JPH10319221A

JPH10319221A - 光学素子及び光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPH10319221A
Application number: JP9139442A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yamada; ▲泰▼史山田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】完全ドライ化された回折格子や光学素子の高
速加工製造方法及び上記製造法で作成された、溝形状を
有する光学素子を提供する。【解決手段】格子形状のマスクの投影照射可能な光学
系を有するレーザアブレーション加工部１〜５によっ
て、少なくとも一部に反射膜を有するレーザアブレーシ
ョン加工可能な高分子材料からなる被加工材６に反射膜
方向からレーザを照射し、反射膜の回析格子形状を作成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアブレーシ
ョンによる分光、単色化のための回折格子、位置決め制
御用エンコーダスケール等を含む各種光学素子の製造
法、ならびに上記製造法により作成された光学素子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の１つである回折格子は波長選
択性を有するため分光器等の波長分散素子として用いら
れてきた。また反射、透過量を空間的に制御出来るた
め、各種光学素子として用いられている。またエンコー
ダ用スケールはモータ制御ステージの高精度位置決めの
ため、近年特に重要性が増し利用が進んでいる。

【０００３】これら回折格子、スケールはこれまで主に
機械加工、フォトファブリケーション、干渉露光法、イ
オン・電子ビーム描画法で作成されている。機械加工で
は、ベースとなる基板表面に回折格子の溝形状を作成
し、基板全面にわたって連続的に溝形状を形成する方法
である。フォトファブリケーションは基板表面に塗布し
たレジスト膜をマスク露光によりパタン化し、エッチン
グにより基板の溝形状を形成する方法である。干渉露光
法はレジスト膜を２光束光干渉露光法によりパタン化
し、エッチングを施す等して溝形状を形成する方法であ
る。イオン・電子ビーム直描法はエネルギービームを空
間的に制御して基板上を照射することで溝形状を形成す
る方法である。

【０００４】またレーザアブレーション加工はレジスト
ワークを必要としない直接加工法として研究されている
手法であり高分子を中心とする材料の微細加工法とし
て、あるいは飛散物質による薄膜形成法として注目され
ている。アブレーションを利用した回折格子製造法とし
ては、特開平７−０２７９１０号公報、あるいは特開平
８−１８４７０７8公報で開示されたものがある。前者
手法ではレーザ光を直接基板に照射し基板のアブレーシ
ョン作用により溝形状を形成する。後者ではレーザアブ
レーションによるフラグメントをマスクを通して基板に
衝突させることで格子を形成する方法である。上記回折
格子は通常ガラス基板等に作成され、平面ガラス上の金
属膜、レジスト膜、樹脂膜等で溝形状が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記機械加工
では、微小な回折格子の溝形状を精度良くかつ再現性良
く作成することは困難であった。フォトファブリケーシ
ョンによる方法ではレジスト塗布、乾燥、現像、エッチ
ング等多くの工程を必要とし溝形状の制御は困難で、断
面形状に制限があった。

【０００６】干渉露光法では加工装置の振動の影響除去
やアライメント等専門的知識が必要で、被加工材料も高
分子性フォトレジストや２Ｐ樹脂等に制限され、選択幅
が狭い。またこの場合も加工形状の制御が困難で、形状
変化をおこしやすい問題があった。

【０００７】さらにフォトファブリケーション、干渉露
光法では、レジスト塗布等のウエット工程が含まれ、不
純物混入や洗浄工程を要求される問題があり、基板材料
が平面でない場合には対応が出来なかった。

【０００８】電子・イオンビームによる製造法では、大
型真空系を要する事や電子・イオンビーム源が高価であ
る点などから加工コストが高い問題があり、加工速度も
遅く長尺スケールを作成するのが困難であった。

【０００９】レーザアブレーションによる製造法では、
基板材料を直接加工している。レーザアブレーションで
は金属材料の除去加工には大きなエネルギーが必要で、
形状の制御が困難である。ガラス、セラミック材料の場
合も大きなレーザエネルギーが必要で生産性が高くな
く、縮小投影加工は困難である。またこれは単一材料に
対する加工法であり、反射率の制御や溝形状の制御が単
一材料の特性に支配される問題があった。またアブレー
ションではレーザ光の１照射あたりの加工深さの制御が
困難で、同一形状の格子の作成が困難であった。

