CN1419140A - 衍射光栅部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种衍射光栅部件，即使没有精密调整注塑成型模具切削用的切削刀的刀尖角和安装角，也可得到所需的衍射光。该衍射光栅部件(10)具有矩形波状的衍射光栅部(13)，上述衍射光栅部(13)设有凹部平面(11)和凸部平面(12)，且前述凹部平面和凸部平面向相反方向倾斜θ角的角度。

Description

衍射光栅部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种衍射光栅部件及其制造方法，特别是涉及一种具有矩形波状的衍射光栅部的衍射光栅部件，该衍射光栅部设有凹部平面和凸部平面。
背景技术
过去，衍射光栅部件如图4所示。该衍射光栅部件100具有矩形波状的衍射光栅部103，该衍射光栅部设有凹部平面101和凸部平面102。
该衍射光栅部件100，用于拾光器(コウピツクアツプ)，即，将作为发光元件的激光二极管所发出的用于再生DVD记录的光、和用于CD再生的光照射到光碟上，或者是把从光碟发出的反射光引导至光电二极管，从而进行对光碟的信号记录、再生、跟踪。
前述DVD和CD的兼用拾光器中、一般来说DVD使用只有1射束(ビ—ム)的相位差法，CD则使用3射束的相位差法来作为跟踪检测的方法。过去，在拾光器中，设置有衍射光栅，其使用不同波长的两个LD，只在CD一侧的LD(780nm带域)上产生3个射束。但是，近年来，提出了一种波长选择性衍射光栅，即把2个LD芯片(チツプ)收容到1个组件中的2波长LD，在使用该2波长LD的情况下，由于只是在CD再生时用3射束法进行控制，而在DVD记录再生时利用相位差法进行控制，因此，只对CD一侧射出3射束，而对DVD一侧射出1射束。
这样进行衍射的衍射光栅部件，是通过把光栅的凹凸部的光学相位差((折射率n-1)×深度)作为DVD波长大小来实现的。但是，显然在计算上，衍射光栅部件的凹部平面深度等于过去所使用的1波长用衍射光栅的5倍左右。
通常这样的衍射光栅100，虽然也有通过蚀刻加工在母材上直接蚀刻加工衍射槽的方法，但如图4所示，利用切削加工制造形成矩形波状面113的模具110，该矩形波状面113是由凹部平面111(形成衍射光栅100的凸部平面102)和凸部平面112(形成衍射光栅100的凹部平面101)形成的，使用该模具110，通过注塑成型光学树脂的方法，适用于批量生产。
但是，在任何场合下，光栅深度d(如图4所示)由于比一般的衍射光栅要深，因此会产生衍射光栅部件100的凸部平面102和凹部平面101容易倾斜的问题。
同时，利用蚀刻进行制造的方法中，在制造大面积的衍射光栅部件时，根据衍射光栅的场所不同，蚀刻的量容易发生偏差，从而引起前面提到的倾斜的问题。并且在利用模具110制作衍射光栅的情况下，在切削加工模具110时，如图5所示，根据模具切削用切削刀120的切削面121的倾斜，以及，工作机械的切削刀的保持精度和切削刀的移动精度的变动，都会在模具110的凹部平面111和凸部平面112处产生倾斜。
这样，在3射束用的衍射光栅部件100中，如果凹凸各部分平面101，102产生倾斜，则作为3射束的副射束(サブビ—ム)+1次光和-1次光就会产生强度差，采集的追迹错误信号会产生偏差，因此产生不能进行稳定的追迹伺服控制的问题。
同时，如图6所示，如果凹凸各平面部分101，102倾斜，在光栅的两端上产生深度差为Δd＝d2-d1(nm)的偏差，则如图7所示，在+1次光和-1次光之间产生与Δd大致成比例的偏差。
