JP3326333B2 - 位相型回折素子およびそのグレーティングパターン製造方法 - Google Patents
位相型回折素子およびそのグレーティングパターン製造方法Info
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- JP3326333B2 JP3326333B2 JP19827296A JP19827296A JP3326333B2 JP 3326333 B2 JP3326333 B2 JP 3326333B2 JP 19827296 A JP19827296 A JP 19827296A JP 19827296 A JP19827296 A JP 19827296A JP 3326333 B2 JP3326333 B2 JP 3326333B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、グレーティング
型の位相型回折素子、およびそのグレーティングパター
ンの製造方法に関する。
型の位相型回折素子、およびそのグレーティングパター
ンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のグレーティング型の位相型回折素
子は、例えば特開平５−３２３１１０号公報、特開平７
−２２５３０５号公報に開示されているように、平面状
の基板に単一の位相高さを持つ基準パターンを複数形成
してグレーティングパターンを構成し、このグレーティ
ングパターンにより入射光を回折させて複数の光束に分
割するよう構成されている。これらのグレーティングパ
ターンは、一般に、機械刻線法や干渉法により得られた
マスターパターンをマスクとするエッチング法で形成さ
れる。
子は、例えば特開平５−３２３１１０号公報、特開平７
−２２５３０５号公報に開示されているように、平面状
の基板に単一の位相高さを持つ基準パターンを複数形成
してグレーティングパターンを構成し、このグレーティ
ングパターンにより入射光を回折させて複数の光束に分
割するよう構成されている。これらのグレーティングパ
ターンは、一般に、機械刻線法や干渉法により得られた
マスターパターンをマスクとするエッチング法で形成さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の位相型回折素子のように位相差が二段階である
比較的単純なパターン形状は、エッチング法により形成
することができるが、基準パターンの形状がより複雑に
なった場合、例えば、基準パターンの位相差が連続的に
非線形に変化するような場合には、エッチング法により
形成することが困難になる。このため、このような場合
には、機械刻線法によりマスターとなる金型を作成し、
その刻線されたマスターのパターンを成形機により基材
に転写することにより位相型回折素子を作成することと
なる。
た従来の位相型回折素子のように位相差が二段階である
比較的単純なパターン形状は、エッチング法により形成
することができるが、基準パターンの形状がより複雑に
なった場合、例えば、基準パターンの位相差が連続的に
非線形に変化するような場合には、エッチング法により
形成することが困難になる。このため、このような場合
には、機械刻線法によりマスターとなる金型を作成し、
その刻線されたマスターのパターンを成形機により基材
に転写することにより位相型回折素子を作成することと
なる。
【０００４】ただし、機械刻線法により金型を形成する
場合にも、従来のように平面上にグレーティングパター
ンを形成するためには、この平面に平行な面内の直交２
軸方向と、平面に垂直な高さ方向との全部で３次元の方
向に対してバイトと金型とを相対的に駆動制御しなけれ
ばならず、加工に時間がかかる上、３次元の制御で精密
なパターンを刻むためには駆動装置のコストが高くなる
という問題がある。
場合にも、従来のように平面上にグレーティングパター
ンを形成するためには、この平面に平行な面内の直交２
軸方向と、平面に垂直な高さ方向との全部で３次元の方
向に対してバイトと金型とを相対的に駆動制御しなけれ
ばならず、加工に時間がかかる上、３次元の制御で精密
なパターンを刻むためには駆動装置のコストが高くなる
という問題がある。
【０００５】この発明は、上述した従来技術の課題に鑑
みてなされたものであり、基準パターンの形状がより複
雑になった場合にも、比較的短時間で、かつ、安いコス
