CN103097925A - 衍射光学元件和计测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够极力抑制零级衍射光的产生并且在宽范围内生成光斑的衍射光学元件和计测装置。本发明通过提供一种衍射光学元件来解决上述问题，所述衍射光学元件具有凹凸且对入射光进行二维衍射而产生衍射光，其特征在于，将以所述入射光的光轴为基准的最大衍射角设为角度范围θ时，所述角度范围θ为7.5°以上，且零级衍射光的衍射效率为5%以下。
Description
技术领域
本发明涉及衍射光学元件和使用衍射光学元件的计测装置。
背景技术
对入射光的至少一部分进行衍射的衍射光学元件用于各种光学仪器和光学装置等。作为使用衍射光学元件的光学装置的例子，想到将由衍射光学元件衍射出的特定的光的图案投影到计测对象上并对计测对象的形状等进行计测的计测装置。这种计测装置中，已知作为对计测对象的三维形状等进行计测的计测装置而列举的三维计测装置通过检测所照射的光的图案的变化等而获得三维的信息(专利文献1)。
另外，这种计测装置如果在计测装置与测定对象之间的距离短的情况下也能够进行预定的计测，则能够使测定光学系统小型化，并且能够缩短到达受光系统的光程长度，因此能够获得高计测灵敏度。因此，在这种计测装置中使用衍射光学元件的情况下，优选衍射角度大。但是，如果想要通过缩窄衍射光学元件的间距来产生衍射角度大的衍射光，则会产生零级衍射光。并且，当由衍射光产生的光斑数多时，零级衍射光的光量也会达到与其他衍射光的光量相比相对较大的值。
这种情况下，会出现如下问题：计测装置中使用的摄像元件中自动增益调节设定得较低，从而无法识别由与零级衍射光相比相对较弱的其他衍射光产生的光斑；或者即使在将增益调节至较高的情况下，由零级衍射光产生的光斑的周围也会产生模糊等，从而无法在由零级衍射光产生的光斑的周围识别由其他衍射光产生的光斑。因此，在例如应用于三维计测装置的情况下，难以进行精度高的三维形状的测定。
作为用于抑制这种零级衍射光的产生的构成，例如已知如专利文献2中所公开的那样将多个衍射光学元件进行层叠的构成等。另外，非专利文献1中，公开了通过调节形成在衍射光学元件的表面上的凹凸的形状来调节零级衍射光的光量的达曼(Dammann)衍射光栅。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2009-531655号公报
专利文献2：国际公开第2009/093228号小册子
非专利文献
非专利文献1：Donald C.O’Shea,“Reduction of the zero-orderintensity in binary Dammmann gratings”,APPLIED OPTICS,34,6533(1995)
发明内容
发明所要解决的问题
但是，专利文献2所公开的方法中，由于为将多个衍射光学元件进行层叠的构成，因此产生层叠的对位的问题，并且产生因投影的图案存在限制而不能自由地设定图案的问题等。
另外，非专利文献1中公开的达曼衍射光栅是能够在特定形状的情况下减少零级衍射光的衍射光栅。但是，如下所述，该衍射光栅很难说能够应用于偏离标量理论的情况即间距窄而使衍射角大的方式，在偏离通常的标量理论的情况下，无法应用于减少零级衍射光的目的。
对衍射光栅中产生的零级衍射光进行说明。衍射光学元件是通过光的衍射现象而产生光学作用的光学元件，这种光学作用可以在距离衍射光学元件足够远的地方使用利用标量衍射理论的夫琅和费(Fraunhofer)近似来计算。该方法是假定衍射光学元件的衍射面足够薄，在将刚从衍射光学元件出射后的标量函数设为u(x1、y1)、将观测点处的电场的标量函数设为u(x0、y0)、将从衍射光学元件的衍射面至观测点的光轴方向的距离设为z、将波数设为k的情况下，通过由数学式1表示的式子进行近似。另外，dS=dx1dy1，Σ表示光束通过的区域。
数学式1
特别是在衍射光学元件相对于x方向、y方向具有间距Px、间距Py的周期结构的情况下，由衍射光学元件出射的衍射光的光束在某一级数下具有较强的光强度。并且，在将m、n设为整数，将其级数设为(m、n)级的情况下，(m、n)级的衍射效率ηmn由数学式2所示的式子表示。另外，由数学式2所示的式子可知，衍射效率ηmn不依赖于间距Px、Py。
数学式2
此时，在将入射光的x、y方向的入射角设为θxin、θyin的情况下，由衍射光学元件出射的(m、n)级衍射光的衍射角θxout、θyout成为由数学式3表示的式子。另外，入射角θxin、θyin和衍射角θxout、θyout是以衍射面的法线方向为基准的角度。
数学式3
考虑光束相对于衍射光学元件的衍射面垂直地入射的情况(θxin=θyin=0)。此时，由数学式3表示的式中，当m×λ/Px、n×λ/Py的值增大时，出射光的衍射角θxout、θyout达到较大的值。由于夫琅和费近似仅在近轴区域内有效，因此，在衍射角大的情况下，实际的衍射光学元件的衍射光的强度与通过标量衍射理论计算的衍射光的强度的值发生偏离。另外，关于衍射角，有时记载为衍射角度。
作为其一例，对采用图1所示的具有一维周期结构的简单的衍射光栅作为衍射光学元件进行计算的结果进行说明。图1为表示衍射光栅的截面的示意图，其为具有在石英基板311上的表面上形成有凸部312的结构并且在作为未形成凸部312的区域的凹部313中混入有空气的衍射光栅。另外，使凸部312的高度h为0.735μm，使石英基板311上的表面的凸部312与凹部313的宽度之比为1:1。计算中使用利用矢量的方法求解麦克斯韦方程并得到精确解的RCWA(Rigorous CoupledWave Analysis，严格耦合波分析)法和标量理论。图2(a)中示出了该衍射光栅中间距P为10μm、光的波长为0.66μm时衍射光的级数与衍射效率的关系。另外，计算出石英基板对波长0.66μm的光的折射率为约1.46。如图2(a)所示，由衍射光学元件出射的光中，±一级衍射光占大部分。
另外，图2(b)中示出了由图1所示的衍射光学元件出射的光束中作为直线透射成分的零级衍射光的衍射效率与波长的关系。标量理论的计算中，在波长为0.66μm的情况下，零级衍射光的衍射效率近似为0%。与此相对，在利用RCWA法的精确计算中，随着间距P变窄，零级衍射光的衍射效率达到最低的波长下的衍射效率存在升高的倾向，从而使与由标量理论的计算得到的结果的差值存在变大的倾向。
图2(c)是表示在图2(b)中的各间距下零级衍射效率的值与一级衍射光的衍射角的关系的图。如图2(c)所示，随着衍射角增大，零级衍射光的衍射效率存在升高的倾向。而且，这种倾向在其他截面形状的衍射光栅中也同样，随着衍射角增大，与由标量理论得到的结果的偏差变大。因此，即使是在根据标量理论的计算结果不产生零级衍射光的设计的情况下，实际上有时也会产生零级衍射光。非专利文献1中公开的达曼衍射光栅不能说即使在偏离标量理论这种间距窄而衍射角大的情况下也能够抑制零级衍射光。
可见，期望出现能够极力抑制零级衍射光的产生并且能够在宽的衍射角范围内生成光斑的衍射光学元件，而且需求能够使用这种衍射光学元件进行高精度测定的计测装置。
用于解决问题的手段
本发明为一种衍射光学元件，具有凹凸且对入射光进行二维衍射而产生衍射光，其特征在于，将以所述入射光的光轴为基准的最大衍射角设为角度范围θ时，所述角度范围θ为7.5°以上，且零级衍射光的衍射效率为5%以下。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，所述凹凸为2阶。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，所述凹凸为3阶以上。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，所述凹凸为2m阶(m为2以上的整数)。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，所述凹凸中，将与所述凹凸的高度方向不同的预定轴方向上的凸部的长度和凹部的长度中在设所述光的波长为λ时落入λ/8至6λ范围内的所述凸部的长度的平均值和所述凹部的长度的平均值分别设为μ1、μ2时，
所述衍射角θ和D=μ1/(μ1+μ2)的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.5，
并且-0.02θ+0.6<D<-0.00133θ+0.5233(其中，7.5°<θ<36.3°)或-0.02θ+0.6<D<0.475(其中，36.3°<θ<90°)。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，
所述衍射角θ和D的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.475，
并且D>-0.02θ+0.625。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，所述凹凸中，以凸部与凹部的中间高度为基准，将高于所述中间高度的部分设为凸部、将比所述中间高度设为凹部时，将与所述凹凸的高度方向不同的预定轴方向上的凸部的长度和凹部的长度中在设所述光的波长为λ时落入λ/8至6λ范围内的所述凸部的长度的平均值和所述凹部的长度的平均值分别设为μ1、μ2时，所述衍射角θ和D=μ1/(μ1+μ2)的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.55，并且D>-0.02θ+0.65。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，
所述衍射角θ和D的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.525，
并且D>-0.02θ+0.675。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，由所述衍射光学元件产生的零级衍射光的衍射效率为3%以下。
另外，本发明的衍射光学元件的特征在于，具有由对光进行反射的材料形成的反射层。
另外，本发明的计测装置的特征在于，具有：发出光的光源，所述光入射并且衍射光出射的上述衍射光学元件和对所述衍射光所照射到的测定对象物的图像进行摄像的摄像部。
发明效果
根据本发明，能够得到能极力抑制零级衍射光的产生并且能够在宽范围内生成光斑的衍射光学元件。另外，能够得到能进行高精度测定的计测装置。
附图说明
图1是衍射光学元件的截面图。
图2是由衍射光学元件产生的衍射光的说明图。
图3是第一实施方式的阶数为2阶的衍射光学元件的结构图。
图4是第一实施方式的衍射光学元件的说明图。
图5是第一实施方式的阶数为3阶以上的衍射光学元件的结构图(1)。
图6是第一实施方式的阶数为3阶以上的衍射光学元件的结构图(2)。
图7是由衍射光学元件A3的衍射光产生的光斑。
图8是衍射光学元件A1的表面的SEM图像。
图9是衍射光学元件A1、A2、A3的表面的凹部凸部的概要图。
图10是衍射光学元件A1、A2、A3的凹部凸部的长度的直方图。
图11是衍射光学元件A1、A2、A3的波长与衍射效率的关系图。
图12是由衍射光学元件B1的衍射光产生的光斑。
图13是衍射光学元件B1、B2的表面的凹部凸部的概要图。
图14是衍射光学元件B1、B2的凹部凸部的长度的直方图。
图15是衍射光学元件B1、B2的波长与衍射效率的关系图。
图16是由衍射光学元件C3的衍射光产生的光斑。
图17是衍射光学元件C1、C2、C3的表面的凹部凸部的概要图。
图18是衍射光学元件C1、C2、C3的凹部凸部的长度的直方图。
图19是衍射光学元件C1、C2、C3的波长与衍射效率的关系图。
图20是由衍射光学元件D1的衍射光产生的光斑。
图21是衍射光学元件D1、D2、D3的表面的凹部凸部的概要图。
图22是衍射光学元件D1、D2、D3的凹部凸部的长度的直方图。
图23是衍射光学元件D1、D2、D3的波长与衍射效率的关系图。
图24是由衍射光学元件E2的衍射光产生的光斑。
图25是衍射光学元件E1、E2的表面的凹部凸部的概要图。
图26是衍射光学元件E1、E2的凹部凸部的长度的直方图。
图27是衍射光学元件E1、E2的波长与衍射效率的关系图。
图28是由衍射光学元件F1的衍射光产生的光斑。
图29是衍射光学元件F1、F2的表面的凹部凸部的概要图。
图30是衍射光学元件F1、F2的凹部凸部的长度的直方图。
图31是衍射光学元件F1、F2的波长与衍射效率的关系图。
图32是阶数为2阶的衍射光学元件的衍射角度范围与D的相关图。
图33是由衍射光学元件G1的衍射光产生的光斑。
图34是衍射光学元件G1、G2、G3的表面的SEM图像。
图35是衍射光学元件G1、G2、G3的表面的凹部凸部的概要图。
图36是衍射光学元件G1、G2、G3的凹部凸部的长度的直方图。
图37是衍射光学元件G1、G2、G3的波长与衍射效率的关系图。
图38是由衍射光学元件H3的衍射光产生的光斑。
图39是衍射光学元件H1、H2、H3的表面的SEM图像。
图40是衍射光学元件H1、H2、H3的表面的凹部凸部的概要图。
图41是衍射光学元件H1、H2、H3的凹部凸部的长度的直方图。
图42是衍射光学元件H1、H2、H3的波长与衍射效率的关系图。
图43是由衍射光学元件I1的衍射光产生的光斑。
图44是衍射光学元件I1、I2、I3的表面的SEM图像。
图45是衍射光学元件I1、I2、I3的表面的凹部凸部的概要图。
图46是衍射光学元件I1、I2、I3的凹部凸部的长度的直方图。
图47是衍射光学元件I1、I2、I3的波长与衍射效率的关系图。
