JP2000147222A - Production of wollaston prism - Google Patents

Production of wollaston prism

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JP2000147222A
JP2000147222A JP10321059A JP32105998A JP2000147222A JP 2000147222 A JP2000147222 A JP 2000147222A JP 10321059 A JP10321059 A JP 10321059A JP 32105998 A JP32105998 A JP 32105998A JP 2000147222 A JP2000147222 A JP 2000147222A
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Japan
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temporary fixing
substrate
plate
forming
wollaston prism
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Monma
哲 門馬
Michimasa Morita
理誠 森田
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce Wollaston prisms in a good yield by stepwise laminating substrates while dislocating the substrates in the facial direction, bonding the substrates to each other and cutting the resultant laminated body along sections having a required tilt angle at a prescribed pitch in the facial direction. SOLUTION: Substrates 30, 31 are alternately laminated while aligning the cut ends at a prescribed tilt angle and applying a UV-curing adhesive 36 between the substrates 30, 31, and the resultant laminated body is stuck together by irradiation with UV. The laminated body 40 is then cut along sections 45 having a required tilt angle at a prescribed pitch to form plural plate-like divided laminated bodies 50. The laminated bodies 50 are laminated in an aligned state, temporarily fixed with a temporary fixing material and cut to form plural plate-like temporarily fixed connected bodies. The upper and lower surfaces of the connected bodies are ground and polished by a required amount. The connected bodies are further cut in a direction perpendicular to the temporarily fixed surfaces at a prescribed pitch in the facial direction to form cylindrical temporarily fixed connected bodies with Wollaston prisms 1 temporarily fixed and connected in a cylinder shape and the temporary fixing material is removed to separate the Wollaston prisms.

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】本発明はウォラストンプリズ
ムの製造方法に関し、詳細には結晶体を研削、研磨によ
り所要形状に形成してから接合するといった従来の煩雑
な製造方法を大幅に改善して生産性を高めコストダウン
を図ったウォラストンプリズムの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a Wollaston prism, and in particular, greatly improves a conventional complicated manufacturing method in which a crystal is formed into a required shape by grinding and polishing and then joined. The present invention relates to a method for manufacturing a Wollaston prism that improves productivity and reduces costs.

【0002】[0002]

【従来の技術】ウォラストンプリズムは、水晶等の異方
性結晶から成りかつ所定の光学軸を有した結晶体を、所
定の光学軸に沿って張り合せたものであり、入射光を偏
波面が互いに直交する直線偏光に分離して出射する光学
デバイスである。図4はウォラストンプリズムの一例の
構成を示す正面図、底面図、平面図、左右側面図、及び
背面図であり、このウォラストンプリズム1は正面形状
が矩形の板状体であり、台形柱状の2つの結晶体2、3
を傾斜面同士で接合一体化した構成を備えている。各結
晶体2、3の光軸方向は矢印で示すように異なってい
る。図5はこのウォラストンプリズムの使用方法を示す
一例であり、この例ではウォラストンプリズム1の一主
面上に立方体状のビームスプリッタ10を接合一体化し
た光学デバイスを用いてレーザダイオード等の図示しな
い光源から出射された光を光ディスク15等の媒体上に
照射している。ビームスプリッタ10の偏光分離膜11
は光源からの入射光を透過する一方で、光ディスク15
にて反射して偏光面が回転した後の光については透過せ
ずに偏光分離膜11にて直交方向に反射する。ビームス
プリッタ10の出射面にはウォラストンプリズム1が接
合されている為、ビームスプリッタ10からの出射光
は、ウォラストンプリズム1を構成する各結晶体2、3
の光軸方向に応じて分離し、分離された出射光は各受光
素子5、6、7にて受光される。
2. Description of the Related Art A Wollaston prism is composed of a crystal made of anisotropic crystal such as quartz and having a predetermined optical axis, which is bonded along a predetermined optical axis. Is an optical device that separates and emits linearly polarized light that is orthogonal to each other. FIG. 4 is a front view, a bottom view, a plan view, left and right side views, and a rear view showing an example of the configuration of the Wollaston prism. The Wollaston prism 1 is a plate-like body having a rectangular front surface and a trapezoidal columnar shape. Crystals 2, 3 of
Are joined and integrated by inclined surfaces. The optical axis directions of the respective crystal bodies 2 and 3 are different as shown by arrows. FIG. 5 shows an example of a method of using the Wollaston prism. In this example, a laser diode or the like is illustrated using an optical device in which a cubic beam splitter 10 is joined and integrated on one main surface of the Wollaston prism 1. Light emitted from a light source that does not emit light is irradiated onto a medium such as the optical disk 15. Polarization separation film 11 of beam splitter 10
Transmits the incident light from the light source while the optical disk 15
The light after the polarization and the polarization plane is rotated is reflected by the polarization separation film 11 in the orthogonal direction without being transmitted. Since the Wollaston prism 1 is bonded to the emission surface of the beam splitter 10, the light emitted from the beam splitter 10 is transmitted to each of the crystals 2 and 3 constituting the Wollaston prism 1.
And the separated outgoing light is received by each of the light receiving elements 5, 6, and 7.

