JPH0283228A - 光学素子及びその製造方法及び光学ヘッド - Google Patents
光学素子及びその製造方法及び光学ヘッドInfo
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- JPH0283228A JPH0283228A JP23681288A JP23681288A JPH0283228A JP H0283228 A JPH0283228 A JP H0283228A JP 23681288 A JP23681288 A JP 23681288A JP 23681288 A JP23681288 A JP 23681288A JP H0283228 A JPH0283228 A JP H0283228A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (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、レンズなどの光学素子の構造及びそ
の製造方法、及びその光学素子を用いた光学ヘッドに関
する。
の製造方法、及びその光学素子を用いた光学ヘッドに関
する。
［従来の技術］
従来の光学ヘッドの主要な構成の断面図を第７図に示す
。半導体レーザ５１からの出射光５６は、回折格子から
なる格子レンズ７１を透過してコリメータレンズ７２に
よって平行光にされ、対物レンズ５４で光ディスク５５
に集光される。光ディスク５５からの反射光は格子レン
ズ７１に戻り、一方の回折光５７がフォトダイオード５
２に入射して信号として検出される。格子レンズ７１、
コリメータレンズ７２は個別に製造され位置合わせをし
て使われていた。
。半導体レーザ５１からの出射光５６は、回折格子から
なる格子レンズ７１を透過してコリメータレンズ７２に
よって平行光にされ、対物レンズ５４で光ディスク５５
に集光される。光ディスク５５からの反射光は格子レン
ズ７１に戻り、一方の回折光５７がフォトダイオード５
２に入射して信号として検出される。格子レンズ７１、
コリメータレンズ７２は個別に製造され位置合わせをし
て使われていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、前述の光学ヘッド以外はも従来の光学素子は個
別に作られていたために、組み合わせて使うときには位
置合わせが必要であり、また、スペースが多く必要であ
るという問題点があった。
別に作られていたために、組み合わせて使うときには位
置合わせが必要であり、また、スペースが多く必要であ
るという問題点があった。
そこで本発明では、回折格子などのホログラフィック素
子や屈折分布レンズなどの素子を一体化して、小型で位
置合わせの不要な光学素子を提供し、かつその光学素子
を簡便に製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
子や屈折分布レンズなどの素子を一体化して、小型で位
置合わせの不要な光学素子を提供し、かつその光学素子
を簡便に製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
また、そのように一体化された光学素子を用いることに
よって光学ヘッドを組み立て易くすることを目的とする
ものである。
よって光学ヘッドを組み立て易くすることを目的とする
ものである。
［課題を解決するための手段］
本発明の光学素子は、ホログラフィック素子及び屈折率
分布素子が一体となっていることを特徴とする。
分布素子が一体となっていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子の製造方法は、１種もしくは２
ｐＪ１以上の金属アルコキシドを主原料として目的とす
るガラス成分組成の液状ゾルを調製し、該液状ゾルをホ
ログラフィック素子構造を含む光学素子の母型に接しな
がらゲル化させてウェットゲルを作製した徨、該ウェッ
トゲルを乾燥、焼結などの熱処理によりガラス化する工
程の途中において、前記ガラスの一部の屈折率を変える
工程を付加したことを特徴とする。
ｐＪ１以上の金属アルコキシドを主原料として目的とす
るガラス成分組成の液状ゾルを調製し、該液状ゾルをホ
ログラフィック素子構造を含む光学素子の母型に接しな
がらゲル化させてウェットゲルを作製した徨、該ウェッ
トゲルを乾燥、焼結などの熱処理によりガラス化する工
