JPH01172901A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
- Publication number
- JPH01172901A JPH01172901A JP62331972A JP33197287A JPH01172901A JP H01172901 A JPH01172901 A JP H01172901A JP 62331972 A JP62331972 A JP 62331972A JP 33197287 A JP33197287 A JP 33197287A JP H01172901 A JPH01172901 A JP H01172901A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- exposed
- intensity distribution
- ratio
- uniform
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、回折格子の製造方法に関するものである。
回折格子は、分光分野において分光器の分散素子として
用いられていたが、近年、光通信の分野においても半導
体レーザの共振器や、分波器の分散素子としても用いら
れている。
用いられていたが、近年、光通信の分野においても半導
体レーザの共振器や、分波器の分散素子としても用いら
れている。
この回折格子を作製する方法には、ルーリングエンジン
を用いた機械刻線方法が従来多く用いられていたが、近
年、ホログラフィック露光を用いた方法も用いられるよ
うになってきた。
を用いた機械刻線方法が従来多く用いられていたが、近
年、ホログラフィック露光を用いた方法も用いられるよ
うになってきた。
従来の技術
このホログラフィック露光法を用いた方法としては、平
面波と平面波を干渉させて作製させる方法や、発散波と
発散波を干渉させて作製する方法などがあった。
面波と平面波を干渉させて作製させる方法や、発散波と
発散波を干渉させて作製する方法などがあった。
平面直線ホログラフィック回折格子は、2つのレーザビ
ームを干渉させる際、平面波と平面波とを干渉させて露
光する方法が二′般に用いられて形成されていた。
ームを干渉させる際、平面波と平面波とを干渉させて露
光する方法が二′般に用いられて形成されていた。
また、発散波と発散波を干渉させてホログラフィック露
光を行う方法もあったが、双曲線の回折格子になり、平
面直線ホログラフィック回折格子の作製には用いられて
いなかった。
光を行う方法もあったが、双曲線の回折格子になり、平
面直線ホログラフィック回折格子の作製には用いられて
いなかった。
以下図面を参照しながら、上述した従来のホログラフィ
ック回折格子の製造方法の例について説明する。
ック回折格子の製造方法の例について説明する。
第5図および第6図は従来の平面直線ホログラフィック
回折格子の製造方法を示すものである。
回折格子の製造方法を示すものである。
第5図において、基板51の上にホトレジスト52を塗
布した後、三光束干渉法ホログラフィック露光により、
露光用レーザ53からでた光束をハーフミラ−54で2
つの光束に分離し、それぞれの光束を、スペシャルフィ
ルタ55・56でビームのノイズを除去された後、ビー
ムを拡大し、レンズ57・58で平行波に変換されミラ
ー59および60′で反射させて2光束を試料上で干渉
させ、所要の間隔をもった平面直線ホログラフインク回
折格子を得る。
布した後、三光束干渉法ホログラフィック露光により、
露光用レーザ53からでた光束をハーフミラ−54で2
つの光束に分離し、それぞれの光束を、スペシャルフィ
ルタ55・56でビームのノイズを除去された後、ビー
ムを拡大し、レンズ57・58で平行波に変換されミラ
ー59および60′で反射させて2光束を試料上で干渉
させ、所要の間隔をもった平面直線ホログラフインク回
折格子を得る。
(例えば、特開昭61−189502号公報)第6図に
おいて、基板61の上にホトレジスト62を塗布した後
、三光束干渉法ホログラフィック露光により、露光用レ
ーザ63からでた光束をレンズ64で拡大し、放物面鏡
65で平行光に変換され平面波ビームをミラー66およ
び67で反射させて2光束を試料上で干渉させる様に配
置されている。2つの平面波を基板上で干渉させて所要
の間隔をもった平面直線ホログラフィック回折格子42
を得る。
おいて、基板61の上にホトレジスト62を塗布した後
、三光束干渉法ホログラフィック露光により、露光用レ
ーザ63からでた光束をレンズ64で拡大し、放物面鏡
65で平行光に変換され平面波ビームをミラー66およ
び67で反射させて2光束を試料上で干渉させる様に配
置されている。2つの平面波を基板上で干渉させて所要
の間隔をもった平面直線ホログラフィック回折格子42
を得る。
(例えば、特開昭61−281529号公報)しかしな
がら上記のような製造方法では、レーザビームの光束は
、スペシャルフィルタで一旦ノイズが除去されている場
合も、露光が行われる基板上ではスペシャルフィルタの
後の光学系によってスペックルノイズが発生□し、均一
な格子を得るのがむずかしいという問題があった。
がら上記のような製造方法では、レーザビームの光束は
、スペシャルフィルタで一旦ノイズが除去されている場
合も、露光が行われる基板上ではスペシャルフィルタの
後の光学系によってスペックルノイズが発生□し、均一
な格子を得るのがむずかしいという問題があった。
第7図は従来の発散波と発散波を干渉させて作製する回