【００１０】またこれら製造法は、通常平面度の高いガ
ラス基板等の平面構造材料上に回折格子やスケール等の
光学素子を作成するもので、球面を有する面上への溝形
状は困難であった。また回折格子を他の材料へ付加する
場合、回転する面や伸び変形する材料上への付加は困難
であった。

【００１１】また反射により信号を制御するためには、
ガラス基板の裏面に光吸収する材料を付加する必要があ
り、この場合反射が表面と裏面でおきるため基板材料の
影響を受ける問題があった。また基板材料の選択性が低
いため高価な基板材料を使う必要があり、素子への付加
材料や素子を接着するための接着材料の制限も多い問題
があった。

【００１２】本発明は前記のような従来技術の課題や欠
点を解決するためなされたもので、完全ドライ化された
回折格子や光学素子の高速加工製造方法及び上記製造法
で作成された、溝形状を有する光学素子を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を実現するため
本発明の請求項１に係る光学素子製造方法は、格子形状
のマスクの投影照射可能な光学系を有するレーザアブレ
ーション加工装置によって、少なくとも一部に反射膜を
有するレーザアブレーション加工可能な高分子材料に反
射膜方向からレーザを照射し反射膜の回析格子形状を作
成することを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項２に係る光学素子製造方法
は、レーザ装置とレーザ光を任意の位置に照射する手段
あるいは基板を任意の位置に平行移動させ得る手段から
構成されるレーザ加工装置によって少なくとも一部に反
射膜を有するレーザアブレーション加工可能な材料に反
射膜方向からレーザを照射し光あるいは基板を連続的に
移動し、回析格子形状を作成することを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項３に係る光学素子製造方法
は、請求項１または２記載の光学素子製造方法において
紫外域の波長を出力するレーザと、同波長での透過率が
高い反射膜材料を用いることを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項４に係る光学素子製造方法
は、請求項１〜３いずれかに記載の光学素子製造方法に
おいて反射薄膜による透過光のエネルギーがレーザアブ
レーション閾値以上の領域で調整可能なレーザ装置によ
ってレーザ光の出力を調整しながら加工を行うことを特
徴とする。

【００１７】本発明の請求項５に係る光学素子製造方法
は、請求項１または３記載の光学素子製造方法において
倍率調整手段と基板の平行移動手段を有することを特徴
とする。

【００１８】本発明の請求項６に係る光学素子製造方法
は、請求項１または２記載の光学素子製造方法において
立体形状をした被加工材料と同材料を光軸方向へ移動す
る手段を有することを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項７に係る光学素子製造方法
は、請求項１または２記載の光学素子製造方法において
ガラス基板と反射膜の中間にレーザアブレーション加工
可能な高分子薄膜層を形成した材料を用いることを特徴
とする。

【００２０】本発明の請求項８に係る高分子フィルム
は、請求項１または２に記載の手段によって作成された
回析格子形状を有することを特徴とする。

【００２１】本発明の請求項９に係る高分子フィルムを
付加した構造体は、接着剤により前記請求項８記載の高
分子フィルムを付加して構成し、あるいは少なくとも一
部に粘着層あるいは接着層が設けられた前記請求項８記
載の高分子フィルムを付加して構成したことを特徴とす
る。

【００２２】本発明の請求項１０に係る構造体は、少な
くとも一部が球面であり、請求項１または請求項２記載
の手段によって作成された溝形状を備え、あるいは上記
溝形状を有する高分子膜を付加して構成したことを特徴
とする。

【００２３】本発明の請求項１１に係る高分子構造体
は、少なくとも一部が立体形状であり、請求項６記載の
手段によって作成されたことを特徴とする。

【００２４】本発明の請求項１２に係る高分子フィルム
は、請求項８記載の高分子フィルムであって、高吸収係
数の材料あるいは吸光材料を分散させた材料からなるこ
とを特徴とする。また本発明の請求項１３に係る構造体
は、請求項１０記載の構造体において、前記高分子膜は
請求項８記載の回析格子形状を有し、かつ高吸収係数の
材料あるいは吸光材料を分散させた材料からなることを
特徴とする。