图48是由衍射光学元件J1的衍射光产生的光斑。
图49是衍射光学元件J1、J2、J3的表面的SEM图像。
图50是衍射光学元件J1、J2、J3的表面的凹部凸部的概要图。
图51是衍射光学元件J1、J2、J3的凹部凸部的长度的直方图。
图52是衍射光学元件J1、J2、J3的波长与衍射效率的关系图。
图53是阶数为8阶的衍射光学元件的衍射角度范围与D的相关图。
图54是第二实施方式的衍射光学元件的结构图。
图55是第三实施方式的计测装置的构成图。
图56是由衍射光学元件K1的衍射光产生的光斑。
图57是衍射光学元件K1、K2、K3的表面的凹部凸部的概要图。
图58是衍射光学元件K1、K2、K3的凹部凸部的长度的直方图。
图59是衍射光学元件K1、K2、K3的波长与衍射效率的关系图。
图60是由衍射光学元件L1的衍射光产生的光斑。
图61是衍射光学元件L1、L2、L3的表面的凹部凸部的概要图。
图62是衍射光学元件L1、L2、L3的凹部凸部的长度的直方图。
图63是衍射光学元件L1、L2、L3的波长与衍射效率的关系图。
图64是由衍射光学元件M1的衍射光产生的光斑。
图65是衍射光学元件M1、M2的表面的凹部凸部的概要图。
图66是衍射光学元件M1、M2的凹部凸部的长度的直方图。
图67是衍射光学元件M1、M2的波长与衍射效率的关系图。
具体实施方式
以下对用于实施发明的方式进行说明。另外，对于相同的构件等标注同一标号并省略说明。
[第一实施方式]
(具有2阶阶数的衍射光学元件)
基于图3对第一实施方式的衍射光学元件进行说明。如图3(a)的俯视图所示，本实施方式的衍射光学元件10的基本单元20呈二维排列。基本单元20由X轴方向上的间距Px、Y轴方向上的间距Py构成，衍射光学元件10中呈二维排列的基本单元20均为相同的图案。衍射光学元件10的基本单元20的图案中，在作为玻璃等透光的透明基板的基板30的表面上形成有凸部31和凹部32。另外，这种情况下的凹部32是指形成凸部31的部分以外的部分。凸部31可以由与基板30相同的材料形成，另外，也可以由与基板30不同的材料形成。
例如，在前者的情况下，可以通过直接在基板30的表面上形成凹凸图案而得到凸部31和凹部32。另外，在后者的情况下，可以通过在基板30的表面上形成未图示的厚度均匀的透明膜并将该透明膜的一部分除去而在基板30上形成存在透明膜的部分和不存在透明膜的部分。这样形成的存在透明膜的部分成为凸部31，不存在透明膜的部分成为凹部32。
如果透明基板30相对于入射的光是透明的，则可以使用树脂板、树脂薄膜等各种材料，使用玻璃或石英等光学各向同性的材料时，不会给透射光带来双折射性的影响，因此优选。另外，透明基板30在例如与空气的界面上具备由多层膜形成的防反射膜时，能够减小由菲涅尔反射引起的光反射损耗。
在这种情况下，衍射光学元件10中，形成在基板30的表面上的凹部32由于不存在基板30或透明膜等而被空气填满。另一方面，凸部31由基板30或未图示的透明膜形成，因此，凸部31的折射率为与基板30或透明膜的折射率相同的值。在此，将凸部31的折射率设为N1、将凹部32的折射率设为N2时，在这种情况下，在所使用的波长范围内存在N1>N2的关系。另外，凹部32除了可以由空气填充以外，也可以由具有比构成基板30等的材料的折射率N1低的值的折射率的材料填充。即，只要不会因衍射光学元件10的凹凸而给入射的光束带来相位差即可，在此所说的凹凸并不限定于具有物理性的凹凸作为表面形状的构成。另外，在凹部32为空气的情况下，折射率N2≈1.0，能够使例如与构成基板30的玻璃或透明膜等的折射率的差值即N1-N2变大，因此，为了赋予预定的衍射作用，可以减小凸部31的高度(凹部32的深度)，从而可以期待例如加工工艺的缩短等。另外，关于透明膜，可以使用后述的各种材料。
另外，基板30的表面上的由凸部31和凹部32形成的阶数并不限定于2阶，如后所述，可以为3阶以上的阶数。另外，如图3(b)所示，凸部31的侧面并不限定于近似垂直于基板30面而形成的情况，也可以形成为相对于基板30面具有倾斜的锥形，还可以以在凹部32与凸部31的边界部分不具有台阶部的平滑的形状形成。另外，本发明的衍射光学元件中，将凹凸的最底面规定为第1阶，在衍射光学元件10的情况下，凸部31的上表面相当于第2阶。并且，在以下的实施方式中，也将底面规定为第1阶。
接着，对基本单元20的凹凸的图案进行说明。具体而言，本实施方式的衍射光学元件10中，基本单元20的由凸部31和凹部32构成的图案的例子示于图3(c)中。另外，图3(c)中，形成凸部31的区域用留白表示，形成凹部32的区域涂黑来表示。
在此，在使波长λ的光束入射到使图3(c)所示的基本单元20呈二维排列而成的衍射光学元件10中的情况下，产生具有根据数学式3所示的式子得到的衍射角(θxm、θyn)的(m、n)级衍射光。另外，θxm表示X轴方向的m级衍射光的衍射角，θyn表示Y轴方向的n级衍射光的衍射角。另外，图4中示意性地示出了入射的光束发生衍射的状态。具体而言，图4示出了使光束40入射到本实施方式的衍射光学元件10中并且将由衍射光学元件10出射的衍射光41投影到投影面50上的状态。投影面50上相对于入射光的光束40直线透射的出射光成为零级衍射光。如前所述，衍射光学元件10中，在衍射光的衍射角大的情况下，标量理论不成立，作为第一近似，产生利用数学式2所示的式子对基本单元20的相位分布进行计算而得到的(m、n)级衍射光，并以光斑的形式照射到投影面50上。
此时产生的衍射光的角度范围如下规定。将产生的衍射光中强度强的衍射级数的光束所分布的范围中以入射光束的光轴为基准的最大值规定为衍射光的角度范围，在没有特别说明的情况下，角度范围表示绝对值。另外，衍射光学元件中，除了强度强的光束以外，还产生基于数学式3所示的式子衍射光强度不为0的衍射光。在这种情况下，例如，对于以强度最强的衍射光的光强度为基准、光强度相对于该最大光强度为1/4以下的衍射光，不将其作为对象衍射光。换言之，基于光强度大于最大光强度的1/4的衍射光，规定为衍射光的角度范围。通过以上述方式确定对象光强度的基准，能够将光量集中的范围设定为角度范围。另外，在明显观察到与周边的光量存在反差的情况下，可以将其边界规定为角度范围。
另外，在产生的衍射光的光斑为100个以上且各光斑的光量分布也多的情况下，获取光强度的直方图时假定正态分布，将具有达到从平均值中减去标准差σ而得到的值以上的范围的光强度的光斑所存在的范围规定为衍射光的角度范围。该规定也是为了将光量集中的范围规定为角度范围。另外，在观察到明确的峰的情况下，可以将具有从平均值中减去2σ而得到的值以上的光量的光斑所分布的范围作为角度范围。另外，制作直方图时，如果将虽然微弱但肉眼可见的衍射光全部计测在内，则衍射光的光量的平均值会下降。因此，在光量的直方图中观察到明显的峰的情况下，关于光量极小的衍射光，不将其包含在平均值、标准差的计算内。此时，对于零级衍射光而言，例如在产生100个以上的光斑(衍射光)的情况下，由于各衍射光的光量为1%以下，因此，即使零级衍射光的衍射效率为百分之几，有时也会给直方图带来影响。这种情况下，可以在直方图中不包含零级衍射光。另外，对于本实施方式的衍射光学元件10而言，在所使用的光束的波长为λ的情况下，以使X方向或Y方向的角度范围达到7.5°以上的方式形成。
接着，对基本单元20的凹凸图案(分布)进行具体说明。基本单元20为了对入射的光束赋予预定的相位分布而具有凸部31和凹部32。在此，将具有凹凸的面设为X-Y面、将沿X轴方向扫描时凸部31的长度的集合设为d1、将沿X轴方向扫描时凹部32的长度的集合设为d2时，可以基于d1和d2显示出凸部31和凹部32的分布状态。这种情况下，将长度d的集合的平均值μ(d)定义为(Σdi×Ni)/(ΣNi)。在此，di为集合d中包含的各长度，Ni为di出现的频率。
本实施方式的衍射光学元件中，在基于入射到衍射光学元件中的光束的波长λ将用于求出平均值μ(d)的di的范围设定为λ/8至6λ时，以使基于凸部31的长度的集合d1得到的长度的平均值μ(d1)与基于凹部32的长度的集合d2得到的长度的平均值μ(d2)为μ(d1)<μ(d2)的关系的方式形成基本单元20。但是，此时，在明显属于来自于衍射光学元件的结构物的长度峰时等可能因di的取值范围而产生统计上的问题的情况下，该范围的上限6λ可以在6λ±2λ的范围内变动。另外，di的取值范围也可以设定在λ/8至4λ±λ内，还可以设定在0至2λ±λ内。
另外，对基本单元20的各种凹凸图案进行了研究，结果发现，作为μ(d1)、μ(d2)满足的范围的条件，在提供满足D=μ(d1)/{μ(d1)+μ(d2)}的D时，D优选为0<D<0.5。
此外，优选通过满足数学式4所示的式子的条件而使零级衍射光的衍射效率为5%以下，更优选降低至3%以下。另外，此时的值可以为包含反射、吸收、散射等衍射光栅的光损耗时的值。
[数学式4]
另外，通过满足数学式5所示的式子的条件，能够使零级衍射光的衍射效率降低至1.5%以下，因此更优选。
[数学式5]
另外，数学式4和数学式5所示的式子中，θ(°)为衍射的角度范围。而且，只要在产生衍射光的至少一个方向上满足上述θ、D的关系即可。这是因为，即使在例如在X方向上满足θ和D的关系式、在Y方向上不满足θ或D的关系式的情况下，也能够通过X方向的衍射效果来减少零级光。
这种D的评价中，可以通过获得衍射光学元件的俯视图并使用图像处理等来进行计算。作为D的计算范围，优选为包含基本单元20的区域，但在衍射光学元件10的基本单元20大的情况下，可以为基本单元20的一部分。但是，这种情况下，为了进行统计学评价，优选为足够宽的区域。
另外，换一种说法来说，在计算凸部31与凹部32的面积比时，可以说在衍射光学元件的平面中凸部31所占的面积比凹部32所占的面积小。上述的平均值的比较中将λ/8至6λ的范围内的长度di的平均值进行比较，虽然无法从μ(d1)<μ(d2)直接地进行衍射光学元件面内的、凸部31与凹部32的面积的比较，但可以如下来考虑。即，衍射光学元件的衍射角变大、由衍射光学元件产生的衍射光所形成的光斑数增多时，各长度包含在λ/8至6λ的范围内的结构在衍射光学元件整体中所占的比例变大。因此，对满足上述条件的衍射光学元件中凸部31与凹部32的平均长度进行比较时，凸部31的面积比凹部32的面积小。在此，基于上述D的定义，μ(d1)/μ(d2)=D/(1-D)，另外，可以认为面积比与μ(d1)/μ(d2)的平方成正比，因此，凸部31的面积相对于凹部32的面积的面积的比率优选为大于0且小于1的值。
(阶数为3阶以上的衍射光学元件)
接着，对本实施方式的衍射光学元件中具有3阶以上阶数的衍射光学元件进行说明。作为本实施方式的衍射光学元件，包括具有3阶以上、例如具有2M阶的阶数的衍射光学元件(M≥2的整数)，另外，还包括表面形成为平滑的形状而无法确定阶数的衍射光学元件。在这种情况下，以衍射光学元件的最高位置与最低位置的中间为基准，为方便起见，将高度比作为基准的中间的高度高的部分作为凸部，将高度比作为基准的中间的高度低的部分作为凹部，由此，也能够与上述情况同样地进行规定。
具体地来说明上述规定，如图5(a)所示，在例如阶数N(N≥3的整数)为偶数的衍射光学元件中，对于中间高度而言，(N/2)阶与(N/2)+1阶之间成为中间高度。即，具有4阶阶数的衍射光学元件中，第2阶与第3阶之间成为中间高度。这种情况下，如图5(b)所示，可以将第3阶以上规定为凸部31a，将第2阶以下规定为凹部32a。
另外，如图6(a)所示，在阶数N(N≥3的整数)为奇数的衍射光学元件中，对于中间高度而言，(N/2)+1/2阶成为中间高度，因此，在具有5阶阶数的衍射光学元件中，第3阶成为中间高度。这种情况下，如图6(b)所示，规定以在第3阶的两端部的中间部分、即从第2阶至第3阶的部分与从第3阶至第4阶的部分的中间部分具有边界的方式存在凸部31b和凹部32b。
另外，上述中，假定以等间隔形成阶数的高差而进行了说明，在不以等间隔设置高差的情况下或者为平滑的形状而未形成凹凸的情况下，以衍射光学元件的表面上最高的部分与最低的部分的中间的高度为基准，将高于中间高度的部分规定为凸部，将低于中间高度的部分规定为凹部。
并且，对具有3阶以上阶数的衍射光学元件进行了研究，结果发现，与上述2阶衍射光学元件相比，即使在使D值增大约0.05的情况下，零级衍射光的衍射效率也得到降低。即发现，在具有3阶以上阶数的衍射光学元件的情况下，优选0<D<0.55。
此外，优选满足数学式6所示的式子的条件，另外，更优选满足数学式7所示的式子的条件。
数学式6
数学式7
另外，数学式6和数学式7所示的式子中，θ(°)为衍射的角度范围。而且，只要在产生衍射光的至少一个方向上满足上述θ、D的关系即可。这是因为，即使在例如在X方向上满足θ和D的关系式、在Y方向上不满足θ或D的关系式的情况下，也能够通过X方向的衍射效果来减少零级光的光量。
这种D的评价中，可以通过获得衍射光学元件的俯视图并使用图像处理等来进行计算。作为D的计算范围，优选为包含基本单元20的区域，但在衍射光学元件10的基本单元20大的情况下，可以为基本单元20的一部分。但是，这种情况下，为了进行统计学评价，优选为足够宽的区域。
