JPH02219002A - 回析格子およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は分光機器および光通信機器等に使用する回折格
子とその製造方法に関するものである。

従来の技術 従来、回折格子は光の波長分散素子として主に分光測定
用機器に使用され、ある波長域から所望の波長を選択し
て取り出す用途に用いられている。

しかしながら回折格子は一般に入射する光の波長、偏光
方向、入射角度によって回折される光の強度、即ち回折
効率が著しく影響を受けることが知られている。

以下、従来の回折格子およびその製造方法について説明
する。

例えば、ビー、ブリーフ、アール、プラウイル、エム、
プライドゥン　アンド　デイ−、メイストゥル：マイク
ロウェーブ　ベリフィケイションオブ　ア　ニューメリ
カル　オプティマイゼイション　オプ　フーリエ　グレ
ーティングズ、アプライド　フィツクス、２４．Ｎα２
．Ｐ、１４（１９８１）　　ＣＰ、Ｂ１１ｅｋ、Ｒ，Ｄ
ｅｌｅｕｉｌ、Ｍ、Ｂｒｅｉｄｎｅａｎｄ　　Ｄ、Ｍａ
ｙｓｔｒｅ：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｖｅｒｉｆｉｃａｔ
ｉｏｎ　ｏｆ　　ａｎｕｍｅｒｉｃａｌ　　ｏｐｔｉｍ
ｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　　Ｆｏｕｒｉｏｒ　ｇｒａｔｉ
ｎｇｓ。

Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、２４．　Ｎα２．Ｐ
、１４７　（１９８１）］では、基本周波数と２次のバ
ーモミツクの組み合わせによってプロファイルを合成す
るフーリエ格子の製造がホログラフィック露光技術によ
って可能であることから、局所的な理論的最適化によっ
てフーリエ格子の効率を、広波長域用のエシェレット格
子の効率より太き（でき、この理論的予言をマイクロ波
領域で実験的に実証している。

ここで、フーリエ格子は一般に格子溝方向と垂直な座標
をｘ、格子間隔をｄとして格子溝形状η（ｘ）は基本周
波数ｋ（＝２π／ｄ）と２次のバーモミツク２にの組み
合わせ ’Ｉ　（ｘ）−ｈ　　｛ｓｉｎ（ｋｘ）＋　１　ｓｉｎ
　　（２Ｋｘ−φ）　）であられされ、ｈ、γ、φが形
状を決めるパラメーターである。

なお、文献で示されている回折格子形状は、この場合、 ｈ＝０．４２．ｒ＝０．２８６．農−９０゜に相当する
。

次に、製造方法においては従来のコヒーレント光を用い
た三光束干渉露光法が用いられているが、基板上に設け
る感光層の感度特性は、露光量に対して現像後の感光層
の膜厚残存量がほぼ線型な関係の範囲で製造されている
。

第１６図に露光量と現像後の感光層の膜厚残存率の関係
、即ち感度曲線を表した図を示す、ここでは感光層にポ
ジ型感光材、即ち露光されたところが現像により除去さ
れるような感光材について示している。１６ａは露光干
渉縞の強度分布、１６ｂは現像後の格子の断面形状、１
６ｃは感度曲線である。

これによれば、感度曲線は線型であるためもし仮にフー
リエ格子を形成するなら、例えばエム。

プライドゥン、ニス、ジ町ハンソン、エルーイーニルソ
ン　アンド　エイチ、アーレン：プレーズド　ホログラ
フィック　グレーティングズ、オプティカ　アクタ、２
６．述１１．Ｐ、１４２７（１９７９）　　（Ｍ、Ｂｒ
ｅｉｄｎｅ、Ｓ、Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ、Ｌ−Ｅ　Ｎｉ１
ｓｓｏｎ　ａｎｄ　Ｈ，Ａｈｌｅｎ：Ｂｌａｚｅｄ　ｈ
ｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　ｇｒａｔｉｎｇｓ。

０ｐｔｉｃａ　Ａｃｔａ、２６．　ｋｌｌ、Ｐ、１４２
７（１９７９）　）のように２回の露光工程と精密な位
置あわせが必要であった。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この文献で示されている局所的最適化は
分光機器で用いられることを念頭において、回折格子に
入射する角度と１次回折光が反射される角度の差が１７
°という条件でなされている。これは、例えばλ／ｄ＝
１で、リトロ−角より８．５°離れた角度から光を入射
させたことと同じことを意味する。

