JPS58198006A - 透過型表面レリ−フ回折格子 - Google Patents
透過型表面レリ−フ回折格子Info
- Publication number
- JPS58198006A JPS58198006A JP57080113A JP8011382A JPS58198006A JP S58198006 A JPS58198006 A JP S58198006A JP 57080113 A JP57080113 A JP 57080113A JP 8011382 A JP8011382 A JP 8011382A JP S58198006 A JPS58198006 A JP S58198006A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- relief
- grating
- diffraction efficiency
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
- G02B5/1871—Transmissive phase gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Surface Treatment Of 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】
この発明はレリーフ表面に高屈折率層を配することによ
り、回折効率を向上さぜたレリーフ１可折格子に関する
。
り、回折効率を向上さぜたレリーフ１可折格子に関する
。
均一な屈折率を有する透明媒質が場所により厚さを変え
、その艮面にレリーフ状の凹凸が作られている回折格子
は、狭面レリーフ回折格子と呼ばれる。特にホトレジス
トに干渉縞を記録して作られる回折格子は、正弦波状の
凹凸を有し、入射光に対する回折効率も高く、光走査用
ホログラム、光導波路でのグレーティングカプラ、光通
信等、オプトエレクトロニクスでの用途が拡がりつつあ
る。
、その艮面にレリーフ状の凹凸が作られている回折格子
は、狭面レリーフ回折格子と呼ばれる。特にホトレジス
トに干渉縞を記録して作られる回折格子は、正弦波状の
凹凸を有し、入射光に対する回折効率も高く、光走査用
ホログラム、光導波路でのグレーティングカプラ、光通
信等、オプトエレクトロニクスでの用途が拡がりつつあ
る。
第１図１−ｉ透明平板ガラスｌ上ｒｙ！−与が正弦波状
に変化した透光性樹脂層２が形成されたレリーフ回折格
子を示す。このような透過型しＩＪ −フ（回折格子は
ポログラフィック技術により製作されるが、そのための
光学系全第２図に示す。
に変化した透光性樹脂層２が形成されたレリーフ回折格
子を示す。このような透過型しＩＪ −フ（回折格子は
ポログラフィック技術により製作されるが、そのための
光学系全第２図に示す。
レーザ光源５からの光をレンズ６で乎行光とし、対物レ
ンズ７でピンホール８に集束する。ピンホール８を通過
した発舷元はレンズ９により再び乎行光となる。この乎
行光はピンホール８のフィルタリング効果によりほぼガ
ウス分布状の強度分布を有する。分布補正蒸着フィルタ
ｉ。
ンズ７でピンホール８に集束する。ピンホール８を通過
した発舷元はレンズ９により再び乎行光となる。この乎
行光はピンホール８のフィルタリング効果によりほぼガ
ウス分布状の強度分布を有する。分布補正蒸着フィルタ
ｉ。
は逆ガウス分布の透過率を持ち、ガウス強度分布をゼす
る乎行光が透過すると一様分布の乎行光となる。この一
様分布の乎行光はビームスプリッタ１１で２つの光束に
分割され、１２は反射鏡１２で能力は反射鏡１３で反射
され、共にガラス基板１上に塗布されたホトレジスト２
上に重なり会うように照射される。このようにすれば、
ホトレジスト２上では２つの光束は干渉し、明暗の縞を
形成し、ホトレジスト２けこの明暗の縞に応じて感光す
る。ホトレジストとしてポジタイプのものを用いた場合
け、光照射後、現１象処哩を行なえば感光した部分が除
去され、第１図のような正弦波状のレリーフが形成され
る０ このようにして作られる回折格子は、ホトレジストの材
料的々特注により、格子間隔りが小さくなるにつれて格
子の深さｈｆＲくすることが内錐となる。
る乎行光が透過すると一様分布の乎行光となる。この一
様分布の乎行光はビームスプリッタ１１で２つの光束に
分割され、１２は反射鏡１２で能力は反射鏡１３で反射
され、共にガラス基板１上に塗布されたホトレジスト２
上に重なり会うように照射される。このようにすれば、
ホトレジスト２上では２つの光束は干渉し、明暗の縞を
形成し、ホトレジスト２けこの明暗の縞に応じて感光す
る。ホトレジストとしてポジタイプのものを用いた場合
け、光照射後、現１象処哩を行なえば感光した部分が除
去され、第１図のような正弦波状のレリーフが形成され
る０ このようにして作られる回折格子は、ホトレジストの材
料的々特注により、格子間隔りが小さくなるにつれて格
子の深さｈｆＲくすることが内錐となる。
発明者は先に透過型狭面レリーフ回折格子で高い回折効