另外，换一种说法来说，在计算凸部31与凹部32的面积比时，可以说在衍射光学元件的平面中凸部31所占的面积比凹部32所占的面积小。上述的平均值的比较中将λ/8至6λ的范围内的长度di的平均值进行比较，虽然无法从μ(d1)<μ(d2)直接地进行衍射光学元件面内的、凸部31与凹部32的面积的比较，但可以如下来考虑。即，衍射光学元件的衍射角变大、由衍射光学元件产生的衍射光的光斑数增多时，各长度包含在λ/8至6λ的范围内的结构在衍射光学元件整体中所占的比例变大。因此，对满足上述条件的衍射光学元件中凸部31与凹部32的平均长度进行比较时，凸部31的面积比凹部32的面积小。在此，基于上述D的定义，μ(d1)/μ(d2)=D/(1-D)，另外，可以认为面积比与μ(d1)/μ(d2)的平方成正比。因此，对于凸部31的面积相对于凹部32的面积的面积的比率而言，在使D的最大值为0.55的情况下，面积比为1.49，但研究的结果发现，凸部31的面积相对于凹部32的面积的面积的比率优选为大于0且小于1.38的值。
(衍射光学元件的加工方法和构成材料)
衍射光学元件10的凹凸形状可以使用切削加工、电子束加工、光刻加工、注射成形等来形成。另外，作为凸部的材料，可以使用树脂、无机材料、有机无机复合材料、双折射材料等，作为凹部的材料，只要是折射率比凸部的折射率低的材料则可以使用树脂、无机材料、有机无机复合材料、双折射材料、空气等。另外，作为无机材料，可以列举SiO2、SnO2、Ta2O5、TiO2、HfO2、ZrO2、Al2O5、Si3N4、HfON、SiON或其混合物等。
另外，作为凹凸形状的加工方法，除了上述方法以外，还可以使用在平面基板上涂布树脂单体、用具有凹凸的模具基板将树脂单体夹在中间后利用紫外线、热等使其固化、再使模具基板脱模的方法或者向使平面基板与模具基板对置而形成的空隙中注入树脂单体的方法。为了促进脱模性，可以对模具基板实施脱模处理，但使用含有含氟单体的树脂时，不需要对模具基板进行脱模处理，因此优选。除了含氟单体以外，也可以为含有含氟表面活性剂和含氟聚合物的树脂。另外，以下列出可以使用的树脂单体。
树脂单体只要是具有聚合性基团的单体则没有特别限定，优选具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的单体、具有乙烯基的单体、具有烯丙基的单体或具有环氧乙基的单体，更优选具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的单体。主要成分单体中的聚合性基团数优选为1～4个，更优选为1个或2个，特别优选为1个。
具有聚合性基团的单体优选(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、乙烯基醚、乙烯基酯、烯丙基醚、烯丙基酯或苯乙烯类化合物，特别优选(甲基)丙烯酸酯。其中，本说明书中，将丙烯酸和甲基丙烯酸统称为(甲基)丙烯酸，将丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯统称为(甲基)丙烯酸酯，将丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺统称为(甲基)丙烯酰胺。
作为(甲基)丙烯酸酯的具体例，可以列举下述化合物。可以列举：(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基丙烯酸)甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲基金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸乙基金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等单(甲基)丙烯酸酯。
另外，还可以列举：1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等二(甲基)丙烯酸酯。并且，还可以列举：二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等具有4个以上的聚合性基团的(甲基)丙烯酸酯。
作为乙烯基醚的具体例，可以列举：乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、环己基乙烯基醚等烷基乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚等羟烷基乙烯基醚。作为乙烯基酯的具体例，可以列举：乙酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、(异)丁酸乙烯基酯、戊酸乙烯基酯、环己烷甲酸乙烯基酯、苯甲酸乙烯基酯等乙烯基酯。
作为烯丙基醚的具体例，可以列举：乙基烯丙基醚、丙基烯丙基醚、(异)丁基烯丙基醚、环己基烯丙基醚等烷基烯丙基醚。具有环氧乙基的单体可以列举：具有环氧基的单体、具有氧杂环丁烷基的单体、具有
唑啉(オキソゾリン)基的单体。
含氟单体只要是具有聚合性基团的含氟单体则没有特别限定，优选具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的含氟单体、具有乙烯基的含氟单体、具有氟乙烯基的含氟单体、具有烯丙基的含氟单体或具有环氧乙基的含氟单体。含氟单体中的聚合性基团数优选为1～4个，更优选为1个或2个，特别优选为1个。
另外，含氟单体优选：
(A)由式CF2=CR1-Q-CR2=CH2表示的化合物(其中，R1和R2各自独立地表示氢原子、氟原子、碳原子数1～3的烷基或碳原子数1～3的氟烷基，Q表示氧原子、由式-NR3-(R3表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、烷羰基或甲苯磺酰基)表示的基团或可以具有官能团的二价有机基团。下同)，
(B)由式(CH2=CXCOO)nRF表示的化合物(其中，n表示1～4的整数，X表示氢原子、氟原子、甲基或三氟甲基，RF表示碳原子数1～30的n价含氟有机基团)。
在由式CF2=CR1-Q-CR2=CH2表示化合物中的Q为二价有机基团的情况下，优选作为以选自由亚甲基、二亚甲基、三亚甲基、四亚甲基、氧化亚甲基、氧化二亚甲基、氧化三亚甲基和二氧化亚甲基组成的组中的基团作为主链且该主链中的氢原子由选自氟原子、羟基、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的羟烷基、在碳原子-碳原子间插入有醚性氧原子的碳原子数1～6的羟烷基中的基团取代的基团并且该基团中形成碳原子-氢原子键的氢原子中的1个以上由氟原子取代的基团。其中，特别优选-CF2C(CF3)(OH)CH2-、-CF2C(CF3)(OH)-、-CF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2-、-CH2CH(CH2C(CF3)2(OH)CH2-或-CH2CH(CH2C(CF3)OH)-。其中，基团的方向表示左侧与CF2=CR1-键合。
作为由式CF2=CR1-Q-CR2=CH2表示的化合物的具体例，可以列举：
CF2=CFCH2CH(C(CF3)2OH)CH2CH=CH2、
CF2=CFCH2CH(C(CF3)2OH)CH=CH2、
CF2=CFCH2CH(C(CF3)2OH)CH2CH2CH=CH2、
CF2=CFCH2CH(CH2C(CF3)2OH)CH2CH2CH=CH2、
CF2=CFCH2C(CH3)(CH2SO2F)2CH2CH=CH2、
CF2=CFCF2C(CF3)(OCH2OCH2)CH2CH=CH2、
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH=CH2、
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH=CH2、
CF2=CFCF2C(CF3)(OCH2OCH2CF3)CH2CH=CH2、
CF2=CFCF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2CH=CH2、
CF2=CFOCF2CF(O(CF2)3OC2H5)CH2CH=CH2、
CF2=CFOCF2CF(OCF2CF2CH2NH2)CH2CH=CH2、
CF2=CFOCF2CF(O(CF2)3CN)CH=CH2、
CF2=CFOCF2CF(OCF2CF2SO2F)CH2CH=CH2、
CF2=CFOCF2CF(O(CF2)3PO(OC2H5)2)CH2CH=CH2、
CF2=CFOCF2CF(OCF2CF2SO2F)CH2CH=CH2。
由式(CH2=CXCOO)nRF表示的化合物中的n优选为1或2。X优选为氢原子或甲基。RF的碳原子数特别优选为4～24。
在n为1的情况下，RF为一价含氟有机基团。一价含氟有机基团优选为具有可以在碳原子-碳原子间插入有醚性氧原子的多氟烷基的一价含氟有机基团。作为这种一价含氟有机基团，特别优选由式-(CH2)f1RF1、-SO2NR4(CH2)f1RF1或-(C=O)NR4(CH2)f1RF1表示的基团(其中，f1表示1～3的整数，RF1表示碳原子数4～16的可以在碳原子-碳原子间插入有醚性氧原子的多氟烷基，R4表示氢原子、甲基或乙基)。作为多氟烷基(RF1)，优选全氟烷基，特别优选直链状全氟烷基。
在n为2的情况下，RF为二价含氟有机基团。二价含氟有机基团优选可以在碳原子-碳原子间插入有醚性氧原子的多氟亚烷基，特别优选由式-(CH2)f2RF2(CH2)f3表示的基团(其中，f2和f3分别表示1～3的整数，RF2表示碳原子数4～16的可以在碳原子-碳原子间插入有醚性氧原子的多氟亚烷基)。作为多氟亚烷基(RF2)，优选全氟亚烷基，特别优选直链状全氟亚烷基和在碳原子-碳原子间插入有醚性氧原子且侧链中具有三氟甲基的全氟氧化亚烷基。
另外，作为由式(CH2=CXCOO)nRF表示的化合物的具体例，可以列举：
CH2=CHCOO2(CH2)2(CF2)8F、
CH2=CHCOO2(CH2)2(CF2)6F、
CH2=C(CH3)COO2(CH2)2(CF2)8F、
CH2=C(CH3)COO2(CH2)2(CF2)6F、
CH2=CHCOOCH2(CF2)7F、
CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)7F、
CH2=CHCOOCH2CF2CF2H、
CH2=CHCOOCH2(CF2CF2)4H、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF2H、
CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)4H、
CH2=CHCOOCH2CF2OCF2CF2OCF3、
CH2=CHCOOCH2CF2O(CF2CF2O)3CF3、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2OCF2CF2OCF3、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2O(CF2CF2O)3CF3、
CH2=CHCOOCH2(CF3)O(CF2CF(CF3)O)2(CF2)3CF、
CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)2(CF2)3CF、
CH2=CHCOOCH2CF2O(CF2CF2O)6CF2CH2OCOCH=CH2、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2O(CF2CF2O)6CF2CH2OCOC(CH3)=CH2、
CH2=CHCOOCH2(CF2)4CH2OCOCH=CH2、
CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)4CH2OCOC(CH3)=CH2。
另外，对于含氟表面活性剂而言，优选氟含量为10～70质量%的含氟表面活性剂，特别优选氟含量为20～40质量%的含氟表面活性剂。含氟表面活性剂可以为水溶性，也可以为脂溶性。
含氟表面活性剂优选阴离子性含氟表面活性剂、阳离子性含氟表面活性剂、两性含氟表面活性剂或非离子性含氟表面活性剂。从分散性良好的观点出发，特别优选非离子性含氟表面活性剂。
阴离子性含氟表面活性剂优选多氟烷基羧酸盐、多氟烷基磷酸酯或多氟烷基磺酸盐。作为这些表面活性剂的具体例，可以列举：サーフロンS-111(商品名，セイミケミカル公司制造)、フロラードFC-143(商品名，3M公司制造)、メガファックF-120(商品名，大日本油墨化学工业公司制造)等。
阳离子性含氟表面活性剂优选多氟烷基羧酸盐的三甲基铵盐或多氟烷基磺酰胺的三甲基铵盐。作为这些表面活性剂的具体例，可以列举：サーフロンS-121(商品名，セイミケミカル公司制造)、フロラードFC-134(商品名，3M公司制造)、メガファックF-450(商品名，大日本油墨化学工业公司制造)等。
两性含氟表面活性剂优选多氟烷基甜菜碱。作为这些表面活性剂的具体例，可以列举：サーフロンS-132(商品名，セイミケミカル公司制造)、フロラードFX-172(商品名，3M公司制造)等。
非离子性含氟表面活性剂可以列举：多氟烷基胺氧化物、多氟烷基-环氧烷加成物或含有基于具有氟烷基的单体的单体单元的低聚物或聚合物等。作为氟烷基，优选上述多氟烷基(RF1)。非离子性含氟表面活性剂优选含有基于具有氟烷基的单体的单体单元的低聚物或聚合物(重均分子量为1000～8000)。具有氟烷基的单体优选含氟(甲基)丙烯酸酯，特别优选氟烷基(甲基)丙烯酸酯。作为氟烷基(甲基)丙烯酸酯，优选由上述式(CH2=CXCOO)nRF表示的化合物中n为1、X为氢原子或甲基的化合物。