【００２５】本発明の請求項１４に係る高分子フィルム
は、請求項８記載の高分子フィルムであって、少なくと
も一部が透明である高分子上に反射膜溝形状を有するこ
とを特徴とする。また本発明の請求項１５に係る構造体
は、請求項１０記載の構造体であって、前記高分子膜は
少なくとも一部が透明である高分子上に反射膜溝形状を
有することを特徴とする。

【００２６】前記のような本発明に係る構成によって、
照射されたレーザ光が被加工材料上の反射膜を透過して
高分子材料まで達し、このレーザ光によるアブレーショ
ン作用により、高分子材料の分子レベルでの開裂がお
き、レーザ照射部分が外部に飛散する。このとき外部に
飛散する物質はその上部の反射膜も同時に飛散させるた
め、照射部全域の加工が行われる。

【００２７】また、被加工物を平行移動することで、連
続した形状加工がなされる。

【００２８】さらにレーザ光を走査する場合は、直接描
画するためマスクなしで任意の形状の加工がなされ、ま
た同時に被加工物を平行移動することで大面積、長尺の
光学素子の加工がなされる。

【００２９】また、高分子材料は紫外域に強い吸収があ
り、紫外レーザでアブレーション加工可能な材料が多い
から、紫外域のレーザを用いることで効率的な加工がな
される。また、レーザ強度を調整する手段を用いること
で、同一素子上に溝幅の異なる形状形成がなされる。

【００３０】また、マスク投影による縮小投影加工の場
合は、マスク位置、投影レンズ、加工位置のいずれか２
つを同時に移動することで加工倍率の選択がなされ、こ
れにより倍率の異なる溝形状が形成される。

【００３１】また、レーザ照射焦点位置に被加工物の焦
点を合わせることで、立体形状をした材料への加工がな
され、球面上や段形状をした構造物上への反射形状生成
がなされる。

【００３２】さらにレーザアブレーション層を中間に準
備し、レーザ照射によってそれを除去することで、金属
反射膜等の反射薄膜付きガラス基板の加工がなされる。
また、ガラスのアブレーションエネルギー閾値が高分子
より大幅に大きい場合は、加工エネルギーの調節により
ガラス面に損傷を与えない加工がなされる。

【００３３】次に、これら製造法によって製造された光
学機能を有する高分子フィルムは、形状変形が容易であ
り、安価かつ機能の選択が容易になる。

【００３４】この高分子材料として接着層を付加したフ
ィルムが選択されることで、加工後すぐに他の材料へ付
加加工がなされる。

【００３５】また、球面を有する材料への光学機能付加
や上記接着材付きフィルムの付加により、球面への光学
機能付加がなされる。

【００３６】また、立体形状をした構造体への加工が可
能になり、反射膜が立体的に制御された構造物が作成さ
れる。

【００３７】また、高分子材料の吸収率を高めること
で、反射膜と吸収帯とを近接して生成でき、反射率の段
階的な変化や、多階調特性の薄膜光学素子が実現され
る。

【００３８】また逆に、透明な高分子を利用すること
で、透過型光学素子が実現される。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明による製造方法では、レー
ザ光を縮小投影あるいは走査して基板に空間選択的に照
射する工程、基板を３次元に移動する手段と反射膜を有
するアブレーション可能な高分子材料とから構成され
る。さらに、高分子の加工特性を高めるため、紫外レー
ザと同レーザ光の波長での透過率の高い反射材料から構
成されることが望ましい。

【００４０】加工溝ピッチを縮小投影倍率により調整す
る場合にはマスク、レンズ、加工基板位置のいずれか２
つの平行移動手段から構成される。被加工材料は特に反
射薄膜を付加した高分子材料で構成され、特にガラス基
板上に反射膜を形成する場合、基板と反射膜との間にア
ブレーション可能な高分子材料の薄膜を形成する。