【0003】図6(a) はこのようなウォラストンプリズ
ムを製造する従来方法を示す図であり、上面に傾斜面2
0aを備えた台座20上に結晶体2の原形状である板状
の結晶体21(両面を鏡面加工済み)を仮止め接着した
状態で結晶体21を点線で示す線に沿って研削・研磨を
行うことにより所要の台形柱形状に成形し、台座から剥
離する。また、結晶体3についてもその原形状である板
状の結晶体に対して同様の加工を加えることにより所要
の台形形状に成形する。このようにして得られた2つの
台形柱形状の結晶体2、3を図6(b) (c) に示した如く
夫々の傾斜面に沿ってUV接着剤等により接合一体化す
ることにより、ウォラストンプリズム1が完成する。な
お、このウォラストンプリズムは材料としてニオブ酸リ
チウムLiNbO3(以下、LNと称する)を用い、厚
みが約1mm,接合面の傾斜角度が約10度程度であ
る。なお、ウォラストンプリズムとしては、台形柱状の
結晶体同士を接合するものの他に、三角柱状の結晶体の
傾斜面同士を接合することによって形成されるものも存
する。しかしながら、このような従来の製造方法は、微
小寸法の板状結晶体に対して研削、研磨加工を加えるこ
とにより実施されるため、極めて生産性の悪い作業であ
り、ウォラストンプリズムをコスト低減を妨げる大きな
原因となっていた。また、製品の加工精度、歩留も悪
く、これらの欠点の改善が従来から求められていた。
FIG. 6A is a view showing a conventional method of manufacturing such a Wollaston prism.
The crystal 21 is ground and polished along a dotted line while a plate-shaped crystal 21 (both surfaces of which are mirror-finished), which is the original shape of the crystal 2, is temporarily adhered to a base 20 provided with Oa. Is performed to form a desired trapezoidal column shape, and peeled from the pedestal. Also, the crystal 3 is formed into a required trapezoidal shape by applying the same processing to the plate-shaped crystal as its original shape. The two trapezoidal columnar crystals 2 and 3 obtained in this manner are joined and integrated by UV adhesive or the like along their respective inclined surfaces as shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c). Wollaston prism 1 is completed. The Wollaston prism uses lithium niobate LiNbO 3 (hereinafter referred to as “LN”) as a material, has a thickness of about 1 mm, and has an inclination angle of about 10 degrees at the joint surface. In addition, as the Wollaston prism, besides one that joins trapezoidal columnar crystals, there is also one that is formed by joining inclined surfaces of triangular prismatic crystals. However, such a conventional manufacturing method is carried out by grinding and polishing a plate-like crystal having a small size, which is an extremely low productivity operation. It was a major cause of hindrance. Further, the processing accuracy and yield of products are poor, and improvement of these defects has been conventionally required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、光軸を有した結晶体を研削、研磨により所
要形状に形成してから接合するといった従来の煩雑な製
造方法を大幅に改善して生産性を高めコストダウンを図
ったウォラストンプリズムの製造方法を提供することに
あり、特に台形柱形状(或は三角柱形状)の2つの結晶
体を傾斜面同士で接合一体化した構造のウォラストンプ
リズムを製造する方法であって加工精度が高く量産性に
優れたものを提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to greatly reduce the conventional complicated manufacturing method of forming a crystal having an optical axis into a required shape by grinding and polishing and then joining the crystals. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a Wollaston prism with improved productivity and reduced cost, and in particular, a structure in which two trapezoidal columnar (or triangular prismatic) crystals are joined and integrated by inclined surfaces. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a Wollaston prism having high processing accuracy and excellent mass productivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明は、光学軸を有する結晶から成る台
形柱又は三角柱であって光学軸方向が異なる2つの台形
柱又は三角柱の傾斜面同士を接合することにより正面形
状が矩形の6面体に構成されたウォラストンプリズムを
製造する方法において、光学軸が結晶板の主面と平行な
結晶板から成る矩形平板状の第1の基板と、光学軸が結
晶板の主面に対して所定の傾斜角度θを有した結晶板か
ら成る矩形平板状の第2の基板の、夫々の上下主面を鏡
面加工する第1の鏡面加工工程と、水平面上に第2の基
板と第1の基板を交互にかつ木口を揃えて積層すると共
に、積層された各基板の側端縁を結ぶ面が水平面に対し
て、所要傾斜角度、即ち、90度−(第2の基板の光学
軸の傾斜角度θ)だけ傾斜するように階段状に面方向位
置をずらして多段積層し、かつ各基板間を接着する積層
体形成工程と、上記積層体形成工程によって形成された
積層体を上記所要傾斜角度に沿った切断面によって所定
のピッチで切断することにより複数の板状の分割積層体
を形成する分割積層体形成工程と、上記分割積層体形成
工程によって形成された複数の分割積層体を端を揃えた
整合状態で積層した上で、各分割積層体間を仮止め材に
より仮止めすることにより仮止め積層体を形成する仮止
め積層体形成工程と、上記仮止め積層体形成工程によっ
て形成された仮止め積層体を上記切断面と直交する方向
に沿って所定のピッチで切断することにより、台形柱状
の第1の基板部分と第2の基板部分とを傾斜面にて接合
一体化した四角柱体を板状に連結した板状仮止め連結体
を形成する板状仮止め連結体形成工程と、上記板状仮止
め連結体の上下両面を鏡面加工する第2の鏡面加工工程
と、鏡面加工を受けた板状仮止め連結体を上記仮止め面
と直交する方向に沿って所定のピッチで切断することに
より、ウォラストンプリズムを棒状に仮止め連結した棒
状仮止め連結体を形成する棒状仮止め連結体形成工程
と、上記棒状仮止め連結体を構成する仮止め材を除去す
ることによって、個々のウォラストンプリズムに分離す
る分離工程とから成ることを特徴とする。請求項2の発
明は、上記第1の鏡面加工工程の後に、第1の基板と第
2の基板の主面に対して、反射防止膜、又は/及びマッ
チング膜を形成することを特徴とする。請求項3の発明
は、上記第2の鏡面加工工程の後に、第1の基板と第2
の基板の主面に対して、反射防止膜、又は/及びマッチ
ング膜を形成することを特徴とする。請求項4の発明
は、上記仮止め材としてパラフィンを用いたことを特徴
とする。請求項5の発明は、上記分割積層体の端縁の鋭
角部を予め切除しておくことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a trapezoidal or triangular prism made of a crystal having an optical axis, the inclination of two trapezoidal or triangular prisms having different optical axis directions. In a method of manufacturing a Wollaston prism having a rectangular front face formed by joining surfaces, a first rectangular-plate-shaped substrate having a crystal plate whose optical axis is parallel to a main surface of the crystal plate is provided. And a first mirror finishing step of mirror-finishing the upper and lower main surfaces of a rectangular flat plate-shaped second substrate made of a crystal plate having an optical axis having a predetermined inclination angle θ with respect to the main surface of the crystal plate. And, the second substrate and the first substrate are alternately stacked on the horizontal plane with the cut edges aligned, and the surface connecting the side edges of the stacked substrates is a required inclination angle with respect to the