率を得るためには、格子の深さｈが回折格子Ｖこ入射す
る光の波長λに対してｂ ７λ 〉ｏ４ の条件を満すことが必要であることを見出した。
率を得るためには、格子の深さｈが回折格子Ｖこ入射す
る光の波長λに対してｂ ７λ 〉ｏ４ の条件を満すことが必要であることを見出した。
しかし、現在もつとも解鐵度の高いポジ型ホトレジスト
を用いた場合でも、ホログラムの記録光の波長λ＝０．
４４１６μｍの場合、格子間隔りが約０３μｍ以上でし
か上記の粂Ｆ！” ｋ ｄｈすことが出来ない。このた
め、格子間隔りが０３μｍ以下の場合にけ冒い回折効率
ケ得ることができない。
を用いた場合でも、ホログラムの記録光の波長λ＝０．
４４１６μｍの場合、格子間隔りが約０３μｍ以上でし
か上記の粂Ｆ！” ｋ ｄｈすことが出来ない。このた
め、格子間隔りが０３μｍ以下の場合にけ冒い回折効率
ケ得ることができない。
この発明は、上記のように格子の深さｈが小さい表面レ
リーフを有する透過型貴簡レリーフ回折格子にあっても
高い回折効率ケ得ようとするものである。
リーフを有する透過型貴簡レリーフ回折格子にあっても
高い回折効率ケ得ようとするものである。
すなわち、第１図に示すような透過型衣［ｍレリーフ１
回折格子にお・いては、格子の深さｈが深くなると回折
効率が上がるが、一方、深さｈが一定の場合１回折格子
を形成する媒質の屈折率ｎＱが大さくなれば回折効率が
上る。
回折格子にお・いては、格子の深さｈが深くなると回折
効率が上がるが、一方、深さｈが一定の場合１回折格子
を形成する媒質の屈折率ｎＱが大さくなれば回折効率が
上る。
この効果ケ利用し、第３図に示す実施例では透明子板カ
ラスｌ上に正弦波状に４与の変化、した透光ｐｔｗ脂の
レリーフ層２が形ｅ、され、その上に屈折率ｎの透明材
料からなる被覆層３が設 ・ゞけられ、その表面４
は平担となっている。このような構造の回折格子におい
て、格子の′Ｒ，さｈが一定で回折効率音高くするには
レリーフ界面での屈折率差Δｎを大きくすればよい。
ラスｌ上に正弦波状に４与の変化、した透光ｐｔｗ脂の
レリーフ層２が形ｅ、され、その上に屈折率ｎの透明材
料からなる被覆層３が設 ・ゞけられ、その表面４
は平担となっている。このような構造の回折格子におい
て、格子の′Ｒ，さｈが一定で回折効率音高くするには
レリーフ界面での屈折率差Δｎを大きくすればよい。
第１図のような従来の格子構造では、レリーフ而におけ
る屈折率差Δｎ１１ｄレリーフ層２の屈折率ｎ□ ｖ
Ｃ対してｎｏ−１となる。一方、第３図に示すこの発明
の実施例においては、屈折率差Δｎ２はｎ −ｎ（、と
なる。従って被覆層３′に設けたことによって回折効率
が高まるためにはΔｎ２）Δｎ１ すＡわち ｎ −ｎ（、：） ｎ□−１ 、’、 ｎ ＞ ２ ｎＱ−１ を満足するように被覆層の屈折率ｎを選べばよい０ レリーフ層２としてポジ型ホトレジスト層分用いた場合
ｎｏ＃ １．６５ である。従って被覆！−３の屈
折率ｎは２３以上であることが必要となる。
る屈折率差Δｎ１１ｄレリーフ層２の屈折率ｎ□ ｖ
Ｃ対してｎｏ−１となる。一方、第３図に示すこの発明
の実施例においては、屈折率差Δｎ２はｎ −ｎ（、と
なる。従って被覆層３′に設けたことによって回折効率
が高まるためにはΔｎ２）Δｎ１ すＡわち ｎ −ｎ（、：） ｎ□−１ 、’、 ｎ ＞ ２ ｎＱ−１ を満足するように被覆層の屈折率ｎを選べばよい０ レリーフ層２としてポジ型ホトレジスト層分用いた場合
ｎｏ＃ １．６５ である。従って被覆！−３の屈
折率ｎは２３以上であることが必要となる。
このような高屈折率の物質は高分子材料中には見当らな
い。無機材料の１例として製作の容易なものとしてｎが
２．６程度であるＡａ２Ｓ、をあげることが出来る。Ａ
ｓ２５ｓＶｉアモルファス半導体であり蒸着によって容
易に回折格子表面に被覆層を形成することが出来る。
い。無機材料の１例として製作の容易なものとしてｎが
２．６程度であるＡａ２Ｓ、をあげることが出来る。Ａ
ｓ２５ｓＶｉアモルファス半導体であり蒸着によって容
易に回折格子表面に被覆層を形成することが出来る。
被覆層の効果は格子深さｈの大きいものでも同じである
ｂ５、上述のように格子間隔りが０３μｍ以下のもので
Ｖ′ｉ深さｈを大きくできないので、この発明による回
折効率の向上が特に必要な対象である。そしてこの場合
には被覆層３の１１４’＆ｉｆｆμｍ以上とすれば、レ
リーフ層２の凹凸形状は埋められ、第３図の面４のよう
に平担な面となる。
ｂ５、上述のように格子間隔りが０３μｍ以下のもので
Ｖ′ｉ深さｈを大きくできないので、この発明による回
折効率の向上が特に必要な対象である。そしてこの場合
には被覆層３の１１４’＆ｉｆｆμｍ以上とすれば、レ
リーフ層２の凹凸形状は埋められ、第３図の面４のよう
に平担な面となる。
１例をあげれば、格子間隔Ｄ＝０．４４７μｍ格子（７
）床すｈ＝０．２５ μｍの’ｊ％＆、 Ａａ２Ｓｓを
２μｍ程度蒸着することにより平担面４が得られ、蒸着
前の回折効率２５％が被覆層により回折効率４５％へと