折格子の製造方法を示すものである。
折格子の製造方法を示すものである。
第7図において、基板71の上にホトレジスト72を塗
布した後、三光束干渉法ホログラフィック露光により、
露光用レーザ73から°でた光束をハーフミラ−74で
2つの光束に分離し、それぞれの光束を、ミラー75お
よび76で反射させてレンズ77・78でビームを拡大
し、2光束を試料上で干渉させ、ホログラフィック回折
格子を得る。
布した後、三光束干渉法ホログラフィック露光により、
露光用レーザ73から°でた光束をハーフミラ−74で
2つの光束に分離し、それぞれの光束を、ミラー75お
よび76で反射させてレンズ77・78でビームを拡大
し、2光束を試料上で干渉させ、ホログラフィック回折
格子を得る。
(例えば、特開昭61−189502号公報)この発散
波と発散波を干渉させて作製した回折格子は第8図の8
1に示すように、双曲線の格子となり平面直線ホログラ
フィック回折格子の作製には用いられていなかった。
波と発散波を干渉させて作製した回折格子は第8図の8
1に示すように、双曲線の格子となり平面直線ホログラ
フィック回折格子の作製には用いられていなかった。
〔例えば、イー、ダブルオーエルエフ、プログリース
イン オプティクス(B、 WOLF、 Progre
ssin 0ptics) X IVのP2O5)発
明が解決しようとする問題点 本発明は上記問題点を考慮し、簡単な光学系でしかも、
スペックルノイズのない均一な平面直線ホログラフィッ
ク回折格子を作製する製造方法を提供するものである。
イン オプティクス(B、 WOLF、 Progre
ssin 0ptics) X IVのP2O5)発
明が解決しようとする問題点 本発明は上記問題点を考慮し、簡単な光学系でしかも、
スペックルノイズのない均一な平面直線ホログラフィッ
ク回折格子を作製する製造方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明のホログラフィック
回折格子の製造方法は゛、露光用レーザ光と、前記露光
用レーザ光を2つの光束に分けるハーフミラ−と、前記
2つに分けられた各々の光束を反射させて2光束を試料
上で干渉させるための2)Jlのミラーと、前記ミラー
より反射されたレーザ光のノイズを取ると共に光束を発
散光に拡大するためのピンホールとレンズより成る2組
のスペシャルフィルタとを具備し、前記2つのスペシャ
ルフィルタのピンホールの間隔Cの中点と被露光物の間
の距離Hと被露光物の大きさ(径あるいは長辺)Lとの
比H/Lと、前記2つのスペシャルフィルタのピンホー
ルの間隔Cと前記被露光物の大きさLとの比C/Lとの
積H/L×C/Lが32以上であり、かつ、被露光物に
あたるレーザの強度分布がピークの値に対して80%以
上の均一な強度分布になるようにした回折格子の製造方
法である。
回折格子の製造方法は゛、露光用レーザ光と、前記露光
用レーザ光を2つの光束に分けるハーフミラ−と、前記
2つに分けられた各々の光束を反射させて2光束を試料
上で干渉させるための2)Jlのミラーと、前記ミラー
より反射されたレーザ光のノイズを取ると共に光束を発
散光に拡大するためのピンホールとレンズより成る2組
のスペシャルフィルタとを具備し、前記2つのスペシャ
ルフィルタのピンホールの間隔Cの中点と被露光物の間
の距離Hと被露光物の大きさ(径あるいは長辺)Lとの
比H/Lと、前記2つのスペシャルフィルタのピンホー
ルの間隔Cと前記被露光物の大きさLとの比C/Lとの
積H/L×C/Lが32以上であり、かつ、被露光物に
あたるレーザの強度分布がピークの値に対して80%以
上の均一な強度分布になるようにした回折格子の製造方
法である。
作用
本発明は上記した、特別な条件に設定した発散光と発散
光とを、被露光物の大きさに応じて双曲線が直線とみな
せるような特別な配置に設定して干渉させることによっ
て、スペックルノイズのない均一で高効率なホログラフ
ィック回折格子を得ることができる。
光とを、被露光物の大きさに応じて双曲線が直線とみな
せるような特別な配置に設定して干渉させることによっ
て、スペックルノイズのない均一で高効率なホログラフ
ィック回折格子を得ることができる。
実施例
以下本発明の一実施例のホログラフィック回折格子の製
造方法について図面を参照しながら説明する。
造方法について図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の実施例を示すホログラフィック回折格
子の製造方法を示す図である。
子の製造方法を示す図である。
第1図において一辺がLの正方形の基板1の上にホトレ
ジスト2を塗布した後、露光用レーザ光3と、前記露光
用レーザ光を2つの光束に分けるハーフミラ−4と、前
記2つに分けられた各々の光束を反射させて2光束を試
料上で干渉させるための2組のミラー5・6と、前記ミ
ラーより反射されたレーザ光のノイズを取ると共に光束
を発散光に拡大するためのピンホールとレンズより成る
2組のスペシャルフィルタ7・8とから成っている。
ジスト2を塗布した後、露光用レーザ光3と、前記露光
用レーザ光を2つの光束に分けるハーフミラ−4と、前
記2つに分けられた各々の光束を反射させて2光束を試
料上で干渉させるための2組のミラー5・6と、前記ミ
ラーより反射されたレーザ光のノイズを取ると共に光束
を発散光に拡大するためのピンホールとレンズより成る
2組のスペシャルフィルタ7・8とから成っている。
前述の構成において、基板1・上のレジスト2には2つ
の発散波によって干渉縞ができ、二光束干渉法ホログラ