如该例子这样为了进行追迹伺服控制，要求±1次衍射光的偏差在3％以下，为了实现这个目的，根据7可知Δd必须要小于10nm。
所以，具体如图6所示，衍射光栅部件100的光栅间距离为30μm时，各面101，102的倾斜角度要求有小于0.019度的精度。
通常，要使用于模具的槽的切削成型的切削刀120的前端121，达到这种精度是很困难的。并且，为了实现这样高精度的加工，需要进行测试加工，当发生倾斜时，就要把刀具的安装角度进行机械性的修正。但是，这样的修正在理论上虽然是可行的，但对于间距为30μm这样的精细加工中，把切削刀120的10nm左右的倾斜度准确的测量出来是极其困难的，并且，即使可以进行，在测试加工中也是相当费事的。
发明内容
所以本发明提供一种衍射光栅部件，其目的在于无需把制作注塑成型用模具的切削刀的刀尖角和安装角度调整为那样精密的程度，就能够得到所规定的衍射光。
本发明为了解决上述问题，衍射光栅部件及其制造方法如以下构成。
本发明的衍射光栅部件，是一种具有矩形波状的衍射光栅部的衍射光栅部件，上述衍射光栅部设有凹部平面和凸部平面，该凹部平面和凸部平面向相反方向倾斜。
若为本发明，由于可使由光栅倾斜而引起的深度偏差减小，因此±1次衍射光的不平衡就会消除。
本发明的衍射光栅部件中，凹部平面和凸部平面具有同一角度的倾斜度。
根据本发明，由于衍射光栅部件的凹部平面和凸部平面具有同一角度的倾斜度，因此可以使光栅深度的平均值与衍射光栅部件的理论设计值基本一致，从而使制成的衍射光栅部件达到与所设计的光学性能值相近的性能。
此外，本发明中的衍射光栅的制造方法如下所述：当切削成型模具的凸部平面和凹部平面时，在前述成型模具的凹部平面和凸部平面上通过使同一切削刀的切削刃反转移动来进行切削，并利用该模具使衍射光栅材料注塑成型。上述成型模具是用于形成衍射光栅部件的衍射光栅部的，而该衍射光栅部具有凹部平面和凸部平面并呈矩形波状。
根据本发明，在制作衍射光栅部件注塑成型的模具中，当切削制成模具的凸面部时，通过将一个切削刀反转进行切削，就可以切削形成凸部平面和凹部平面。这样，就不需要准备特别的切削用切削刀，也不需要对切削刀进行特殊的调整，就可以使凹部平面和凸部平面以相同的倾斜角度向相反方向倾斜，即能够容易的得到±1次衍射光的不一致性较低的衍射光栅。
附图的简要说明
图1为表示本发明实施例的衍射光栅部件的制造方法中的模具和衍射光栅构成的剖视图。
图2为表示本发明实施例的衍射光栅部件的制造方法中的模具切削状态斜视图。
图3为表示本发明实施例的衍射光栅部件的光栅面的倾斜度和衍射光的不平衡状态的图表。
图4为表示以往实例中衍射光栅部件剖视图。
图5为表示以往实例中衍射光栅部件注塑成型用模具的制造方法的剖视图。
图6为表示以往实例中衍射光栅部件的衍射面的倾斜度的示意图。
图7为表示以往实例中衍射光栅部件的衍射面的倾斜度和衍射光的不平衡状态的图表。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明衍射光栅部件的实施方式。本发明衍射光栅部件10的实施例如图1～3所示。
关于本实施方式的衍射光栅部件10，具有矩形波状的衍射光栅部13，该衍射光栅部13设有凹部平面11和凸部平面12。这种基本的衍射光栅的结构与作为以往例子的衍射光栅部件100是相同的。
并且，本实施例中的衍射光栅部件10，与以往例子的目的相同，即用于DVD和CD的兼用拾光器。