トで製造可能な位相型回折素子、およびそのグレーティ
ングパターン製造方法を提供することを目的とする。
みてなされたものであり、基準パターンの形状がより複
雑になった場合にも、比較的短時間で、かつ、安いコス
トで製造可能な位相型回折素子、およびそのグレーティ
ングパターン製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、請求項１に記載の位相型回折素子
は、基板上に互いに平行な複数の帯状の基準パターンを
形成してグレーティングパターンを構成し、該グレーテ
ィングパターンにより入射光を回折させて複数の光束に
分割する位相型回折素子において、前記グレーティング
パターンが、前記基準パターンを基板上に等ピッチで並
列することにより構成され、前記基準パターンは、前記
ピッチ内で与える位相差が連続的に非線形に変化するよ
う形成されており、前記基板は、前記グレーティングパ
ターンが形成される面がシリンドリカル面とされ、前記
複数の基準パターンは、シリンドリカル面の円周方向に
沿って形成されている。
目的を達成するため、請求項１に記載の位相型回折素子
は、基板上に互いに平行な複数の帯状の基準パターンを
形成してグレーティングパターンを構成し、該グレーテ
ィングパターンにより入射光を回折させて複数の光束に
分割する位相型回折素子において、前記グレーティング
パターンが、前記基準パターンを基板上に等ピッチで並
列することにより構成され、前記基準パターンは、前記
ピッチ内で与える位相差が連続的に非線形に変化するよ
う形成されており、前記基板は、前記グレーティングパ
ターンが形成される面がシリンドリカル面とされ、前記
複数の基準パターンは、シリンドリカル面の円周方向に
沿って形成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる位相型回
折素子の実施形態を説明する。図１は実施形態の位相型
回折素子の素子全体を示す斜視図、図２は基準位相パタ
ーンの形状を示す拡大図である。
折素子の実施形態を説明する。図１は実施形態の位相型
回折素子の素子全体を示す斜視図、図２は基準位相パタ
ーンの形状を示す拡大図である。
【０００８】実施形態の位相型回折素子１０は、入射光
を回折させて複数の光束に分割する透過型のグレーティ
ング型位相型回折素子であり、図１に示されるように、
破線で示される円Ｃ1，Ｃ2を断面とする円柱に沿って形
成された凹状の第１のシリンドリカル面１１と、凸状の
第２のシリンドリカル面１３とを有する。第１、第２の
シリンドリカル面１１、１３は同一の曲率と方向性とを
持ち、したがって、位相型回折素子１０は全体として屈
折力を持たないメニスカス形状の素子として形成されて
いる。
を回折させて複数の光束に分割する透過型のグレーティ
ング型位相型回折素子であり、図１に示されるように、
破線で示される円Ｃ1，Ｃ2を断面とする円柱に沿って形
成された凹状の第１のシリンドリカル面１１と、凸状の
第２のシリンドリカル面１３とを有する。第１、第２の
シリンドリカル面１１、１３は同一の曲率と方向性とを
持ち、したがって、位相型回折素子１０は全体として屈
折力を持たないメニスカス形状の素子として形成されて
いる。
【０００９】第１のシリンドリカル面１１には、それぞ
れ円周方向に沿って延びる複数の基準位相パターンが形
成されており、これらの基準位相パターンが母線方向に
沿って並列することによりグレーティングパターン１２
が形成されている。使用時には、光を第１のシリンドリ
カル面１１側からグレーティングパターン１２に入射さ
せ、回折光は素子を透過して第２のシリンドリカル面１
３から射出する。
れ円周方向に沿って延びる複数の基準位相パターンが形
成されており、これらの基準位相パターンが母線方向に
沿って並列することによりグレーティングパターン１２
が形成されている。使用時には、光を第１のシリンドリ
カル面１１側からグレーティングパターン１２に入射さ
せ、回折光は素子を透過して第２のシリンドリカル面１
３から射出する。
【００１０】この発明の位相型回折素子のグレーティン
グパターン１２は、図２に拡大して示されるように、ｘ
方向に延びる帯状の基準位相パターンＰ1，Ｐ2，...が
基板Ｂ上に等ピッチでｙ方向に多数並列して形成され
る。基板Ｂは、基準パターンＰも含めて透明な樹脂材
料、またはガラス材料で形成されている。