フィック露光により、所要の間隔をもった正弦波状のホ
ログラフィック回折格子を得る。
の発散波によって干渉縞ができ、二光束干渉法ホログラ
フィック露光により、所要の間隔をもった正弦波状のホ
ログラフィック回折格子を得る。
前述のように、本発明においては、スペシャルフィルタ
でビームのノイズが除去された後は、露光部までに光学
系がなく、干渉縞の中にスペックルノイズが発生するこ
とはない。
でビームのノイズが除去された後は、露光部までに光学
系がなく、干渉縞の中にスペックルノイズが発生するこ
とはない。
前記2つのスペシャルフィルタのピンホールの間隔Cの
中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径あるいは長
辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのスペシャルフ
ィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物の大きさL
との比C/Lとの積、H/L×C/Lが32以上であり
、がっ、被露光物にあたるレーザの強度分布がピークの
値に対して80%以上の均一な強度分布になるようにし
たものである。
中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径あるいは長
辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのスペシャルフ
ィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物の大きさL
との比C/Lとの積、H/L×C/Lが32以上であり
、がっ、被露光物にあたるレーザの強度分布がピークの
値に対して80%以上の均一な強度分布になるようにし
たものである。
第2図は、2つのスペシャルフィルタのピンホールの間
隔Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径ある
いは長辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのスペシ
ャルフィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物の大
きさLとの比C/Lの関係で、回折格子の溝間隔につい
て調べたものである。
隔Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径ある
いは長辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのスペシ
ャルフィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物の大
きさLとの比C/Lの関係で、回折格子の溝間隔につい
て調べたものである。
中央部の溝間隔dと径あるいは長辺の大きさLの端にお
ける溝間隔りの差の割合(d−D/D)×100%の値
が1%以下になる点を結んだものである。この曲線はH
/L×C/Lが32の値になり、これ以上では1%以下
の誤差におさまり、はぼ直線の回折格子として使用して
も問題はない。
ける溝間隔りの差の割合(d−D/D)×100%の値
が1%以下になる点を結んだものである。この曲線はH
/L×C/Lが32の値になり、これ以上では1%以下
の誤差におさまり、はぼ直線の回折格子として使用して
も問題はない。
例えば、光分波器としてレンズと組み合わせて使用した
場合、焦点距離が5mmのもので、1%の誤差であれは
10μm以下の誤差に抑えることができ、光ファイバに
集光することができる。
場合、焦点距離が5mmのもので、1%の誤差であれは
10μm以下の誤差に抑えることができ、光ファイバに
集光することができる。
また、第3図に示すようにレーザの強度分布はガウス分
布になり、均一な回折格子を得るためにはレーザの強度
は80%以上の均一な分布であることが必要である。
布になり、均一な回折格子を得るためにはレーザの強度
は80%以上の均一な分布であることが必要である。
80%以上の均一な分布では、50%以上の回折効率を
得ることができる。
得ることができる。
前述のような、2つのスペシャルフィルタのピンホール
の間隔Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径
あるいは長辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのス
ペシャルフィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物
の大きさLとの比C/Lとの積、H/L×C/Lが32
以上であり、かつ、被露光物にあたるレーザの強度分布
がピークの値に対して80%以上の均一な強度分布にな
るようにした発散波と発散波とで形成される干渉縞は、
−Jl=常にきれいな干渉縞で、かつ、均一で高効率な
平面直線回折格子が得られる。
の間隔Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径
あるいは長辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのス
ペシャルフィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物
の大きさLとの比C/Lとの積、H/L×C/Lが32
以上であり、かつ、被露光物にあたるレーザの強度分布
