説明する。
図６はブルーレイ領域における波長と透過率との関係を示すグラフであり、図７はＤＶＤ及びＣＤ領域における波長と透過率との関係を示すグラフである。図６及び図７では、１００ｎｍから５００ｎｍまで５０ｎｍ間隔に設定した厚みｄの接合層１３に対する波長と透過率との関係が示されている。なお、図６及び図７のグラフでは、表面で反射する光はないものとしている。
図６及び図７から、波長帯や接合層１３の厚みｄにより透過率が変化しているのが確認できる。透過率が変化している要因としては、接合層１３と第一基材１１との間の境界面並びに接合層１３と第二基材１２との境界面との間で引き起こされる多重反射による光の損失が考えられる。
図６及び図７から、波長に依らず、厚みｄの大小によっても透過率が大きく変動することがわかる。
【００２７】
図８は波長と接合層１３の屈折率との関係を示すグラフである。図８に示される通り、波長が５００ｎｍ以下になると急激に、屈折率が上昇し波長分散性が顕著に出現していることがわかる。これに対して、５００ｎｍを超える長波長側では大きな屈折率の変動は観測されない。
つまり、波長が５００ｎｍ以下である４０５ｎｍ帯のブルーレイ領域用に使用される積層波長板等の光学素子や３５４ｎｍ帯のＹＡＧレーザーを用いたレーザー発振器用光学素子においては、接合層１３の厚みを厳密に制御しなければ、所望の光学特性が得られない可能性があることが判明した。
接合層１３の屈折率は製造条件（成膜条件）により変動を生じることが想定されるが、製造条件がほぼ最適化されていれば、現在の屈折率の値よりも大きくなる（屈折が上昇する）ことはないと考えられるため、本願発明者らは考慮すべきは接合層１３の屈折率の下限値であることに思い至った。
さらに、本願発明者は、５００ｎｍ以下の短波長帯に主眼を落とし、当該短波長帯とともに、長波長側での仕様も視野に入れた接合層の最適化も試みた。
またさらに、波長に依らず、接合層１３の厚みにおいても、厚みの大小（厚い／薄い）によっても透過率が大きく変動することが判明しているので、この点についても考慮して最適化を試みた。
接合層１３の屈折率として基準値から−１％〜−５％まで変化させたとき、接合層の厚みによって透過率がどのように変化するのかシミュレーションにより検証を行った。そのシミュレーションの結果を図９から図１１に示す。接合層の１３の屈折率は、図８の結果より、屈折の大きな変動の見られない波長λが５００ｎｍ以上での値とし、当該屈折率を基準の値（現状値）から下限率として−１％〜−５％までの値で設定した。なお、図９から図１１において、屈折率の基準値に対して下限率が０の場合がNo.1で示され、基準値に対して下限率が−１％の場合がNo.2で示され、基準値に対して下限率が−２％の場合がNo.3で示され、基準値に対して下限率が−３％の場合がNo.4で示され、基準値に対して下限率が−４％の場合がNo.5で示され、基準値に対して下限率が−５％の場合がNo.6で示されている。そして、No.1からNo.6までの下限率と屈折率との関係が表１に示される。
【００２８】
【表１】
【００２９】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）か５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝４０６（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
図９は、表２の透過率の値に基づき、波長λがブルーレイ領域にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。尚、ブルーレイ領域で使用される波長λは４０５ｎｍ±１０ｎｍであり、図９で示している接合層の透過率は、波長λ＝４０６ｎｍに対する値を表している。
【００３２】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝６６０（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
図１０は、表３の透過率の値に基づき、波長λがＤＶＤ領域にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションのグラフである。尚、ＤＶＤ領域で使用される波長λは６６０ｎｍ±１５ｎｍであり、図１０で示している接合層の透過率は、波長λ＝６６０ｎｍに対する値を表している。
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝７８６（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
図１１は、表４の透過率の値に基づき、波長λがＣＤ領域にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションのグラフである。なお、ＣＤ領域で使用される波長λは７８５ｎｍ±２０ｎｍであり、図１１で示している接合層の透過率は、波長λ＝７８６ｎｍに対する値を表している。
【００３７】
図９を参照して、使用波長λが４０６ｎｍである積層波長板の最適な接合層１３の厚みｄを設定する方法について説明する。
波長をλ、この波長λでの接合層１３の屈折率をｎ、定数をＭとし、自然数（Ｍ＝０，１，２，…）とする。
図９において、屈折率ｎは１．５２６９である。図９のグラフから明らかな通り、接合層１３のNo.1〜No.6間での透過率の差が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは０であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは１であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは２である。
【００３８】
図９の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を３箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝１４０．０（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝２７８．５（ｎｍ）
ピーク３：ｄ＝４１８．５（ｎｍ）
このとき、波長λ＝４０６（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．５２６９ とした。
【００３９】
【表５】
【００４０】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝１４０．０（ｎｍ）、ｎ＝１．５２６９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５２６９×１４０．０＝２１３．７６６
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝２１３．７６６／４０５＝０．５２７８＝０．５３
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２７８．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５２６９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５２６９×２７８．５＝４２５．２４１
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝４２５．２４１／４０５＝１．０４９＝１．０５
同様に、ピーク３の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４１８．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５２６９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５２６９×４１８．５＝６３９．００７