向上した。
）床すｈ＝０．２５ μｍの’ｊ％＆、 Ａａ２Ｓｓを
２μｍ程度蒸着することにより平担面４が得られ、蒸着
前の回折効率２５％が被覆層により回折効率４５％へと
向上した。
以上、この発明をホログラフインク技術によって製作し
た正弦波状の遺過ｕｉ向レリーフ回折格子に実施した場
きを例として説明したが、レリーフ形状は三角形状、矩
形状等任意のものでよく、ホログラフインク技術によら
ず、けがへによって製作した回折格子についても同様に
有効である。
た正弦波状の遺過ｕｉ向レリーフ回折格子に実施した場
きを例として説明したが、レリーフ形状は三角形状、矩
形状等任意のものでよく、ホログラフインク技術によら
ず、けがへによって製作した回折格子についても同様に
有効である。
第１図は通常の正弦波状レリーフ回折格子の構造を示す
断面図、第２図はホログラフィック光学系光路図、第３
図はこの発明の１実施例の構直を示す断面図 １ニガラス基板 ２：ホトレジストレリーフｊ−３：被
覆鳴 ４：被覆層表面 ％軒出順人 株式会社 リコー 出願人代理人 弁理士 佐 藤 文 男（ほか１
名） 第１図 算 ３ 図
断面図、第２図はホログラフィック光学系光路図、第３
図はこの発明の１実施例の構直を示す断面図 １ニガラス基板 ２：ホトレジストレリーフｊ−３：被
覆鳴 ４：被覆層表面 ％軒出順人 株式会社 リコー 出願人代理人 弁理士 佐 藤 文 男（ほか１
名） 第１図 算 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 回折格子に入射する光の波長に対する屈折率ｎｏのレリ
ーフ層、その上に茂面が千担な屈折率ｎの被覆層を有し
、これら両層の屈折率ｎＱ、ｎが ｎ〉２ｎ、）−１ の関係にあることを特徴とする透過型表面レリーフ回折
格子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080113A JPS58198006A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 透過型表面レリ−フ回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080113A JPS58198006A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 透過型表面レリ−フ回折格子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198006A true JPS58198006A (ja) | 1983-11-17 |
Family
ID=13709126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57080113A Pending JPS58198006A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 透過型表面レリ−フ回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198006A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168203U (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-10 | ||
| US5436991A (en) * | 1992-01-11 | 1995-07-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| WO1999038040A1 (en) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture |
-
1982
- 1982-05-14 JP JP57080113A patent/JPS58198006A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168203U (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-10 | ||
| US5436991A (en) * | 1992-01-11 | 1995-07-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| WO1999038040A1 (en) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture |
| US6200711B1 (en) | 1998-01-22 | 2001-03-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture |
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