此外，在本例中，如图1所示，衍射光栅部件10的凹部平面11和凸面平面12沿着并排方向向相反方向倾斜θ角(图1)的角度。一般来说是希望θ角的值为0，但是在实际的加工中，使θ为0是十分费事的，作为制成产品的衍射光栅部件的价格也很高。
如果是这样的衍射光栅部件10，衍射光栅部件10的光栅平均深度就会和设计值大致相等，从各面出来的衍射光的相位差就会被抵消，从而得到和设计值相近的光学性能值。
即，如图3所示，由于制做成型模具20的凹凸各面21、22的切削刀30的倾斜度而产生的+1次光和-1次光之间的不平衡，和过去实施例中使用同样倾斜程度的切削刀相比，减少到了过去的十分之一左右。
下面说明本发明衍射光栅部件的制造方法。在本实施例中，衍射光栅部件10，是通过在形成预定的衍射光栅的凹凸的成型模具20中，把光学树脂经注塑成型而形成的。
并且，在本实施例中，是在成型模具20上，对设有凸部平面21(形成注塑成型而成的衍射光栅部件10的凹部平面11)和凹部平面22(形成该衍射光栅部件10的凸部平面12)的矩形波状的衍射光栅形成部23，进行切削加工而成的。
该成型模具20的衍射光栅形成部23，如图1和图2所示，对由金属组成的母材40，使用切削刀30进行切削，从而形成凸部平面21和凹部平面22。
在本实施例中，如图2所示，在切削形成成型模具20的凸部平面21时，是把切削加工凹部平面22切削刀30旋转180度来进行切削的。
通过这种切削加工来制成衍射光栅形成部23，其中成型模具20的凸部平面21和凹部平面22向相反方向倾斜θ角的角度。
并且，在本例的衍射光栅的制造方法中，切削刀30通常使用安装有钻石单晶体切削刃的模具切削用切削刀。
本实施例中，这样制成之后，通过把光学树脂注塑成型，就可以得到前述衍射光栅的结构。该注塑成型的方法是使用众所周知的注塑成型方法。
在本实施例中，无需使用特殊形状的模具切削用刀具，不必对切削刀进行特殊的调整，就能够作成使±1次衍射光偏差较小的衍射光栅部件。
发明效果
若为以上说明的本发明的衍射光栅部件及其制造方法，就能够得到以下优良的发明效果。
利用本发明，可以减小由于光栅的倾斜引起的深度的偏差，因此能够消除±1次衍射光的不平衡。
此外，若为本发明，由于能使衍射光栅部件的凹部平面和凸部平面有相同角度的倾斜度，所以可使光栅深度的平均值和衍射光栅部件的理论设计值大体一致，使制成的衍射光栅部件与所设计的光学性能值有相近的性能。
并且，若利用本发明，在制作用于衍射光栅部件的注塑成型的模具中，当切削制成模具的凸面部时，通过把同一个切削刀反转进行切削，就可以切削形成凸部平面和凹部平面。因此，不需要准备特别的切削用切削刀，也不需要对切削刀进行特殊的调整，就可以使凹部平面和凸部平面以相同的倾斜角度向相反方向倾斜，即能够容易的得到±1次衍射光的不匹配性较小的衍射光栅。

Claims (3)

1.一种衍射光栅部件，其具有矩形波状的衍射光栅部的，上述衍射光栅部具有凹部平面和凸部平面，其特征在于：前述凹部平面和凸部平面向相反方向倾斜。
2.如权利要求1所述的衍射光栅部件，其特征在于：前述凹部平面和凸部平面具有相同角度的倾斜。
3.一种衍射光栅部件的制造方法，其是通过在前述模具中注入衍射光栅形成材料而注塑成型的，其特征在于：使用成型模具来使上述衍射光栅部件的衍射光栅部成型，该关山衍射部件具有设置了凹部平面和凸部平面的矩形波状衍射光栅部，在对上述成型模具的凹部平面和凸部平面进行切削时，
对前述成型模具的凹部平面和凸部平面，通过使同一切削刀的切削刃反转移动来进行切削。
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