グパターン１２は、図２に拡大して示されるように、ｘ
方向に延びる帯状の基準位相パターンＰ1，Ｐ2，...が
基板Ｂ上に等ピッチでｙ方向に多数並列して形成され
る。基板Ｂは、基準パターンＰも含めて透明な樹脂材
料、またはガラス材料で形成されている。
【００１１】それぞれの基準位相パターンＰ1，Ｐ
2，...は、ｙ方向においてそのピッチ内で与える位相差
が連続的に非線形に変化するよう、すなわち、二値では
なく多値の値を持つよう、しかも、このピッチ内の何れ
の位置を中心にしても与える位相差が非対称となるよう
形成されている。また、隣接する基準位相パターンの間
では、すなわちパターンＰ1とＰ2との間、パターンＰ2
とＰ3との間では、ΔＰの位相ギャップが形成され、こ
の位相ギャップΔＰは、０．８π＜｜ΔＰ｜＜１．２π
の条件を満たすよう設定されている。
2，...は、ｙ方向においてそのピッチ内で与える位相差
が連続的に非線形に変化するよう、すなわち、二値では
なく多値の値を持つよう、しかも、このピッチ内の何れ
の位置を中心にしても与える位相差が非対称となるよう
形成されている。また、隣接する基準位相パターンの間
では、すなわちパターンＰ1とＰ2との間、パターンＰ2
とＰ3との間では、ΔＰの位相ギャップが形成され、こ
の位相ギャップΔＰは、０．８π＜｜ΔＰ｜＜１．２π
の条件を満たすよう設定されている。
【００１２】基準位相パターンのサイズは、例えば、
０．０１２５ラジアンおきに８本の回折光に分割する場
合、使用波長を４８８ｎｍとすると、ｙ方向のピッチは
約４０μm、段差は基板の屈折率を１．５として高低の
ピーク間で約１μmとなる。なお、図１に示される基準
位相パターンの形状は、後述する実施例の基準位相パタ
ーンを利用して形成されている。
０．０１２５ラジアンおきに８本の回折光に分割する場
合、使用波長を４８８ｎｍとすると、ｙ方向のピッチは
約４０μm、段差は基板の屈折率を１．５として高低の
ピーク間で約１μmとなる。なお、図１に示される基準
位相パターンの形状は、後述する実施例の基準位相パタ
ーンを利用して形成されている。
【００１３】上記のような構成によると、偶数本の回折
光を効率よく発生させることができる。一般に回折格子
を用いると、回折光は０次回折光(透過光)を中心にプラ
スマイナスの回折光が対称的に現れて全体として奇数本
の回折光が得られる。発明の位相型回折素子では、基準
パターンの位相分布を非対称にすることにより、上記の
奇数本の回折光の対称性を崩し、偶数本の回折光の発生
を可能としている。また、多値の位相分布を与えること
により、回折効率を高め、入射光のエネルギーを有効に
利用することを可能としている。
光を効率よく発生させることができる。一般に回折格子
を用いると、回折光は０次回折光(透過光)を中心にプラ
スマイナスの回折光が対称的に現れて全体として奇数本
の回折光が得られる。発明の位相型回折素子では、基準
パターンの位相分布を非対称にすることにより、上記の
奇数本の回折光の対称性を崩し、偶数本の回折光の発生
を可能としている。また、多値の位相分布を与えること
により、回折効率を高め、入射光のエネルギーを有効に
利用することを可能としている。
【００１４】図３は、実施形態の位相型回折素子１０を
製造するための金型３０を加工している状態を示す斜視
図である。実施形態のように位相差が連続的に非線形に
変化するような複雑な位相パターンを持つ回折格子は、
前述のようにエッチング法では正確に刻むことができな
い。また、機械刻線法によりマスターを形成する場合に
も、平面上に位相パターンを形成するためには、時間、
コストがかかる。
製造するための金型３０を加工している状態を示す斜視
図である。実施形態のように位相差が連続的に非線形に
変化するような複雑な位相パターンを持つ回折格子は、
前述のようにエッチング法では正確に刻むことができな
い。また、機械刻線法によりマスターを形成する場合に
も、平面上に位相パターンを形成するためには、時間、
コストがかかる。
【００１５】実施形態のグレーティングパターン１２
は、図２に示されるように、その高さがｙ方向に沿って
のみ変化し、ｘ方向については同一であるため、図１に
示されるようにｘ方向を円周方向とするシリンドリカル
面上にグレーティングパターン１２を形成する構成とす
れば、マスターとなる金型を旋盤を用いて加工すること
ができる。この結果、金型とバイトとの位置関係を二次