がピークの値に対して80%以上の均一な強度分布にな
るようにした発散波と発散波とで形成される干渉縞は、
−Jl=常にきれいな干渉縞で、かつ、均一で高効率な
平面直線回折格子が得られる。
以下、本発明の詳細な説明する。
被露光物の大きさしの1辺が30+uの正方形のガラス
基板上に、ポジ型のホトレジストを500Orpmの回
転スピードで約1.5μm塗布した後、441.6nm
の波長のHe−Cdレーザ光によりホログラフィック露
光を行った。
基板上に、ポジ型のホトレジストを500Orpmの回
転スピードで約1.5μm塗布した後、441.6nm
の波長のHe−Cdレーザ光によりホログラフィック露
光を行った。
スペシャルフィルタの対物レンズは40倍を用いて30
度の角度で140mmのビーム径に拡大した2つの発散
波を、前記2つのスペシャルフィルタのピンホールの間
隔Cの中点と被露光物の間の距離Hを600flとし、
Cを400 msとした。
度の角度で140mmのビーム径に拡大した2つの発散
波を、前記2つのスペシャルフィルタのピンホールの間
隔Cの中点と被露光物の間の距離Hを600flとし、
Cを400 msとした。
この時、C/Lは13で、H/’Lは20であり、H/
L X C/Lは260の値である。
L X C/Lは260の値である。
この時、中央部の溝間隔dと1辺の大きさしの端におけ
る溝間隔りの差の割合(d−D/D)x100%の値は
0.1%以下になり、実用上はまったく問題にない値で
ある。
る溝間隔りの差の割合(d−D/D)x100%の値は
0.1%以下になり、実用上はまったく問題にない値で
ある。
また、この時の被露光物にあたるレーザの強度分布がピ
ークの値に対してほぼ100%の均一な強度分布になる
ようにした干渉させて、1200本/ mmの溝数をも
つ正弦波のホログラフィック回折格子で、75%の回折
効率を得た。第3図のaに当たる部分。
ークの値に対してほぼ100%の均一な強度分布になる
ようにした干渉させて、1200本/ mmの溝数をも
つ正弦波のホログラフィック回折格子で、75%の回折
効率を得た。第3図のaに当たる部分。
第4図はレーザの強度分布と回折効率の関係を示す図で
ある。
ある。
第4図に示すように、第3図のbに当たるレーザの強度
分布が80%では回折効率は58%であり、第3図のC
に当たるレーザの強度分布が60%では回折効率は38
%であった。
分布が80%では回折効率は58%であり、第3図のC
に当たるレーザの強度分布が60%では回折効率は38
%であった。
以上のように本実施例によれば、スペクルノイズがなく
、均一な格子を得ることができ、ベース材を用いた場合
においても垂直イオンエツチングと斜めイオンエツチン
グを組み合わせることによって、溝の深い形の良いプレ
ズドホログラフィック回折格子の製造を容易にするもの
である。
、均一な格子を得ることができ、ベース材を用いた場合
においても垂直イオンエツチングと斜めイオンエツチン
グを組み合わせることによって、溝の深い形の良いプレ
ズドホログラフィック回折格子の製造を容易にするもの
である。
発明の効果
以上のように本発明は、2つのスペシャルフィルタのピ
ンホールの間隔Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露
光物の径あるいは長辺の大きさLとの比H/Lと、前記
2つのスペシャルフィルタのピンホールの間隔Cと前記
被露光物の大きさLとの比C/Lとの積、H/L×C/
Lが32以上であり、かつ、被露光物にあたるレーザの
強度分布がピークの値に対して80%以上の均一な強度
分布になるようにした発散光と発散光との干渉によって
、スペックルノイズのない均一で高効率なホログラフィ
ック回折格子を得ることができる。
ンホールの間隔Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露
光物の径あるいは長辺の大きさLとの比H/Lと、前記
2つのスペシャルフィルタのピンホールの間隔Cと前記
被露光物の大きさLとの比C/Lとの積、H/L×C/
Lが32以上であり、かつ、被露光物にあたるレーザの
強度分布がピークの値に対して80%以上の均一な強度
分布になるようにした発散光と発散光との干渉によって
、スペックルノイズのない均一で高効率なホログラフィ
ック回折格子を得ることができる。
第1図は本発明の実施例におけるホログラフィック回折
格子の製造方法を示す説明図であり、第2図は、2つの
スペシャルフィルタのピンホールの間隔Cの中点と被露
光物の間の距離Hと被露光物の径あるいは長辺の大きさ
Lとの比H/Lと、前記2つのスペシャルフィルタのピ
ンホールの間隔Cと前記被露光物の大きさLとの比C/
Lの関係で、回折格子の溝間隔について調べたグラフ、
第3図は、レーザの強度分布を示す分布図、第4図はレ
ーザの強度分布と回折効率の関係を示すグラフ、第5図
・第6図・第7図は従来のホログラフィック回折格子製
造方法を示す説明図、第8図は双曲線ホログラフィック
回折格子を示す平面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・ホトレジスト、3
・・・・・・露光用レーザ光、4・・・・・・ハーフミ
ラ−15・6・・・・・・ミラー、7・8・・・・・・
スペシャルフィルタ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか1名第2図 んA 第3図
格子の製造方法を示す説明図であり、第2図は、2つの
スペシャルフィルタのピンホールの間隔Cの中点と被露
