JPH10319221A - Optical element and production thereof - Google Patents

Optical element and production thereof

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JPH10319221A
JPH10319221A JP9139442A JP13944297A JPH10319221A JP H10319221 A JPH10319221 A JP H10319221A JP 9139442 A JP9139442 A JP 9139442A JP 13944297 A JP13944297 A JP 13944297A JP H10319221 A JPH10319221 A JP H10319221A
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JP
Japan
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film
laser
polymer
optical element
processing
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JP9139442A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Yamada
▲泰▼史 山田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a completely dried diffraction grating end optical element by a high speed processing by irradiating a polymeric material having a reflection film and processible with laser ablation with a beam of laser from a direction of the reflection film and making a diffraction grating form of the reflection film. SOLUTION: A beam of laser oscillated from a laser device 1 is transmitted by being reflected by a total reflection mirror 2, etc., and is adjusted in the intensity and uniformed to be emitted onto a mask 4. An optical system is comprised of such a mechanism as an intensity distribution of the mask is fixed by a projection lens 5 and a processed piece 6 with a reflection film is fixed on a stage 7 adjustable in the direction of an optical axis, and a pattern is continuously formed by moving the stage 7, if necessary. And, a reflection film is added onto an ablative film. This film with the reflection film is irradiated with laser beam. A part of the irradiated laser beam transmits the reflection film and the polymeric material is irradiated the laser beam. Thus, this polymeric material is ablated and also the reflection film is removed, and a diffraction grating is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing various optical elements including spectroscopy by laser ablation, a diffraction grating for monochromaticization, an encoder scale for positioning control, and the like, and an optical element manufactured by the above manufacturing method. Things.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A diffraction grating, which is one of optical elements, has been used as a wavelength dispersing element such as a spectroscope because of its wavelength selectivity. Further, since the amount of reflection and transmission can be spatially controlled, it is used as various optical elements. In recent years, encoder scales have become particularly important and have been increasingly used in recent years for high-precision positioning of motor control stages.

【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。
[0003] These diffraction gratings and scales have been mainly produced by machining, photofabrication, interference exposure, and ion / electron beam drawing. In the mechanical processing, a groove shape of a diffraction grating is formed on the surface of a substrate serving as a base, and the groove shape is formed continuously over the entire surface of the substrate. Photofabrication is a method in which a resist film applied to a substrate surface is patterned by mask exposure, and a groove shape of the substrate is formed by etching. The interference exposure method is a method in which a resist film is patterned by a two-beam interference exposure method, and a groove shape is formed by etching or the like. The ion / electron beam direct writing method is a method of spatially controlling an energy beam and irradiating a substrate to form a groove shape.

【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。
[0004] Laser ablation processing is a technique which has been studied as a direct processing method that does not require a resist work, and has attracted attention as a fine processing method for materials mainly composed of polymers or as a thin film forming method using scattered substances. . As a diffraction grating manufacturing method using ablation, there is a method disclosed in JP-A-7-027910 or JP-A-8-1847078. In the former method, a groove is formed by irradiating a laser beam directly to a substrate and ablating the substrate. The latter is a method of forming a grating by colliding fragments by laser ablation with a substrate through a mask. The diffraction grating is usually formed on a glass substrate or the like, and a groove shape is formed by a metal film, a resist film, a resin film, or the like on the flat glass.

【0005】[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。
However, in the above-mentioned machining, it has been difficult to form a minute diffraction grating groove shape with high accuracy and high reproducibility. The photofabrication method requires many steps such as resist coating, drying, development and etching, and it is difficult to control the groove shape, and the cross-sectional shape is limited.

【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。
The interference exposure method requires specialized knowledge such as removal of the influence of the vibration of the processing apparatus and alignment, and the material to be processed is limited to polymeric photoresist, 2P resin and the like, and the selection range is narrow. Also in this case, there is a problem that it is difficult to control the processing shape and the shape is easily changed.

【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。
In addition, the photofabrication and interference exposure methods involve a wet process such as resist coating, and have a problem that an impurity is mixed in and a cleaning process is required. If the substrate material is not flat, it cannot be coped with.

【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。
The manufacturing method using an electron / ion beam has a problem that the processing cost is high because a large vacuum system is required and the electron / ion beam source is expensive. Was difficult.