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝６３９．００７／４０５＝１．５７７＝１．５７
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝１４０．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０３
ピーク２：ｄ＝２７８．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．０５
ピーク３：ｄ＝４１８．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝２、α＝０．０７
【００４１】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
ブルーレイ領域では、波長λが４０６ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．５２６９である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5269×ｄ／４０６＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（４０６／1.5269）≒（０．５＋α）×２６６
０．４×２６６≦ｄ≦０．６×２６６
１０６≦ｄ≦１６０
【００４２】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5269×ｄ／４０６＝１＋α
ｄ＝（＋α）×（４０６／1.5269）≒（１＋α）×２６６
０．９×２６６≦ｄ≦１．１×２６６
２３９≦ｄ≦２９３
第三次ピークＰ３に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5269×ｄ／４０６＝１＋α
ｄ＝（１．５＋α）×（４０６／1.5269）≒（１．５＋α）×２６６
１．４×２６６≦ｄ≦１．６×２６６
３７２≦ｄ≦４２６
本実施形態では、光学素子をブルーレイ専用とする場合には、これらの３つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００４３】
これらの３つの領域で求められた厚みｄが透過率の高い領域に含まれることを図９に基づいて説明する。
図９において、第一次ピークＰ１から第三次ピークＰ３に対応した領域としてＥ１，Ｅ２，Ｅ３を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層の厚みｄが１００ｎｍ〜１８０ｎｍのエリアであり、この領域に実際にシミュレーションで求めた第一次ピークＰ１の厚さ１５０ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが２３７ｎｍ〜３２０ｎｍのエリアであり、この領域に実際にシミュレーションで求めた第二次ピークＰ２の厚さ２７８．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ３は厚みｄが３８０ｎｍ〜４５７ｎｍのエリアであり、この領域に実際にシミュレーションで求めた第三次ピークＰ３の厚さ４１８．５ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【００４４】
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ１４０ｎｍが含まれる。つまり、接合層１３の厚みｄを１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下の範囲で設定することで、第一次ピークＰ１の最も透過率の高い厚さあるいはそれに近い厚さとすることができる。
同様に、第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ２７８．５ｎｍが含まれる。つまり、接合層１３の厚みｄを２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下の範囲で設定することで、第二次ピークＰ２の最も透過率の高い厚さあるいはそれに近い厚さとすることができる。第三次ピークＰ３に対応して求められた厚みｄは３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下であり、この範囲に第三次ピークＰ３の厚さ４１８．５ｎｍが含まれる。つまり、接合層１３の厚みｄを３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下の範囲で設定することで、第三次ピークＰ３の最も透過率の高い厚さあるいはそれに近い厚さとすることができる。
【００４５】
図１０の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を２箇所を抽出し、
ピーク１：ｄ＝２２７．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝４６６．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝６６０（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９５０ とした。
【００４６】
【表６】
【００４７】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２２７．５（ｎｍ）、ｎ＝１．４９５０
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９５０×２２７．５＝３４０．１１２
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝３４０．１１２／６６０＝０．５１５３２＝０．５２
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４６６．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９５０
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９５０×４６６．０＝６９６．６７０
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝６９６．６７０／６６０＝１．０５５＝１．０６
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることが実証された。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝２２７．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０２
ピーク２：ｄ＝４６６．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．０６
【００４８】
図１０を参照して、使用する波長λが６６０ｎｍである積層波長板の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１０において、屈折率ｎは１．４９５０である。図１０のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２の２回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは０であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは１である。
【００４９】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