程の途中において、前記ガラスの一部の屈折率を変える
工程を付加したことを特徴とする。
また、本発明の光学ヘッドは、上記に記載した光学素子
を含むことを特徴とする。
を含むことを特徴とする。
［作用］
回折格子などのホログラフィック素子構造を持つ母型に
ゾルを流し込み、ゲル化させ、乾燥、焼結すると表面に
ホログラフィック素子が転写されたガラスが成形できる
が、この工程の途中で、 ドーパントを拡散する、ある
いは、イオンを交換することによってガラスに屈折率分
布を形成することができる。このようにして製造された
光学素子は、その中にホログラフィック素子、レンズが
一体化されている。
ゾルを流し込み、ゲル化させ、乾燥、焼結すると表面に
ホログラフィック素子が転写されたガラスが成形できる
が、この工程の途中で、 ドーパントを拡散する、ある
いは、イオンを交換することによってガラスに屈折率分
布を形成することができる。このようにして製造された
光学素子は、その中にホログラフィック素子、レンズが
一体化されている。
ホログラフィック素子をビームスプリッタ、屈折率分布
レンズをコリメータレンズとして光学ヘッドを構成する
要素として用いることができる。
レンズをコリメータレンズとして光学ヘッドを構成する
要素として用いることができる。
以下、実施例により本発明の詳細を示す。
実施例１
第１図を用いて回折格子及び屈折率分布レンズを一体化
した光学素子の製造方法を説明する。第１図（ａ）、
（ｂ）、 （Ｃ）は各工程での断面を示す。
した光学素子の製造方法を説明する。第１図（ａ）、
（ｂ）、 （Ｃ）は各工程での断面を示す。
第１図（ａ）に示す型１１の一部には、周期２μｒｒＬ
？ｊさ０．８μｍの等間隔直線パターンの回折格子
構造１２が形成されている。この型１１にゾル１３を？
主人する。
？ｊさ０．８μｍの等間隔直線パターンの回折格子
構造１２が形成されている。この型１１にゾル１３を？
主人する。
ゾル１３はエチルシリケートＳ ｉ （ＯＣ２Ｈｓ）
ｔ４２．４ｇ に０．０２規定の希塩酸水３０．０ｇを
加えて加水分解し、平均粒径２００人の微粉末シリカｔ
ｏ、ｏｇを加えたものである。このゾルは、アンモニア
水でｐＨ調整した後、を１１に流し込む。
ｔ４２．４ｇ に０．０２規定の希塩酸水３０．０ｇを
加えて加水分解し、平均粒径２００人の微粉末シリカｔ
ｏ、ｏｇを加えたものである。このゾルは、アンモニア
水でｐＨ調整した後、を１１に流し込む。
ゲル化後、６０°Ｃで１週間乾燥させた後、１０００°
Ｃで焼結して第１図（ｂ）に示す焼結ゲル１４を得る。
Ｃで焼結して第１図（ｂ）に示す焼結ゲル１４を得る。
続いて、この焼結ゲル１４の表面をマスク材で覆うので
あるが、第１図（Ｃ）に示すようにドーパントを拡散す
る開口部１日はマスク材１５を除去しである。このよう
に、拡散させたい部分だけ露出させた焼結ゲル１４を、
テトラエトキシゲルマニウムをエタノールにとかした溶
液１７に入れ、焼結ゲル１４中にＧｅの拡散領域１９を
形成する。
あるが、第１図（Ｃ）に示すようにドーパントを拡散す
る開口部１日はマスク材１５を除去しである。このよう
に、拡散させたい部分だけ露出させた焼結ゲル１４を、
テトラエトキシゲルマニウムをエタノールにとかした溶
液１７に入れ、焼結ゲル１４中にＧｅの拡散領域１９を
形成する。
続いて１１５０”Ｃで焼結を行ない、最終的に第１図（
ｄ）に示すように、シワ力ガラス２０の一方の表面に回
折格゛子２１、もう一方の側には屈折率分布レンズ２２
が形成された光学素子を得ることができる。
ｄ）に示すように、シワ力ガラス２０の一方の表面に回
折格゛子２１、もう一方の側には屈折率分布レンズ２２
が形成された光学素子を得ることができる。
このような光学素子は一個で、屈折率分布レンズ２２に
よるビームの屈折作用と、回折格子２１によるビームの
分割機能を持つ。
よるビームの屈折作用と、回折格子２１によるビームの
分割機能を持つ。
実施例２
第２図は本発明の光学素子の第２の実施例を示す断面図
で、回折格子２１の側に屈折率分布レンズ２２が形成さ
れている。製造方法は基本的に実施例１と同様であるが
、Ｇｅを拡散する際のマスク材１５の開口部１８を回折
格子２１側に設けたものである。
で、回折格子２１の側に屈折率分布レンズ２２が形成さ
れている。製造方法は基本的に実施例１と同様であるが
、Ｇｅを拡散する際のマスク材１５の開口部１８を回折