【００４１】また本発明による光学素子は、反射膜の溝
形状を有する形状変形可能な高分子フィルム、球面を有
する構造体、立体形状した高分子構造体、上記フィルム
を付加した構造体、のいずれかから構成され、高分子材
料は透明材料、光吸収材料、光吸収材料添加材料のいず
れかから構成されることが望ましく、素子を構造体に接
着する場合、接着材料があらかじめ付加された材料が望
ましい。

【００４２】以下本発明の実施の形態について説明す
る。（第１実施形態）図１に、本発明の第１実施形態を示
す。同図においてレーザ装置１から発振されたレーザ光
は全反射ミラー２等で伝送されながら成形光学系３で強
度調整・均一化されマスク４に照射される。マスクの強
度分布は投影レンズ５により、反射膜つき被加工物６上
に投影される。反射膜つき被加工物６は光軸方向へ調整
可能なステージ７上に固定され、必要があればステージ
７を移動しパタンを連続的に作成する機構からなる。

【００４３】図２に、本発明による光学素子の製造法の
模式図を示す。アブレーション可能なフィルムＭ１上に
反射膜Ｍ２を５００〜１０００オングストローム程度付
加する。反射膜ン２はＣｒ、Ａｌ等の金属膜を蒸着や
スパッタ法で付加する方法や色素等を含んだ高分子膜を
スピンコート等で作成することが可能である。この反射
膜付きフィルムＭ１にレーザ光Ｍ３を照射する。照射さ
れたレーザ光Ｍ３の一部が反射膜Ｍ２を透過して高分子
材料Ｍ１に照射される。この高分子のアブレーションと
ともに反射膜Ｍ２が除去され、回折格子Ｍ４が形成され
る。

【００４４】（第２実施形態）図３に、本発明の第２実
施形態を示す。レーザ装置１から発振されたレーザ光１
２は全反射ミラー１３やオリフィス１４等を通して伝送
され、集光レンズ１５で集光され試料に照射される。レ
ーザ光はガルバノミラー１６や移動ステージ１７により
被加工材料１８上に走査される。被加工材料１８は前記
図２の構成からなり、同様の原理により加工される。レ
ーザ光はレーザ強度を変化させること加工幅を調整する
ことが可能であり、装置内に減光器を設けても同様の作
用が可能である。

【００４５】（第３実施形態）図４に、本発明の第３実
施形態を示す。レーザ装置１から発振されたレーザ光は
全反射ミラー２等で伝送されながら成形光学系３で強度
調整・均一化されマスク４に照射される。マスクは移動
ステージ２５上に設置され光軸方向へ移動可能である。
また場合によってマスクを回転させる機構やマスクを交
換する機構を有する。マスクの像は投影レンズ５を通し
て移動ステージ７上に固定された被加工材料８表面に照
射される。このマスク移動ステージ２５と移動ステージ
７はステージコントローラ９を通してコンピュータ10に
よって制御される。ステージの移動とレーザ照射数やレ
ーザ照射強度を同時にコンピュータで制御する。これに
より、１つのマスクから倍率の異なる形状加工が可能と
なり、同時にマスク交換、レーザ強度調整を行うことに
より様々な形状加工が可能となる。

【００４６】（第４実施形態）図５に、ガラス基板上回
折格子作成法の第４実施形態を示す。ガラス基板Ｎ１上
に高分子膜Ｎ２を付加する。高分子膜Ｎ２は０．１μｍ
程度以下とすると比較的低エネルギーの１回のレーザ光
照射で反射膜Ｎ３と高分子膜Ｎ２を同時に剥離出来る。
またガラスのレーザアブレーション閾値以下にレーザ強
度を照射することで、ガラス表面Ｎ１に影響与えること
なく高精度な反射膜形状の作成が出来る。材料は露光に
用いる高分子性レジストのみでなく、光硬化・熱硬化型
樹脂や各種高分子を利用できる。