ＤＶＤ領域では、波長λが６６０ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．４９５０である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4950×ｄ／６６０＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（６６０／1.5269）≒（０．５＋α）×４３２
０．４×４３２≦ｄ≦０．６×４３２
１７３≦ｄ≦２５９
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4950×ｄ／６６０＝１＋α
ｄ＝（１＋α）×（６６０／1.5269）≒（１＋α）×４３２
０．９×４３２≦ｄ≦１．１×４３２
３８９≦ｄ≦４７５
本実施形態では、光学素子をＤＶＤ専用とする場合には、これらの２つの領域でのｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００５０】
これらの２つの領域で求められた厚みｄが透過率の高い領域に含まれることを図１０に基づいて説明する。
図１０において、第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２に対応した領域としてＥ１，Ｅ２を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層の厚みｄが１７５ｎｍ〜２８０ｎｍのエリアであり、この領域に第一次ピークＰ１の厚さ２２７．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが４１２ｎｍ〜５２０ｎｍのエリアであり、この領域に第二次ピークＰ２の４６６ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは１７３ｎｍ以上２５９ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ２２７．５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３８９ｎｍ以上４７５ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ４６６ｎｍが含まれる。
【００５１】
図１１の結果より、ピークにおいて、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を１箇所、抽出し、
ピーク：ｄ＝２７５．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝７８６（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９４４
とした。
【００５２】
【表７】
【００５３】
よって、ピークの光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２７５．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９４４
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９４４×２７５．０＝４１０．９６０
このｎｄを波長λ（＝４０５（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝４１０．９６０／７８６＝０．５２２８＝０．５２
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることが実証された。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク：ｄ＝２７５．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０２
【００５４】
図１１を参照して、使用する波長λが７８６ｎｍである積層波長板の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１１において、屈折率ｎが１．４９４４である。図１１のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークＰは１回である。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、ピークＰに対応した定数Ｍは０である。
ピークに対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２］
ＣＤ領域では、波長λが７８６ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．４９４４である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4944×ｄ／７８６＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（７８６／1.4944）≒（０．５＋α）×５２６
０．４×５２６≦ｄ≦０．６×５２６
２１０≦ｄ≦３１５
【００５５】
この領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１１に基づいて説明する。
図１１において、ピークに対応した領域としてＥを設定する。この領域Ｅは透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅは接合層の厚みｄが２１０ｎｍ〜３４０ｎｍのエリアであり、この領域にピークの厚さ２７５ｎｍが含まれる。このエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
ピークに対応して求められた厚みｄは２１０ｎｍ以上３１５ｎｍ以下であり、この範囲にピークの厚さ２７５ｎｍが含まれる。
【００５６】
本実施形態の積層波長板からなる光学素子１は、ブルーレイに対応した４０６ｎｍ帯、ＤＶＤに対応した６６０ｎｍ帯、及びＣＤに対応した７８６ｎｍ帯の３タイプを共通して利用可能な汎用品とする場合には、接合層１３の厚みｄは３タイプに共通する範囲でなければならない。つまり、光学素子１を３波長共通の積層波長板とするには、接合層１３の厚みｄは２３９ｎｍ以上２５９ｎｍ以下となる。
【００５７】
従って、第１実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）水晶の第一基材１１と水晶の第二基材１２とを接合する接合層１３を、プラズマ重合法により成膜されシロキサン結合を含み、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格とこのＳｉ骨格に結合する有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与して表面付近に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有する構成とし、波長をλ、この波長λでの接合層１３の屈折率をｎ、定数をＭ（Ｍ＝０，１，２，…）とすると、接合層１３の厚みｄを、ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋αの式［１］と−０．１≦α≦＋０．１の式［２Ａ］とから求めた。そのため、定数Ｍを設定し、この定数Ｍ、波長λ、屈折率ｎを式［１］に代入し、さらに、式［２Ａ］との関係で接合層１３の厚みｄの範囲を求めることができるから、使用する波長に応じた透過率の高い光学素子を提供することができる。
【００５８】
（２）光学素子１を積層波長板としたから、積層波長板の透過率を高いものにできる。
（３）波長λを４０６ｎｍ、屈折率ｎを１．５２６９、定数Ｍを０，１，２のうちのいずれかとして前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、１０６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下、２３９ｎｍ以上２９３ｎｍ以下、３７２ｎｍ以上４２６ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、ブルーレイに対応した積層波長板の透過率を高いものにできる。