格子２１側に設けたものである。
実施例３
第３図は本発明の光学素子の第３の実施例を示す断面図
で、回折格子２１と反対の側は球面３１になっており、
その面に屈折率分布型レンズ２２が形成されている。実
施例１で説明した製造方法において、型１１の回折格子
構造１２と反対側の面を球面３１にしておけばよい。な
お、必要ならば球面３１を非球面で置き換えてもよい。
で、回折格子２１と反対の側は球面３１になっており、
その面に屈折率分布型レンズ２２が形成されている。実
施例１で説明した製造方法において、型１１の回折格子
構造１２と反対側の面を球面３１にしておけばよい。な
お、必要ならば球面３１を非球面で置き換えてもよい。
実施例４
第４図は本発明の光学素子の第４の実施例を示す断面図
で、回折格子２１と反対の側は球面３１になっており、
回折格子２１の側の面に屈折率分布型レンズ２２が形成
されている。なお、必要ならば球面３１を非球面で置き
換えてもよい。
で、回折格子２１と反対の側は球面３１になっており、
回折格子２１の側の面に屈折率分布型レンズ２２が形成
されている。なお、必要ならば球面３１を非球面で置き
換えてもよい。
実施例５
第５図は本発明の光学ヘッドの主要構成断面図である。
実施例２で説明した光学素子と同様の光学素子５３が用
いられている。光学素子５３の回Ｊ７ｆｌｆｉ子構造か
ら成る格子レンズ５８の格子パターンは曲線群から成る
。半導体レーザ５１からの出射光５２は、光学素子５３
を構成する格子レンズ５４を透過して屈折率分布レンズ
５５によって平行光に変換され対物レンズ５６で光ディ
スク５７に集光される。光ディスク５７からの反射光は
光学素子５３に戻り、格子レンズ５４の一方の回折光５
８がフォトダイオード５９で信号として検出される。光
ディスク５７は情報が反射率の違いとして記録されてい
る。
いられている。光学素子５３の回Ｊ７ｆｌｆｉ子構造か
ら成る格子レンズ５８の格子パターンは曲線群から成る
。半導体レーザ５１からの出射光５２は、光学素子５３
を構成する格子レンズ５４を透過して屈折率分布レンズ
５５によって平行光に変換され対物レンズ５６で光ディ
スク５７に集光される。光ディスク５７からの反射光は
光学素子５３に戻り、格子レンズ５４の一方の回折光５
８がフォトダイオード５９で信号として検出される。光
ディスク５７は情報が反射率の違いとして記録されてい
る。
実施例６
第６図は本発明の光学ヘッドの別の実施例の主要構成断
面図である。光ディスクとしては光磁気ディスク６７を
用いる。半導体レーザ６１からの出射光６２は光学素子
６３を構成する格子レンズ６４を透過し屈折率分布レン
ズ６５で平行光に変換され、対物レンズ６６で光磁気デ
ィスク６７に集光される。光磁気ディスク６７への情報
の書き込みは、レーザ光を照射しながら磁界印加手段（
図示していない）で磁界を印加することによって行なわ
れる。情報の再生は光磁気ディスク６７における反射光
の偏光面の回転を検出することによって行なわれる。こ
の反射光は光学素子６３に戻り、１次および一１次の回
折光６８ａ、６８ｂを直交する検光子６９ａ、６９ｂを
通してフォトダイオード７０ａ、７０ｂで検出し、フォ
トダイオード７０ａ、７０ｂの出力の差動を取ることに
よって信号を検出することができる。
面図である。光ディスクとしては光磁気ディスク６７を
用いる。半導体レーザ６１からの出射光６２は光学素子
６３を構成する格子レンズ６４を透過し屈折率分布レン
ズ６５で平行光に変換され、対物レンズ６６で光磁気デ
ィスク６７に集光される。光磁気ディスク６７への情報
の書き込みは、レーザ光を照射しながら磁界印加手段（
図示していない）で磁界を印加することによって行なわ
れる。情報の再生は光磁気ディスク６７における反射光
の偏光面の回転を検出することによって行なわれる。こ
の反射光は光学素子６３に戻り、１次および一１次の回
折光６８ａ、６８ｂを直交する検光子６９ａ、６９ｂを
通してフォトダイオード７０ａ、７０ｂで検出し、フォ
トダイオード７０ａ、７０ｂの出力の差動を取ることに
よって信号を検出することができる。
以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例に限定さ
れるものでなく、屈折率分布レンズと一体化される構造
としては、回折格子以外の要素でもよい。また、実施例
では回折格子は平面に形成されているが、球面あるいは
非球面上に形成することもできる。これは、型において