光通信用に回折格子を使用する場合にはりドロー配置付
近で用いることが多く、１７°の角度差を維持したまま
で使用することはない。従って、この場合に対しての局
所最適化によるフーリエ格子の優位性は定量的には述べ
られていない。これが第１の問題点である。

事た、マイクロ波領域で理論的予見の実証を行っている
が実際に行った回折格子の格子形状が局所最適化された
形状とかなりの相違がある。一般に光通信においては使
用する波長域がマイクロ波領域に比べかなり短い０．８
μｍから１．５５μｍ帯といった波長域になる。これよ
り、局所最適化された格子形状の優位性がマイクロ波領
域での実証のみですべての波長域で実証されたと結論づ
けることはできない。これが第２の問題点である。

さらに、計算によって得られた格子形状は反射面が完全
導体としており、反射表面の誘電率を考慮していない。

偏光については、格子溝方向と垂直な偏光方向をＴＭ波
、平行な偏光方向をＴＥ波とすると、エム　ジー、モハ
ラム　アンド　ティーケー　ゲイロード：リガラス　カ
ップルドウェーブ　アナリシス　オブ　メタリック　サ
ーフイス　レリーフ　グレーティングズ、ジャーナルオ
ブ　オプティカル　ソサイアティ　オブ　アメリカ　ニ
ー、３１階、ＬＩＰ、１７８０（１９８６）　　ＣＭ、
Ｇ、Ｍｏｈａｒａａ　ａｎｄ　γ、に、Ｇａｙｌｏｒｄ
：Ｒｉｇｏｒｏｕｓ　ｃｏｕｐｌｅｄ−＠ａｖｅ　ａｎ
ａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｌｉｃｓｕｒｆａｃｅ
−ｒｅｌｉｅｆ　ｇｒａｔｉｎｇｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａ＋ｅｅ
ｒｉｃａ　Ａ、３．　　Ｎａ１１．　Ｐ、１７８０（１
９８６））によれば格子形状が方形波状であるものの、
回折格子表面の金属の持つ誘電率により、入射角による
効率の変化は完全導体の時に比べ、特に波長域が数μｍ
以下の領域でＴＭ波の効率の変化がＴＥ波のそれよりも
急激であると述べている。これが第３の問題点である。

また、フーリエ格子を実際に製造する際には、上記した
ように大規模な装置で２回の露光工程と精密な位置合わ
せをせねばならないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、光通信に用いるために、特
にリトロ−配置で回折効率が高く、入射光の偏光方向に
よる効率の差異が小さくなる格子溝形状を有する回折格
子とこの回折格子を製造する方法を提供するものである
。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するために本発明の回折格子は基板と基
板上に設けた感光層と感光層の上に設ける反射膜とを有
し、格子溝方向と垂直な座標をｘ、格子間隔をｄ、ｋ＝
２π／ｄとして、格子゛溝形状η（ｘ）が η（ｘ）　−ｈ　（ｓｌｎ（Ｋｘ）＋ｙｓｉｎ　（２Ｋ
ｘ−９０”　）　）で表されるとき、パラメーターｈ、
γ、φが０．０５≦γ≦０．３２ ０．２６≦２　ｈ／ｄ≦０．５２ の範囲を満たし、使用する波長域を格子間隔で規格化し
て ０．６７≦λ／ｄ≦１．１５ とし、使用する配置が、回折格子への入射角をθＬ１次
のりドロー角がθＬとして θ　−５°　≦θ≦θＬ＋５゜ し を満たすものである。

好ましくはｒ、２ｈ／ｄ、　　λ／４がそれぞれ０．１
≦γ≦０．２５ ０．３５≦２ｈ／ｄ≦０．４５ ０．７０≦λ／ｄ≦１．１ を満たすものであればよい。

製造方法としては感光層が露光量と現像後の感光層の膜
厚残存率を表す曲線の２次微分値が正値で、かつ３次の
変曲点が存在しない感度特性を持つ範囲で干渉露光すれ
ばよい。

露光強度分布をＩ　（ｘ）、露光する範囲での感度曲線
を２次曲線近似して２次および１次の係数をそれぞれａ
、ｂとすると、 １（ｘ）＝ｉｏ＋Ｉ、ｓ　Ｉｎ　（ｋｘ）として ２ｈ／ｄ”ｌ、ｌ　ｂ＋２ａ　ｌ０ ７＝ａ　ＩＩ　／２　ｌ　ｂ＋２　ａ　Ｉ。