【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。
In the manufacturing method by laser ablation,
Substrate materials are processed directly. Laser ablation requires a large amount of energy to remove metal materials,
It is difficult to control the shape. Glass and ceramic materials also require large laser energy and are not highly productive, making reduction projection processing difficult. In addition, this is a processing method for a single material, and there is a problem that control of the reflectance and control of the groove shape are governed by the characteristics of the single material. Further, in ablation, it is difficult to control the processing depth per laser beam irradiation, and it is difficult to form a grid having the same shape.

【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。
[0010] In addition, these manufacturing methods usually form an optical element such as a diffraction grating or a scale on a planar structure material such as a glass substrate having a high flatness, and it is difficult to form a groove on a surface having a spherical surface. Was. In addition, when a diffraction grating is added to another material, it is difficult to add the diffraction grating to a rotating surface or an elongating and deforming material.

【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。
In order to control a signal by reflection,
It is necessary to add a material that absorbs light to the back surface of the glass substrate. In this case, reflection occurs on the front surface and the back surface, and thus there is a problem that the material is affected by the substrate material. In addition, since the selectivity of the substrate material is low, it is necessary to use an expensive substrate material, and there is also a problem that there are many restrictions on an additional material for the element and an adhesive material for bonding the element.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and disadvantages of the prior art. A method of manufacturing a diffraction grating or an optical element which has been completely dried at a high speed, and a groove formed by the above manufacturing method are provided. It is an object to provide an optical element having a shape.

【0013】[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。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical element, comprising: a laser ablation processing apparatus having an optical system capable of projecting and irradiating a grid-shaped mask; The method is characterized in that a laser ablation-processable polymer material having a reflective film in a portion is irradiated with laser from the reflective film direction to form a diffraction grating shape of the reflective film.

【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。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical element, comprising: a laser processing apparatus comprising a laser device and a means for irradiating a laser beam to an arbitrary position or a means for moving a substrate to an arbitrary position in parallel; The method is characterized in that a laser ablation material having at least a part of a reflective film is irradiated with laser from the direction of the reflective film to continuously move the light or the substrate to form a diffraction grating shape.

【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。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical element according to the first or second aspect, wherein the laser for outputting a wavelength in the ultraviolet region is a reflective film material having a high transmittance at the same wavelength. Is used.

【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。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical element manufacturing method according to any one of the first to third aspects, wherein the energy of light transmitted by the reflective thin film is adjustable in a region where the energy is equal to or larger than a laser ablation threshold. Processing is performed while adjusting the output of laser light by a laser device.

【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。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical element according to the first or third aspect, further comprising a magnification adjusting unit and a substrate parallel moving unit.

【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。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical element according to the first or second aspect, further comprising means for moving the same material as the three-dimensionally shaped workpiece in the optical axis direction. It is characterized by.

【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。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an optical element manufacturing method according to the first or second aspect, wherein a polymer thin film layer capable of being subjected to laser ablation processing is formed between the glass substrate and the reflective film. Is used.

【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。
[0020] The polymer film according to claim 8 of the present invention is characterized in that it has a diffraction grating shape prepared by the means according to claim 1 or 2.

【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。
According to a ninth aspect of the present invention, a structure to which the polymer film is added is constituted by adding the polymer film according to the eighth aspect with an adhesive, or at least a part thereof is provided with an adhesive layer or an adhesive layer. A polymer film according to claim 8 provided with a polymer film is provided.

【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。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a polymer having at least a part of a spherical surface, a groove formed by the means according to the first or second aspect, or a polymer having the above-mentioned groove. It is characterized in that it is configured by adding a film.

【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。
[0023] A polymer structure according to an eleventh aspect of the present invention is characterized in that at least a part thereof has a three-dimensional shape and is produced by the means described in the sixth aspect.

【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。
A polymer film according to a twelfth aspect of the present invention is the polymer film according to the eighth aspect, wherein the polymer film is made of a material having a high absorption coefficient or a material in which a light absorbing material is dispersed. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the structure according to the tenth aspect, the polymer film has a diffraction grating shape according to the eighth aspect and is made of a material having a high absorption coefficient or a light absorbing material. It is characterized by being made of a dispersed material.

【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。
A polymer film according to a fourteenth aspect of the present invention is the polymer film according to the eighth aspect, characterized in that at least a part of the polymer film has a reflecting film groove shape on a transparent polymer. . The structure according to claim 15 of the present invention is the structure according to claim 10, wherein the polymer film has a reflective film groove shape on a polymer that is at least partially transparent. I do.