horizontal plane, that is, 90 degrees-(the inclination angle θ of the optical axis of the second substrate) A multi-layer stack in which the plane position is shifted in a stepwise manner so as to be inclined, and a laminate forming step of bonding between the substrates, and cutting the laminate formed by the laminate forming step along the required inclination angle A divided laminated body forming step of forming a plurality of plate-shaped divided laminated bodies by cutting at a predetermined pitch according to a surface, and an aligned state in which the plurality of divided laminated bodies formed in the divided laminated body forming step are aligned at edges. And then temporarily fixing between the divided laminated bodies with a temporary fixing material to form a temporarily-fixed laminate, and a temporarily-fixed laminate formed by the temporarily-fixed laminate forming step. By cutting the body at a predetermined pitch along a direction perpendicular to the cutting plane, a trapezoidal pillar-shaped first substrate portion and a second substrate portion are joined and integrated on an inclined surface to form a square pillar body. Plates connected in a shape A step of forming a plate-shaped temporary connection, forming a temporary connection, a second mirror-finishing step of mirror-finishing both upper and lower surfaces of the plate-shaped temporary connection, and a plate-shaped temporary connection connected to a mirror-finished surface By cutting at a predetermined pitch along a direction orthogonal to the temporary fixing surface, thereby forming a rod-shaped temporary fixing connected body in which the Wollaston prisms are temporarily connected in a rod shape, and the rod-shaped temporary fixing connected body forming step, A separation step of separating the individual Wollaston prisms by removing the temporary fixing material constituting the temporary fixing connection body. The invention according to claim 2 is characterized in that after the first mirror finishing step, an antireflection film and / or a matching film is formed on the main surfaces of the first substrate and the second substrate. . According to a third aspect of the present invention, after the second mirror finishing step, the first substrate and the second
An anti-reflection film and / or a matching film is formed on the main surface of the substrate. The invention of claim 4 is characterized in that paraffin is used as the temporary fixing material. The invention according to claim 5 is characterized in that the acute angle portion of the edge of the divided laminated body is cut in advance.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図1(a) 乃至(c) 、及び図2
(a) 乃至(e) はウォラストンプリズムの製造方法を説明
する為の工程図である。本発明は、図4に示した如く、
光学軸を有する結晶から成る台形柱の結晶体であって光
学軸方向が異なる2つの台形柱結晶体の傾斜面同士を接
合することにより正面形状が矩形の6面体に構成された
ウォラストンプリズムの製造方法に関するものである。
図1(a) は本発明の製造方法に使用する第1の基板、図
1(b) は第2の基板の構成を示す斜視図であり、第1の
基板30は光学軸が結晶板の主面と平行な結晶板30a
から成る矩形平板状であり、第2の基板31は光学軸が
結晶板の主面に対して所定の傾斜角度θ(例えば、10
度)を有した結晶板31aから成る矩形平板状である。
各基板30、31は、均一厚みの矩形状の結晶板(結晶
体)30a,31aの表裏両面を鏡面加工した後で、必
要に応じて反射防止膜、又はマッチング膜を形成する。
本発明では、このような第1及び第2の基板を同数づつ
使用し、交互に積層した上で所要の工程を順次施すもの
である。反射防止膜は、光の入射、出射面となる鏡面の
乱反射を防止する為に形成する膜であり、マッチング膜
は、複数の結晶体を接着剤を用いて接着する際に、接着
剤の存在に起因して結晶体を透過する光の屈折率が変動
することを防止する為の膜である。各基板30、31の
材質としては、LN、或は水晶、ルチル等の異方性結晶
材を使用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments shown in the drawings. 1 (a) to 1 (c) and FIG.
(a) thru | or (e) are process drawings for demonstrating the manufacturing method of a Wollaston prism. The present invention, as shown in FIG.
A Wollaston prism having a rectangular hexahedron in frontal shape formed by joining inclined surfaces of two trapezoidal column crystals each having a different optical axis direction and having a trapezoidal column crystal made of a crystal having an optical axis. It relates to a manufacturing method.
FIG. 1A is a perspective view showing the structure of a first substrate used in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing the structure of a second substrate. Crystal plate 30a parallel to the main surface
The second substrate 31 has a predetermined inclination angle θ (for example, 10 degrees) with respect to the main surface of the crystal plate.
It is a rectangular flat plate composed of a crystal plate 31a having a degree (degree).
Each of the substrates 30 and 31 is provided with an anti-reflection film or a matching film, if necessary, after mirror-finishing the front and back surfaces of rectangular crystal plates (crystal bodies) 30a and 31a having a uniform thickness.
In the present invention, the same number of the first and second substrates are used, and the required steps are sequentially performed after the first and second substrates are alternately stacked. The anti-reflection film is a film formed to prevent irregular reflection of a mirror surface serving as a light incident and emission surface, and a matching film is used when bonding a plurality of crystals using an adhesive. This is a film for preventing a change in the refractive index of light transmitted through the crystal due to the above. As a material of each of the substrates 30 and 31, LN or an anisotropic crystal material such as quartz or rutile is used.