另外，作为这些非离子性含氟表面活性剂的具体例，可以列举：サーフロンS-145(商品名，セイミケミカル公司制造)、サーフロンS-393(商品名，セイミケミカル公司制造)、サーフロンKH-40(商品名，セイミケミカル公司制造)、フロラードFC-170(商品名，3M公司制造)、フロラードFC-430(商品名，3M公司制造)、メガファックF-444(商品名，大日本油墨化学工业公司制造)、メガファックF-479(商品名，大日本油墨化学工业公司制造)等。
含氟聚合物可以列举使由式CF2=CR1-Q-CR2=CH2表示的化合物聚合而得到的含氟聚合物、使CF2=CF2与CH2=CHOCOCH3共聚而得到的含氟聚合物。作为由式CF2=CR1-Q-CR2=CH2表示的化合物的具体例，可以列举上述化合物。
作为含氟聚合物，优选使由式CF2=CR1-Q-CR2=CH2表示的化合物聚合而得到的含氟聚合物，R1特别优选氟原子，R2特别优选氢原子，Q特别优选选自-CF2C(CF3)(OH)CH2-、-CF2C(CF3)(OH)-、-CF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2-、-CH2CH(CH2C(CF3)2OH)CH2-或-CH2CH(CH2C(CF3)2OH)-中的基团。
综上所述，对于本实施方式的衍射光学元件而言，能够降低零级衍射光的衍射效率。
以下，对于衍射光学元件的例子，将衍射光学元件的例示1至例示13所示的衍射光学元件的各特性归纳示于表1中。表1中，示出了衍射光学元件的例示1至例示13的各衍射光学元件的光斑数、构成各衍射光学元件的凹凸的阶数、向各衍射光学元件照射光时零级衍射效率得到极小值的波长及此时的零级衍射效率、各衍射光学元件的基本单元的X方向和Y方向的间距、由各衍射光学元件产生的光斑中在X方向和Y方向上产生的衍射级数的绝对值达到最大的级数、由各衍射光学元件产生的光斑的X方向、Y方向的衍射角度范围以及衍射角度达到最大的衍射光的角度范围。而且，还示出了由衍射光学元件的例示1至例示13的例中所示的基本单元的平面结构的图像计算出的D值、衍射光学元件的例示1至例示13的例中所示的基本单元的平面结构的图像的、凸部的面积相对于凹部的面积的比(面积比)。
(衍射光学元件的例示1)
最先例示的衍射光学元件A1、A2、A3为能够产生8×6个规则排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件通过如下方法形成：使用石英基板作为基板，在基板表面上涂布光致抗蚀剂，利用曝光装置进行曝光并进行显影，由此形成抗蚀剂图案，并通过RIE等对未形成抗蚀剂图案的区域的基板表面进行蚀刻。另外，此后，将抗蚀剂图案除去。
衍射光学元件A1、A2、A3中，基本单元形成为间距Px=Py=12.8μm的区域，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射级数(m、n)，在X方向上均为m=-7、-5、-3、-1、1、3、5、7，在Y方向上均为n=-5、-3、-1、1、3、5。衍射光学元件A1是凸部的高度形成为0.91μm的2阶衍射光学元件，衍射光学元件A2和A3的凸部的高度形成为0.96μm。
另外，图7是将作为示例的衍射光学元件A3中使波长0.66μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件A3可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
图8中示出了利用扫描电子显微镜(SEM；Scanning ElectronMicroscope)对衍射光学元件A1的基本单元的平面结构进行观察而得到的图像(SEM图像)。另外，图9(a)是基于该SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。另外，进行实际的凹凸部的判断时，在使衍射光学元件向斜向方向倾斜的状态下进行SEM的观察即可。对衍射光学元件A2和A3也进行同样的观察，图9(b)示出了衍射光学元件A2的SEM图像，图9(c)示出了衍射光学元件A3的SEM图像。
图10(a)、(b)和(c)分别示出了图9(a)、(b)和(c)所示的衍射光学元件A1、A2和A3在X轴方向上的凹部和凸部的长度的直方图。具体而言，图9(a)、(b)和(c)中，凸部的X轴方向的长度的直方图是对黑色所示的区域的X轴方向的长度进行扫描并进行测定而得到的图，凹部的X轴方向的长度的直方图是对灰色所示的区域的X轴方向的长度进行扫描并进行测定而得到的图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.75μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.094μm～4.5μm的范围。此时，衍射光学元件A1的D值为0.555，衍射光学元件A2的D值为0.473，衍射光学元件A3的D值为0.435。
图11示出了利用分光器对衍射光学元件A1、A2和A3测定零级衍射光的衍射效率(以下称为“零级衍射效率”)的波长依赖性而得到的结果。此时，对于衍射光学元件A1而言，在波长0.760μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为9.7%，X方向上的衍射角度范围为24.6°。另外，对于衍射光学元件A2而言，在波长0.755μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.1%，X方向上的衍射角度范围为24.4°。另外，对于衍射光学元件A3而言，在波长0.740μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.1%，X方向上的衍射角度范围为23.9°。
(衍射光学元件的例示2)
以下例示的衍射光学元件B1和B2为能够产生4×3个规则排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件B1和B2中，基本单元形成为间距Px=Py=12.8μm的区域，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射级数(m、n)，在X方向上均为m=-3、-1、1、3，在Y方向上均为n=-2、0、2。另外，衍射光学元件B1和B2的凸部的高度均形成为0.91μm。
在此，图12是将衍射光学元件B1中使波长0.66μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件B1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图13是对于在衍射光学元件B1和B2中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图13(a)示出了衍射光学元件B1的SEM图像，图13(b)示出了衍射光学元件B2的SEM图像。
并且，图14示出了衍射光学元件B1、B2的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图14(a)示出了衍射光学元件B1的直方图，图14(b)示出了衍射光学元件B2的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.790μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.098μm～4.74μm的范围。此时，衍射光学元件B1的D值为0.492，衍射光学元件B2的D值为0.467。
图15中示出了利用分光器对衍射光学元件B1和B2测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件B1而言，在波长0.790μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.9%，X方向上的衍射角度范围为12.9°。另外，对于衍射光学元件B2而言，在波长0.790μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.0%，X方向上的衍射角度范围为12.9°。
(衍射光学元件的例示3)
以下例示的衍射光学元件C1、C2和C3为能够产生2×2个规则排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件C1、C2和C3中，基本单元形成为间距Px=3.2μm、Py=4.27μm的区域，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射级数(m、n)，在X方向上均为m=-1、1，在Y方向上均为n=-1、1。另外，衍射光学元件C1为凸部的高度形成为0.91μm的2阶衍射光学元件，衍射光学元件C2和C3的凸部的高度形成为0.96μm。
在此，图16是将衍射光学元件C3中使波长0.66μm的光束入射时产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件C3可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图17是对于在衍射光学元件C1、C2和C3中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图17(a)示出了衍射光学元件C1的SEM图像，图17(b)示出了衍射光学元件C2的SEM图像，图17(c)示出了衍射光学元件C3的SEM图像。
并且，图18示出了衍射光学元件C1、C2和C3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图18(a)示出了衍射光学元件C1的直方图，图18(b)示出了衍射光学元件C2的直方图，图18(c)示出了衍射光学元件C3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.76μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.095μm～4.56μm的范围。此时，衍射光学元件C1的D值为0.547，衍射光学元件C2的D值为0.475，衍射光学元件C3的D值为0.45。
图19中示出了利用分光器对衍射光学元件C1、C2和C3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件C1而言，在波长0.775μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为10.5%，X方向上的衍射角度范围为17.6°。另外，对于衍射光学元件C2而言，在波长0.760μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为2.04%，X方向上的衍射角度范围为17.3°。另外，对于衍射光学元件C3而言，在波长0.740μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.5%，X方向上的衍射角度范围为16.8°。
(衍射光学元件的例示4)
以下例示的衍射光学元件D1、D2和D3是衍射方向为一维的一维衍射光学元件，是能够产生8个规则排列的光斑的2阶衍射光学元件。另外，后述的例示5和例示6也同样涉及一维衍射光学元件，但能够基于关于一维衍射方向的基本单元图案而推广至呈二维衍射的基本单元图案。即，通过求出这些获得一维衍射的衍射光学元件的基本单元的图案中的零级衍射效率和衍射角度范围，能够作为设计具有二维凹凸的基本单元的指标。因此，对一维衍射光学元件中得到的零级衍射效率和衍射角度范围的值进行评价是很重要的。另外，该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件D1、D2和D3中，基本单元以间距Px=12.8μm的方式形成，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。各衍射光学元件中产生的X方向的衍射级数m均为m=-7、-5、-3、-1、1、3、5、7。另外，衍射光学元件D1是凸部的高度形成为0.91μm的2阶衍射光学元件，衍射光学元件D2和D3的凸部的高度形成为0.96μm。
在此，图20是将衍射光学元件D1中使波长0.66μm的光束入射时产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件D1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图21是对于在衍射光学元件D1、D2和D3中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图21(a)示出了衍射光学元件D1的SEM图像，图21(b)示出了衍射光学元件D2的SEM图像，图21(c)示出了衍射光学元件D3的SEM图像。
并且，图22示出了衍射光学元件D1、D2和D3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图22(a)示出了衍射光学元件D1的直方图，图22(b)示出了衍射光学元件D2的直方图，图22(c)示出了衍射光学元件D3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.78μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.098μm～4.68μm的范围。此时，衍射光学元件D1的D值为0.5，衍射光学元件D2的D值为0.419，衍射光学元件D3的D值为0.326。