【００５９】
（４）波長λを６６０ｎｍ、屈折率ｎを１．４９５０、定数Ｍを０，１として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、１７３ｎｍ以上２５９ｎｍ以下、３８９ｎｍ以上４７５ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、ＤＶＤに対応した積層波長板の透過率を高いものにできる。
（５）波長λを７８６ｎｍ、屈折率ｎを１．４９４４、定数Ｍを０として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、２１０ｎｍ以上３１５ｎｍ以下とした。この範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、ＣＤに対応した積層波長板の透過率を高いものにできる。
（６）ブルーレイに対応した積層波長板での接合層１３の厚みｄと、ＤＶＤに対応した積層波長板での接合層１３の厚みｄと、ＣＤに対応した積層波長板での接合層１３の厚みｄとを重複する範囲を２３９ｎｍ以上２５９ｎｍ以下に設定すれば、３つの波長域に対応できる汎用の積層板を提供することができる。
【００６０】
次に、本発明の第２実施形態を図１２から図１４に基づいて説明する。
第２実施形態は光学素子をＹＡＧレーザー加工用光学素子とした例である。この光学素子は図１に示される積層波長板と同様に、第一基材１１と、第二基材１２と、これらの第一基材１１と第二基材１２とを接合する接合層１３とを備えた構造である。この接合層１３の厚みはｄである。
第２実施形態の光学素子は第１実施形態の光学素子１と同様に製造されるので、ここでの説明を省略する。
【００６１】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝３５４（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表８に示す。
【００６２】
【表８】
【００６３】
図１２は、表８の透過率の値に基づき、波長λが３５４ｎｍ帯にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝５３２（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表９に示す。
【００６４】
【表９】
【００６５】
図１３は、表９の透過率の値に基づき、波長λが５３２ｎｍ帯にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝１０６４（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表１０に示す。
【００６６】
【表１０】
【００６７】
図１４は、表１０の透過率の値に基づき、波長λが１０６４ｎｍ帯にある場合の接合層の厚さと接合層の透過率との関係を示すシミュレーションの結果を表すグラフである。
【００６８】
図１２を参照して、３５４ｎｍ帯で使用される発振器用光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１２において、屈折率ｎは１．５８９９である。図１２のグラフから明らかな通り、接合層１３のNo.1〜No.6間での透過率の差が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐである。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは１であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは２であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは３である。
【００６９】
図１２の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を３箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝２４７．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝３３７．５（ｎｍ）
ピーク３：ｄ＝４５０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝３５４（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．５８９９ とした。
【００７０】
【表１１】
【００７１】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２４７．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５８９９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５８９９×２４７．５≒３９３．５
このｎｄを波長λ（＝３５４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝３９３．５／３５４≒１．１１
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３３７．５（ｎｍ）、ｎ＝１．５８９９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５８９９×３３７．５≒５３６．６
このｎｄを波長λ（＝３５４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝５３６．６／３５４≒１．５２
同様に、ピーク３の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４５０（ｎｍ）、ｎ＝１．５８９９
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．５８９９×４５０≒７１５．４
このｎｄを波長λ（＝３５４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝７１５．４／３５４≒２．０２
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝２４７．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．１１
ピーク２：ｄ＝３３７．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝２、α＝０．０２
ピーク３：ｄ＝４５０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝３、α＝０．０２
【００７２】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
波長λが３５４ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．５８９９である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5899×ｄ／３５４＝２／２＋α
ｄ＝（１＋α）×（３５４／1.5899）≒（１＋α）×２２３
０．９×２２３≦ｄ≦１．１×２２３
２０１≦ｄ≦２４５
【００７３】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5899×ｄ／３５４＝１．５＋α
ｄ＝（１．５＋α）×（３５４／1.5899）≒（１．５＋α）×２２３
１．４×２２３≦ｄ≦１．６×２２３
３１２≦ｄ≦３５９
第三次ピークＰ３に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.5899×ｄ／３５４＝２＋α
ｄ＝（２＋α）×（３５４／1.5899）≒（２＋α）×２２３