【0007】図1(b) は積層体形成工程及び分割積層体
形成工程を示す図であり、治具35を用いて80度(9
0度−10度)の傾斜角度で、木口を揃えた各基板3
0、31を交互に積層する状態を示している。即ち、治
具35は、水平な板状のベース35aと、このベース3
5aから80度の傾斜角度で上方に傾斜して固定された
傾斜側壁35b等とから成り、鏡面加工面を上向きにし
た各基板30、31をベース35a上に順次積層する。
この際に、各基板30、31の一端縁を傾斜側壁35b
に沿って整列させることにより、各基板30、31が面
方向に等距離づつずれた階段状の積層体40となる。換
言すれば、正面形状が略平行四辺形の積層体となる。図
1(b) の右図は右側面図を示している。なお、積層前に
各基板30、31間にはUV硬化型接着剤36を塗布し
ておき、積層体40を加圧して接着剤を均一に展開させ
た状態で図示しない紫外線光源から紫外線を積層体に照
射し、接着剤36を硬化させて積層体を貼り合わせる。
このようにこの積層体形成工程では、水平面上に第2の
基板31と第1の基板30を交互にかつ木口を揃えて積
層すると共に、積層された各基板の側端縁を結ぶ面が水
平面に対して、所要傾斜角度、即ち、90度−(第2の
基板の光学軸の傾斜角度θ)だけ傾斜するように階段状
に面方向位置をずらして多段積層し、かつ各基板間を接
着する。なお、上記形態例では、第2の基板31の光学
軸の傾斜角度を10度としたがこれは一例に過ぎない。
この例では、基板の肉厚を1mm程度としているので、
必然的に光学軸の傾斜角度も10度程度に限定される
が、使用形態に応じて20度でも30度であってもよ
い。この傾斜角度を大きくすればする程、分光された光
の分離角度が広くなる。なお、基板材料としてLNを使
用した場合、屈折率との関係で光学軸が10度の傾きで
あっても十分に分離角度を得ることができる。逆に水晶
を用いた場合には光学軸の傾斜が10度程度であると、
分離角度が狭過ぎるので、45度程度に大きくする必要
があろう。
FIG. 1B is a view showing a laminated body forming step and a divided laminated body forming step.
0 ° -10 °), each board 3 with the same opening
0 and 31 are alternately stacked. That is, the jig 35 includes a horizontal plate-shaped base 35a and the base 3a.
Each of the substrates 30 and 31 having an inclined side wall 35b and the like that is fixed by being inclined upward at an inclination angle of 80 degrees from 5a, and having a mirror-finished surface facing upward, is sequentially laminated on the base 35a.
At this time, one edge of each of the substrates 30 and 31 is set to the inclined side wall 35b.
, The respective substrates 30 and 31 become a step-like stacked body 40 which is shifted by an equal distance in the plane direction. In other words, the laminated body has a substantially parallelogram front shape. The right figure in FIG. 1B shows a right side view. Before the lamination, a UV-curable adhesive 36 is applied between the substrates 30 and 31, and ultraviolet rays are laminated from an ultraviolet light source (not shown) in a state where the laminate 40 is pressed to spread the adhesive uniformly. The body is irradiated, the adhesive 36 is cured, and the laminate is bonded.
In this way, in the laminate forming step, the second substrates 31 and the first substrates 30 are alternately laminated on the horizontal surface with the same opening, and the surface connecting the side edges of the laminated substrates is the horizontal surface. In this case, the layers are stacked in a multi-stage manner by shifting the surface direction in a stepwise manner so as to incline by a required inclination angle, that is, 90 degrees− (the inclination angle θ of the optical axis of the second substrate), and bonding between the substrates is performed. I do. In the above embodiment, the inclination angle of the optical axis of the second substrate 31 is set to 10 degrees, but this is only an example.
In this example, the thickness of the substrate is about 1 mm,
The angle of inclination of the optical axis is naturally limited to about 10 degrees, but may be 20 degrees or 30 degrees depending on the usage. The greater the inclination angle, the wider the separation angle of the split light. When LN is used as the substrate material, a sufficient separation angle can be obtained even if the optical axis has a tilt of 10 degrees in relation to the refractive index. Conversely, when using quartz, if the tilt of the optical axis is about 10 degrees,
Since the separation angle is too narrow, it will need to be increased to about 45 degrees.