の関係式が成り立っていればよい。

好ましくは例えばポジ型感光材では、 １、−ｔｌ、　＜　ｌ　ｂ／２ａ また、ネガ型感光材では、ｂ＜ｏで、 １０＋ｌ、＞ｌｂ／２ａ を満たしていればよい。

作用 本発明は上記構成により回折格子の格子形状を特殊なも
のにして、リトロ−配置において無偏光での回折効率が
８５％以上あり、入射光の偏光方向による回折効率の差
異が１０％以内の回折格子を得ることができ、また、１
回の露光でこの様な回折格子を製造できる。

実施例 以下本発明の一実施例の回折格子およびその製造方法に
ついて図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における回折格子の格子断面
図を示すものである。第１図においてｌａは基板、１ｂ
は感光層、ＩＣは反射膜である。

基板ｌａ上に感光層１ｂを設け、ホログラフィック露光
によって感光層ｌｂ上に周期的溝を刻印する。その後、
感光層１ｂに刻印された形状を損なわない程度の薄い反
射膜ＩＣを設け１回折格子を構成する。

第２図は回折格子の斜視図である。２１は基板、２２は
感光層、２３は反射膜である。図では基板が平面で四角
であるが、基板の形状はこれに限定されるものではない
。

第３図は本発明の一実施例の回折格子の製造方法の概念
図を示したものである。第３図において、３１は露光す
る干渉光の強度分布、３２はポジ型の感光層、即ち露光
された感光層の部分が現像後に除去されるような感光層
の感度曲線、３３は現像後の格子形状である。

感光層上にホログラフィック露光される光の強度分布は
コヒーレント光の二光束干渉露光法の場合、一般に三角
関数となっておりこれをそのまま感光層に転写すれば正
弦波形状となるため、感光層の感度特性に非線形性を持
たせることにより現像後の格子形状を正弦波状から歪ん
だ形状とすることができる。図ではフーリエ格子におい
てＴ＝０．２，２ｈ／ｄ＝０．４３５を実現するための
実施例の一つで、強度分布を １（ｘ）＝Ｉ。＋Ｉ、ｓ　ｉｎ　（ｋｘ）として ｌ０＝２．３２ｍＪ、Ｉ、＝１．７４ｍＪ。

ｄ＝０．３４８μｍ また、露光する範囲での感光層の膜厚残存率１／１０を
示す感度曲線を２次近似した曲線を１／ｌ。＝ａＥ２＋
ｂＥ＋ｃ として ａ＝１．０．　　ｂ−−０，８９９，ｃ”０．２５であ
る条件のものを示している。露光する範囲で２次曲線に
近似できれば３次の変曲点は持っていないことになる。

干渉光の強度分布３１は三角関数になっており、また感
度曲線３２は２次の微分係数が露光する範囲で常に正の
値であるような感度特性となっていることから、露光量
が多くなるにつれてそれに対する感光層の膜厚残存率の
変化は小さくなっている。従って、強度分布３１で露光
すると現像後の格子形状３３は、格子溝の山の部分が細
く、谷の部分が丸（なるような正弦波からは歪んだ形状
となる。そして、この感光層上に格子形状を損なわない
程度に薄い反射膜を設けて回折格子を構成することがで
きる。上に示した実施例はポジ型の感光材について述べ
たが、ネガ型の感光材、即ち露光されなかった感光層が
現像後に除去されるような感光材についても同様のこと
が言えることは容易に類推できる。従って上に示した数
値例はこれに限定されるものではない。

第４図は本発明の第１の実施例の回折格子の回折効率を
示したものである。第４図において形状はγ＝０．０５
．　　λ／ｄ＝０．７である。実験で示した曲線４１は
ＴＥ波成分に対する回折効率であり、−点鎖線で示した
曲線４２はＴＭ波成分に対する回折効率である。破線で
示した曲線４３は無偏光な光が入射したときの回折効率
である。回折格子はりドロー配置の条件で、数値計算は
　ワイ、オクノ　アンド　ティー、マツダ：エフィシェ
ントテクニーク　フォーサ　ニューメリカル　ソリュー
ション　オブ　デイフラクション　バイ　アフーリエ　
グレーティング、ジャーナル　オブオブティ力ル　ソサ
イアティ　オブ　アメリカニー、４．Ｎｎ３．Ｐ、４６
５　（１９Ｂ？）（Ｙ。

