JP3119476B2 - ホログラム作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は二光束干渉法を利用したホログラム作成装置
に関するものである。

従来の技術 現在、基板上に光導波路を形成した光集積回路が考え
られ、この光集積回路の素子としてグレーティングが考
えられている。このグレーティングとは、光導波路上に
設ける周期構造のことで、ホログラムなどを利用して製
作することが考えられている。そして、このようなグレ
ーティングとして機能するホログラムを作成する方法と
しては、二つのコヒーレント光を感光材料に照射して干
渉縞を形成する二光束干渉法が存している。そこで、こ
の二光束干渉法を利用したホログラム作成装置の従来例
を第２図に基づいて説明する。このホログラム作成装置
１では、ArレーザやHe−Cdレーザ或は半導体レーザなど
からなるレーザ光源２の光軸上にシャッタ３を介して反
射ミラー４が配置され、この反射ミラー４の反射光軸上
に可変アッテネータ５とビームスプリッタ６とが配置さ
れている。そして、このビームスプリッタ６の反射光と
透過光との光軸上には光路形成部材である反射ミラー7,
8が配置され、これら反射ミラー7,8の反射光軸上には各
々ビーム拡大レンズ９と空間フィルタ10及びコリメータ
レンズ11が順次配置されている。そして、前記ビームス
プリッタ６に分離されて各光学部品７〜11を経た二光束
は、回転ステージ12上に保持された一個の感光材料であ
る試料基板13に共通に入射するようになっている。

なお、このホログラム作成装置１では前記部材２〜11
は一個の除振光学ベンチ14の上に設置され、前記ビーム
スプリッタ６により分離されて前記試料基板13に至る二
光束は光路長が同一になるように設定されている。

このような構成において、このホログラム作成装置１
では、レーザ光源２から出射されたコヒーレント光はビ
ームスプリッタ６で二方向に分離されて各光学部品７〜
11により成形されて試料基板13に入射する。この時、二
方向から入射する光により、試料基板13の表面に一定周
期の干渉縞が露光形成される。そこで、この試料基板13
を現像することで所望の周期構造を有するホログラムが
製作され、光集積回路のグレーティングなどを得ること
ができる。

発明が解決しようとする課題 上述のようなホログラム作成装置１は、一定周期の干
渉縞を備えたホログラムを作成することができ、光集積
回路の実用化等に寄与することができる。ここで、上述
のようなホログラム作成装置１では、形成される干渉縞
のコントラストを明瞭にするために二光束の光路長を同
一にしているが、この可干渉距離はレーザ光源２の種類
により異なっている。この可干渉距離は、Arレーザで数
ｍ、He−Cdレーザでは数cm、半導体レーザでは数mm程度
であり、レーザ光源２として半導体レーザを使用した場
合などは、各部品２〜12の設置精度を極めて高くする必
要が生じる。

そこで、光路長が異なる二光束からコントラストの高
い干渉縞を得る方法としては、試料基板13の表面上に結
像した干渉縞をモニタしてコントラストが高い部分を判
別し、この部分をホログラム素子として使用することが
考えられる。だが、これではビーム面内における最大光
量点と二光束の等長点とが一致しない可能性が高く、干
渉縞を良好に形成することが困難である。

課題を解決するための手段 レーザ光源の光軸上に入射光を反射光と透過光とに分
離するビームスプリッタを配置し、このビームスプリッ
タの反射光軸上に前記ビームスプリッタへの入射光軸と
平行に入射光を曲折する光学部材を配置し、前記光学部
材と前記ビームスプリッタとをこのビームスプリッタへ
の入射光軸の方向に一体的に移動自在に設け、前記光学
部材の出射光と前記ビームスプリッタの透過光とをそれ
ぞれ曲折して両光を同一の感光材料に入射させる複数の
光路形成部材を設けた。

作用 ビームスプリッタと光学部材とを一体的に光軸方向に
移動させることにより、二光束の光路長を一致させるこ
とができ、さらに、光路形成部材のいずれか一方を光軸
方向に移動させることにより、ビームスプリッタで分割
形成された反射光と透過光との二光束の感光材料に対す
る最大光量点を一致させることができる。