【0008】次に、図1(b) に鎖線で示すように、積層
体形成工程によって形成された積層体40を上記所要傾
斜角度に沿った切断面45によって所定のピッチ(面方
向へのピッチ)で切断することにより複数の板状の分割
積層体50を形成する(分割積層体形成工程)。切断手
段としては、ワイヤーソー等を用いる。なお、上記切断
面45の方向を、第2の基板31の光学軸と直交する方
向に設定することが肝要である。図1(c) は形成された
分割積層体50の斜視図であり、分割積層体50は矩形
棒状に加工された各結晶体30a,31aを交互に板状
に連結した構成を備えている。なお、分割積層体50の
両端縁は鋭角状に突出していて破損し易く、破損した結
晶片はその後の工程において種々の不具合、例えば接着
面へ混入して接合不良等をもたらしたり、鏡面加工時に
加工面に混入して加工面に傷をつける等の不具合をもた
らす。このため、切断線51に沿って予め鋭角の端縁を
除去しておくことが好ましい。
Next, as shown by a chain line in FIG. 1 (b), the laminate 40 formed by the laminate forming step is cut at a predetermined pitch (the pitch in the plane direction) by the cut surface 45 along the required inclination angle. ) To form a plurality of plate-shaped divided laminates 50 (divided laminate formation step). As a cutting means, a wire saw or the like is used. It is important to set the direction of the cut surface 45 to a direction orthogonal to the optical axis of the second substrate 31. FIG. 1C is a perspective view of the formed divided laminated body 50, and the divided laminated body 50 has a configuration in which each of the crystal bodies 30a and 31a processed into a rectangular rod shape is alternately connected in a plate shape. In addition, both edges of the divided laminated body 50 protrude at an acute angle and are easily damaged, and the broken crystal pieces cause various defects in a subsequent process, such as mixing into an adhesive surface, resulting in poor bonding, or during mirror processing. Incorporation into the machined surface causes problems such as scratching the machined surface. For this reason, it is preferable to remove the sharp edge along the cutting line 51 in advance.

