JP2001249224A - 回折格子型偏光素子及びその製造方法 - Google Patents

回折格子型偏光素子及びその製造方法

Info

Publication number
JP2001249224A
JP2001249224A JP2000061714A JP2000061714A JP2001249224A JP 2001249224 A JP2001249224 A JP 2001249224A JP 2000061714 A JP2000061714 A JP 2000061714A JP 2000061714 A JP2000061714 A JP 2000061714A JP 2001249224 A JP2001249224 A JP 2001249224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dielectric film
diffraction grating
film material
polarizing element
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000061714A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiko Iijima
喜彦 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2000061714A priority Critical patent/JP2001249224A/ja
Publication of JP2001249224A publication Critical patent/JP2001249224A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歩留まりが高く、かつ量産的に優れた安価な
偏光素子およびその製造方法の提供。 【解決手段】 基板1上の同一面上に交互に二種類の誘
電体膜領域が形成された回折格子構造を有し、かつ、前
記二種類の誘電体膜領域の少なくとも一方の領域が複屈
折性を有する誘電体膜材料2である回折格子型偏光素子
であって、前記回折格子構造が基板上に積層した複屈折
性を有する誘電体膜材料2に、光を照射し複屈折性を消
失させた領域3を形成することにより、二種類の誘電体
膜領域を交互に形成し回折格子構造を形成したものであ
ることを特徴とする回折格子型偏光素子、および基板上
に積層した複屈折率を有する誘電体膜材料に、光を照射
し複屈折率を消失させた領域を形成することにより、二
種類の誘電体膜領域を交互に形成し、回折格子構造を形
成することを特徴とする前記回折格子型偏光素子の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術】本発明は、回折格子型偏光素子及
びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、回折格子型偏光素子として、例えば
LiNbOにプロトン交換を利用して製造された回折
格子型偏光素子が提案されている(例えば特開昭63−
55501)。しかしながら、この偏光素子は高価な単
結晶基板を用いる必要があった。この問題を解決するた
めに、例えば、基板上に斜め蒸着法を用いて複屈折膜を
形成し、格子状にした偏光素子が提案されている(例え
ば特開平5−289027)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の偏光素子は、高
価な単結晶基板を用いる必要はないが、基板上に斜め蒸
着法を用いて複屈折膜を形成後、エッチング等により複
屈折膜を格子状に加工し、さらに誘電体膜を充填すると
いう行程を経なければならず、その作製は容易なもので
はなかった。さらに、誘電体膜の充填に際して空隙や欠
陥が生じやすく、歩留まりの向上が困難であるという欠
点を有しているのが現状である。そこで本発明の目的
は、歩留まりが高く量産性に優れた安価な偏光素子及び
その製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、基板上
の同一面上に交互に二種類の誘電体膜領域が形成された
回折格子構造を有し、かつ、前記二種類の誘電体膜領域
の少なくとも一方の領域が複屈折性を有する誘電体膜材
料である回折格子型偏光素子であって、前記回折格子構
造が基板上に積層した複屈折性を有する誘電体膜材料
に、光を照射し複屈折性を消失させた領域を形成するこ
とにより、二種類の誘電体膜領域を交互に形成し回折格
子構造を形成したものであることを特徴とする回折格子
型偏光素子にある。本発明の第2は、誘電体膜材料が金
属酸化物であることを特徴とする前記第1の回折格子型
偏光素子にある。本発明の第3は、誘電体膜材料が高分
子材料であることを特徴とする前記第1〜2の回折格子
型偏光素子にある。本発明の第4は、光を照射すること
により複屈折性を消失させた領域の屈折率が、該複屈折
性を有する誘電体膜材料の常光屈折率あるいは異常光屈
折率のいずれかに等しい屈折率であることを特徴とする
前記第1〜3の回折格子型偏光素子にある。本発明の第
5は、基板上に積層した複屈折率を有する誘電体膜材料
に、光を照射し複屈折率を消失させた領域を形成するこ
とにより、二種類の誘電体膜領域を交互に形成し回折格
子構造を形成することを特徴とする前記第1〜4の回折
格子型偏光素子にある。本発明の第6は、金属酸化物誘
電体膜材料が斜め蒸着法により形成されたことを特徴と
する前記第5の回折格子型偏光素子の製造方法にある。
