JP2537596B2 - 回折格子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 DFBレーザなどの回折格子を作製する際に、予め位相
差がずれた回折格子を形成したマスクを使用し、該マス
クを通して露光を行なうことで、簡単かつ小型の装置
で、位相差のついた回折格子を作製する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えばDFBレーザの回折格子等のように領
域によって位相のずれのある回折格子を作製する方法に
関する。

〔回折格子の用途〕

第３図に示すようにDFBレーザは、半導体チップ７上
に回折格子８を形成し、その上側に活性層９、電極10が
形成された構造になっている。このレーザの正負の電極
間に通電すると、回折格子８および活性層９の部分でレ
ーザ発振を起こし、レーザ光を放出する。

ところが単に回折格子を形成しただけでは、回折格子
における位相関係がずれるため、DFBレーザの縦モード
が２つ発生するという不都合がある。これを解消するに
は、第４図のように、回折格子８のピッチをレーザ発振
の中心部Ｃを境にしてずらすことで、左右の位相関係を
予めずらしておくことが知られている。

〔従来の技術〕

このようにして位相差を持った回折格子の作製方法と
して、本発明の出願人は、先に特願昭60−57455号とし
て、第５図のような露光方法を提案した。第５図の
（イ）は基本構成を示す断面図、（ロ）は回折格子部の
拡大図である。４は回折格子を形成する基板であり、そ
の上にガラスなどの透明体マスク３が載置される。この
マスク３は、発振中心部Ｃ上で、凸部１と凹部２間の段
差11がつき、その両側の光路長が異なる。あるいは発振
中心部Ｃ上を境にして、左右の屈折率が異なる構成とし
てもよい。

この基板４の面に、前記マスク３を介して、２つの光
束５と６が照射される。その際光束５と６が角度２θの
角度をなして入射し、媒体４上のフォトレジスト13で２
つの光束の干渉が行なわれる。また２つの光束５と６の
成す中心軸Ａは、法線Ｖに対し角度φだけ傾き、非対称
の状態で照射される。

第５図（ロ）に示すように、マスク３の厚さは、段差
部11を境にして異なり、左側の厚さt1より右側の厚さt2
が小さい。そのため段差部11の左側と右側とでは、光路
長が異なり、また２つの光束５、６が角度φだけ傾き非
対称に照射されるので、段差部11を境にして干渉縞の位
相がずれる。その結果、２方向の光束による干渉縞をエ
ッチングして形成される回折格子８も、段差部11を境に
して位相がずれる。

この段差部11を有するマスク３は、実際には第６図の
ような方法で作製される。すなわち同時に多数のDFBレ
ーザを製造できるように、マスク３に、レーザの寸法ｌ
と同じピッチで多数の段差部11…が形成されている。２
つの光束５、６を照射すると、それぞれの段差部11…を
境にして、両側の光路長が異なり、かつ光束５、６の入
射方向を法線Ｖに対し角度φだけ傾けて非対称に照射す
ることで、それぞれの段差部11を境にして位相のずれた
回折格子が、基板４上に形成される。エッチングして回
折格子を形成した後に、段差部11が中心に来るように、
鎖線12…の位置で基板４が切り離される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで２つの光束５、６を発生させるには、第５図
（イ）に示されているように、１本のレーザ光14を、ハ
ーフミラー15に入射し、その透過光16をミラー17で反射
させ、また反射光18をミラー19で反射させることが行な
われる。ところがこのように複数のミラーなどを要する
光学系を使用するため、装置が複雑かつ大形となり、ま
た振動に弱く取扱いが不便である。

本発明の技術的課題は、従来の回折格子の製造方法に
おけるこのような問題を解消し、小型・簡単で、振動な
どにも強い、取扱いの簡単な方法を実現することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明による回折格子の製造方法の基本原理
を説明する断面図である。４は回折格子が形成される基
板であり、表面にフォトレジスト13が塗布されている。
このフォトレジスト13の上にマスク14が配設され、この
フォトレジスト13の上にマスク14が配設され、このマス
ク14に露光用の光15が入射する。マスク14の基板４側の
面には、途中のＣ部で位相がずれた回折格子16が予め形
成されている。

〔作用〕

露光用の光15が回折格子付マスク14に入射すると、透
過光17と一次回折光18に分かれる。そして回折光18が、
第５図、第６図の光束５に対応し、透過光17が第５図、
第６図の光束６に対応する。したがって２方向の光束1
8、17による干渉縞がフォトレジスト13上に形成され、
基板４に回折格子が作製される。そしてＣ部を境にし
て、マスク14の回折格子16の位相が予めずらされている
ので、フォトレジスト13上の干渉縞も、Ｃ部を境にして
位相がずれ、位相差の付いた回折格子が得られる。

〔実施例〕

次に本発明による回折格子の製造方法が実際上どのよ
うに具体化されるか実施例で説明する。第２図のよう
に、表面に回折格子16の付いたマスク14をInP基板４上
のフォトレジスト13に密着させる。そして露光用光15と
してＳ偏光を入射させると、透過光17と一次回折光18に
分かれ、それぞれ等しい強度、等しい出射角で基板４に
向かい、基板４上に回折格子パターンが作製される。こ
こでマスク14上の回折格子16の位相を、第６図の段差部
11に対応するＣ…位置で、1/2ピッチ分ずらす。こうす
ると、透過光17の位相は一定であるが、回折光18の位相
が反転し、基板４上の回折格子パターンも位相シフトが
生じる。このようにしてDFBレーザのλ/4シフトの回折
格子が得られる。

なおマスク14の回折格子16は、第５図、第６図の方法
で作製し、また一定間隔の段差部11…に対応する位相ず
れ部Ｃ…を形成しておき、以後同回折格子付マスク14を
繰り返し使用することによって、回折格子付の基板４を
量産できる。またマスク14の回折格子16は、電子ビーム
で描くこともできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、予め位相差の付いた回
折格子を作製してマスクとし、そのマスクを通して基板
上に露光を行うようにしたので、従来のように複雑で大
型の光学系を使用し、２光束露光する場合に比べて、マ
スクに入射した光がマスクの回折格子により透過光と回
折光に分かれて基板に到達するため薄い１枚のマスクを
重ね、１光束露光するだけで済み、装置が簡単かつ小型
となり、取り扱いも極めて簡便となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回折格子の製造方法の基本原理を
説明する断面図、第２図は同回折格子の製造方法の実施
例を示す断面図、第３図はDFBレーザの断面図、第４図
はDFBレーザの位相差回折格子を示す断面図、第５図は
位相差干渉縞の形成方法を示す断面図、第６図は同時に
多数の位相差回折格子を形成する方法を示す断面図であ
る。 図において、４は基板、５、６は光束、８は回折格子、
13はフォトレジスト、14はマスク、16はマスク14の回折
格子、17は透過光、18は回折光をそれぞれ示す。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光用の光に対し透明なマスクの基板側面
   に、位相差のずれた回折格子を予め形成し、このマスク
   を通して基板上に露光を行なうことを特徴とする回折格
   子の製造方法。
2. 【請求項２】前記回折格子は、回折光及び透過光の出射
   角度及び強度が等しくなるように形成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の回折格子の
   製造方法。
3. 【請求項３】前記のマスクの回折格子の位相ずれ量が、
   回折格子の周期の２分の１であることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の回折格子の製造方法。