元で制御すれば足りることとなり、比較的短時間、低コ
ストで金型を加工することが可能となる。
は、図２に示されるように、その高さがｙ方向に沿って
のみ変化し、ｘ方向については同一であるため、図１に
示されるようにｘ方向を円周方向とするシリンドリカル
面上にグレーティングパターン１２を形成する構成とす
れば、マスターとなる金型を旋盤を用いて加工すること
ができる。この結果、金型とバイトとの位置関係を二次
元で制御すれば足りることとなり、比較的短時間、低コ
ストで金型を加工することが可能となる。
【００１６】図３に示されるように、ｙ方向に移動可能
な旋盤２０の回転軸２１に円柱状の金型３０を取り付
け、ｙ方向に直交するｚ方向に移動可能なスライドテー
ブル２２にバイト２３を固定する。金型３０をＲｘ方向
に回転させつつ旋盤２０をｙ方向に微少量づつ送り、目
的とする位相パターンの形状に合わせてバイト２３と金
型３０との距離が変化するようスライドテーブル２２を
ｚ方向に移動制御する。このような制御により、金型３
０の表面には、位相パターンの反転形状となる位相パタ
ーンのマスターが円周方向Ｒｘに沿った帯状に刻線され
る。すなわち、Ｒｘ方向については、何れの位置でも位
相パターンの高さは同一であるため位置の制御は不要で
ある。
な旋盤２０の回転軸２１に円柱状の金型３０を取り付
け、ｙ方向に直交するｚ方向に移動可能なスライドテー
ブル２２にバイト２３を固定する。金型３０をＲｘ方向
に回転させつつ旋盤２０をｙ方向に微少量づつ送り、目
的とする位相パターンの形状に合わせてバイト２３と金
型３０との距離が変化するようスライドテーブル２２を
ｚ方向に移動制御する。このような制御により、金型３
０の表面には、位相パターンの反転形状となる位相パタ
ーンのマスターが円周方向Ｒｘに沿った帯状に刻線され
る。すなわち、Ｒｘ方向については、何れの位置でも位
相パターンの高さは同一であるため位置の制御は不要で
ある。
【００１７】この方法によれば、バイトと金型との相対
的な位置を回転軸方向ｙと回転軸に近接、離反するｚ方
向の二次元方向に制御するのみで金型を加工することが
でき、比較的簡単な制御で実施形態のように基準位相パ
ターンが多値、非線形の複雑な位相差を持つグレーティ
ングパターンのマスターを形成することができる。な
お、ここで示した例では、ｙ方向のベース形状は直線に
なっているが、この方向のベース形状に曲率を持たせて
も同等の効果が得られる。
的な位置を回転軸方向ｙと回転軸に近接、離反するｚ方
向の二次元方向に制御するのみで金型を加工することが
でき、比較的簡単な制御で実施形態のように基準位相パ
ターンが多値、非線形の複雑な位相差を持つグレーティ
ングパターンのマスターを形成することができる。な
お、ここで示した例では、ｙ方向のベース形状は直線に
なっているが、この方向のベース形状に曲率を持たせて
も同等の効果が得られる。
【００１８】位相型回折素子１０は、グレーティングパ
ターンのマスターが形成された金型３０を成形機にセッ
トしてＰＭＭＡ等の光学樹脂を基材として成形すること
により、金型のグレーティングパターンのマスターが光
学樹脂に転写され、所定の位相パターンを有するグレー
ティング型の位相型回折素子を形成することができる。
ターンのマスターが形成された金型３０を成形機にセッ
トしてＰＭＭＡ等の光学樹脂を基材として成形すること
により、金型のグレーティングパターンのマスターが光
学樹脂に転写され、所定の位相パターンを有するグレー
ティング型の位相型回折素子を形成することができる。
【００１９】
【実施例】次に、上記の実施形態に基づく具体的な実施
例である位相型回折素子の構成例を説明する。実施例は
入射光を８つの回折光に分割する素子の例である。
例である位相型回折素子の構成例を説明する。実施例は
入射光を８つの回折光に分割する素子の例である。
【００２０】実施例の基準位相パターンは、光束を所定
の本数(８本)に分割するときに、(1)分割された各光束
の強度が同一になるようにすること、(2)目的とする分
割数以外の位置に余分な光が出ないようにすること、と
いう２つの条件を満たすよう最適化することにより求め
られた形状である。
の本数(８本)に分割するときに、(1)分割された各光束
の強度が同一になるようにすること、(2)目的とする分
割数以外の位置に余分な光が出ないようにすること、と