【0009】次に、図2(a) は仮止め積層体形成工程
と、板状仮止め連結体形成工程を示す図である。仮止め
積層体形成工程は、上記分割積層体形成工程によって形
成された複数の分割積層体50を端を揃えた整合状態で
積層した上で、各分割積層体間を仮止め材56により仮
止めすることにより仮止め積層体55を形成する工程で
ある。この例では、治具57の水平なベース57a上に
複数の分割積層体50を積層すると共に、ベース57a
上に90度の角度で立設された側壁57aに沿って各分
割積層体50を整合状態で積層する。各分割積層体50
間はパラフィン等の仮止め材56により仮止め固定す
る。また、板状仮止め連結体形成工程は、図2(a) に示
した切断面60に沿って切断することにより、板状仮止
め連結体61を複数個形成する工程である。この工程
は、上記仮止め積層体形成工程によって形成された仮止
め積層体55を図1(b) の切断面45と直交する方向
(切断面60)に沿って所定の面方向ピッチで切断する
ことにより、台形柱状の第1の基板部分(結晶体30
a)と第2の基板部分(結晶体31a)とを傾斜面にて
接合一体化した台形柱を板状に連結した板状仮止め連結
体61を形成する工程である。切断手段は、例えばワイ
ヤーソーを用いる。この例では、台形柱状の結晶体を傾
斜面同士で接合することにより正面形状が矩形のウォラ
ストンプリズムを形成することを目的としている為、切
断面60による切断位置は、各結晶体30a,31aの
正面形状が台形となるように配慮されているが、直角三
角形柱の結晶体同士を傾斜面同士で接合することにより
正面形状が矩形のウォラストンプリズムを形成する場合
には、例えば切断面65に沿った切断を行うことになろ
う。図2(b) は図2(a) の工程によって切り出された個
々の板状仮止め連結体61の構成を示す正面図であり、
(c) は研削・研磨・鏡面加工工程を示す正面図である。
図2(a) の板状仮止め連結体形成工程によって形成され
た板状仮止め連結体61は当初図2(b) の如き厚肉の板
状であるが、その上下両面を所要量研削、研磨すること
により図2(c) に示した薄肉の板状仮止め連結体61A
を形成する。この薄肉の板状仮止め連結体61Aの両面
を鏡面加工(第2の鏡面加工工程)すると共に、必要に
応じて反射防止膜を形成する。
Next, FIG. 2 (a) is a diagram showing a step of forming a temporarily-fixed laminated body and a step of forming a plate-shaped temporarily-fixed connected body. The provisionally-fixed laminated body forming step includes, after laminating the plurality of divided laminated bodies 50 formed in the divided laminated body forming step in an aligned state in which the ends are aligned, temporarily fixing each divided laminated body with a temporary fixing member 56. This is a step of forming the temporarily fixed laminated body 55. In this example, a plurality of divided laminates 50 are laminated on a horizontal base 57a of a jig 57, and the base 57a
Each of the divided laminates 50 is laminated in an aligned state along the side wall 57a erected at an angle of 90 degrees above. Each split laminate 50
The space is temporarily fixed by a temporary fixing member 56 such as paraffin. In addition, the plate-shaped temporarily connected body forming step is a step of forming a plurality of plate-shaped temporarily connected bodies 61 by cutting along the cut surface 60 shown in FIG. In this step, the temporarily-fixed laminate 55 formed in the above-mentioned temporarily-fixed laminate forming step is cut at a predetermined plane direction pitch along a direction (cut surface 60) orthogonal to the cut surface 45 in FIG. 1B. Thus, the trapezoidal columnar first substrate portion (crystal 30
This is a step of forming a plate-shaped temporarily connected body 61 in which trapezoidal columns in which a) and a second substrate portion (crystal body 31a) are joined and integrated on an inclined surface are connected in a plate shape. As the cutting means, for example, a wire saw is used. In this example, since the purpose is to form a Wollaston prism having a rectangular front shape by joining trapezoidal columnar crystals at inclined surfaces, the cutting position by the cut surface 60 is determined by the respective crystals 30a and 31a. Is considered so as to be trapezoidal. However, in the case where a Wollaston prism having a rectangular front shape is formed by joining crystals of right triangular prisms with inclined surfaces, for example, a cut surface 65 Will be cut along. FIG. 2 (b) is a front view showing the structure of each plate-shaped temporary connection body 61 cut out in the process of FIG. 2 (a).
(c) is a front view showing a grinding / polishing / mirror finishing step.
The plate-like temporary fixing joint 61 formed in the step of forming the plate-like temporary fixing joint shown in FIG. 2 (a) is initially a thick plate as shown in FIG. 2 (b). By polishing, the thin plate-shaped temporary fixing joint 61A shown in FIG.
To form Both surfaces of this thin plate-shaped temporary connection body 61A are mirror-finished (second mirror-finish step), and an anti-reflection film is formed as necessary.