图23中示出了利用分光器对衍射光学元件D1、D2和D3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件D1而言，在波长0.800μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为6.1%，X方向上的衍射角度范围为25.9°。另外，对于衍射光学元件D2而言，在波长0.785μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.9%，X方向上的衍射角度范围为25.4°。另外，对于衍射光学元件D3而言，在波长0.765μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.2%，X方向上的衍射角度范围为24.7°。
(衍射光学元件的例示5)
以下例示的衍射光学元件E1和E2也为一维衍射光学元件，是能够产生8个规则排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件E1和E2中，基本单元以间距Px=19.2μm的方式形成，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。各衍射光学元件中产生的X方向的衍射级数m均为m=-7、-5、-3、-1、1、3、5、7。另外，衍射光学元件E1是凸部的高度形成为0.91μm的2阶衍射光学元件，衍射光学元件E2的凸部的高度形成为0.96μm。
在此，图24是将衍射光学元件E2中使波长0.66μm的光束入射时产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件E2可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图25是对于在衍射光学元件E1和E2中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图25(a)示出了衍射光学元件E1的SEM图像，图25(b)示出了衍射光学元件E2的SEM图像。
并且，图26示出了衍射光学元件E1和E2的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图26(a)示出了衍射光学元件E1的直方图，图26(b)示出了衍射光学元件E2的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.8μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.1μm～4.8μm的范围。此时，衍射光学元件E1的D值为0.487，衍射光学元件E2的D值为0.419。
图27中示出了利用分光器对衍射光学元件E1和E2测定零级衍射光的衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件E1而言，在波长0.790μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.8%，X方向上的衍射角度范围为16.7°。另外，对于衍射光学元件E2而言，在波长0.820μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.2%，X方向上的衍射角度范围为17.4°。
(衍射光学元件的例示6)
以下例示的衍射光学元件F1和F2也为一维衍射光学元件，是能够产生8个规则排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件F1和F2中，基本单元以间距Px=32μm的方式形成，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。各衍射光学元件中产生的X方向的衍射级数m均为m=-7、-5、-3、-1、1、3、5、7。另外，衍射光学元件F1是凸部的高度形成为0.91μm的2阶衍射光学元件，衍射光学元件F2的凸部的高度形成为0.96μm。
在此，图28是将衍射光学元件F1中使波长0.66μm的光束入射时产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件F1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图29是对于在衍射光学元件F1和F2中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图29(a)示出了衍射光栅F1的SEM图像，图29(b)示出了衍射光栅F2的SEM图像。
并且，图30示出了衍射光学元件F1、F2的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图30(a)示出了衍射光学元件F1的直方图，图30(b)示出了衍射光学元件F2的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.8μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.1μm～4.8μm的范围。此时，衍射光学元件F1的D值为0.485，衍射光学元件F2的D值为0.475。
图31中示出了利用分光器对衍射光学元件F1和F2测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件F1而言，在波长0.820μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.4%，X方向上的衍射角度范围为10.3°。另外，对于衍射光学元件F2而言，在波长0.840μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.2%，X方向上的衍射角度范围为10.6°。
(衍射光学元件的例示7)
以下例示的衍射光学元件G1、G2和G3为能够产生8×6个规则排列的光斑的8阶衍射光学元件(3阶以上的衍射光学元件)。该衍射光学元件通过如下方法形成：使用石英基板作为基板，在基板表面上涂布光致抗蚀剂，利用曝光装置进行曝光并进行显影，由此形成抗蚀剂图案，并通过RIE等对未形成抗蚀剂图案的区域的基板表面进行蚀刻。另外，此后，将抗蚀剂图案除去。通过重复该工序，能够形成每阶的高差为0.18μm的8阶衍射光学元件。
衍射光学元件G1、G2和G3中，基本单元形成为间距Px=Py=64μm的区域，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射级数(m、n)，在X方向上均为m=-35、-25、-15、-5、5、15、25、35，在Y方向上均为n=-25、-15、-5、5、15、25。
在此，图33是将衍射光学元件G1中使波长0.66μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件G1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图34示出了衍射光学元件G1、G2和G3中基本单元的平面结构的SEM图像。具体而言，图34(a)示出了衍射光学元件G1的基本单元的平面结构的SEM图像，图34(b)示出了衍射光学元件G2的基本单元的平面结构的SEM图像，图34(c)示出了衍射光学元件G3的基本单元的平面结构的SEM图像。
另外，图35是对于衍射光学元件G1、G2和G3中观察到的SEM图像将8阶中5阶以上的部分(高度为4/7以上的部分)视为凸部并表示为黑色、将4阶以上的部分(高度为3/7以下的部分)视为凹部并表示为灰色、将凹部与凸部的边界部分用白色表示的图。具体而言，图35(a)示出了衍射光学元件G1的SEM图像，图35(b)示出了衍射光学元件G2的SEM图像，图35(c)示出了衍射光学元件G3的SEM图像。
并且，图36示出了衍射光学元件G1、G2和G3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图36(a)示出了衍射光学元件G1的直方图，图36(b)示出了衍射光学元件G2的直方图，图36(c)示出了衍射光学元件G3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.64μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.08μm～3.84μm的范围。此时，衍射光学元件G1的D值为0.572，衍射光学元件G2的D值为0.503，衍射光学元件G3的D值为0.463。
图37中示出了利用分光器对衍射光学元件G1、G2和G3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件G1而言，在波长0.600μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为5.1%，X方向上的衍射角度范围为19.2°。另外，对于衍射光学元件G2而言，在波长0.620μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.1%，X方向上的衍射角度范围为19.8°。另外，对于衍射光学元件G3而言，在波长0.625μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.1%，X方向上的衍射角度范围为20.0°。
(衍射光学元件的例示8)
以下例示的衍射光学元件H1、H2和H3为能够产生200×150个规则排列的光斑的8阶衍射光学元件(3阶以上的衍射光学元件)。该衍射光学元件使用石英基板作为基板，基于与例示7同样的制造方法，形成每阶的高差为0.18μm的8阶衍射光学元件。
衍射光学元件H1、H2和H3中，基本单元形成为间距Px=Py=330μm的区域，并列配置在4.5mm×4.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射级数(m、n)，在X方向上均为m=-199、-197、-195、……、195、197、199，在Y方向上均为n=-149、-147、……、147、149。
在此，图38是将衍射光学元件H3中使波长0.66μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件H3可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图39示出了衍射光学元件H1、H2和H3中基本单元的平面结构的SEM图像。具体而言，图39(a)示出了衍射光学元件H1的基本单元的平面结构的SEM图像，图39(b)示出了衍射光学元件H2的基本单元的平面结构的SEM图像，图39(c)示出了衍射光学元件H3的基本单元的平面结构的SEM图像。
另外，图40是对于衍射光学元件H1、H2和H3中观察到的SEM图像将8阶中5阶以上的部分(高度为4/7以上的部分)视为凸部并表示为黑色、将4阶以上的部分(高度为3/7以下的部分)视为凹部并表示为灰色、将凹部与凸部的边界部分用白色表示的图。具体而言，图40(a)示出了衍射光学元件H1的SEM图像，图40(b)示出了衍射光学元件H2的SEM图像，图40(c)示出了衍射光学元件H3的SEM图像。
并且，图41示出了衍射光学元件H1、H2和H3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图41(a)示出了衍射光学元件H1的直方图，图41(b)示出了衍射光学元件H2的直方图，图41(c)示出了衍射光学元件H3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.64μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.08μm～3.84μm的范围。此时，衍射光学元件H1的D值为0.587，衍射光学元件H2的D值为0.525，衍射光学元件H3的D值为0.488。
图42中示出了利用分光器对衍射光学元件H1、H2和H3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件H1而言，在波长0.630μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为4.2%，X方向上的衍射角度范围为22.3°。另外，对于衍射光学元件H2而言，在波长0.630μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.2%，X方向上的衍射角度范围为22.3°。另外，对于衍射光学元件H3而言，在波长0.640μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.2%，X方向上的衍射角度范围为22.7°。
(衍射光学元件的例示9)
以下例示的衍射光学元件I1、I2和I3为能够产生30000个分散型排列的光斑的8阶衍射光学元件(3阶以上的衍射光学元件)。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示7同样的制造方法，形成每阶的高差为0.28μm的8阶衍射光学元件。