本発明の第7は、光の照射を行いながら斜め蒸着法によ
り金属酸化物誘電体膜材料を形成することにより、基板
上の同一面上に二種類の誘電体膜領域を交互に形成し回
折格子構造を形成することを特徴とする前記第6の回折
格子型偏光素子の製造方法にある。本発明の第8は、光
の照射と斜め蒸着を交互に行い金属酸化物誘電体膜材料
を形成することにより、基板上の同一面上に二種類の誘
電体膜領域を交互に形成し回折格子構造を形成すること
を特徴とする前記第6または7の回折格子型偏光素子の
製造方法にある。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は、光学的に等方性な基板1上
に複屈折性を有する誘電体膜材料2を積層した場合の断
面概略図を示したものである。基板1上に積層する複屈
折を有する誘電体膜材料2としては、有機物、無機物を
問わず複屈折性を有するもので有れば問題ないが、安定
性及び量産性を考慮すると金属酸化物あるいは高分子材
料が好ましい。金属酸化物としては、例えば、Ta、
W、Bi、Ti、Sn等の酸化物を用いることができる
が特にこれらに限定されるものではなく、複屈折性を有
するものであれば問題ない。また、複数の金属の酸化物
(化合物)であっても良い。
【0006】前記金属酸化物膜の形成も特に限定されな
いが、斜め蒸着法を用いて形成することにより複屈折性
を付与することが生産性の面からも好ましい。またこの
金属酸化物の形成は、行程全体を真空プロセスとするこ
とが可能で不純物も混入しにくいことから、さらに歩留
まりの向上が期待できる。高分子材料を誘電体膜材料と
して使用する場合についても、特にその分子量が限定さ
れるわけでなく、複屈折性を有していれば問題ない。も
ちろん、延伸、ラビング等を用いて複屈折性を付与した
材料を使用しても良いことはいうまでもない。前記高分
子材料としては、例えばポリイミド系材料、ポリエステ
ル系材料等の材料を用いることができるが、特にこれら
に限定されるものではない。
【0007】誘電体膜材料を、微細加工プロセスを用い
て格子状に加工した後、誘電体膜を充填するという行程
を経る従来法によると、例えばスパッタ法あるいは蒸着
法といった真空プロセスを用いる場合は、空隙あるいは
欠陥等が生じやすく、格子の間隙を良好な状態で充填す
ることが極めて困難であり、また、樹脂等の液相系を用
いて塗布し、それを固化して充填する場合には、基板及
び誘電体膜材料と樹脂との濡れ性を良好にするのが困難
で、濡れ性を良好にできた場合にも、その屈折率が所望
の値に調整できない等の問題が生じていた。本発明は、
前記従来技術で採用する誘電体膜材料を格子状に加工し
た後、誘電体膜を充填する、といったプロセスを用いる
ことなく、回折格子型偏光素子を製造できるものであ
る。
【0008】図2は、図1の等方性基板1上に積層した
複屈折性を有する誘電体膜材料2に光照射を行うことに
よる、その複屈折性を消失した(等方性)領域3の形成
を模式的に示したものである。また、等方性基板1上に
複屈折性を有する誘電体膜材料2を積層後、光を照射す
る場合は、光の照射により、等方性となる誘電体膜の膜
厚は、誘電体膜の種類及び光照射の条件により変化す
る。特にエネルギー密度の大きい光を照射する場合に
は、自己破壊あるいはアブレーションが生じないように
光照射の条件を適切に調節しなければならない。
【0009】本発明の偏光素子を作製する場合、複屈折
膜の常光および異常光に対する屈折率、膜厚、ならびに
等方性膜の屈折率を適切に調整する必要があるが、等方
性基板上に複屈折性を有する誘電体膜材料を積層後、光
を照射するだけでは、膜厚が適切に調整できない場合が
ある。その場合は、光を照射しながら斜め蒸着を行って
酸化物誘電体材料を積層する、または、光の照射と斜め
蒸着を交互に行うことにより酸化物誘電体材料を積層す
る手法が有効である。これにより任意に膜厚を調整する
ことが可能になり、偏光素子としての特性を向上するこ
とができる。
【0010】図3は、図2で示した異方性膜の格子の上
面をも等方性誘電体材料3で覆った場合を模式的に示し
たものである。前記のような手法を採用することによ
り、従来のような等方性膜と異方性膜の間に空隙及び各
種欠陥を生じることなく、良好な偏光素子としての特性
が得られる。また、基板上に積層した複屈折性を有する
誘電体膜に光を照射することにより複屈折率を消失させ
た領域の屈折率が、常光屈折率あるいは異常光屈折率の
いずれかと等しくなるように調整することにより、偏光
素子としてより優れた特性を得ることができる。また、
これにより格子状部分のサイズに対する許容幅も大きく
なり、さらに歩留まりが向上し、量産性に富んだ製造方
法となる。
【0011】
【実施例】実施例1 1mm厚のガラス基板(コーニング7059)上に複屈
折性を有するTa を3μm斜め蒸着法を用いて積
層した(試料A)。試料Aに光の照射を行うことにより
複屈折性を消失し、Taの複屈折領域と等方性領
域を交互に形成し格子状とした。光源としては、308
nmXeClエキシマレーザーを使用し、エネルギー密
度は、0.2J/cmとした。光照射後さらに通常の
蒸着を行うことにより、等方性のTaを積層し図
3に示した構成とした(試料B)。試料Bの断面を電子
顕微鏡により観察したところ空隙等は生じていなかっ
た。また、偏光素子としての特性も良好であった。
【0012】比較例1 実施例1の試料A上にフォトリソグラフィー技術等を用
いて格子状のマスクを積層し、エッチングによりTa
を格子状に加工した。これにさらに通常の蒸着法を
用いて等方性のTaを格子の溝が充分埋まるまで
