JPS62206583A - ホログラムおよび位相シフト回折格子の各製造方法 - 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〕 この発明はホログラムお工び位相シフト回折格子の製造
方法に関し、特にＤＦＢ（ディストリビニ−チット・フ
ィード・バック、分布帰還）型半導体レーザの単一軸モ
ード化に用いられる位相シフト回折格子の製造方法に関
するものである。

〔従来技術〕

半導体レーザの縦モードを単一化することは、光フアイ
バ通信における波長分散による波形歪の防止、安定な高
速変調による超高速伝送、雑音の低減や光応用計測等に
おいて極めて重要な課題である。しかし、ファブリペロ
型共振器を有する半導体レーザでは、縦モード選択性が
十分ではないので共振器に回折格子を内蔵したＤＦＢレ
ーザが開発され友。全体に一様な構造のＤＦＢレーザで
は２つの縦モードが発振するため、回折格子の中央付近
に１／４波長相当の位相シフ）１−付加した回折格子を
用いる方法が採られている。

このような位相シフト回折格子の製造方法としては、ポ
ジ、ネガ２種類のレジストを使い分けて、これらの各領
域の位相を反転させることにより、１／４波長相当分の
位相シフトを生じさせる方法がある。

また、他の方法として、位相シフトに相当する段差を有
する石英のコンタクトマスクを用いる方法である。前者
についての文献としては、宇高勝之他著の「電子通信学
会技術報告」、ＯＱＢ　８５−１１巻、Ｗ、６９〜算７
６頁に記載の論文「λ／４シフトＩｎＧａＡｓＰ／１ｎ
Ｐ　ＤＦＢレーザ」があシ、また後者についての文献と
しては、白崎正孝他著の「電子通信学会技術報告Ｊ、０
ＱＥ８５−６０巻、１Ｅ５７〜算６４頁に記載の論文「
ＤＦＢレーザ用】／４波長シフト回折格子の形成方法の
提案　−位相マスクの考案とその効果−」がある。

し発明が解決しようとする問題点」 上述の従来技術には、次のような問題点がある。

：ＪＬ１のポジ、ネガ２８ｉ類のレジストを便いわける
方法には、レジスト塗布、現像、エツチングともに各３
回という非常に多数のプロセス工程を会費とし、その結
果歩留りが低いという問題点があった。又、第２のコン
タクトマスクを用いる方法には、コンタクトマスクでの
光の回折のために光の位相が変化し、位相シフト部分に
所望の格子が形成されず、いわゆる遷移領域ができてし
まうという問題点かあ夛、ま九回折格子の周期毎に異な
るコンタクトマスクを用意しなければならないという問
題点もあった。

不発−〇目的は、この工うな従来技術の問題点ｔ−解決
し、簡便なプロセス工程で、しかも位相シフト部の遷移
領域が小さくでき、また回折格子の周期た工らず適用で
きるホログラムおよび位相シフト回折格子の製造方法を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段〕 ＄１の発明のホログラムの輿造方法の構成は、所望の位
相シフトを生じさせる位相板を斜入射の平行光で照射し
て得られる回折波面と参照光束との干渉光を感光体層に
照射し、この感光体層上に前記干渉光による凹凸を形成
したことを特徴とする。

藁２の発明の位相シフト回折格子の製造方法の構成は、
所望の位相シフトを生じはせる位相板を斜入射の平行光
で照射して得られる回折波面を、参照光束と干渉させて
ホログラムを製造するｗＬｌの工程と、前記ホログラム
を前記参照光と共役な波面で照射して得られる波面を、
前記位相板の配置されていた面で平行光束と干渉させて
ウェハー上に設けた感光体に照射し、この感光体上に位
相シフト回折格子を形成する算２の工程とを含むことを
特徴とする。

〔作用〕

本発明の作用・原理は次の通りである。

本発明では、回折格子を製作するために２元束干渉無光
法を用い、この２元束のうちの一万の光束が干渉面で位
相シフトした波面になるようなホログラフィの原理を用
いて、このような波面を発生きせることを基本原理とし
ている。ホログラムには波面を凍結し、再生できる特徴
がある。

本発明では、まず所望の位相シフトｌ生じさせる位相板
を平行光で照射して得られる波面を参照波面と干渉させ
てホログラムを形成する。このホログラムに、位相板で
の回折波面を記録しているので、ホログラムを製作した
時の参照波面と共役な照明光でホログラムを裏面から照
射すると、位相板からの波面の逆進波面が再生されるの
で、ホログラム製作時に位相板が置かれていた面上では
位相板透過直後の、すなわち所望の位相シフトした波面
の逆進波面が得られることになる。そこでこの波面と平
行光束とを適当な角度で干渉させれば、位相シフト干渉
縞が得られ、この干渉縞を感光体に記録することに工９
、位相シフト回折格子を形成できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