【００４７】（第５実施形態）図６に、本発明による第
５実施形態である光学素子の製造法と光学素子を示す。
光学レンズ等球面を有する高分子光学材料Ｐ１上にＣ
ｒ、Ａｌ等の反射膜Ｐ２を付加する。この材料の反射膜
上からレーザ光Ｐ３を選択的に照射する。これにより反
射膜Ｐ２の溝形状が生成し、この素子に光を照射すると
一部が反射され一部が透過する。この時反射光は拡散
し、透過光は集光される。このように加工された光学素
子Ｐ４は、光学的機能を有する。

【００４８】（第６実施形態）図７に、本発明による第
６実施形態である球面加工による球面を有する光学素子
を示す。円柱状の回転する構造体Ｒ１上にアブレーショ
ン可能な高分子薄膜Ｒ２を付加し、さらに反射膜Ｒ３を
付加する。これにレーザ光Ｒ４を部分的に照射し、上記
アブレーション作用により反射膜パタンを形成する。こ
の回転体Ｒ１を回転させながらレーザ光Ｒ４を順次照射
することで、回転体Ｒ１表面に反射膜パタンを形成し、
表面スケールＲ５を作成する。このスケールは表面に形
成されるため表面の位置制御や速度制御に利用可能とな
る。これはスケールを作成し、それを回転体に付加する
ことでも達成できる。

【００４９】（第７実施形態）図８に、本発明による第
７実施形態である立体構造物への反射パタン製造例と製
造された光学素子を示す。アブレーション加工可能な高
分子材料を立体的に加工し立体構造体Ｓ１とする。立体
加工には、機械加工や光造形、アブレーション加工等が
利用できる。この材料に反射膜Ｓ２をスパッタ、蒸着等
で付加し、空間選択的にレーザ光Ｓ３を照射する。上記
レーザアブレーション作用により例えば図８の平面部の
みを加工する。これにより平面部は光が透過し斜面は反
射する光学素子Ｓ４となる。この素子に信号光Ｓ５を照
射すると光は部分的に反射され、図のような光反射素子
として機能する。

【００５０】（第８実施形態）図９に、本発明による第
８実施形態である吸収材料を含む光学素子を示す。吸収
率を制御した高分子膜Ｔ１は多段階に重ねる、あるいは
分散量を制御するなどして厚みにより反射率が異なる構
造とする。この高分子膜Ｔ１上に反射膜Ｔ２を付加し、
そこにレーザ光Ｔ３を照射する。レーザ光Ｔ３は強度を
制御し、照射量を変える事で加工深さを変え、図９に示
す構造体Ｔ４とする。この様な構造体Ｔ４に光を照射す
ると図１０に示すように位置により信号強度が変化す
る。これにより段階的な信号を生成する光学素子として
の機能を果たす。

【００５１】（第９実施形態）図１１に、本発明による
第９実施形態である透明高分子を用いた光学素子の１実
施例を示す。上記手法により高分子薄膜Ｖ１上の反射膜
Ｖ２を、図（Ａ）に示す形状にパタンニングする。さら
に同様に（Ｂ）、（Ｃ）に示す形状加工し光学素子Ｖ３
を作成する。これらは透明であり、非常に薄くすること
も可能であるのでこれらを重ねて図のような複雑な形状
のパタン加工が可能となる。この場合（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）は同一形状とすることも可能であり、透明である
ため透過型の信号処理も可能となる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
被加工材料上の反射膜を薄膜とすることで、照射された
レーザ光の一部が高分子材料まで達する。このレーザ光
によるアブレーション作用により、高分子材料の分子レ
ベルでの開裂がおき、レーザ照射部分が外部に飛散す
る。このとき外部に飛散する物質はその上部の反射膜も
同時に飛散させるため、照射部全域の加工が行われる。

【００５３】ここで反射膜厚さを薄くする事で、レーザ
光子一個で反射膜の加工が可能であり、レーザ照射時間
は数ナノ秒以下に短縮できるため、非常に高速な加工が
可能になる。また反射膜を除去することで反射を制御す
るため、深さ方向の加工形状を正確に制御する必要がな
く、多くの材料を反射膜、基板材料として利用できる。