【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。
With the configuration according to the present invention as described above,
The irradiated laser beam passes through the reflective film on the material to be processed and reaches the polymer material, and the ablation effect of this laser beam causes the polymer material to cleave at the molecular level, causing the laser-irradiated portion to scatter outside. I do. At this time, since the substance scattered to the outside is also scattered at the same time as the reflection film on the upper part, the processing of the entire irradiation part is performed.

【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。
Further, by moving the workpiece in parallel, continuous shape processing is performed.

【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。
Further, in the case of scanning with a laser beam, an arbitrary shape is processed without a mask for direct drawing, and at the same time, a large-area, long optical element is processed by moving the workpiece in parallel. You.

【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。
Further, since a polymer material has strong absorption in the ultraviolet region and can be ablated by an ultraviolet laser in many materials, efficient processing can be performed by using an ultraviolet laser. Further, by using the means for adjusting the laser intensity, shapes having different groove widths can be formed on the same element.

【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。
In the case of reduction projection processing by mask projection, any one of a mask position, a projection lens, and a processing position is used.
By simultaneously moving the two, the processing magnification is selected, thereby forming groove shapes having different magnifications.

【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。
By focusing the workpiece on the laser irradiation focal point, the material is processed into a three-dimensional shape, and a reflection shape is generated on a spherical or stepped structure.

【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。
Further, by preparing a laser ablation layer in the middle and removing it by laser irradiation, a glass substrate with a reflective thin film such as a metal reflective film is processed.
If the ablation energy threshold of the glass is much larger than that of the polymer, processing that does not damage the glass surface is performed by adjusting the processing energy.

【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。
Next, the polymer film having an optical function manufactured by these manufacturing methods can be easily deformed in shape, inexpensive, and the function can be easily selected.

【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。
By selecting a film to which an adhesive layer is added as the polymer material, additional processing is performed on other materials immediately after processing.

【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。
The addition of an optical function to a material having a spherical surface and the addition of the above-mentioned film with an adhesive material provide an optical function to a spherical surface.

【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。
Further, it is possible to process a structure having a three-dimensional shape, and a structure in which the reflection film is three-dimensionally controlled is created.

【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。
Further, by increasing the absorptivity of the polymer material, the reflection film and the absorption band can be formed close to each other, and a stepwise change in the reflectivity and a thin film optical element having multi-gradation characteristics can be realized. .

【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。
Conversely, a transmission type optical element is realized by using a transparent polymer.

【0039】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a manufacturing method according to the present invention, a step of irradiating a substrate spatially selectively by reducing or projecting a laser beam, a means for moving the substrate three-dimensionally, and an ablation-producing high-level device having a reflective film. And molecular materials. Further, in order to enhance the processing characteristics of the polymer, it is desirable to use an ultraviolet laser and a reflective material having a high transmittance at the wavelength of the laser light.

【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。
When adjusting the processing groove pitch by the reduction projection magnification, any one of the mask, lens, and processing substrate position is used.
It consists of two translation means. The material to be processed is composed of a polymer material to which a reflective thin film is added. In particular, when a reflective film is formed on a glass substrate, a thin film of an ablative polymer material is formed between the substrate and the reflective film.

【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。
The optical element according to the present invention may be any one of a deformable polymer film having a groove shape of a reflection film, a structure having a spherical surface, a polymer structure having a three-dimensional shape, and a structure to which the above film is added. It is desirable that the polymer material be composed of any of a transparent material, a light absorbing material, and a light absorbing material-added material.When the element is bonded to the structure, a material to which an adhesive material is added in advance is preferable. desirable.

【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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. (First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a laser beam oscillated from a laser device 1 is intensity-adjusted and uniformed by a molding optical system 3 and transmitted to a mask 4 while being transmitted by a total reflection mirror 2 and the like. The intensity distribution of the mask is projected by a projection lens 5 onto a workpiece 6 having a reflective film. The workpiece 6 with a reflective film is fixed on a stage 7 which can be adjusted in the direction of the optical axis, and comprises a mechanism for moving the stage 7 if necessary and continuously creating a pattern.

【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。
FIG. 2 is a schematic view showing a method for manufacturing an optical element according to the present invention. A reflection film M2 is added to the ablation-capable film M1 in an amount of about 500 to 1000 angstroms. The reflective film 2 can be formed by depositing a metal film such as Cr or Al by vapor deposition or sputtering, or by spin coating a polymer film containing a dye or the like. The laser light M3 is irradiated on the film M1 with the reflection film. A part of the irradiated laser light M3 passes through the reflection film M2 and is irradiated on the polymer material M1. The reflection film M2 is removed together with the ablation of the polymer, and the diffraction grating M4 is formed.