１．９×２２３≦ｄ≦２．１×２２３
４２４≦ｄ≦４６８
本実施形態では、光学素子を３５４ｎｍ帯専用とする場合には、これらの３つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００７４】
これらの３つの領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１２に基づいて説明する。
図１２において、第一次ピークＰ１から第三次ピークＰ３に対応した領域としてＥ１，Ｅ２，Ｅ３を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は透過率が製品として不都合がない値、例えば、領域Ｅ１では略９９．８５％以上、領域Ｅ２では９９．８０％以上、領域Ｅ３では９９．７５％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層１３の厚みｄが２２０ｎｍ〜２７０ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ２４５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが３００ｎｍ〜３７５ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第二次ピークＰ２の３３７．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ３は厚みｄが４００ｎｍ〜５００ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第三次ピークＰ３の４５０ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【００７５】
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは２０１ｎｍ以上２４５ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ２４５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３１２ｎｍ以上３５９ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ３３７．５ｎｍが含まれる。第三次ピークＰ３に対応して求められた厚みｄは４２４ｎｍ以上４６８ｎｍ以下であり、この範囲に第三次ピークＰ３の厚さ４５０ｎｍが含まれる。以上の通り、これらの厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【００７６】
図１３を参照して、５３２ｎｍ帯で使用される発振器用光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１３のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２の２回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは０であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは１である。
図１３の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を２箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝１８５．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝５３２（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９８２ とした。
【００７７】
【表１２】
【００７８】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝１８５．５（ｎｍ）、ｎ＝１．４９８２
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９８２×１８５．５≒２７７．９
このｎｄを波長λ（＝５３２（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝２７７．９／５３２≒０．５２
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３７５．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９８２
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９８２×３７５．０≒５６１．８
このｎｄを波長λ（＝５３２（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝５６１．８／５３２≒１．０６
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝１８５．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０２
ピーク２：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝１、α＝０．０６
【００７９】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
波長λが５３２ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．４９８２である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4982×ｄ／５３２＝１／２＋α
ｄ＝（０．５＋α）×（５３２／1.4982）≒（０．５＋α）×３５５
０．４×３５５≦ｄ≦０．６×３５５
１４２≦ｄ≦２１３
【００８０】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.4982×ｄ／５３２＝１．０＋α
ｄ＝（１．０＋α）×（５３２／1.4982）≒（１．０＋α）×３５５
０．９×３５５≦ｄ≦１．１×３５５
３２０≦ｄ≦３９１
本実施形態では、光学素子を５３２ｎｍ帯専用とする場合には、これらの２つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００８１】
これらの２つの領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１３に基づいて説明する。
図１３において、第一次ピークＰ１及び第二次ピークＰ２に対応した領域としてＥ１，Ｅ２を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層１３の厚みｄが１４６ｎｍ〜２２５ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ１８５．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが３３０ｎｍ〜４２０ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第二次ピークＰ２の厚さ３７５ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【００８２】
前述の式から第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは１４２ｎｍ以上２１３ｎｍ以下であり、この範囲にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ１８５．５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３２０ｎｍ以上３９１ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ３７５ｎｍが含まれる。以上の通り、これらの厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【００８３】
