JP2752669B2

JP2752669B2 - ２重回折格子

Info

Publication number: JP2752669B2
Application number: JP63297453A
Authority: JP
Inventors: 淳一北林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1998-05-18
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: JPH02143201A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、光デイスク装置における信号検出光学系
や、光多重通信網における合分波系等で用いられる２重
回折格子に関する。

従来の技術従来、この種の２重回折格子（デユアルグレーテイン
グ）を用いるものとして、例えば、第４図に示すような
光磁気デイスク用光学系を本出願人により提案されてい
る。まず、半導体レーザ１から射出されたレーザ光はカ
ツプリングレンズ２、ビーム整形スプリツタ3,4、偏光
ビームスプリツタ５の偏光面5a及び対物レンズ６を経て
光磁気デイスク（図示せず）に集光照射される。この光
磁気デイスクからの反射光は再び対物レンズ６、偏光ビ
ームスプリツタ５を通つた後、入射光と分離されてレン
ズ７に入射する。その後、所定角度に傾けて配設した２
重回折格子８に入射する。この２重回折格子８はレンズ
７側に第１の回折格子９、射出側に第２の回折格子10を
同一基板の両面に一体的に形成してなる透過型のもので
あり、光磁気デイスクからの反射光11の光軸上（対物レ
ンズ６の光軸上）に所定角度傾けて配設されている。

このような２重回折格子８の射出側には、例えば１次
光なる回折光12を受光する２分受光素子によるトラツク
信号検出用光検出器13と、０次光なる透過光14を受光す
る４分割受光素子によるフオーカス信号検出用光検出器
15とが設けられている。このような構成において、２重
回折格子８からの透過光14を受光する光検出器15を用い
た非点収差法によりフオーカス信号を検出し、回折光12
を受光する光検出器13を用いたプツシユプル法によりト
ラツク信号を検出する。さらに、光磁気デイスク上の光
磁気信号はこれらの検出器15,13の各々の検出出力の差
分をとることにより得る。

このような２重回折格子８を用いるのは、波長変動に
よる分離角の変化が小さいという利点を持つからであ
る。即ち、光磁気デイスク装置においてアクセス時間を
速めるためには光ピツクアツプの小型・軽量化が重要で
あり、このためには、２重回折格子８に代えて高密度回
折格子（１面回折格子）を設ける方式でもよいが、この
方式によると半導体レーザ１からのレーザ光の波長変動
により１次光の回折角が大きくずれてしまう等の欠点が
ある。この点、２重回折格子によれば、このような不都
合が解消される。

また、この種の２重回折格子は、例えば波長多重通信
等の光通信用の合分波素子中でも用いられ得る。第５図
は本出願人により提案されている合分波素子の例を示
す。この合分波素子21は例えば異なる波長λ₁,λ_２の入
力光を射出する入力フアイバ22と分波された各々の波長
λ₁,λ_２の光が入射される出力フアイバ23a,23bとの間
に配置される。この合分波素子21は入力フアイバ22側か
ら順にコリメートレンズ24、２重回折格子25及び集光レ
ンズ26を配置させてなる。この２重回折格子25は基板両
面に２つの回折格子27,28を備えてなる透過型２重回折
格子として構成されている。これらの２重回折格子27,2
8はその回折特性が相対的に異なるように、格子面及び
格子方向が両者で互いに平行であるが、そのピツチは異
なるように形成されている。

このような２重回折格子25によれば、回折効率が大き
いにも拘らず、入力光−出力光間の偏向角Δθが小さく
なる利点がある。これは、従来の１重回折格子では実現
できない機能である。なぜならば、透過型回折格子の場
合、回折効率を大きくするためにはブラツグ領域の回折
とする必要があるが、このようなブラツグ領域条件下で
は回折角が大きいために偏向角も大きくなつてしまうか
らである。しかるに、回折格子27,28を有する２重回折
格子25の場合には、各々１枚では回折角が大きいのでブ
ラツグ領域にあり、回折効率が高く、かつ、２枚組合せ
によりこのような高効率を維持したまま低偏向角化を実
現できるのである。よつて、LED光のような広帯域光で
あつても効率的に分波することができ、広帯域によるス
ポツト径の大幅な拡がりを生じないというメリツトがあ
る。

このように２重回折格子の利用価値は大きいものであ
り、この他、各種方面への応用が期待される。ここに、
この種の２重回折格子は第６図に示す工程により作製さ
れる。まず、第６図（ａ）に示すようにガラス基板31上
にフオトレジスト32を塗布し、その上にマスク33を重
ね、A,Bなる２光束レーザ干渉法によりマスク開口部33a
から干渉パターンをフオトレジスト32上に露光する。こ
れを現像することにより、同図（ｂ）に示すように干渉
パターンに応じた回折格子（グレーテイング）34が形成
される。このようにして形成された回折格子34の形状は
強度的に弱く、触ると崩れ、かといつて、保護膜を塗布
すると、回折効率が低下する。よつて、このように形成
された回折格子34を各々有する２枚のガラス基板31によ
り２重回折格子を作製するためには、同図（ｃ）に示す
ように２枚のガラス基板31の背中同士を接着剤35により
貼り合わせるのが一般的である。或いは、別の基板の表
裏両面に第６図（ｂ）に示すような回折格子34形状を複
製する方式をとることになる。