ｏｋｕｎｏ　ａｎｄ　γ、Ｍａｔｓｕｄａ：Ｅｆｆｉｃ
ｉｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒｔｈｅ　ｎｕ＋
ｗｅｆｌｃａｌ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｆｒ
ａｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ａＦｏｑｒｉｅｒ　ｇｒａＬｌｎ
ｇ、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　０ｐＬｉｃａｌ　５ｏｃｉ
ｅｔｙｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ　Ａ、　４．Ｐ、４６５（
１９８７）　）に記載されている手法を用い、回折格子
表面は完全導体としている。

以上のようにすれば、無偏光での回折効率４３が８５％
以上ある範囲は、 ０．２６≦２　ｈ／ｄ≦０．４６ である。偏光方向による回折効率の違いは特に、０．２
６≦２　ｈ／ｄ≦０．４４ において１０％以内で偏光依存性が小さい。第５図に数
値計算を行った回折格子の格子形状を示した。５１が格
子形状である。図では ２　ｈ／ｄ＝０．３８３での形状に相当する。

２次のハーモニックが加わっている分、わずかに正弦波
溝形状よりも歪んだ形状となっている。

第６図は本発明の第２の実施例の回折格子の回折効率を
示したものである。第６図において形状はγ−０，３２
，λ／　ｄ　＝０．９である。

この場合、無偏光での回折効率６３が８５％以上ある範
囲は、 ０．３１≦２　ｈ／ｄ≦０．４６ である、この範囲では偏光方向による回折効率の差異は
８％以内である。第７図は数値計算を行った回折格子の
格子形状を示す０図で７１は２　ｈ／ｄ　＝０．４０で
の形状に相当する。正弦波形状からの歪みが大きくなっ
ていくに従い回折効率が高い範囲は２　ｈ／ｄの大きい
ほうへとシフトしている。

第８図は第３の実施例を示したものである。第８図にお
いて形状はｒ　＝０．１　、　　λ／ｄ＝０．６７であ
る。

この場合、無偏光での回折効率８３が８５％以上ある範
囲は、 ０．２６≦２　ｈ／ｄ≦０．４３ である。この範囲では偏光方向による回折効率の差異は
５％以内で偏光依存性が特に小さい、第９図に数値計算
を行った回折格子の格子形状を示す。

図で９１は２　ｈ／ｄ　−０，３５での形状に相当する
。

第１０図は第４の実施例を示したものである。

第１０図において形状はγ−０．２．λ／ｄ＝０．８で
ある。

この場合、無偏光での回折効率１０ｃが８５％以上ある
範囲は、 ０．２９≦２／ｈｄ≦０．４８ とかなり広範囲の２ｈ／ｄで維持している。この範囲で
は偏光方向による回折効率の差異も１０％以内である。

第１１図は第１Ｏ図において２　ｈ／ｄ　＝０．４７に
おける波長依存性を表したグラフである。

このような場合では無偏光での回折効率１１ｃが８５％
以上ある範囲は、 ０．７８≦λ／ｄ≦１．１５ であるが、 ０．８８≦λ／ｄ≦１．０ の範囲では両偏光での回折効率の差異が大きくなってい
る。第１２図に数値計算を行った回折格子の格子形状を
示す。図で１２ａは２ｈ／ｄ＝０．４７での形状に相当
する。

第１３図は第１０図において両偏光での回折効率が等し
い２　ｈ／ｄ＝０．４３５における波長依存性を表した
グラフである。

この場合は無偏光での回折効率１３ｃが８５％以上ある
範囲は、 ０．７０≦λ／ｄ≦１．１５ である、特に、 ０．７３λ／ｄ≦１．０７ を満たす広い波長範囲で偏光方向による回折効率の差異
は１０％以内である。

第１４図は実際にガラス基板上に感光層を設は一回のホ
ログラフィック露光で製作した回折格子を用いて入射角
依存性を測定した結果である。格子溝間隔は１．３μｍ
表面は反射率が９９％以上あ、る金を蒸着しており測定
光は１．３μｍ帯の半導体レーザー光を用いている０図
で入射角３０°がリトロ−角に相当する。曲線１４ａが
ＴＥ波、曲線１４ｂがＴＭＩ、曲線１４ｃが無偏光での
回折効率で、Δおよび口印はそれぞれＴＥ波成分１４ａ
。