【００５４】縮小投影加工では、マスクの形状が縮小さ
れ、基板の所望の位置に照射される。このような縮小投
影では大面積の形状が一括して行えるため、非常に生産
性が高くなる。

【００５５】また、被加工物を平行移動することで、連
続して形状加工することが可能であり、長尺スケールの
作成などが容易に行える。またマスク形状を選択でき、
マスクを交換するなどして溝形状のみでなく様々な反射
形状が作成できる。

【００５６】さらにレーザ光を走査する場合は、直接描
画するためマスクなしで任意の形状に加工することが可
能であり、レーザ光を集光して用いるためレーザ出力が
低い場合も利用可能であり、繰り返しレーザやガルバノ
ミラー等を用いることで高速に加工を行う事ができる。
また同時に被加工物を平行移動することで大面積、長尺
の光学素子の加工が可能となる。

【００５７】通常、高分子材料は紫外域に強い吸収があ
り、紫外レーザでアブレーション加工可能な材料が多
い。その為、紫外域のレーザを用いることで効率的な加
工が可能となる。この際、反射材料は赤外から可視域で
の反射特性が利用されるため、紫外レーザを用いる場合
その波長域で透過率の高い材料を用いることが好まし
い。

【００５８】また、このようなアブレーションのアシス
トによる薄膜加工では、レーザエネルギー強度により膜
加工幅が変化する。そのためレーザ強度を調整する手段
を用いることで、同一素子上に溝幅の異なる形状を容易
に形成可能となる。

【００５９】また、マスク投影による縮小投影加工の場
合は、マスク位置、投影レンズ、加工位置のいずれか２
つを同時に移動することで加工倍率を任意に選択するこ
とが可能であり、これにより倍率の異なる溝形状を容易
に形成可能となる。

【００６０】また、レーザ照射焦点位置に被加工物の焦
点を合わせることで、立体形状をした材料への加工が可
能となり、球面上や段形状をした構造物上への反射形状
生成も可能となる。

【００６１】ガラス基板上の金属薄膜加工の場合、レー
ザアブレーション層を中間に準備しそれを除去すること
で、一般にレーザアブレーションでは加工が困難な金属
反射膜等の反射薄膜付きガラス基板を、低エネルギーで
高速に加工することが可能となる。またこの除去された
膜の断面形状は、レーザトリミング等の熱加工では得ら
れない良好な形状となる。

【００６２】また、ガラスのアブレーションエネルギー
閾値が高分子より大幅に大きい場合が多く、このエネル
ギーで加工することで、ガラス面に損傷を与えない加工
が可能となる。この時同時にガラス面に付着した有機物
を除去する洗浄効果もある。

【００６３】次に、これら製造法によって製造された光
学機能を有する高分子フィルムは、形状変形が可能であ
り安価で脆性が低い特徴を有し、材料の選択性が高く機
能の選択が可能である。

【００６４】この高分子材料として接着層を付加したフ
ィルムを選択することで、加工後すぐに他の材料へ付加
する事が可能であり、構造剤への光学機能を付加するこ
とが出来る。特に高分子の接着剤は選択幅が広く、接着
強度、厚み熱特性等を選択する事が容易である。

【００６５】また、球面を有する材料への光学機能付加
や上記接着材付きフィルムの付加により困難な球面への
光学機能付加が容易となる。これによりレンズ上へのマ
スクや光分岐素子、球面上へのエンコーダ機能作成等が
可能となる。

【００６６】また、立体形状をした構造体への加工も可
能であり、反射膜が立体的に制御された構造物が作成で
きる。この様な構造体は空間的に光学機能を制御出来る
ため、反射分岐素子やマイクロマシン、センサーの一部
に光学機能を付加することが可能となる。

【００６７】また、高分子材料の吸収率を高めること
で、反射膜と吸収帯とが近接して生成でき反射率を段階
的に変化させたり、多階調の信号が形成される薄膜光学
素子が作成可能となる。また高分子層で光を吸収させる
ことで、反射型の素子のN/A をあげる事が出来る。