格子構造が形成されている面を、成形債球面あるいは非
球面になるような面にすればよい。
れるものでなく、屈折率分布レンズと一体化される構造
としては、回折格子以外の要素でもよい。また、実施例
では回折格子は平面に形成されているが、球面あるいは
非球面上に形成することもできる。これは、型において
格子構造が形成されている面を、成形債球面あるいは非
球面になるような面にすればよい。
屈折率分布を付ける方法としてはＧｅを拡散する方法を
述べたが、他の金属を拡散しても良いし、イオン交換に
よって屈折率分布を付けることもできる。
述べたが、他の金属を拡散しても良いし、イオン交換に
よって屈折率分布を付けることもできる。
また光学素子の応用としては光学ヘッドに限定されるこ
とはなく、広く応用が可能であり、収差の発生や補償の
ためのホログラム素子を屈折草分布レンズと一体化する
場合にも応用できる。
とはなく、広く応用が可能であり、収差の発生や補償の
ためのホログラム素子を屈折草分布レンズと一体化する
場合にも応用できる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、ゾルゲル法によって
構造を転写するとともに、焼結までの工程途中に屈折率
分布を付ける工程を加えることによって、一連の工程に
よって回折格子などの構造と屈折率分布レンズを一体化
した光学素子を製造できるとともに、このように製造さ
れた光学素子は従来複数の光学素子で実現されていた機
能を一個の光学素子で実現できるという効果を有する。
構造を転写するとともに、焼結までの工程途中に屈折率
分布を付ける工程を加えることによって、一連の工程に
よって回折格子などの構造と屈折率分布レンズを一体化
した光学素子を製造できるとともに、このように製造さ
れた光学素子は従来複数の光学素子で実現されていた機
能を一個の光学素子で実現できるという効果を有する。
また、このような光学素子を光学ヘッドの要素として用
いる。と、光学ヘッドを構成する要素が減り、小型で組
み立て易い光学ヘッドを構成することができるという効
果を有する。
いる。と、光学ヘッドを構成する要素が減り、小型で組
み立て易い光学ヘッドを構成することができるという効
果を有する。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の第
１の実施例における光学素子の製造工程及び得られる光
学素子を示す図で、それぞれ断面図。 第２図は本発明の第２の実施例における光学素子の断面
図。 第３図は本発明の第３の実施例における光学素子の断面
図。 第４図は本発明の第４の実施例における光学素子の断面
図。 第５図は本発明の光学ヘッドの１つの実施例の主要構成
を示す断面図。 第６図は本発明の光学ヘッドの別の実施例の主要構成を
示す断面図。 第７図は従来の光学ヘッドの主要構成を示す断面図。 １７ ・・・ 型 回折格子構造 ゾル 焼結ゲル マスク材 容器 溶液 間口部 拡散領域 シリカガラス 回折格子 屈折草分布レンズ 球面 ６１ ・・・半導体レーザ ・・・出射光 ６３ ・・・光学素子 ６４ ・・・格子レンズ ６５ ・・・屈折率分布レンズ ６６ ・・・対物レンズ ・・・光ディスク ６８ａ、６８ｂ ・・・回折光 ７０ａ、７０ｂ ・・・ フォトダイオード６９ｂ
・・・検光子 光磁気ディスク 格子レンズ コリメータレンズ ５１、 ５３． ５４． ５５． ５６、 ５８． ５９． ６９ ａ。 ６５ ・・・ ７１ ・・・ ７２ ・・・ 以 上 Ｑ 第１図（α） 第１図（ｃｏ 第１図（ト２ 第１図（Ｃ） 第２図 第５図 第６図
１の実施例における光学素子の製造工程及び得られる光
学素子を示す図で、それぞれ断面図。 第２図は本発明の第２の実施例における光学素子の断面
図。 第３図は本発明の第３の実施例における光学素子の断面
図。 第４図は本発明の第４の実施例における光学素子の断面
図。 第５図は本発明の光学ヘッドの１つの実施例の主要構成
を示す断面図。 第６図は本発明の光学ヘッドの別の実施例の主要構成を
示す断面図。 第７図は従来の光学ヘッドの主要構成を示す断面図。 １７ ・・・ 型 回折格子構造 ゾル 焼結ゲル マスク材 容器 溶液 間口部 拡散領域 シリカガラス 回折格子 屈折草分布レンズ 球面 ６１ ・・・半導体レーザ ・・・出射光 ６３ ・・・光学素子 ６４ ・・・格子レンズ ６５ ・・・屈折率分布レンズ ６６ ・・・対物レンズ ・・・光ディスク ６８ａ、６８ｂ ・・・回折光 ７０ａ、７０ｂ ・・・ フォトダイオード６９ｂ