【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。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. Laser light 1 oscillated from laser device 1
2 is transmitted through a total reflection mirror 13, an orifice 14, etc., is condensed by a condensing lens 15, and is irradiated on a sample. The laser beam is scanned on the workpiece 18 by the galvanometer mirror 16 and the moving stage 17. The material to be processed 18 has the configuration shown in FIG. 2 and is processed according to the same principle. The processing width of the laser light can be adjusted by changing the laser intensity, and the same operation is possible even if a dimmer is provided in the apparatus.

【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。
(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. The laser light oscillated from the laser device 1 is intensity-adjusted and uniformed by the shaping optical system 3 and transmitted to the mask 4 while being transmitted by the total reflection mirror 2 and the like. The mask is set on the moving stage 25 and is movable in the optical axis direction.
In some cases, a mechanism for rotating the mask and a mechanism for replacing the mask are provided. The image of the mask is applied to the surface of the workpiece 8 fixed on the moving stage 7 through the projection lens 5. The mask moving stage 25 and the moving stage 7 are controlled by the computer 10 through the stage controller 9. The movement of the stage and the number of laser irradiations and laser irradiation intensity are simultaneously controlled by a computer. Thereby, shape processing with different magnifications can be performed from one mask, and various shape processing can be performed by simultaneously performing mask replacement and laser intensity adjustment.

【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。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 shows a fourth embodiment of a method for forming a diffraction grating on a glass substrate. A polymer film N2 is added on the glass substrate N1. The polymer film N2 is 0.1 μm
If it is less than about, the reflection film N3 and the polymer film N2 can be simultaneously peeled off by a single irradiation of the laser beam with relatively low energy.
Further, by irradiating the laser intensity below the laser ablation threshold of the glass, a highly accurate reflection film shape can be created without affecting the glass surface N1. As the material, not only a polymer resist used for exposure, but also a photo-curing / thermo-setting resin or various polymers can be used.

【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。
(Fifth Embodiment) FIG. 6 shows a method of manufacturing an optical element and an optical element according to a fifth embodiment of the present invention.
C on a polymer optical material P1 having a spherical surface such as an optical lens
A reflective film P2 of r, Al or the like is added. Laser light P3 is selectively irradiated from above the reflective film of this material. Thereby, a groove shape of the reflective film P2 is generated, and when light is irradiated on this element, a part is reflected and a part is transmitted. At this time, the reflected light is diffused and the transmitted light is collected. The optical element P4 thus processed has an optical function.

【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。
(Sixth Embodiment) FIG. 7 shows an optical element having a spherical surface formed by spherical processing according to a sixth embodiment of the present invention. An ablative polymer thin film R2 is added on the columnar rotating structure R1, and a reflective film R3 is further added. This is partially irradiated with a laser beam R4 to form a reflective film pattern by the ablation function. By sequentially irradiating the laser beam R4 while rotating the rotating body R1, a reflection film pattern is formed on the surface of the rotating body R1.
A surface scale R5 is created. Since this scale is formed on the surface, it can be used for position control and speed control of the surface. This can also be achieved by creating a scale and adding it to the rotating body.

【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。
(Seventh Embodiment) FIG. 8 shows an example of manufacturing a reflection pattern on a three-dimensional structure and an manufactured optical element according to a seventh embodiment of the present invention. The ablation-processable polymer material is three-dimensionally processed to obtain a three-dimensional structure S1. For the three-dimensional processing, mechanical processing, stereolithography, ablation processing, and the like can be used. A reflection film S2 is added to this material by sputtering, vapor deposition, or the like, and a laser beam S3 is irradiated in a spatially selective manner. For example, only the plane portion in FIG. 8 is processed by the laser ablation operation. As a result, the flat portion becomes the optical element S4 through which light is transmitted and the inclined surface is reflected. When this element is irradiated with the signal light S5, the light is partially reflected and functions as a light reflection element as shown in the figure.

【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。
(Eighth Embodiment) FIG. 9 shows an optical element including an absorbing material according to an eighth embodiment of the present invention. The polymer film T1 having the controlled absorptance has a structure in which the reflectivity varies depending on the thickness by, for example, overlapping in multiple stages or controlling the amount of dispersion. A reflective film T2 is added on the polymer film T1,
The laser beam T3 is irradiated there. The processing depth is changed by controlling the intensity of the laser beam T3 and changing the irradiation amount, thereby obtaining a structure T4 shown in FIG. When such a structure T4 is irradiated with light, the signal intensity changes depending on the position as shown in FIG. This serves as an optical element that generates a stepwise signal.