なお以下の説、明では説明を容易にするために、位相板
の段差や回折格子の溝を実際エリも拡大して模式的に示
している。

を与える位相板１を斜入射の平行光２で照射し、透過波
３を可干渉な平行参照光４と干渉させて、基板６上の感
光体Ｎ５に記録する。

本実施例では、光源として波長３２５諷のＨｅ−Ｃｄ　
レーザを用いたため、位相板ｌは３２５ｍ　の光を透過
する石英にエツチングにより、形成され、１／４波長の
位相シフト格子ヲ複数同−ウエバー上に形成するため、
位相板１には複数の位相シフト部を設けている。また、
感光体層５には、フォトレジストＡＺ−１３５０を用い
て、この感光体層５を現像後そのままホログラムとして
用いることもできるが、長期にわたって使用するために
は、記録されたフォトレジストパターンをマスクトシて
、石英基板６にエツチングで転写しておくことが好まし
い。フォトレジストのままで用いる場合のフォトレジス
トの溝深き、及び石英基板６に転写して用いる場合の溝
深さは、両者ともに約０．５μ雷程度で、約３０％の回
折効率が得られた。

である。この図で石英基板６上にホログラム７が形成さ
れている。このホログラム７を製作時の波面（纂２図の
平行光４）と共役な波面８を、このホログラム７の裏面
から照射すると、回折波９を生じる。この回折波９はホ
ログラム製作時の位相板透過波面（早２図の波面３）の
逆進波面である。

そこでホログラム製作時に位相板】のあった位置には、
位相板透過直後の、すなわち位相シフトした波面が出来
ている。この位置に感光体であるフォトレジスト】１を
塗布したウェハー１０を置いて、もう−万の干渉光束１
２と干渉させることにより、位相シフト格子を形成でき
る。

なお、本実施例では、波長１．５μｍの半導体レーザ用
に０．２μ毒周期の回折格子を形成するために、ウェハ
ー１０に対する２光束９．１２の入射角は各々５０．７
°とし友。また、光束９０入射角は固定で、光束１２の
入射角を変えることで格子周期を変えることができる。

また、本実施例においｊて、第１図に示したように表面
に対して垂直に溝が形成された位相板１を用いると、段
差部分での透過光の位相シフトが急峻でなくなり、結果
的に遷移領域が拡大してしまう。

第３図はＷＬｌの本発明の他の実施例の好ましい位相板
１３を示した側面図である。本実施例は、図に示すよう
に斜入射の平行光束２に平行な溝の側面を持つ位相板１
３を用いることで遷移領域の小さい位相シフト格子を形
成できる。

［発明の効果〕 以上に説明したように、本発明に工れば、通常の干渉無
光法と同じように簡便な工程で、位相シフト部の遷移領
域の小さい、任意の周期を有する位相シフト回折格子が
製造できる。

【図面の簡単な説明】

軍１図はＩＥＩの発明の一実施ｆｌｌｔ−説明する光学
系の断面図、算２図ｆｌ＄２の発明の位相シフト回折格
子の製作時の光学系を示す断面図、ｗＬ３図はＩＥＩの
発明に用いる好ましい位相板を説明するためのホログラ
ムの装作光学系の断面図である。 １．１３・・・・・・位相板％　２．４．８．１２・・
・・・・平行光束、３．９・・・・・・回折波面、５．
１１・・・・・・感光体層、６・・・・・・石英基板、
７・・・・・・ホログラム、１０・・・・・・ウェハー
。 、ご−゛、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所望の位相シフトを生じさせる位相板を斜入射の
   平行光で照射して得られる回折波面と参照光束との干渉
   光を感光体層に照射し、この感光体層上に前記干渉光に
   よる凹凸を形成することを特徴とするホログラムの製造
   方法。
2. （２）所望の位相シフトを生じさせる位相板を斜入射の
   平行光で照射して得られる回折波面を、参照光束と干渉
   させてホログラムを製作する第１の工程と、前記ホログ
   ラムを前記参照光と共役な波面で照射して得られる波面
   を、前記位相板の配置されていた面で平行光束と干渉さ
   せてウェハー上に設けた感光体に照射し、この感光体に
   位相シフト回折格子を形成する第２の工程とを含むこと
   を特徴とする位相シフト回折格子の製造方法。
3. （３）位相板が溝の有無によって位相シフトを生じる位
   相板からなり、かつ前記溝の側面が斜入射平行光の光束
   とほぼ平行になっていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の位相シフト回折格子の製造方法。