図１４を参照して、１０６４ｎｍ帯で使用される発振器用光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１４のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは１回である。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ−１である。つまり、ピークＰに対応した定数Ｍは０である。
図１４の結果より、ピークにおいて、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を１箇所、抽出し、
ピーク：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）
このとき、波長λ＝１０６４（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．４９４３ とした。
【００８４】
【表１３】
【００８５】
よって、ピークの光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３７５．０（ｎｍ）、ｎ＝１．４９４３
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．４９４３×３７５．０＝５６０．３２
このｎｄを波長λ（＝１０６４（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝５６０．３２／１０６４≒０．５３
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることが実証された。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク：ｄ＝３７５．０（ｎｍ）のときは、Ｍ＝０、α＝０．０３
【００８６】
この領域で求められた厚みｄが透過率の高い領域に含まれることを図１４に基づいて説明する。
図１４において、ピークＰに対応した領域としてＥを設定する。この領域Ｅは透過率が製品として不都合がない値、例えば、９９．７０％以上の領域である。領域Ｅは接合層１３の厚みｄが２４８ｎｍ〜５００ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められたピークＰの厚さ３７５ｎｍが含まれる。このエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
前述の式からピークＰに対応して求められた厚みｄは２８５ｎｍ以上４２７ｎｍ以下であり、この範囲にシミュレーションで求められたピークＰの厚さ３７５ｎｍが含まれる。計算で求めた厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【００８７】
本実施形態のＹＡＧレーザー加工用光学素子からなる光学素子１は、基本の３５４ｎｍ帯、２次の５３２ｎｍ帯、３次の１０６４ｎｍ帯の３タイプを共通して利用可能な汎用品とする場合には、接合層１３の厚みｄは３タイプに共通する範囲でなければならない。つまり、光学素子１を３波長共通のＹＡＧレーザー加工用光学素子とするには、接合層１３の厚みｄは３２０ｎｍ以上３５９ｎｍ以下とする。
【００８８】
従って、第２実施形態では、第１実施形態の（１）と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
（７）光学素子１をＹＡＧレーザー加工用光学素子としたから、ＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
（８）波長λを３５４ｎｍ、屈折率ｎを１．５８９９、定数Ｍを１，２，３として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、２０１ｎｍ以上２４５ｎｍ以下、３１２ｎｍ以上３５９ｎｍ以下、４２４ｎｍ以上４６８ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、基本に対応したレーザー発振装置に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
【００８９】
（９）波長λを５３２ｎｍ、屈折率ｎを１．４９８２、定数Ｍを０，１として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、１４２ｎｍ以上２１３ｎｍ以下、３２０ｎｍ以上３９１ｎｍ以下とした。これらの範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、２次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
（１０）波長λを１０６４ｎｍ、屈折率ｎを１．４９４３、定数Ｍを０として前述の式から接合層１３の厚みｄを求め、２８５ｎｍ以上４２７ｎｍ以下とした。この範囲で接合層１３の厚みｄを設定することで、３次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
（１１）基本に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子での接合層１３の厚みｄと、２次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子での接合層１３の厚みｄと、３次に対応したＹＡＧレーザー加工用光学素子での接合層１３の厚みｄとを重複する範囲３２０ｎｍ以上３５９ｎｍ以下に設定すれば、３つの波長域に対応できる汎用のＹＡＧレーザー加工用光学素子を提供することができる。
【００９０】
次に、本発明の第３実施形態を図１５に基づいて説明する。
第３実施形態は光学素子をキセノンレーザー加工用光学素子とした例である。この光学素子は図１に示される積層波長板と同様に、第一基材１１と、第二基材１２と、これらの第一基材１１と第二基材１２とを接合する接合層１３とを備えた構造である。この接合層１３の厚みはｄである。
第３実施形態の光学素子は第１実施形態の光学素子１と同様に製造されるので、ここでの説明を省略する。
【００９１】
接合層１３の厚みを１００（ｎｍ）から５００（ｎｍ）まで、５０（ｎｍ）ステップで変化させたときの、前記接合層１３を透過する波長λ＝３０８（ｎｍ）の光の透過率をシミュレーションにより検証した結果を以下の表１４に示す。
【００９２】
【表１４】
【００９３】
図１５を参照して、３０８ｎｍ帯で使用される光学素子の最適な接合層１３の厚さを設定する方法について説明する。
図１５において、屈折率ｎは１．７８００である。図１５のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ＋１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは２であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは３であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは４である。
【００９４】
図１５の結果より、各ピーク毎に、接合層１３の屈折率No.1〜No.6の各々の透過率に互いに差の小さな領域として、接合層の厚みｄの値として、以下の値を３箇所、抽出した。
ピーク１：ｄ＝２４３．５（ｎｍ）
ピーク２：ｄ＝３５２．５（ｎｍ）
ピーク３：ｄ＝４５９．５（ｎｍ）
このとき、波長λ＝３０８（ｎｍ）のときの接合層１３の屈折率ｎを図８より
ｎ＝１．７８００ とした。
【００９５】
【表１５】
【００９６】
よって、ピーク１の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝２４３．５（ｎｍ）、ｎ＝１．７８００