ＴＭ波成分１４ｂの測定点である。

一般にλ／ｄ＝１の条件では１次のりドロー配置で回折
効率は高くなり、入射角がりドロー角から離れるに従い
低くなる。図においても両偏光とも回折効率が最大にな
っているのはりドロー配置のときで無偏光で９５％と高
い回折効率を有している。その時の回折効率は第１３図
での計算値とほぼ一敗している。図かられかるようにリ
トロ−角から５°の範囲内での入射角に対しては回折効
率は無偏光で８５％以上を維持しており、また偏光によ
る効率の差異も１０％以内と小さい。リトロ−角から５
゛ずれた場合の入射角と１次回折光の反射角との角度差
は１０°に相当し、これより離れた角度から入射させる
とＴＭ波成分の回折効率１４ｂが回折格子表面の誘電率
により、Ｅ波成分１４ａに比べ急激に低くなることが図
かられかる１例えば、リトロ−角から１０°離れた角度
では両偏光の回折効率は２０％以上の差異が生まれ、従
って無偏光での回折効率１４ｃも低くなる。第１５図は
、測定して回折格子の格子断面形状を、ＳＥＭを使用し
て撮影したものである。格子形状はこの場合、ｒ　＝０
．２　、λ／ｄ＝１．０，２　ｈ／ｄ＝０．４３５に相
当する形状を有している。なおパラメーター２　ｈ／ｄ
、　　γ、λ／ｄの組み合わせを変えることにより多く
の形状が考えられるので、これまで上げた実施例に限定
されるものではない。

発明の効果 以上のように本発明は基板と基板上に設けた惑光層と感
光層の上に設ける反射膜とを有し、格子溝間隔をｄ、ｋ
＝２π／ｄ、格子溝方向と垂直な座標をＸとして、格子
溝形状η（ｘ）が、η（ｘ）＝ｈ　１ｓｉｎ（にｘ）＋
　ｙ　ｓｉｎ　（２にに一９０’　）　）で表されると
き、パラメーターｈ、ｒ、　　φが、０．２６≦２　ｈ
／ｄ≦０．５２ ０．０５≦γ≦０．３２ の範囲を満たす形状を有し、使用する波長域を格子間隔
ｄ”ｉｌ’規格化して、 ０．６７≦λ／ｄ≦１．１５ とし、さらに使用する配置を、入射角をθＬ１次のリト
ロ−角をθＬとして、 θ　−５′　≦θ≦θＬ＋５゜ を満たす範囲で行うことにより、無偏光での回折効率が
８５％以上あり、入射光の偏光方向による回折効率の差
異が１０％以内にすることができる。

また、感光層が、露光量と現像後の感光層の膜厚残存率
を表す曲線の２次微分値が正値で、かつ３次の変曲点が
存在しない感度特性を持ち、露光する干渉縞の方向と垂
直な座標をｘ、縞間隔をｄ、ｋ−２π／ｄとして、露光
強度分布ｒ　（ｘ）を、１（ｘ）＝。４＋１１　ｓ　ｉ
ｎ　（ｋｘ）感光層の感度特性の曲線を露光する強度範
囲内で２次曲線近似した際の２次の係数および１次の係
数をそれぞれａ、ｂとして、 ２ｈ／ｄ＝Ｉ、｜ｂ＋２ａｌ。

