JP2011022255A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 格子面と格子壁面が配置された回折光学素子をレンズ面に設けた光学系において、２つの異なる材料より成る第１、第２の回折格子を積層した構造を有し、該第１、第２の回折格子は互いの格子面が密着され、可視波長帯域で設計次数の回折光の回折効率を高くした回折光学素子であって、設計次数が２次以上であり、且つ該第１、第２の回折格子の格子高さが６μｍ以上であることを満足することを特徴とする回折光学素子。
2. ｍを設計次数で２以上の整数、Ｐを格子部の格子ピッチ、ｎ０（λ）は前記第１の回折格子と第２の回折格子のうちの入射側の回折格子の材料の波長λにおける屈折率、λを可視波長帯域の任意の波長、設計入射角θ１に対する斜入射角θ１’で入射する光に対して、
   ｍ’＝ｍ＋Ｐ×ｎ０（λ）×（ｓｉｎθ１−ｓｉｎθ１’）／λ
   なる式を満足するｍ’に隣合う整数をｎｍ１次およびｎｍ２（ただし、ｎｍ１＞ｎｍ２）次とするとき、設計次数ｍの回折格子のｎｍ１次およびｎｍ２次の回折光の回折効率と設計次数ｍの積がともに設計次数１の回折格子部のｎ１１次およびｎ１２次の回折光の回折効率のいずれよりも低いことを特徴とする請求項１の回折光学素子。
3. ｍを設計次数で２以上の整数、ｄを格子高さ、ｎ１（λ）を回折格子部の第１の回折格子を構成する材料の波長λにおける屈折率、ｎ２（λ）は回折格子部の第２の回折格子を構成する材料の波長λにおける屈折率、λを可視波長帯域の任意の波長とするとき、
   ｎ１（λ）＜ｎ２（λ），
   −６．６６７Ｅ−０４×ｍ⁴＋１．０００Ｅ−０２×ｍ³−５．６６７Ｅ−０４×ｍ²＋１．５００Ｅ−０１×ｍ＋０．８１７３≦｛ｎ２（λ）−ｎ１（λ）｝×ｄ／λ≦＋６．６６７Ｅ−０４×ｍ⁴−１．０００Ｅ−０２×ｍ³＋５．６６７Ｅ−０４×ｍ²−１．５００Ｅ−０１×ｍ＋１．１８３
   なる式を満足することを特徴とする請求項１又は２の回折光学素子。
4. ｍを設計次数、φｍ（ｒ）を設計次数ｍにおける回折格子の位相関数とするとき、前記回折格子による波面の位相変換作用が
   φｍ（ｒ）＝｛φ１（ｒ）｝／ｍ
   なる式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項の回折光学素子。
5. ｍを２以上の整数とするとき、前記回折格子の輪帯数、格子ピッチ、格子高さがそれぞれ設計次数が１次の回折格子の１／ｍ、ｍ倍、ｍ倍であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の回折光学素子。
6. 前記可視波長帯域がｇ線からＣ線までの帯域であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の回折光学素子。
7. 該第１の回折格子の材料のアッベ数νｄ１は
   νｄ１≦２５
   であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の回折光学素子。
8. 該第２の回折格子の材料のアッベ数νｄ２は
   ３０≦νｄ２
   であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項の回折光学素子。
9. νｄ１を前記第１の回折格子を構成する材料のアッベ数、該第１の回折格子の材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦ１とするとき
   θｇＦ１≦（−１．６６５Ｅ−０７×νｄ１^３＋５．２１３Ｅ−０５×νｄ１^２−５．６５６Ｅ−０３×νｄ１＋０．６７５）
   なる式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項の回折光学素子。
10. 前記回折光学素子の輪帯は最小格子ピッチを含む一部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回折光学素子。
11. 前記第１、第２の回折格子の格子壁面の形状が中心領域から周辺領域で変化していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項の回折光学素子。
12. 前記第１、第２の回折格子がレンズ作用を有する基板に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項の回折光学素子。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の回折光学素子と屈折光学部を有することを特徴とする光学系。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の回折光学素子と該回折光学素子よりも像側に絞りを有することを特徴とする光学系。
15. 請求項１３又は１４の光学系を有することを特徴とする光学機器。