衍射光学元件I1、I2和I3中，基本单元形成为间距Px=481.3μm、Py=456.7μm的区域，并列配置在4mm×5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射光的衍射级数(m、n)的范围，在X方向上m均分布于-300～299的范围，在Y方向上n均分布于-225～224的范围。
在此，图43是将衍射光学元件I1中使波长0.66μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件I1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图44示出了衍射光学元件I1、I2和I3中基本单元的平面结构的SEM图像。具体而言，图44(a)示出了衍射光学元件I1的基本单元的平面结构的SEM图像，图44(b)示出了衍射光学元件I2的基本单元的平面结构的SEM图像，图44(c)示出了衍射光学元件I3的基本单元的平面结构的SEM图像。
另外，图45是对于衍射光学元件I1、I2和I3中观察到的SEM图像将8阶中5阶以上的部分(高度为4/7以上的部分)视为凸部并表示为黑色、将4阶以上的部分(高度为3/7以下的部分)视为凹部并表示为灰色、将凹部与凸部的边界部分用白色表示的图。具体而言，图45(a)示出了衍射光学元件I1的SEM图像，图45(b)示出了衍射光学元件I2的SEM图像，图45(c)示出了衍射光学元件I3的SEM图像。
并且，图46示出了衍射光学元件I1、I2和I3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图46(a)示出了衍射光学元件I1的直方图，图46(b)示出了衍射光学元件I2的直方图，图46(c)示出了衍射光学元件I3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.75μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.094μm～4.5μm的范围。此时，衍射光学元件I1的D值为0.469，衍射光学元件I2的D值为0.446，衍射光学元件I3的D值为0.424。
图47中示出了利用分光器对衍射光学元件I1、I2和I3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件I1而言，在波长0.760μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.5%，X方向上的衍射角度范围为28.3°。另外，对于衍射光学元件I2而言，在波长0.745μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.1%，X方向上的衍射角度范围为27.7°。另外，对于衍射光学元件I3而言，在波长0.730μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.0%，X方向上的衍射角度范围为27.1°。
(衍射光学元件的例示10)
以下例示的衍射光学元件J1、J2和J3为能够产生30000个分散型排列的光斑的8阶衍射光学元件(3阶以上的衍射光学元件)。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示7同样的制造方法，形成每阶的高差为0.21μm的8阶衍射光学元件。
衍射光学元件J1、J2和J3中，基本单元形成为间距Px=320.5μm、Py=304.1μm的区域，并列配置在4mm×5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射光的衍射级数(m、n)的范围，在X方向上m均分布于-200～199的范围，在Y方向上n均分布于-150～149的范围。
在此，图48是将衍射光学元件J1中使波长0.66μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件J1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图49示出了衍射光学元件J1、J2和J3中基本单元的平面结构的SEM图像。具体而言，图49(a)示出了衍射光学元件J1的基本单元的平面结构的SEM图像，图49(b)示出了衍射光学元件J2的基本单元的平面结构的SEM图像，图49(c)示出了衍射光学元件J3的基本单元的平面结构的SEM图像。
另外，图50是对于衍射光学元件J1、J2和J3中观察到的SEM图像将8阶中5阶以上的部分(高度为4/7以上的部分)视为凸部并表示为黑色、将4阶以上的部分(高度为3/7以下的部分)视为凹部并表示为灰色、将凹部与凸部的边界部分用白色表示的图。具体而言，图50(a)示出了衍射光学元件J1的SEM图像，图50(b)示出了衍射光学元件J2的SEM图像，图50(c)示出了衍射光学元件J3的SEM图像。
并且，图51示出了衍射光学元件J1、J2和J3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图51(a)示出了衍射光学元件J1的直方图，图51(b)示出了衍射光学元件J2的直方图，图51(c)示出了衍射光学元件J3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.66μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.083μm～3.96μm的范围。此时，衍射光学元件J1的D值为0.402，衍射光学元件J2的D值为0.365，衍射光学元件J3的D值为0.357。
图52中示出了利用分光器对衍射光学元件J1、J2和J3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件J1而言，在波长0.675μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.6%，X方向上的衍射角度范围为24.9°。另外，对于衍射光学元件J2而言，在波长0.655μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.1%，X方向上的衍射角度范围为24.1°。另外，对于衍射光学元件J3而言，在波长0.660μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.0%，X方向上的衍射角度范围为24.3°。
(衍射光学元件的例示11)
以下例示的衍射光学元件K1、K2和K3为能够产生24212个分散型排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件K1、K2和K3中，基本单元形成为间距Px=512μm、Py=520.2μm的区域，并列配置在5mm×4mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射光的衍射级数(m、n)，在X方向上m均分布于-319～319的范围，在Y方向上n均分布于-256～256的范围。另外，衍射光学元件K1、K2和K3的凸部的高度均形成为0.93μm。
在此，图56是将衍射光学元件K1中使波长0.83μm的光束入射时由衍射光产生的光斑用黑色来表示的图。这种带来光斑的衍射光学元件K1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图57是对于在衍射光学元件K1、K2和K3中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图57(a)示出了衍射光学元件K1的SEM图像，图57(b)示出了衍射光学元件K2的SEM图像，图57(c)示出了衍射光学元件K3的SEM图像。
并且，图58示出了衍射光学元件K1、K2、K3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图58(a)示出了衍射光学元件K1的直方图，图58(b)示出了衍射光学元件K2的直方图，图58(c)示出了衍射光学元件K3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.756μm情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.095μm～4.54μm的范围。此时，衍射光学元件K1的D值为0.436，衍射光学元件K2的D值为0.364，衍射光学元件K3的D值为0.323。
图59中示出了利用分光器对衍射光学元件K1、K2和K3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件K1而言，在波长0.756μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.6%，X方向上的衍射角度范围为28.1°。另外，对于衍射光学元件K2而言，在波长0.711μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.1%，X方向上的衍射角度范围为26.3°。另外，对于衍射光学元件K3而言，在波长0.703μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.9%，X方向上的衍射角度范围为26.0°。
(衍射光学元件的例示12)
以下例示的衍射光学元件L1、L2和L3为能够产生24914个分散型排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件L1、L2和L3中，基本单元形成为间距Px=409.6μm、Py=358.4μm的区域，并列配置在3.0mm×2.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射光的衍射级数(m、n)，在X方向上m均分布于-399～399的范围，在Y方向上n均分布于-300～300的范围。另外，衍射光学元件L1、L2和L3的凸部的高度均形成为1.15μm。
在此，图60是通过计算求出衍射光学元件L1中使波长0.83μm的光束入射时由衍射光产生的光斑的图。这种带来光斑的衍射光学元件L1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图61是对于在衍射光学元件L1、L2和L3中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图61(a)示出了衍射光学元件L1的SEM图像，图61(b)示出了衍射光学元件L2的SEM图像，图61(c)示出了衍射光学元件L3的SEM图像。
并且，图62示出了衍射光学元件L1、L2、L3的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图62(a)示出了衍射光学元件L1的直方图，图62(b)示出了衍射光学元件L2的直方图，图62(c)示出了衍射光学元件L3的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.796μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.100μm～4.78μm的范围。此时，衍射光学元件L1的D值为0.407，衍射光学元件L2的D值为0.373，衍射光学元件L3的D的值为0.363。
图63中示出了利用分光器对衍射光学元件L1、L2和L3测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件L1而言，在波长0.796μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为2.5%，X方向上的衍射角度范围为50.8°。另外，对于衍射光学元件L2而言，在波长0.779μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为1.4%，X方向上的衍射角度范围为49.4°。另外，对于衍射光学元件L3而言，在波长0.781μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.2%，X方向上的衍射角度范围为49.5°。
(衍射光学元件的例示13)
以下例示的衍射光学元件M1和M2为能够产生4×4个分散型排列的光斑的2阶衍射光学元件。该衍射光学元件也使用石英基板作为基板，基于与例示1同样的制造方法形成图案。
衍射光学元件M1和M2中，基本单元形成为间距Px=4.1μm、Py=4.6μm的区域，并列配置在3.0mm×2.5mm的范围内。对于各衍射光学元件中产生的衍射级数(m、n)，在X方向上均为m=-3、-1、1、3，在Y方向上均为n=-3、1、1、3。另外，衍射光学元件M1、M2和M3的凸部的高度均形成为1.15μm。
在此，图64是通过计算求出衍射光学元件M1中使波长0.83μm的光束入射时由衍射光产生的光斑的图。这种带来光斑的衍射光学元件M1可以通过迭代傅里叶变换法等来设计。
另外，图65是对于在衍射光学元件M1和M2中观察到的SEM图像将凸部用黑色表示、将凹部用灰色表示、将成为凹部与凸部的边界部分的锥部用白色表示的图。具体而言，图65(a)示出了衍射光学元件M1的SEM图像，图65(b)示出了衍射光学元件M2的SEM图像。