【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。
(Ninth Embodiment) FIG. 11 shows an example of an optical element using a transparent polymer according to a ninth embodiment of the present invention. The reflective film V2 on the polymer thin film V1 is patterned into the shape shown in FIG. Further, similarly, the optical element V3 having the shape processed as shown in (B) and (C) is processed.
Create Since these are transparent and can be made very thin, they can be overlapped to form a pattern with a complicated shape as shown in the figure. In this case, (A), (B),
(C) can have the same shape, and since it is transparent, transmission-type signal processing becomes possible.

【0052】[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。
As described in detail above, according to the present invention,
By making the reflective film on the material to be processed into a thin film, part of the irradiated laser light reaches the polymer material. Due to the ablation by the laser light, the polymer material is cleaved at the molecular level, and the laser-irradiated portion scatters outside. At this time, since the substance scattered to the outside is also scattered at the same time as the reflection film on the upper part, the processing of the entire irradiation part is performed.

【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。
Here, by reducing the thickness of the reflective film, the reflective film can be processed with one laser photon, and the laser irradiation time can be reduced to several nanoseconds or less, so that extremely high-speed processing becomes possible. . Further, since the reflection is controlled by removing the reflection film, it is not necessary to precisely control the processing shape in the depth direction, and many materials can be used as the reflection film and the substrate material.

【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。
In the reduction projection processing, the shape of the mask is reduced and a desired position on the substrate is irradiated. In such a reduced projection, a large area shape can be collectively performed, so that productivity is extremely increased.

【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。
Further, by moving the workpiece in parallel, it is possible to continuously shape the workpiece, and it is possible to easily produce a long scale. You can also select the mask shape,
By changing the mask, not only the groove shape but also various reflection shapes can be created.

【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。
Further, in the case of scanning with a laser beam, it is possible to process directly into an arbitrary shape without a mask for direct drawing, and it is possible to use even a case where the laser output is low because the laser beam is condensed and used. Processing can be performed at high speed by repeatedly using a laser, a galvanometer mirror, or the like.
At the same time, a large-area, long optical element can be processed by moving the workpiece in parallel.

【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。
Usually, many polymer materials have strong absorption in the ultraviolet region, and many materials can be ablated by an ultraviolet laser. Therefore, efficient processing can be performed by using an ultraviolet laser. At this time, since the reflective material uses the reflection characteristics in the infrared to visible region, it is preferable to use a material having a high transmittance in the wavelength region when using an ultraviolet laser.

【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。
Further, in the thin film processing by such ablation assist, the film processing width changes depending on the laser energy intensity. Therefore, by using the means for adjusting the laser intensity, it is possible to easily form shapes having different groove widths on the same element.

【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。
In the case of reduction projection processing by mask projection, any one of the mask position, projection lens, and processing position is used.
It is possible to arbitrarily select a processing magnification by simultaneously moving the two, and thereby it is possible to easily form groove shapes having different magnifications.

【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。
Further, by focusing the workpiece on the laser irradiation focal point, it is possible to process a material having a three-dimensional shape, and it is also possible to generate a reflection shape on a spherical surface or a step-shaped structure. Become.

【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。
In the case of processing a metal thin film on a glass substrate, by preparing a laser ablation layer in the middle and removing it, a glass substrate with a reflective thin film such as a metal reflective film, which is generally difficult to process by laser ablation, can be processed with low energy. It is possible to process at high speed. Further, the cross-sectional shape of the removed film becomes a good shape that cannot be obtained by thermal processing such as laser trimming.

【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。
In many cases, the ablation energy threshold of glass is much larger than that of a polymer, and processing with this energy enables processing without damaging the glass surface. At this time, there is also a cleaning effect of simultaneously removing organic substances attached to the glass surface.

【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。
Next, the polymer film having an optical function manufactured by these manufacturing methods is characterized by being capable of deforming its shape, being inexpensive and having low brittleness, and having a high material selectivity and allowing selection of functions. is there.

【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。
By selecting a film to which an adhesive layer has been added as this polymer material, it is possible to add it to another material immediately after processing, and to add an optical function to the structuring agent. In particular, polymer adhesives have a wide selection range, and it is easy to select adhesive strength, thickness heat characteristics, and the like.