積層した(試料C)。上記の試料Cにおいて、蒸着法の
変わりにスパッタ法を用いて等方性のTaを積層
した以外は、試料Cと同様の製造法でを作製した(試料
D)。上記の試料Cにおいて、等方性のTaを積
層する変わりに、屈折率が1.72のアクリル系樹脂を
スピンコート法を用いて塗布し、さらに紫外線照射によ
って樹脂を硬化させることによりTaの格子の溝
を充填した(試料E)。試料BからEのそれぞれにおい
て空隙の有無、表面の平坦性、偏光素子としての特性を
評価した結果を下表1に示す。
【0013】
【表1】 前表中、○は、偏光素子としての特性が非常に優れてい
る、△は、偏光素子としては機能しているが、その特性
は優れたものではない、という評価を示す。このように
本発明の製造方法で形成した偏光素子は、空隙が無く、
表面も平坦で、偏光素子としての特性も良好であること
がわかる。
【0014】実施例2 実施例1における試料Bの製造法において最後に通常の
蒸着を行う変わりに、さらに複屈折性を有する領域(光
を照射していない部分)の表面に光を照射することによ
り図3に示した構成とした(試料F)。試料Fの断面を
電子顕微鏡により観察したところ空隙等は生じていなか
った。また、偏光素子としての特性も良好であった。
【0015】実施例3 1mm厚のガラス基板(コーニング7059)上に複屈
折性を有するTa を0.3μm斜め蒸着法を用い
て積層し、これに光照射を行うという行程を10回繰り
返し、3μm厚とした。光照射の条件は実施例1と同様
にした。これによりTaの複屈折領域と等方性領
域が交互に形成され格子状となった。さらに実施例3と
同様に複屈折性を有する領域(光を照射していない部
分)の表面に光を照射することにより図3に示した構成
とした(試料G)。試料Gの断面を電子顕微鏡により観
察したところ空隙等は生じていなかった。また、偏光素
子としての特性も良好であった。
【0016】実施例4 1mm厚のガラス基板(コーニング7059)上に複屈
折性を有するポリイミド系樹脂(膜厚10μm)を積層
した。これに光の照射を行うことにより複屈折性を消失
し、ポリイミド系樹脂の複屈折領域と等方性領域を交互
に形成し格子状とした。光源としては、308nmXe
Clエキシマレーザーを使用し、エネルギー密度は有機
物であることを考慮し、0.02J/cmとした。さ
らに複屈折性を有する領域(光を照射していない部分)
の表面にも光を照射することにより図4に示した構成と
した(試料H)。試料Hの断面を電子顕微鏡により観察
したところ空隙等は生じていなかった。また、偏光素子
としての特性も良好であった。
【0017】
【発明の効果】1.請求項1 空隙や欠陥が生じにくいため歩留まりが高く且つ量産性
に優れた偏光素子が提供できた。 2.請求項2 全て真空プロセスとすることが可能で不純物が混入しに
くく、空隙や欠陥が生じにくいため歩留まりが高く且つ
量産性に優れた偏光素子が提供できた。 3.請求項3 空隙や欠陥が生じにくいため歩留まりが高く且つ量産性
に優れた偏光素子が提供できた。 4.請求項4 さらに、歩留まりが高く且つ量産性に優れた偏光素子が
提供できた。 5.請求項5 空隙や欠陥が生じにくいため歩留まりが高く且つ量産性
に優れた偏光素子の製造方法が提供できた。 6.請求項6 全て真空プロセスとすることが可能で不純物が混入しに
くく、空隙や欠陥が生じにくいため歩留まりが高く且つ
量産性に優れた偏光素子の製造方法が提供できた。 7.請求項7〜8 誘電体の膜厚すなわち格子の深さが任意に調整でき優れ
た特性を有する偏光素子の製造方法が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏光素子製造過程の一例の概略断面図
である。
【図2】本発明の偏光素子製造過程の一例の概略断面図
である。
【図3】本発明の偏光素子製造過程の一例の概略断面図
である。
【図4】本発明の偏光素子製造過程の一例の概略断面図
である。
【符号の説明】
1 等方性基板 2 複屈折性誘電体膜材料 3 等方性誘電体膜材料

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の同一面上に交互に二種類の誘電
    体膜領域が形成された回折格子構造を有し、かつ、前記
    二種類の誘電体膜領域の少なくとも一方の領域が複屈折
    性を有する誘電体膜材料である回折格子型偏光素子であ
    って、前記回折格子構造が基板上に積層した複屈折性を
    有する誘電体膜材料に、光を照射し複屈折性を消失させ
    た領域を形成することにより、二種類の誘電体膜領域を
    交互に形成し回折格子構造を形成したものであることを
    特徴とする回折格子型偏光素子。
  2. 【請求項2】 誘電体膜材料が金属酸化物であることを
    特徴とする請求項1記載の回折格子型偏光素子。
  3. 【請求項3】 誘電体膜材料が高分子材料であることを
    特徴とする請求項1記載の回折格子型偏光素子。
  4. 【請求項4】 光を照射することにより複屈折性を消失
    させた領域の屈折率が、該複屈折性を有する誘電体膜材
    料の常光屈折率あるいは異常光屈折率のいずれかに等し
    い屈折率であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    かに記載の回折格子型偏光素子。
  5. 【請求項5】 基板上に積層した複屈折率を有する誘電
    体膜材料に、光を照射し複屈折率を消失させた領域を形
    成することにより、二種類の誘電体膜領域を交互に形成
    し、回折格子構造を形成することを特徴とする請求項1