并且，图66示出了衍射光学元件M1、M2的凸部和凹部在X轴方向上的长度的直方图。具体而言，图66(a)示出了衍射光学元件M1的直方图，图66(b)示出了衍射光学元件M2的直方图。
结果，在使入射到各衍射光学元件中的光束的波长λ为0.806μm的情况下，即，为了得到μ(d1)和μ(d2)，将长度di的取值范围设定为λ/8～6λ之间即0.101μm～4.84μm的范围。此时，衍射光学元件M1的D值为0.362，衍射光学元件M2的D值为0.332。
图67中示出了利用分光器对衍射光学元件M1和M2测定零级衍射效率的波长依赖性而得到的结果。对于衍射光学元件M1而言，在波长0.806μm下零级衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.9%，X方向上的衍射角度范围为36.4°。另外，对于衍射光学元件M2而言，在波长0.8μm下零级衍射光的衍射效率达到最低，此时的零级衍射效率为0.1%，X方向上的衍射角度范围为36.1°。
在此，图32中示出了衍射光学元件的例示1至6和例示11至13的衍射角度范围与D的关系的分布。图中的圆的大小表示使零级衍射效率达到最小的波长下的零级衍射效率的值。即，图中的圆的大小越大，则零级衍射效率的值越高，图中的圆的大小越小，则零级衍射效率的值越低。另外，图32中，用实线示出上述数学式4所示的式子的范围，用虚线示出上述数学式5所示的式子的范围。在此，在图32所示的点划线的附近零级衍射效率降低，因此，可以认为在以该部分为中心、在上下方向上具有宽度的区域内，零级衍射效率降低。
在此，图53中示出了衍射光学元件的例示7至10的衍射角度范围与D的关系的分布。黑圆的大小表示使零级衍射效率达到最小的波长下的零级衍射效率的值。即，黑圆的大小越大，则零级衍射效率的值越高，黑圆的大小越小，则零级衍射效率的值越低。另外，图53中，用实线示出上述数学式6所示的式子的范围，用虚线示出上述数学式7所示的式子的范围。在此，与阶数为2阶的衍射光学元件相比，通过使阶数为3阶以上，能够提高D值，在8阶的情况下，可以认为即使D值提高0.05时也具有降低零级衍射效率的效果。
[第二实施方式]
接着，作为第二实施方式，对反射型衍射光学元件进行说明。第一实施方式中，通过使用透明基板使入射光透射而产生衍射光，本实施方式中，通过在基板上形成反射膜并使光在反射膜上反射而产生衍射光。
基于图54对本实施方式的例子进行说明。本实施方式的衍射光学元件110为在基板130表面上形成有凹凸、并在该凹凸面上形成有对光进行反射的金属膜131的衍射光学元件。基板130使用玻璃等基板，但也可以使用不透光的基板。另外，形成在基板130的表面上的凹凸以使被反射的光成为期望的衍射光的方式形成为预定的高度h2。金属膜131通过利用真空蒸镀或溅射将铝(Al)等金属材料成膜而形成。
本实施方式的衍射光学元件与第一实施方式的衍射光学元件在属于使光透射的衍射光学元件还是属于使光反射的衍射光学元件这一点上存在差异，但通过形成为预定的高度h2，能够获得同样的效果。另外，除了如上所述在凹凸面上形成金属膜作为反射膜以外，也可以在凹凸面上形成由多个无机材料的层构成的多层膜，还可以在平坦面上形成由金属或多层膜构成的反射膜并在该反射膜上形成凹凸。
[第三实施方式]
接着，对第三实施方式进行说明。本实施方式为使用第一实施方式的衍射光学元件的计测装置，基于图55对本实施方式的计测装置进行说明。另外，作为该计测装置，可以考虑对计测对象的三维形状等进行计测的三维计测装置等。
本实施方式的计测装置210具有光源220、第一实施方式的衍射光学元件10、摄像元件230和对由摄像元件230拍摄的图像进行处理的未图示的图像处理部。
由光源220出射的光(入射光)221入射到衍射光学元件10中，在衍射光学元件10中被衍射而产生多个衍射光222，并在测定对象物241和242上照射出包含多个光斑的投影图案。投影图案具有预定的空间分布，由于在衍射光学元件10中由衍射光形成，因此，在距衍射光学元件10的距离不同的位置处，投影图案中的光斑的位置和光斑间的距离等不同。另外，在测定对象物241和242的形状发生变化的情况下或测定对象物241和242发生移动的情况下，投影图案中的光斑的位置和光斑间的距离等发生变化，因此，利用摄像元件230获取这种投影图案的信息的变化，能够获得测定对象物241和242的例如三维形状的信息。
本实施方式的计测装置中，使用第一实施方式的衍射光学元件，因此，能够使零级衍射光的产生变得极低，从而能够进行安全且准确的计测。另外，此时，衍射光学元件中产生的衍射光的光斑以二维方式产生，其个数较多，由此能够以高精度进行计测，因此优选。虽然还取决于测定对象物，但以二维方式产生的衍射光的光斑数例如为10个以上，另外，优选100个以上，更优选为1000个以上，进一步优选为10000个以上。
另外，本实施方式的计测装置中，也可以使用第二实施方式的衍射光学元件，这种情况下，对于光源220、测定对象物241和242以及摄像元件230的位置而言，配置在适合第二实施方式的衍射光学元件的位置。
另外，对本发明的实施方式进行了说明，但上述内容并不用于限定发明的内容。
参考特定的实施方式详细地对本申请进行了说明，但对本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更和修正。
本申请基于2010年8月6日提出的日本专利申请(日本特愿2010-177944)，将其内容作为参考并入本说明书中。
标号说明
10： 衍射光学元件
20： 基本单元
30、311： 基板
31、31a、31b、312： 凸部
32、32a、32b、313： 凹部
40： 入射光的光束
41： 衍射光
50： 投影面
210： 计测装置
220： 光源
221： 入射光
222： 衍射光
230： 摄像元件
241、242： 测定对象物
Claims (11)
1.一种衍射光学元件，具有凹凸且对入射光进行二维衍射而产生衍射光，其特征在于，
将以所述入射光的光轴为基准的最大衍射角设为角度范围θ时，所述角度范围θ为7.5°以上，且零级衍射光的衍射效率为5%以下。
2.如权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述凹凸为2阶。
3.如权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述凹凸为3阶以上。
4.如权利要求3所述的衍射光学元件，其特征在于，所述凹凸为2m阶(m为2以上的整数)。
5.如权利要求2所述的衍射光学元件，其特征在于，
所述凹凸中，将与所述凹凸的高度方向不同的预定轴方向上的凸部的长度和凹部的长度中在设所述光的波长为λ时落入λ/8至6λ范围内的所述凸部的长度的平均值和所述凹部的长度的平均值分别设为μ1、μ2时，
所述衍射角θ和D=μ1/(μ1+μ2)的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.5，
并且-0.02θ+0.6<D<-0.00133θ+0.5233(其中，7.5°<θ<36.3°)或-0.02θ+0.6<D<0.475(其中，36.3°<θ<90°)。
6.如权利要求5所述的衍射光学元件，其特征在于，
所述衍射角θ和D的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.475，
并且D>-0.02θ+0.625。
7.如权利要求3或4所述的衍射光学元件，其特征在于，
所述凹凸中，以凸部与凹部的中间高度为基准，将高于所述中间高度的部分设为凸部、将比所述中间高度设为凹部时，将与所述凹凸的高度方向不同的预定轴方向上的凸部的长度和凹部的长度中在设所述光的波长为λ时落入λ/8至6λ范围内的所述凸部的长度的平均值和所述凹部的长度的平均值分别设为μ1、μ2时，所述衍射角θ和D=μ1/(μ1+μ2)的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.55，并且D>-0.02θ+0.65。
8.如权利要求7所述的衍射光学元件，其特征在于，
所述衍射角θ和D的值为7.5°<θ<90°，且0<D<0.525，
并且D>-0.02θ+0.675。
9.如权利要求1至8中任一项所述的衍射光学元件，其特征在于，由所述衍射光学元件产生的零级衍射光的衍射效率为3%以下。
10.如权利要求1至9中任一项所述的衍射光学元件，其特征在于，所述衍射光学元件具有由对光进行反射的材料形成的反射层。
11.一种计测装置，其特征在于，具有：
发出光的光源，
所述光入射并且衍射光出射的权利要求1至10中任一项所述的衍射光学元件，和
对所述衍射光所照射到的测定对象物的图像进行摄像的摄像部。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110662989A (zh) * | 2017-05-26 | 2020-01-07 | Ａｇｃ株式会社 | 衍射光学元件、投影装置及计测装置 |
| CN111279250A (zh) * | 2018-03-27 | 2020-06-12 | 日立乐金光科技株式会社 | 导光板、导光板制造方法和影像显示装置 |
| CN112236694A (zh) * | 2018-06-11 | 2021-01-15 | Ａｇｃ株式会社 | 衍射光学元件、投影装置及计测装置 |
| CN114879358A (zh) * | 2016-10-26 | 2022-08-09 | 奇跃公司 | 用于增强现实系统的耦出光栅 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5740937B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2015-07-01 | 株式会社ニコン | 構造色発色体及びこれを用いたカメラ |
| JP6186679B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2017-08-30 | 旭硝子株式会社 | 照明光学系、計測装置及びそれに用いられる回折光学素子 |
| EP2720072A1 (en) | 2012-10-12 | 2014-04-16 | Vision Engineering Limited | Optical instrument with diffractive element |
| KR102059946B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2019-12-27 | 엘지이노텍 주식회사 | 회절광학소자 및 이를 포함하는 광학장치 |
| JPWO2016185602A1 (ja) * | 2015-05-21 | 2018-03-08 | ナルックス株式会社 | 回折光学素子 |
| CN108474878B (zh) * | 2016-01-08 | 2021-07-27 | 大日本印刷株式会社 | 衍射光学元件和光照射装置 |
| KR101892013B1 (ko) * | 2016-05-27 | 2018-08-27 | 엘지전자 주식회사 | 이동 단말기 |
| US10241244B2 (en) | 2016-07-29 | 2019-03-26 | Lumentum Operations Llc | Thin film total internal reflection diffraction grating for single polarization or dual polarization |
| FR3057064B1 (fr) * | 2016-09-30 | 2021-04-23 | Phasics | Procede et dispositif d'analyse d'une onde electromagnetique en haute definition |
| TWI772387B (zh) * | 2017-03-17 | 2022-08-01 | 日商大日本印刷股份有限公司 | 繞射光學元件 |
| JP7196406B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2022-12-27 | 大日本印刷株式会社 | 回折光学素子 |
| JP6981074B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2021-12-15 | Ａｇｃ株式会社 | 光学素子 |
| CN111316140A (zh) * | 2017-11-08 | 2020-06-19 | Ａｇｃ株式会社 | 衍射光学元件 |
| US11114816B2 (en) * | 2017-11-08 | 2021-09-07 | Lumentum Operations Llc | Diffractive optical element with off-axis incidence in a structured light application |
| US11852843B1 (en) | 2018-01-10 | 2023-12-26 | Meta Platforms Technologies, Llc | Diffractive optical elements (DOEs) for high tolerance of structured light |