【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。
Further, the addition of an optical function to a material having a spherical surface or the addition of the film with an adhesive material facilitates the addition of an optical function to a difficult spherical surface. This makes it possible to create a mask or a light splitting element on a lens, create an encoder function on a spherical surface, or the like.

【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。
Further, processing into a three-dimensionally structured body is also possible, and a structure in which the reflecting film is three-dimensionally controlled can be created. Since such a structure can control the optical function spatially, it is possible to add the optical function to a part of the reflection branching element, the micromachine, and the sensor.

【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。
Further, by increasing the absorptivity of the polymer material, a reflection film and an absorption band can be formed in close proximity to change the reflectance stepwise, or a thin film optical element in which a multi-tone signal is formed. Can be created. In addition, by absorbing light with the polymer layer, the N / A of the reflective element can be increased.

【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。
Conversely, by using a transparent polymer, it becomes possible to use the same as a transmission type optical element similar to glass, and it is possible to form various signals by overlapping these elements. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic view of an optical element manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a schematic view of a method for manufacturing an optical element according to the first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a schematic view of an optical element manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 4 is a schematic diagram of an optical element manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 5 is a schematic view of a diffraction grating manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 6 is a schematic view of a method for manufacturing an optical element and an optical element according to a fifth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 7 is a schematic diagram of an optical element manufacturing method and an optical element according to a sixth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 8 is a schematic diagram of an optical element manufacturing method and an optical element according to a seventh embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 9 is a schematic diagram of an optical element manufacturing method and an optical element according to an eighth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a signal from an optical element according to an eighth embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 11 is a schematic view of an optical element manufacturing method and an optical element according to a ninth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser apparatus 2 Total reflection mirror 3 Molding optical system 4 Mask 5 Projection lens 6 Workpiece with a reflective film 7 Stage

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A laser ablation apparatus having an optical system capable of projecting and irradiating a lattice-shaped mask, irradiating a laser from a reflective film direction onto a laser ablation-processable polymer material having a reflective film on at least a part thereof and reflecting the laser light. An optical element manufacturing method, wherein a diffraction grating shape of a film is created.
【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。
2. A laser ablation process having a reflective film on at least a part thereof can be performed by a laser processing device comprising a laser device and a means for irradiating a laser beam to an arbitrary position or a means for moving a substrate in parallel to an arbitrary position. A method for producing an optical element, comprising: irradiating a laser beam from a reflective film to a material to continuously move light or a substrate to form a diffraction grating shape.
【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。
3. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein a laser outputting an ultraviolet wavelength and a reflective film material having a high transmittance at the same wavelength are used.
【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。
4. The processing according to claim 1, wherein the processing is performed while adjusting the output of the laser beam by a laser device capable of adjusting the energy of the transmitted light by the reflective thin film in a region equal to or larger than a laser ablation threshold. An optical element manufacturing method according to any one of the above.
【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。
5. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, further comprising a magnification adjusting means and a substrate parallel moving means.
【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。
6. The method according to claim 1, further comprising means for moving the material having a three-dimensional shape in the optical axis direction.
The method for producing an optical element according to the above.
【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。
7. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein a material in which a polymer thin film layer capable of laser ablation processing is formed between a glass substrate and a reflection film is used.
【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。
8. A polymer film having a diffraction grating shape produced by the means according to claim 1.
【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。
9. The polymer film according to claim 8, which is formed by adding the polymer film according to claim 8 with an adhesive, or the polymer film according to claim 8, wherein at least a part thereof is provided with an adhesive layer or an adhesive layer. A structure characterized by comprising:
【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。
10. A structure wherein at least a part is spherical and has a groove formed by the means according to claim 1 or a polymer film having the groove is added. Structure.
【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。
11. A polymer structure, wherein at least a part thereof has a three-dimensional shape and is produced by the means according to claim 6.
【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。
12. The polymer film according to claim 8, comprising a material having a high absorption coefficient or a material in which a light absorbing material is dispersed.
【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。
13. The polymer film according to claim 8, wherein the polymer film has a diffraction grating shape and is made of a material having a high absorption coefficient or a material in which a light absorbing material is dispersed.
The described structure.
【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。
14. The polymer film according to claim 8, wherein a reflection film groove shape is formed on a polymer that is at least partially transparent.
【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。
15. The structure according to claim 10, wherein the polymer film has a reflection film groove shape on a polymer that is at least partially transparent.
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