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．７８００×２４３．５≒４３３．４
このｎｄを波長λ（＝３０８（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝４３３．４／３０８≒１．４０
同様に、ピーク２の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝３５２．５（ｎｍ）、ｎ＝１．７８００
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．７８００×３５２．５≒６２７．５
このｎｄを波長λ（＝３０８（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝６２７．５／３０８≒２．０４
同様に、ピーク３の光学膜厚ｎｄは、以下のように求まる。
ｄ＝４５９．５（ｎｍ）、ｎ＝１．７８００
ｎｄ＝ｎ×ｄ＝１．７８００×４５９．５≒８１７．９
このｎｄを波長λ（＝３０８（ｎｍ））で規定すると、
ｎｄ／λ＝８１７．９／３０８≒２．６６
従って、接合層１３は以下の式を満足するように設定すれば、接合層１３での多重反射を抑制できることに想到した。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．１ …［２Ａ］
但し、波長：λ（ｎｍ）、波長λでの接合層１３の屈折率：ｎ、Ｍ：自然数
即ち、
ピーク１：ｄ＝２４３．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝２、α＝−０．１０
ピーク２：ｄ＝３５２．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝３、α＝０．０４
ピーク３：ｄ＝４５９．５（ｎｍ）のときは、Ｍ＝４、α＝０．１６
【００９７】
第一次ピークＰ１に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．２ …［２］
波長λが３０８ｎｍであり、この波長λに対応する屈折率ｎが１．７８００である（図８参照）。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.7800×ｄ／３０８＝３／２＋α
ｄ＝（１．５＋α）×（３０８／1.7800）≒（１．５＋α）×１７３
１．４×１７３≦ｄ≦１．７×１７３
２４２≦ｄ≦２９４
【００９８】
第二次ピークＰ２に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α
1.7800×ｄ／３０８＝２＋α
ｄ＝（２＋α）×（３０８／1.7800）≒（２＋α）×１７３
１．９×１７３≦ｄ≦２．２×１７３
３２９≦ｄ≦３８１
第三次ピークＰ３に対応した厚みｄを式から求める。
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２．５｝＋α
1.7800×ｄ／３０８＝２．５＋α
ｄ＝（２．５＋α）×（３０８／1.7800）≒（２．５＋α）×１７３
２．４×１７３≦ｄ≦２．７×１７３
４１５≦ｄ≦４６７
本実施形態では、光学素子を３０８ｎｍ帯専用とする場合には、これらの３つの領域での厚みｄの値のうち好ましい値を適宜設定する。
【００９９】
これらの３つの領域で求められたｄが透過率の高い領域に含まれることを図１５に基づいて説明する。
図１５は波長λが３０８ｎｍ帯にある場合の接合層厚さと接合層の透過率との関係のシミュレーションを示すグラフである。
図１５のグラフから明らかな通り、接合層１３の透過率が小さくなるピークは第一次ピークＰ１、第二次ピークＰ２及び第三次ピークＰ３の３回ある。ここでは、定数Ｍとピークとの関係はＭ＝Ｐ＋１である。つまり、第一次ピークＰ１に対応した定数Ｍは２であり、第二次ピークＰ２に対応した定数Ｍは３であり、第三次ピークＰ３に対応した定数Ｍは４である。
【０１００】
図１５において、第一次ピークＰ１から第三次ピークＰ３に対応した領域としてＥ１，Ｅ２，Ｅ３を設定する。これらの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は透過率が製品として不都合がない値、例えば、９８．８％以上の領域である。領域Ｅ１は接合層１３の厚みｄが２１２ｎｍ〜２７５ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第一次ピークＰ１の厚さ２４３．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ２は厚みｄが３２５ｎｍ〜３８０ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第二次ピークＰ２の３５２．５ｎｍが含まれる。領域Ｅ３は厚みｄが４３５ｎｍ〜４８４ｎｍのエリアであり、この領域にシミュレーションで求められた第三次ピークＰ３の４５９．５ｎｍが含まれる。これらのエリアの範囲に前述の計算で求められた厚みｄが含まれていれば前述の計算式が最適なものであると言える。
【０１０１】
第一次ピークＰ１に対応して求められた厚みｄは２４２ｎｍ以上２９４ｎｍ以下であり、この範囲に第一次ピークＰ１の厚さ２４３．５ｎｍが含まれる。第二次ピークＰ２に対応して求められた厚みｄは３２９ｎｍ以上３８１ｎｍ以下であり、この範囲に第二次ピークＰ２の厚さ３５２．５ｎｍが含まれる。第三次ピークＰ３に対応して求められた厚みｄは４１５ｎｍ以上４６７ｎｍ以下であり、この範囲に第三次ピークＰ３の厚さ４５９．５ｎｍが含まれる。以上の通り、これらの厚さの範囲はシミュレーションで求められたピーク時の最も透過率の高い厚さを含むものであり、これらの範囲で接合層１３の厚さを設定すれば、最も透過率の高い厚さあるいはそれに近似した厚さとすることができる。
【０１０２】
従って、第３実施形態では、第１実施形態の（１）と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
（１２）光学素子１をキセノンレーザー加工用光学素子としたから、キセノンレーザー加工用光学素子の透過率を高いものにできる。
【０１０３】
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、光学素子として、第１実施形態では積層波長板を説明し、第２実施形態ではＹＡＧレーザー加工用光学素子を説明し、第３実施形態ではキセノンレーザー加工用光学素子を説明したが、本発明の光学素子はこれらに限定されるものではなく、透光性を有する第一基材と透光性を有する第二基材との間にプラズマ重合法により設けられた接合層で接合された光学素子であればよく、例えば、開口フィルター、その他の光学素子でもよい。
第１実施形態では、光学素子として光ピックアップ装置に用いられ、材料が水晶からなる第一基材と第二基材とを積層してなる波長板を例にして説明したが、本発明は基材の材料が水晶に限定されるものではなく、また波長板に限定されるものでもないことは言うまでもない。つまり、本発明では、水晶に代えてサファイヤ等の複屈折性を有する結晶材料を用いてもよく、さらには、結晶材料に代えて、単に透光性を有する材料を用いてもよい。
本発明に係る光学素子は、光ピックアップ装置に用いられるものに限定されるものではなく、プロジェクター装置等の投射型映像装置、その他の光学装置に広く用いられるものであることは言うまでもない。
【０１０４】
前記各実施形態において、プラズマ重合膜１３１を第一基材１１と第二基材１２との双方の主面に成膜したが、本発明では、第一基材１１と第二基材１２のうちのいずれか一方の基材の主面に成膜するものでもよい。
さらに、第１実施形態及び第２実施形態において、接合層１３の厚みｄを関係式から求めるにあたり、−０．１≦α≦＋０．１の式［２Ａ］でなく、−０．１≦α≦＋０．２の式［２］を用いるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、波長板、レーザー加工用光学素子、その他の光学素子に利用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１…光学素子、１１…第一基材、１２…第二基材、１３…接合層、１３１…プラズマ重
合膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第一基材と、透光性を有する第二基材と、前記第一基材と前記第二基材とを接合するプラズマ重合法により設けられた接合層と、を備える光学素子であって、
前記接合層は、
シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合と、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格と、当該Ｓｉ骨格に結合する脱離基と、を含み、
前記脱離基は、有機基で構成され、
前記接合層は、
その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したとき、前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有するものであり、
前記接合層の厚みをｄ、透過する光の波長をλ、この波長λにおける前記接合層の屈折率をｎ、としたとき、
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．２ …［２］
但し、Ｍは自然数
を満足することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載された光学素子において、
前記第一基材と前記第二基材は、複屈折性を有することを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項２に記載された光学素子において、
前記第一基材と前記第二基材とは、それぞれ水晶からなることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを４０５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５２６９としたとき、
前記Ｍが０，１，２のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを６６０ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９５０としたとき、
前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを７８５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４４としたとき、
前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを３５４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５８９９としたとき、
前記Ｍが１，２，３のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを５３２ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９８２としたとき、
前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを１０６４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４３としたとき、
前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを３０８ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．７８００としたとき、
前記Ｍが２，３，４のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子。
【請求項１】
透光性を有する第一基材と、透光性を有する第二基材と、前記第一基材と前記第二基材とを接合するプラズマ重合法により設けられた接合層と、を備える光学素子であって、
前記接合層は、
シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合と、結晶化度が４５％以下であるＳｉ骨格と、当該Ｓｉ骨格に結合する脱離基と、を含み、
前記脱離基は、有機基で構成され、
前記接合層は、
その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したとき、前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより発現した接着性を有するものであり、
前記接合層の厚みをｄ、透過する光の波長をλ、この波長λにおける前記接合層の屈折率をｎ、としたとき、
ｎ×ｄ／λ＝｛（Ｍ＋１）／２｝＋α …［１］
−０．１≦α≦＋０．２ …［２］
但し、Ｍは自然数
を満足することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載された光学素子において、
前記第一基材と前記第二基材は、複屈折性を有することを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項２に記載された光学素子において、
前記第一基材と前記第二基材とは、それぞれ水晶からなることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを４０５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５２６９としたとき、
前記Ｍが０，１，２のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを６６０ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９５０としたとき、
前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを７８５ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４４としたとき、
前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを３５４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．５８９９としたとき、
前記Ｍが１，２，３のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを５３２ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９８２としたとき、
前記Ｍが０又は１であることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを１０６４ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．４９４３としたとき、
前記Ｍが０であることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された光学素子において、
前記波長λを３０８ｎｍ帯とし、前記屈折率ｎを１．７８００としたとき、
前記Ｍが２，３，４のうちのいずれかであることを特徴とする光学素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２３７７６７（Ｐ２０１１−２３７７６７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４３３６（Ｐ２０１１−４４３３６）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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