| US10895752B1 (en) * | 2018-01-10 | 2021-01-19 | Facebook Technologies, Llc | Diffractive optical elements (DOEs) for high tolerance of structured light |
| US11675114B2 (en) | 2018-07-23 | 2023-06-13 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Monolithic structured light projector |
| JP7342641B2 (ja) * | 2019-11-12 | 2023-09-12 | 大日本印刷株式会社 | 回折光学素子、回折光学素子の設計方法 |
| US11644303B2 (en) | 2019-12-16 | 2023-05-09 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate measuring instrument coupled to a camera having a diffractive optical element |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5113286A (en) * | 1990-09-27 | 1992-05-12 | At&T Bell Laboratories | Diffraction grating apparatus and method of forming a surface relief pattern in diffraction grating apparatus |
| US20060114566A1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Diffraction grating device and optical apparatus |
| CN101171534A (zh) * | 2005-05-02 | 2008-04-30 | 冲电气工业株式会社 | 衍射光学元件的制造方法 |
| CN101241202A (zh) * | 2003-01-24 | 2008-08-13 | 住友电气工业株式会社 | 衍射光栅元件 |
| CN101501442A (zh) * | 2006-03-14 | 2009-08-05 | 普莱姆传感有限公司 | 三维传感的深度变化光场 |
| US20090268295A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | John Michael Miller | Surface-relief diffraction grating |
| CN101661126A (zh) * | 2009-09-18 | 2010-03-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 偏振无关宽带高效率石英透射光栅 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588002A (en) | 1978-12-26 | 1980-07-03 | Canon Inc | Optical making method of diffusion plate |
| US5161059A (en) * | 1987-09-21 | 1992-11-03 | Massachusetts Institute Of Technology | High-efficiency, multilevel, diffractive optical elements |
| JP3623250B2 (ja) | 1993-06-23 | 2005-02-23 | オリンパス株式会社 | 映像表示装置 |
| US5850300A (en) * | 1994-02-28 | 1998-12-15 | Digital Optics Corporation | Diffractive beam homogenizer having free-form fringes |
| US6101269A (en) | 1997-12-19 | 2000-08-08 | Lifef/X Networks, Inc. | Apparatus and method for rapid 3D image parametrization |
| JP3413138B2 (ja) * | 1998-11-06 | 2003-06-03 | キヤノン株式会社 | 位相型計算機ホログラムの製造方法 |
| JP3442004B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2003-09-02 | キヤノン株式会社 | 光学素子の製造方法 |
| JP2001272515A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Victor Co Of Japan Ltd | ビームスプリッタ及びその設計方法 |
| JP2001296417A (ja) | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Canon Inc | 光学素子及び該光学素子を備えた露光装置 |
| JP3689720B2 (ja) | 2000-10-16 | 2005-08-31 | 住友大阪セメント株式会社 | 三次元形状測定装置 |
| JP4442061B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2010-03-31 | 日本電気株式会社 | 回折光学素子 |
| JP4043931B2 (ja) | 2002-12-09 | 2008-02-06 | 株式会社リコー | ３次元情報取得システム |
| JP2004264347A (ja) | 2003-02-06 | 2004-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折型光学部品およびそれを用いたレーザ加工装置 |
| KR101162135B1 (ko) * | 2003-03-13 | 2012-07-03 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 회절 소자 및 광학 장치 |
| JP2005121938A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 偏光制御膜付き回折格子およびそれを用いた回折光学装置 |
| JP4301980B2 (ja) * | 2004-03-11 | 2009-07-22 | 三洋電機株式会社 | 光ピックアップ装置および半導体レーザ |
| JP4623723B2 (ja) * | 2004-06-18 | 2011-02-02 | 大日本印刷株式会社 | 回折光学素子及びこれを利用した光学ローパスフィルター |
| US7583875B2 (en) | 2005-07-22 | 2009-09-01 | Seiko Epson Corporation | Illumination device, image display device, and projector |
| US8390821B2 (en) | 2005-10-11 | 2013-03-05 | Primesense Ltd. | Three-dimensional sensing using speckle patterns |
| DE102006012034A1 (de) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches System, insbesondere in einer Beleuchtungseinrichtung einer Projektionsbelichtungsanlage |
| JP2007264555A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Brother Ind Ltd | 透過型回折素子及びこれを用いた眼球投影型表示装置 |
| CN101984767B (zh) | 2008-01-21 | 2014-01-29 | 普莱姆森斯有限公司 | 用于使零级减少的光学设计 |
| JP5834602B2 (ja) | 2010-08-10 | 2015-12-24 | 旭硝子株式会社 | 回折光学素子及び計測装置 |
| JP5760391B2 (ja) | 2010-11-02 | 2015-08-12 | 旭硝子株式会社 | 回折光学素子及び計測装置 |
| US9052512B2 (en) | 2011-03-03 | 2015-06-09 | Asahi Glass Company, Limited | Diffractive optical element and measuring apparatus |
-
2011
- 2011-08-02 JP JP2012527741A patent/JP5849954B2/ja active Active
- 2011-08-02 WO PCT/JP2011/067685 patent/WO2012018017A1/ja active Application Filing
- 2011-08-02 CN CN201180038910.3A patent/CN103097925B/zh active Active
-
2013
- 2013-02-06 US US13/760,831 patent/US9477018B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5113286A (en) * | 1990-09-27 | 1992-05-12 | At&T Bell Laboratories | Diffraction grating apparatus and method of forming a surface relief pattern in diffraction grating apparatus |
| CN101241202A (zh) * | 2003-01-24 | 2008-08-13 | 住友电气工业株式会社 | 衍射光栅元件 |
| US20060114566A1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Diffraction grating device and optical apparatus |
| CN101171534A (zh) * | 2005-05-02 | 2008-04-30 | 冲电气工业株式会社 | 衍射光学元件的制造方法 |
| CN101501442A (zh) * | 2006-03-14 | 2009-08-05 | 普莱姆传感有限公司 | 三维传感的深度变化光场 |
| US20090268295A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | John Michael Miller | Surface-relief diffraction grating |
| CN101661126A (zh) * | 2009-09-18 | 2010-03-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 偏振无关宽带高效率石英透射光栅 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114879358A (zh) * | 2016-10-26 | 2022-08-09 | 奇跃公司 | 用于增强现实系统的耦出光栅 |
| CN110662989A (zh) * | 2017-05-26 | 2020-01-07 | Ａｇｃ株式会社 | 衍射光学元件、投影装置及计测装置 |
| TWI754059B (zh) * | 2017-05-26 | 2022-02-01 | 日商Ａｇｃ股份有限公司 | 繞射光學元件 |
| CN111279250A (zh) * | 2018-03-27 | 2020-06-12 | 日立乐金光科技株式会社 | 导光板、导光板制造方法和影像显示装置 |
| CN111279250B (zh) * | 2018-03-27 | 2022-01-14 | 日立乐金光科技株式会社 | 导光板、导光板制造方法和影像显示装置 |
| CN112236694A (zh) * | 2018-06-11 | 2021-01-15 | Ａｇｃ株式会社 | 衍射光学元件、投影装置及计测装置 |
| CN112236694B (zh) * | 2018-06-11 | 2022-09-09 | Ａｇｃ株式会社 | 衍射光学元件、投影装置及计测装置 |
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