ｒ−ａ　１１　／２　ｌ　ｂ＋２　ａ、Ｉｏを満たすよ
うにして製造することにより同様の効果を有する回折格
子を一回の露光により実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における回折格子の断面形状
図、第２図は第１図の回折格子の斜視図、第３図はポジ
型の感光層での感度曲線とそれによってできる回折格子
の格子形状を表す概念図、第４図は本発明の第１の実施
例における回折格子のｒ＝０．０５．ｒ／ｄ＝０．６７
、リトロ−配置での２　ｈ／ｄに対する回折効率の計算
図、第５図はｒ＝０．０５．　２　ｈ／ｄ＝０．３８３
での格子形状図、第６図は本発明の第２の実施例におけ
る回折格子のγ＝０．３２．　　γ／ｄ−０，９、リト
ロ−配置での２　ｈ／ｄに対する回折効率の計算図、第
７図はγ−０．３２，２ｈ／ｄ＝０．４０での格子形状
図、第８図は本発明の第３の実施例における回折格子の
ｒ　＝０．１　、　　λ／　ｄ　−０，７、リトロ−配
置での２　ｈ／ｄに対する回折効率の計算図、第９図は
ｒ＝０．１，２　ｈ／ｄ＝０．３５での格子形状図、第
１０図は本発明の第４の実施例における回折格子の７＝
０．３２．　　λ／ｄ＝０．８、リトロ−配置での２　
ｈ／ｄ対にする回折効率の計算図、第１１図はｒ＝０．
２，２ｈ／ｄ＝０．４７、リトロ−配置でのλ／４に対
する回折効率の計算図、第１２図はγ−０．２，２ｈ／
ｄ＝０．４７での格子形状図、第１３図はγ＝０．２，
２ｈ／ｄ＝０．４３５、リトロ−配置でのλ／４に対す
る回折効率の計算図、第１４図はγ−〇、２．λ／ｄ＝
１．０，２ｈ／ｄ＝０．４３５、に相当する形状を持つ
回折格子の回折効率の入射角依存性の測定図、第１５図
は測定回折格子のＳＥＭ写真図、第１６図は従来の回折
格子の製造方法のポジ型の感光層での感度曲線とそれに
よってできる回折格子の格子形状を表す概念図である。 ｌａ、２１・・・・・・基板、ｌｂ、２２・・・・・・
感光層、ｌｃ、２３・・・・・・反射膜、３１・・・・
・・露光干渉縞の強度分布、３２・・・・・・感度曲線
、３３・・・・・・現像後の格子形状、４１，６１，８
１．ｌＯａ、１１ａ、１３ａ。 １４ａ・・・・・・ＴＥ波成分の回折効率、４２，６２
゜８２、ｌｏｂ、ｌｌｂ、１３ｂ、１４ｂ・・・・・・
ＴＭ波成分の回折効率、４３，６３，８３　１０ｃ１１
ｃ、１３ｃ、１４ｃ・・・・・・無偏光での回折効率。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名嘉 図 富 図 １３−及射煩 ２ｈ／ｌ：ｌ 第 図 第 図 、９１−−− 千 ｔ＝１りＬ−；Ｃ：、のヨ「１１１ノ１１１ル）％Ω−
Ｆ１ａ才の格子形状 乙１ ２ｈ／ｃｌ 第 図 ２ｈ／ｄ 第１０図 ２Ａ ／ｄ 回 幻 咲 釡 ＋４−−− ＴＥｉｆｆ成分の回折効牟 ４ｃ− ｗｆｉｆ＆＊、での回折カ卓 第１４図 第１５図 λ 射 内 θ （ｄｅ＋３］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基板と前記基板上に設けた感光層と前記感光層の
   上に設ける反射膜とを有し、格子溝間隔をｄ、ｋ＝２π
   ／ｄ、格子溝方向と垂直な座標をｘとして、格子溝形状
   η（ｘ）が、 η（ｘ）＝ｈ｛ｓｉｎ（ｋｘ）＋γｓｉｎ（２ｋｘ−９
   ０゜）｝で表されるとき、パラメーターｈ、γ、φが、
   ０．２６≦２ｈ／ｄ≦０．５２ ０．０５≦γ≦０．３２ の範囲を満たす形状を有し、使用する波長域を格子間隔
   ｄで規格化して、 ０．６７≦λ／ｄ≦１．１５ とし、さらに使用する配置を、入射角をθ、１次のリト