・・・検光子 光磁気ディスク 格子レンズ コリメータレンズ ５１、 ５３． ５４． ５５． ５６、 ５８． ５９． ６９ ａ。 ６５ ・・・ ７１ ・・・ ７２ ・・・ 以 上 Ｑ 第１図（α） 第１図（ｃｏ 第１図（ト２ 第１図（Ｃ） 第２図 第５図 第６図
Claims (3)
- （１）ホログラフィック素子及び屈折率分布素子が一体
となっていることを特徴とする光学素子。 - （２）１種もしくは２種以上の金属アルコキシドを主原
料として目的とするガラス成分組成の液状ゾルを調製し
、該液状ゾルをホログラフィック素子構造を含む光学素
子の母型に接しながらゲル化させてウェットゲルを作製
した後、該ウェットゲルを乾燥、焼結などの熱処理によ
りガラス化する工程の途中において、前記ガラスの一部
の屈折率を変える工程を付加したことを特徴とする請求
項１記載の光学素子の製造方法。 - （３）請求項１記載の光学素子を含むことを特徴とする
光学ヘッド
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23681288A JPH0283228A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 光学素子及びその製造方法及び光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23681288A JPH0283228A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 光学素子及びその製造方法及び光学ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283228A true JPH0283228A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=17006148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23681288A Pending JPH0283228A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 光学素子及びその製造方法及び光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0283228A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5235464A (en) * | 1990-11-17 | 1993-08-10 | Olympus Optical Co., Ltd. | Lens system |
| JPH0611666A (ja) * | 1992-03-09 | 1994-01-21 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光学構造体 |
| US5473471A (en) * | 1993-04-16 | 1995-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Complex lens with diffraction grating |
| US6021106A (en) * | 1995-01-31 | 2000-02-01 | Digital Optics Corporation | Molding diffractive optical elements |
| US6524771B2 (en) * | 1992-06-30 | 2003-02-25 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical recording film and process for production thereof |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP23681288A patent/JPH0283228A/ja active Pending
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