実施例 本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。なお、
前述のホログラム作成装置１と同一の部分は同一の名称
及び符号を用いて説明も省略する。本実施例のホログラ
ム作成装置15では、ビームスプリッタ６の反射光軸上に
配置された光学部材である反射ミラー16の反射光軸上に
光路形成部材である反射ミラー17が配置されて試料基板
13に至る光路が形成されている。また、ビームスプリッ
タ６の透過光の光軸上には光路形成部材である反射ミラ
ー８が配置されて試料基板13に至る光路が形成されてい
る。なお、このホログラム作成装置15では、アッテネー
タ５はシャッタ３から反射ミラー４に至る光路上に配置
され、ビーム成形用の各光学部品９〜11は反射ミラー４
からビームスプリッタ６に至る光路上に配置されてい
る。また、前記反射ミラー16の角度は、その反射光軸が
ビームスプリッタ６への入射光軸と平行になるよう設定
されている。

このような構成において、このホログラム作成装置15
は前述のホログラム作成装置１と同様にして試料基板13
上に干渉縞を露光形成する。

そして、このホログラム作成装置15では、ビームスプ
リッタ６により分割形成された二光束の光路長が異なっ
たりビーム面の最大光量点がずれている場合、最初に反
射ミラー8,17のいずれか一個を平行移動させて最大光量
点を一致させ、つぎに、反射ミラー16とビームスプリッ
タ６とを一体的に反射ミラー16の反射光軸方向に移動さ
せて二光束の光路長を一致させる。

つまり、このホログラム作成装置15では、ビームスプ
リッタ６への入射光軸と反射ミラー16との反射光軸とが
平行なので、この光軸方向に光学部品6,16を一体的に移
動させても試料基板13上に結像された最大光量点が移動
することがない。そこで、予め各光学部品等を調節して
最大光量点を一致させた後にビームスプリッタ６への入
射光軸と反射ミラー16とを移動させて光路長を変更する
ことで、試料基板13上にコントラストが高い干渉縞を露
光形成することができる。

発明の効果 本発明は上述のように、レーザ光源の光軸上に入射光
を反射光と透過光とに分離するビームスプリッタを配置
し、このビームスプリッタの反射光軸上に前記ビームス
プリッタへの入射光軸と平行に入射光を曲折する光学部
材を配置し、前記光学部材と前記ビームスプリッタとを
このビームスプリッタへの入射光軸の方向に一体的に移
動自在に設け、前記光学部材の出射光と前記ビームスプ
リッタの透過光とをそれぞれ曲折して両光を同一の感光
材料に入射させる複数の光路形成部材を設けたので、二
光束の光路長を一致させることができ、また、複数の光
路形成部材を単独でそれぞれの光軸方向に移動自在に設
けたので、光路形成部材のいずれか一方を光軸方向に移
動させることにより、ビームスプリッタで分割形成され
た反射光と透過光との二光束の感光材料に対する最大光
量点を一致させることができ、これにより、コントラス
トの高い干渉縞を感光材料上に露光形成することがで
き、精度が高い光集積回路のグレーティングなどを得る
ことも可能であり、しかも、最大光量点と光路長との調
節が容易なので、レーザ光源として可干渉距離が短い半
導体レーザ等を使用しても装置の製作精度を極度に高め
ることを要しないため、装置の生産性も良好である等の
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図は従来例
を示す平面図である。 ２……レーザ光源、8,17……光路形成部材、15……ホロ
グラム作成装置、16……光学部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源の光軸上に入射光を反射光と透
   過光とに分離するビームスプリッタを配置し、このビー
   ムスプリッタの反射光軸上に前記ビームスプリッタへの
   入射光軸と平行に入射光を曲折する光学部材を配置し、
   前記光学部材と前記ビームスプリッタとをこのビームス
   プリッタへの入射光軸の方向に一体的に移動自在に設
   け、前記光学部材の出射光と前記ビームスプリッタの透
   過光とをそれぞれ曲折して両光を同一の感光材料に入射
   させる複数の光路形成部材を設けたことを特徴とするホ
   ログラム作成装置。