    〜4のいずれかに記載の回折格子型偏光素子の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 金属酸化物誘電体膜材料が斜め蒸着法に
    より形成されたことを特徴とする請求項5記載の回折格
    子型偏光素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 光の照射を行いながら斜め蒸着法により
    金属酸化物誘電体膜材料を形成することにより、基板上
    の同一面上に二種類の誘電体膜領域を交互に形成し回折
    格子構造を形成することを特徴とする請求項6記載の回
    折格子型偏光素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 光の照射と斜め蒸着を交互に行い金属酸
    化物誘電体膜材料を形成することにより、基板上の同一
    面上に二種類の誘電体膜領域を交互に形成し回折格子構
    造を形成することを特徴とする請求項6または7記載の
    回折格子型偏光素子の製造方法。
JP2000061714A 2000-03-07 2000-03-07 回折格子型偏光素子及びその製造方法 Pending JP2001249224A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000061714A JP2001249224A (ja) 2000-03-07 2000-03-07 回折格子型偏光素子及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000061714A JP2001249224A (ja) 2000-03-07 2000-03-07 回折格子型偏光素子及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001249224A true JP2001249224A (ja) 2001-09-14

Family

ID=18581815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000061714A Pending JP2001249224A (ja) 2000-03-07 2000-03-07 回折格子型偏光素子及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001249224A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012185499A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Vusense Corp マイクロリターダフィルムを形成するための方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012185499A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Vusense Corp マイクロリターダフィルムを形成するための方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4935209B2 (ja) 偏光素子及びその製造方法
US20160054497A1 (en) Inorganic polarizing plate and production method thereof
WO2011037323A2 (ko) 광배향막 제조용 자외선 고투과 이중 선 격자 편광판 및 이의 제조방법
KR101370135B1 (ko) 편광 분리 소자
US20210181541A1 (en) Depolarizing plate
CN105951049A (zh) 一种具有纳米级间隙的金属颗粒制造方法
JP5206029B2 (ja) 液晶表示装置
JP2007011206A (ja) 素子および素子の製造方法
US7666492B2 (en) Multilayer structure and method for manufacturing the same
JP2002372620A (ja) 偏光制御素子及びその製造方法
JP2000284136A (ja) 2次元および3次元フォトニック結晶の作製方法
JP2004077831A (ja) 偏光子および偏光子の製造方法
KR100922186B1 (ko) 와이어 그리드 편광자의 제조 방법
JP2001249224A (ja) 回折格子型偏光素子及びその製造方法
JP4999401B2 (ja) 表面に微細凹凸形状をもつ光学素子の製造方法
JP2002048915A (ja) 偏光素子及びその製造方法
JP2007240578A (ja) 液晶光変調素子およびその製造方法
JP4197799B2 (ja) 回折格子型偏光素子
JP3488919B2 (ja) フォトニック結晶の作製方法
JP4653441B2 (ja) 積層構造体、光学素子、及び光学製品
KR20090025797A (ko) 접착력이 향상된 나노 와이어 그리드 편광자 및 그 제조방법
JP4170579B2 (ja) 回折格子型偏光素子及びその製造方法
JP2001074939A (ja) 偏光素子及びその製造方法
JP2006058506A5 (ja)
Wang et al. Towards piezoelectrically tunable chiral sculptured thin film lasers