光物の間の距離Hと被露光物の径あるいは長辺の大きさ
Lとの比H/Lと、前記2つのスペシャルフィルタのピ
ンホールの間隔Cと前記被露光物の大きさLとの比C/
Lの関係で、回折格子の溝間隔について調べたグラフ、
第3図は、レーザの強度分布を示す分布図、第4図はレ
ーザの強度分布と回折効率の関係を示すグラフ、第5図
・第6図・第7図は従来のホログラフィック回折格子製
造方法を示す説明図、第8図は双曲線ホログラフィック
回折格子を示す平面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・ホトレジスト、3
・・・・・・露光用レーザ光、4・・・・・・ハーフミ
ラ−15・6・・・・・・ミラー、7・8・・・・・・
スペシャルフィルタ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか1名第2図 んA 第3図
Claims (1)
- 露光用レーザ光と、前記露光用レーザ光を2つの光束に
分けるハーフミラーと、前記2つに分けられた各々の光
束を反射させて2光束を試料上で干渉させるための2組
のミラーと、前記ミラーより反射されたレーザ光のノイ
ズを取ると共に光束を発散光に拡大するためのピンホー
ルとレンズより成る2組のスペシャルフィルタとを具備
し、前記2つのスペシャルフィルタのピンホールの間隔
Cの中点と被露光物の間の距離Hと被露光物の径あるい
は長辺の大きさLとの比H/Lと、前記2つのスペシャ
ルフィルタのピンホールの間隔Cと前記被露光物の大き
さLとの比C/Lとの積、H/L×C/Lが32以上で
あり、かつ、被露光物にあたるレーザの強度分布がピー
クの値に対して80%以上の均一な強度分布になるよう
にしたことを特徴とする回折格子の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331972A JPH01172901A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 回折格子の製造方法 |
| US07/290,196 US5007709A (en) | 1987-12-28 | 1988-12-17 | Diffraction grating and manufacturing method thereof |
| KR1019880017677A KR920001246B1 (ko) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | 회절격자, 그 제조방법 및 그 제조시스템 |
| EP88312373A EP0323238B1 (en) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Diffraction grating and manufacturing method thereof |
| CA000587161A CA1321495C (en) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Diffraction grating and manufacturing method thereof |
| DE3855042T DE3855042T2 (de) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Beugunsgitter und Methode zu seiner Herstellung |
| EP95202075A EP0682272A2 (en) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Diffraction grating manufacturing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331972A JPH01172901A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172901A true JPH01172901A (ja) | 1989-07-07 |
Family
ID=18249705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331972A Pending JPH01172901A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172901A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168403A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 露光装置 |
| JPS61172101A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回折格子の作成方法 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62331972A patent/JPH01172901A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168403A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 露光装置 |
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