【0010】次に、図2(d) は棒状仮止め連結体形成工
程であり、鏡面加工を受けた板状仮止め連結体61Aを
切断面71に沿って上記仮止め面と直交する方向に沿っ
て所定の面方向ピッチで切断することにより、ウォラス
トンプリズム1を棒状に仮止め連結した棒状仮止め連結
体70を形成する。図2(d) により切断された棒状仮止
め連結体70は仮止め材56によって個々のウォラスト
ンプリズムが仮接合された状態にあるので、図2(e) に
示す分離工程において、棒状仮止め連結体70を構成す
る仮止め材56を除去することによって、個々のウォラ
ストンプリズムに分離する。仮止め材56としてパラフ
ィンを用いる場合には、図示しないホットプレート上に
棒状仮止め連結体70を載置してパラフィンを溶解除去
することにより個々のウォラストンプリズムを得る。な
お、上述のように本発明方法によって製造できるウォラ
ストンプリズムは、台形柱状の結晶体を傾斜面同士で接
合したもののみならず、三角柱状の結晶体を傾斜面同士
で接合したものをも含むものである。なお、図3(a) に
示すように、得られた個々のウォラストンプリズム1の
一主面にビームスプリッタ10を接合することにより図
5に示した如き用途に用いることが可能となる。なお、
図3(a) に示した如き構成の光学デバイスを製造する場
合には、図2(c) の工程によって得た薄肉の板状仮止め
連結体61Aに鏡面加工を施した後で、図3(b) に示し
た如きビームスプリッタの板状連結体80を接着剤によ
り接着固定し、更に、図3(c) において切断面81に沿
って所定のピッチで切断することにより、棒状の連結体
82を形成する。その後、ホットプレート上で加熱して
仮止め材56を除去することによって、図3(d) に示し
たように個々の光学デバイスに分割することができる。
この方法によれば、微小サイズの個片としてのウォラス
トンプリズムと、個片としてのビームスプリッタを接合
する方法に比べて、量産性を高めることができることが
明らかである。
Next, FIG. 2 (d) shows a step of forming a rod-shaped temporary fixing connection body, in which a mirror-finished plate-like temporary fixing connection body 61A is cut along a cut surface 71 in a direction perpendicular to the temporary fixing surface. By cutting the Wollaston prism 1 in a rod-like form, a rod-shaped temporary-fixed connection body 70 is formed by cutting the Wollaston prism 1 in a rod shape. Since the rod-shaped temporary fixing joint 70 cut according to FIG. 2D is in a state where the individual Wollaston prisms are temporarily joined by the temporary fixing member 56, the rod-shaped temporary fixing is performed in the separation step shown in FIG. By removing the temporary fixing member 56 that constitutes the connecting body 70, it is separated into individual Wollaston prisms. When paraffin is used as the temporary fixing member 56, individual Wollaston prisms are obtained by placing the rod-shaped temporary fixing connecting member 70 on a hot plate (not shown) and dissolving and removing the paraffin. As described above, the Wollaston prism that can be manufactured by the method of the present invention includes not only a trapezoidal columnar crystal bonded with inclined surfaces but also a triangular prism crystal bonded with inclined surfaces. It is a thing. As shown in FIG. 3A, by joining the beam splitter 10 to one main surface of each of the obtained Wollaston prisms 1, it is possible to use the beam splitter 10 for the application shown in FIG. In addition,
In the case of manufacturing an optical device having the structure shown in FIG. 3 (a), after the mirror-finished thin temporary plate-like joint 61A obtained by the process of FIG. A plate-like connected body 80 of the beam splitter as shown in FIG. 3B is fixed by an adhesive and further cut along a cut surface 81 at a predetermined pitch in FIG. 82 is formed. Thereafter, the temporary fixing member 56 is removed by heating on a hot plate, whereby the optical device can be divided into individual optical devices as shown in FIG.
According to this method, it is apparent that mass productivity can be improved as compared with a method of joining a Wollaston prism as a small piece and a beam splitter as a piece.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明によれば、光軸を有した結晶体を
研削、研磨により所要形状に形成してから接合するとい
った従来の煩雑な製造方法を大幅に改善して生産性を高
めコストダウンを図ったウォラストンプリズムの製造方
法を提供することができる。即ち、光学軸が結晶板の主
面と平行な結晶板から成る矩形平板状の第1の基板と、
光学軸が結晶板の主面に対して所定の傾斜角度θを有し
た結晶板から成る矩形平板状の第2の基板の、夫々の上
下主面を鏡面加工してから、水平面上に第2の基板と第
1の基板を交互にかつ木口を揃えて積層すると共に、積
層された各基板の側端縁を結ぶ面が水平面に対して、所
要傾斜角度、即ち、90度−(第2の基板の光学軸の傾
斜角度θ)だけ傾斜するように階段状に面方向位置をず
らして多段積層し、かつ各基板間を接着し、更にこの積
層体を上記所要傾斜角度に沿った切断面によって所定の
面方向ピッチで切断することにより複数の板状の分割積
層体を形成する等という手順を用いるようにしたので、
個片単位で製造するために、微小寸法の結晶体を個別に
研削、研磨加工することなく、大量のウォラストンプリ
ズムを歩留よく製造することができる。
According to the present invention, the conventional complicated manufacturing method, in which a crystal having an optical axis is formed into a required shape by grinding and polishing and then joined, is greatly improved to increase productivity and increase cost. It is possible to provide a method of manufacturing a Wollaston prism that is downed. That is, a first substrate in the form of a rectangular flat plate having a crystal plate whose optical axis is parallel to the main surface of the crystal plate;
The upper and lower main surfaces of a rectangular flat plate-shaped second substrate made of a crystal plate having an optical axis having a predetermined inclination angle θ with respect to the main surface of the crystal plate are mirror-finished, and then the second substrate is placed on a horizontal plane. And the first substrate are laminated alternately and with the same opening, and the surface connecting the side edges of the laminated substrates is at a required inclination angle with respect to the horizontal plane, that is, 90 degrees-(second The multi-stage lamination is performed by shifting the surface direction in a stepwise manner so as to be inclined by the inclination angle θ) of the optical axis of the substrate, and the substrates are bonded together. Since a procedure such as forming a plurality of plate-shaped divided laminates by cutting at a predetermined plane direction pitch was used,
In order to manufacture individual pieces, a large amount of Wollaston prisms can be manufactured with good yield without individually grinding and polishing microscopic crystals.