   ロ−角をθ＿Ｌとして、 θ＿Ｌ−５゜≦θ≦θ＿Ｌ＋５゜ を満たす範囲で行うことを特徴とする回折格子（２）基
   板と前記基板上に設けた感光層と前記感光層の上に設け
   る反射膜とを有し、格子溝間隔をｄ、ｋ＝２π／ｄ、格
   子溝方向と垂直な座標をｘとして、格子溝形状η（ｘ）
   が、 η（ｘ）＝ｈ｛ｓｉｎ（ｋｘ）＋γｓｉｎ（２ｋｘ−９
   ０゜）｝で表されるとき、パラメーターｈ、γ、φが、
   ０．３５≦２ｈ／ｄ≦０．４５ ０．１０≦γ≦０．２５ の範囲を満たす形状を有し、使用する波長域を格子間隔
   ｄで規格化して、 ０．６７≦λ／ｄ≦１．１５ とし、さらに使用する配置を、入射角をθ、１次のリト
   ロ−角をθ＿Ｌとして、 θ＿Ｌ−５゜≦θ≦θ＿Ｌ＋５゜ を満たす範囲で行うことを特徴とする回折格子。 （３）基板と前記基板上に設けた感光層と前記感光層の
   上に設ける反射膜とを有し、前記感光層が、露光量と現
   像後の前記感光層の膜厚残存率を表す曲線の２次微分値
   が正値で、かつ３次の変曲点が存在しない感度特性を持
   つ範囲で干渉露光させることを特徴とする回折格子。 （４）使用する波長λを格子間隔ｄで規格化して、０．
   ６７≦λ／ｄ≦１．１５ とし、使用する配置を、入射角をθ、１次のリトロー角
   をθ＿Ｌとして、 θ＿Ｌ−５゜≦θ≦θ＿Ｌ＋５゜ を満たす範囲で行うことを特徴とする請求項（３）記載
   の回折格子。 （５）露光する干渉縞の方向と垂直な座標をｘ、縞間隔
   をｄ、ｋ＝２π／ｄとして、露光強度分布Ｉ（ｘ）を、 Ｉ（ｘ）＝Ｉ＿０＋Ｉ＿１ｓｉｎ（ｋｘ） 感光層の感度特性の曲線を露光する強度範囲内で２次曲
   線近似した際の２次の係数および１次の係数をそれぞれ
   ａ、ｂとし、回折格子の格子形状η（ｘ）を、 η（ｘ）＝ｈ｛ｓｉｎ（ｋｘ）＋γｓｉｎ（２ｋｘ−９
   ０゜）｝とすると、 ２ｈ／ｄＩ＿１、｜ｂ＋２ａＩ＿０｜ γ＝ａＩ＿１／２｜ｂ＋２ａＩ＿０｜ を満たしていることを特徴とする請求項（３）記載の回
   折格子。 （６）感光層にポジ型感光材を使用し、 Ｉ＿１＋Ｉ＿０＜｜ｂ／２ａ｜ を満たすことを特徴とする請求項（５）記載の回折格子
   。 （７）感光層にネガ型感光材を使用し、ｂ＜０の場合、 Ｉ＿０＋Ｉ＿１＞｜ｂ＋２ａ｜ を満たすことを特徴とする請求項（５）記載の回折格子
   。 （８）基板上に感光層を設け、前記感光層が露光量と現
   像後の前記感光層の膜厚残存率を表す曲線の２次微分値
   が正値で、かつ３次の変曲点が存在しない感度特性を持
   つ範囲で干渉露光させ、その上に反射膜を設けることを
   特徴とする回折格子の製造方法。 （９）露光する干渉縞の方向と垂直な座標をｘ、縞間隔
   をｄ、ｋ＝２π／ｄとして、露光強度分布Ｉ（ｘ）を、 Ｉ（ｘ）＝Ｉ＿０＋Ｉ＿１ｓｉｎ（ｋｘ） 感光層の感度特性の曲線を露光する強度範囲内で２次曲
   線近似した際の２次の係数および１次の係数をそれぞれ
   ａ、ｂとし、回折格子の格子形状をη（ｘ）を、 η（ｘ）＝ｈ｛ｓｉｎ（ｋｘ）＋γｓｉｎ（２ｋｘ−９
   ０゜）｝とすると、 ２ｈ／ｄ＝Ｉ＿１｜ｂ＋２ａＩ＿０｜ γ＝ａＩ＿１／２｜ｂ＋２ａＩ＿０｜ を満たしていることを特徴とする請求項（８）記載の回
   折格子の製造方法。 （１０）感光層にポジ型感光材を使用し、 Ｉ＿０＋Ｉ＿１＜｜ｂ／２ａ｜ を満たすことを特徴とする請求項（９）記載の回折格子
   の製造方法。 （１１）感光層にネガ型感光材を使用し、ｂ＜０の場合
   、 Ｉ＿０＋Ｉ＿１＞｜ｂ／２ａ｜ を満たすことを特徴とする請求項（９）記載の回折格子
   の製造方法。