発明が解決しようとする課題ところが、このように作製された２重回折格子では、
表裏面に存在する回折格子34が非常に脆く、光ピツクア
ツプ等における組付け次に細心の注意を要するばかりで
なく、埃、汚れなどが付着しやすく、かつ、そのクリー
ニング手段がないものである。また、外気の影響を非常
に受けやすいものでもある。更に、この種の２重回折格
子は、前述したように、０次光と１次光との間の波長変
動に対する分離角θの変化Δθが小さという利点を持つ
が、第７図に示すように、両面の回折格子34の間隔（厚
さ）ｔによる１次光のシフト量ΔＳの影響が大きい。よ
つて、従来の作製方法による２重回格子では、その長所
が減じてしまうものである。また、２枚のガラス基板31
を貼り合わせる方式によると、その背中合わせの面で、
第７図中に示すＣ部分のような多重反射が生じ、効率低
下ないしは雑音等の悪影響が生ずる。

課題を解決するための手段各々片面に回折格子を形成した２枚の格子基板を、そ
の回折格子が内面側で離間対向する状態に周囲で固着す
る。

作用エアサンドイツチ的に回折格子が内面側で離間対向す
ることにより、脆い回折格子が外部に露出しない２重回
折格子となり、取扱い・メンテナンスの容易なものとな
る。また、回折格子面が外気の影響を受けず、耐環境性
にも優れる。更には、内面側で対向するので、両回折格
子間の間隔も狭めることができ、波長変動に対する回折
光のシフト量の変化を小さくすることが可能となる。

実施例本発明の第一の実施例を第１図に基づいて説明する。
まず、第６図（ａ）（ｂ）で示したような露光、現像工
程を経て回折格子41,42が各々片面に形成された２枚の
格子基板としてのガラス基板43,44が用意される。45,46
は各々回折格子41,42を形成するためのフオトレジスト
層である。このような２枚のガラス基板43,44を回折格
子41,42面側を内側にし、かつ、周囲にスペーサ47を介
在させて接着剤等により固着する。即ち、両回折格子4
1,42は互いに接触しない状態で離間対向する状態（エア
サンドイツチ構造）とされ、スペーサ47により外気から
遮蔽される。

このような構造の２重回折格子によれば、脆い回折格
子41,42が外部に露出していないので、光ピツクアツプ
光学系等に対する組付け等の取扱いが容易となる。ま
た、埃、汚れ等が付着しても、アルコール等により拭う
ことができる等、メンテナンスも用意となる。更には、
回折格子41,42が外気に触れていないので、耐環境性に
優れた２重回折格子となる。また、スペーサ47の厚みに
よつて、回折格子41,42間の間隔を小さくすることがで
き、波長変動による回折光のシフト量の変化を小さなも
のとし、２重回折格子のメリツトを十分に発揮させるこ
とができる。

第２図は本発明の第二の実施例を示すもので、スペー
サ47に代えて、回折格子41,42周囲のフオトレジスト層4
5,46の厚みを利用して回折格子41,42間が非接触状態と
なるように、ガラス基板43,44間を接着剤等により固着
するようにしたものである。即ち、露光工程に先立ち、
ガラス基板43,44にフオトレジスト層45,46を厚めに塗布
しておき、露光をオーバ気味にすると、第２図に示すよ
うに回折格子41,42面のほうが、マスクを被り露光を受
けない周囲のフオトレジスト層45,46の面より一段低く
なる。よつて、このような周囲のフオトレジスト層45,4
6を直接接着固定しても、回折格子41,42は非接触状態で
対向することになり、スペーサを要しないものとなる。

また、第３図は本発明の第三の実施例を示すもので、
ガラス基板43,44の周囲を厚めの接着剤48により固着す
るようにしたものである。即ち、接着剤48自身の厚みを
スペーサ代わりとするものであり、このような接着剤48
としては例えばエポキシ系のものを用いればよい。

発明の効果本発明は、上述したように各々片面に回折格子を形成
した２枚の格子基板を、その回折格子が内面側で離間対
向する状態に周囲で固着したので、両回折格子がエアサ
ンドイツチ的に内面側で離間対向することとなり、脆い
回折格子が外部に露出せず、取扱い・清掃等のメンテナ
ンスの容易な２重回折格子となり、また、回折格子面が
外気の影響を受けないので、耐環境性に優れたものとな
り、更には、内面側で対向するので、両回折格子間の間
隔も狭めることができ、よって、波長変動に対する回折
光のシフト量の変化を小さくすることが可能となり、２
重回折格子の持つメリツトを十分に発揮させることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す概略断面図、第２
図は本発明の第二の実施例を示す概略断面図、第３図は
本発明の第三の実施例を示す概略断面図、第４図は本出
願人既提案の光磁気ピツクアツプへの適用例を示す光学
系構成図、第５図は本出願人既提案の光合分波素子への
適用例を示す光学系構成図、第６図は従来の２重回折格
子の作製工程を示す概略断面図、第７図はその欠点を示
す概略断面図である。 41,42……回折格子、43,44……格子基板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各々片面に回折格子を形成した２枚の格子
基板を、その回折格子が内面側で離間対向する状態に周
囲で固着してなることを特徴とする２重回折格子。