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

【図1】(a) 乃至(c) は本発明のウォラストンプリズム
の製造方法を説明する為の工程図。
FIGS. 1A to 1C are process diagrams for explaining a method for manufacturing a Wollaston prism of the present invention.

【図2】(a) 乃至(e) は本発明のウォラストンプリズム
の製造方法を説明する為の工程図。
FIGS. 2A to 2E are process diagrams for explaining a method for manufacturing a Wollaston prism of the present invention.

【図3】(a) 乃至(d) は本発明のウォラストンプリズム
を用いた他の光学デバイスを製造する工程の説明図。
FIGS. 3 (a) to 3 (d) are explanatory views of steps for manufacturing another optical device using the Wollaston prism of the present invention.

【図4】ウォラストンプリズムの一例の構成を示す六面
図。
FIG. 4 is a hexahedral view showing a configuration of an example of a Wollaston prism.

【図5】図4のウォラストンプリズムの使用例を示す
図。
FIG. 5 is a view showing an example of use of the Wollaston prism of FIG. 4;

【図6】(a) 乃至(c) は従来のウォラストンプリズムの
製造方法の説明図。
6 (a) to 6 (c) are explanatory views of a conventional Wollaston prism manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウォラストンプリズム、2、3 結晶体、10 ビ
ームスプリッタ、11偏光分離膜、20 台座、21
結晶体、30 第1の基板、30a 結晶板(結晶
体)、31 第2の基板、31a 結晶板(結晶体),
35 治具、36 接着剤、40 積層体、45 切断
面、50 分割積層体、51 切断線(切断面)、55
仮止め積層体、56 仮止め材、57 治具、60
切断面、61 板状仮止め連結体、61A 板状仮止め
連結体、65 切断面、70 棒状仮止め連結体、71
切断面、80 板状連結体、81 切断面、82 連
結体。
1 Wollaston prism, 2, 3 crystal, 10 beam splitter, 11 polarization splitting film, 20 pedestal, 21
Crystal, 30 first substrate, 30a crystal plate (crystal), 31 second substrate, 31a crystal plate (crystal),
35 jig, 36 adhesive, 40 laminated body, 45 cut surface, 50 divided laminated body, 51 cutting line (cut surface), 55
Temporary fixing laminate, 56 Temporary fixing material, 57 jig, 60
Cutting surface, 61 Plate-shaped temporary connection, 61A Plate-shaped temporary connection, 65 Cutting surface, 70 Bar-shaped temporary connection, 71
Cut surface, 80 plate-like connected body, 81 cut surface, 82 connected body.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学軸を有する結晶から成る台形柱又は
三角柱であって光学軸方向が異なる2つの台形柱又は三
角柱の傾斜面同士を接合することにより正面形状が矩形
の6面体に構成されたウォラストンプリズムを製造する
方法において、 光学軸が結晶板の主面と平行な結晶板から成る矩形平板
状の第1の基板と、光学軸が結晶板の主面に対して所定
の傾斜角度θを有した結晶板から成る矩形平板状の第2
の基板の、夫々の上下主面を鏡面加工する第1の鏡面加
工工程と、 水平面上に第2の基板と第1の基板を交互にかつ木口を
揃えて積層すると共に、積層された各基板の側端縁を結
ぶ面が水平面に対して、所要傾斜角度、即ち、90度−
(第2の基板の光学軸の傾斜角度θ)だけ傾斜するよう
に階段状に面方向位置をずらして多段積層し、かつ各基
板間を接着する積層体形成工程と、 上記積層体形成工程によって形成された積層体を上記所
要傾斜角度に沿った切断面によって所定のピッチで切断
することにより複数の板状の分割積層体を形成する分割
積層体形成工程と、 上記分割積層体形成工程によって形成された複数の分割
積層体を端を揃えた整合状態で積層した上で、各分割積
層体間を仮止め材により仮止めすることにより仮止め積
層体を形成する仮止め積層体形成工程と、 上記仮止め積層体形成工程によって形成された仮止め積
層体を上記切断面と直交する方向に沿って所定のピッチ
で切断することにより、台形柱状の第1の基板部分と第
2の基板部分とを傾斜面にて接合一体化した四角柱体を
板状に連結した板状仮止め連結体を形成する板状仮止め
連結体形成工程と、 上記板状仮止め連結体の上下両面を鏡面加工する第2の
鏡面加工工程と、 鏡面加工を受けた板状仮止め連結体を上記仮止め面と直
交する方向に沿って所定のピッチで切断することによ
り、ウォラストンプリズムを棒状に仮止め連結した棒状
仮止め連結体を形成する棒状仮止め連結体形成工程と、 上記棒状仮止め連結体を構成する仮止め材を除去するこ
とによって、個々のウォラストンプリズムに分離する分
離工程とから成ることを特徴とするウォラストンプリズ
ムの製造方法。
1. A trapezoidal or triangular prism made of a crystal having an optical axis and having a rectangular front face formed into a rectangular hexahedron by joining inclined surfaces of two trapezoidal or triangular prisms having different optical axis directions. In a method of manufacturing a Wollaston prism, a first substrate having a rectangular flat plate having an optical axis parallel to a main surface of a crystal plate and a predetermined inclination angle θ with respect to the main surface of the crystal plate are provided. Rectangular flat plate made of a crystal plate having
A first mirror-finish processing step of mirror-finishing the respective upper and lower principal surfaces of the substrate, and laminating the second substrate and the first substrate on a horizontal plane alternately and in parallel with each other, and each of the laminated substrates The surface connecting the side edges of the angle with respect to the horizontal plane is a required inclination angle, that is, 90 degrees.
A multi-layer stacking step in which the plane position is shifted in a stepwise manner so as to be inclined by (the tilt angle θ of the optical axis of the second substrate), and a laminate forming step of bonding between the substrates; Forming a plurality of plate-shaped divided laminates by cutting the formed laminate at a predetermined pitch along a cutting surface along the required inclination angle; and forming the divided laminate by the divided laminate formation step After laminating the plurality of divided laminated bodies in an aligned state in which the ends are aligned, a temporarily fixed laminated body forming step of forming a temporarily fixed laminated body by temporarily fixing each divided laminated body with a temporary fixing material, By cutting the temporary fixing laminate formed in the temporary fixing laminate forming step at a predetermined pitch along a direction orthogonal to the cut surface, a trapezoidal columnar first substrate portion and a second substrate portion are formed. On an inclined surface A plate-shaped temporary fixing joint forming step of forming a plate-like temporary fixing connecting body in which the united quadrangular prisms are connected in a plate shape; and a second mirror surface for mirror-finishing both upper and lower surfaces of the plate-like temporary fixing connecting body. A rod-shaped temporary fixing connection in which the Wollaston prism is temporarily connected in a rod shape by cutting the plate-shaped temporary fixing connection body having undergone the mirror finishing at a predetermined pitch along a direction orthogonal to the temporary fixing surface. A wollast comprising the steps of: forming a rod-shaped temporarily connected body that forms a body; and separating the individual Wollaston prisms by removing the temporary fixing material that constitutes the rod-shaped temporarily connected body. Manufacturing method of ton prism.
【請求項2】 上記第1の鏡面加工工程の後に、第1の
基板と第2の基板の主面に対して、反射防止膜、又は/
及びマッチング膜を形成することを特徴とする請求項1
記載のウォラストンプリズムの製造方法。
2. An anti-reflection film or / and / or a main surface of the first substrate and the second substrate after the first mirror finishing step.
And forming a matching film.
A method for manufacturing the Wollaston prism described in the above.
【請求項3】 上記第2の鏡面加工工程の後に、第1の
基板と第2の基板の主面に対して、反射防止膜、又は/
及びマッチング膜を形成することを特徴とする請求項1
又は2記載のウォラストンプリズムの製造方法。
3. An anti-reflection film or / and / or a main surface of the first substrate and the second substrate after the second mirror finishing step.
And forming a matching film.
Or the method for manufacturing a Wollaston prism according to 2.
【請求項4】 上記仮止め材としてパラフィンを用いた
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載のウォラスト
ンプリズムの製造方法。
4. The method of manufacturing a Wollaston prism according to claim 1, wherein paraffin is used as the temporary fixing member.
【請求項5】 上記分割積層体の端縁の鋭角部を予め切
除しておくことを特徴とする請求項1、2、3、又は4
記載のウォラストンプリズムの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein an acute angle portion of an edge of the divided laminated body is cut off in advance.
A method for manufacturing the Wollaston prism described in the above.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798439B1 (en) 2005-06-01 2008-01-28 후지논 사노 가부시키가이샤 Method for manufacturing a prism
JP2016090802A (en) * 2014-11-05 2016-05-23 セイコーエプソン株式会社 Optical element, method for manufacturing optical element, optical device, and display device
CN110977673A (en) * 2019-12-05 2020-04-10 杭州美迪凯光电科技股份有限公司 Polishing and coating processing method for ultra-small prism
CN112171926A (en) * 2020-09-30 2021-01-05 浙江嘉美光电科技有限公司 Method for processing right-angle trapezoidal micro prism

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