【００６８】また逆に、透明な高分子を利用すること
で、ガラスと同様の透過型光学素子としての利用が可能
となり、またこれら素子同士を重ね合わせ、様々な信号
形成を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学素子製造装置の第一実施形態
における概略図である。

【図２】本発明の第１実施形態における光学素子製造法
の概略図である。

【図３】本発明の第２実施形態における光学素子製造装
置の概略図である。

【図４】本発明の第３実施形態における光学素子製造装
置の概略図である。

【図５】本発明の第４実施形態における回折格子製造法
の概略図である。

【図６】本発明の第５実施形態における光学素子製造法
及び光学素子の概略図である。

【図７】本発明の第６実施形態における光学素子製造法
及び光学素子の概略図である。

【図８】本発明の第７実施形態における光学素子製造法
及び光学素子の概略図である。

【図９】本発明の第８実施形態における光学素子製造法
及び光学素子の概略図である。

【図１０】本発明の第８実施形態における光学素子から
の信号例を示す図である。

【図１１】本発明の第９実施形態における光学素子製造
法及び光学素子の概略図である。

【符号の説明】

１レーザ装置２全反射ミラー３成形光学系４マスク５投影レンズ６反射膜付き被加工材７ステージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】格子形状のマスクの投影照射可能な光学
系を有するレーザアブレーション加工装置によって、少
なくとも一部に反射膜を有するレーザアブレーション加
工可能な高分子材料に反射膜方向からレーザを照射し反
射膜の回析格子形状を作成することを特徴とする光学素
子製造方法。
【請求項２】レーザ装置とレーザ光を任意の位置に照
射する手段あるいは基板を任意の位置に平行移動させ得
る手段から構成されるレーザ加工装置によって少なくと
も一部に反射膜を有するレーザアブレーション加工可能
な材料に反射膜方向からレーザを照射し光あるいは基板
を連続的に移動し、回析格子形状を作成することを特徴
とする光学素子製造方法。
【請求項３】紫外域の波長を出力するレーザと、同波
長での透過率が高い反射膜材料を用いることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の光学素子製造方法。
【請求項４】反射薄膜による透過光のエネルギーがレ
ーザアブレーション閾値以上の領域で調整可能なレーザ
装置によってレーザ光の出力を調整しながら加工を行う
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
の光学素子製造方法。
【請求項５】倍率調整手段と基板の平行移動手段を有
する請求項１または請求項３記載の光学素子製造方法。
【請求項６】立体形状をした被加工材料と同材料を光
軸方向へ移動する手段を有する請求項１または請求項２
記載の光学素子製造方法。
【請求項７】ガラス基板と反射膜の中間にレーザアブ
レーション加工可能な高分子薄膜層を形成した材料を用
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光
学素子製造方法。
【請求項８】請求項１または請求項２に記載の手段に
よって作成された回析格子形状を有する高分子フィル
ム。
【請求項９】接着剤により前記請求項８記載の高分子
フィルムを付加して構成し、あるいは少なくとも一部に
粘着層あるいは接着層が設けられた前記請求項８記載の
高分子フィルムを付加して構成したことを特徴とする構
造体。
【請求項１０】少なくとも一部が球面であり、請求項
１または請求項２記載の手段によって作成された溝形状
を備え、あるいは上記溝形状を有する高分子膜を付加し
て構成したことを特徴とする構造体。
【請求項１１】少なくとも一部が立体形状であり、請
求項６記載の手段によって作成されたことを特徴とする
高分子構造体。
【請求項１２】高吸収係数の材料あるいは吸光材料を
分散させた材料からなることを特徴とする請求項８記載
の高分子フィルム。
【請求項１３】前記高分子膜は請求項８記載の回析格
子形状を有し、かつ高吸収係数の材料あるいは吸光材料
を分散させた材料からなることを特徴とする請求項１０
記載の構造体。
【請求項１４】少なくとも一部が透明である高分子上
に反射膜溝形状を有することを特徴とする請求項８記載
の高分子フィルム。
【請求項１５】前記高分子膜は少なくとも一部が透明
である高分子上に反射膜溝形状を有することを特徴とす
る請求項１０記載の構造体。