いう２つの条件を満たすよう最適化することにより求め
られた形状である。
【００２１】表１は、実施例の位相型回折素子に用いら
れる基準位相パターンの形状を示す。この表では、基準
位相パターンの１ピッチを図２のｙ方向、すなわち位相
パターンの並列方向に沿って０〜６３の６４の座標に等
分割し、各座標での相対的な形状を光の位相差として示
しており、その単位はラジアンである。実形状は、座標
０の点からのｚ方向の距離として表される場合、空気中
での使用を前提とすると、使用波長をλ、素子の屈折率
をｎとして、位相×λｎ/(２π(ｎ−１))により求めら
れる。
れる基準位相パターンの形状を示す。この表では、基準
位相パターンの１ピッチを図２のｙ方向、すなわち位相
パターンの並列方向に沿って０〜６３の６４の座標に等
分割し、各座標での相対的な形状を光の位相差として示
しており、その単位はラジアンである。実形状は、座標
０の点からのｚ方向の距離として表される場合、空気中
での使用を前提とすると、使用波長をλ、素子の屈折率
をｎとして、位相×λｎ/(２π(ｎ−１))により求めら
れる。
【００２２】図４は、表１に示される実施例の位相型回
折素子の基準位相パターンの形状を示すグラフであり、
縦軸が位相差、横軸が座標である。実施例では、隣接す
る基準位相パターン間の位相ギャップΔＰは0.99πであ
る。位相ギャップは、座標０の位相と座標６３の位相と
の差として求められる。なお、図４では位相が連続的に
変化するように示されているが、金型は旋盤によりＮＣ
加工されるため、グレーティングパターンは微視的には
バイト形状の連続により形成される。
折素子の基準位相パターンの形状を示すグラフであり、
縦軸が位相差、横軸が座標である。実施例では、隣接す
る基準位相パターン間の位相ギャップΔＰは0.99πであ
る。位相ギャップは、座標０の位相と座標６３の位相と
の差として求められる。なお、図４では位相が連続的に
変化するように示されているが、金型は旋盤によりＮＣ
加工されるため、グレーティングパターンは微視的には
バイト形状の連続により形成される。
【００２３】
【表１】 座標 位相 座標 位相 座標 位相 0 0.00000 22 5.53800 44 5.95500 1 0.04000 23 5.69800 45 5.74500 2 0.08700 24 5.81200 46 5.57400 3 0.16700 25 5.87200 47 5.43400 4 0.24600 26 5.88400 48 5.33000 5 0.35600 27 5.85400 49 5.23000 6 0.45900 28 5.78500 50 5.11400 7 0.63900 29 5.70500 51 4.94400 8 0.88800 30 5.63700 52 4.63400 9 1.31800 31 5.63700 53 4.11400 10 1.99700 32 5.67800 54 3.52200 11 2.65700 33 5.79800 55 3.20200 12 3.03300 34 5.95300 56 3.03800 13 3.30300 35 6.12300 57 2.95800 14 3.52200 36 6.28800 58 2.94800 15 3.71200 37 6.41800 59 2.95800 16 3.91200 38 6.51300 60 2.96900 17 4.15200 39 6.55300 61 2.98900 18 4.41000 40 6.53000 62 3.03300 19 4.73000 41 6.47000 63 3.09800 20 5.03600 42 6.35300 21 5.32600 43 6.16300
【００２４】以下の表２は、上述の実施例の位相型回折
素子の光束分割性能を示す数値であり、入射光の強度を
１として、分割された各光束の光量を次数毎に示してい
る。実施例の回折効率は、94.89%である。回折効率は、
各実施例が目的とする分割数の回折光、すなわち、−３
次〜＋４次の８つの回折光の強度の合計が、入射光束の
強度１に占める割合を示す。なお、表２に示される実施
例の回折光の強度分布は、図５のグラフに示されてい
る。グラフの横軸は回折光の次数、縦軸は入射光の強度
を１としたときの各次数の回折光の強度を示す。
素子の光束分割性能を示す数値であり、入射光の強度を
１として、分割された各光束の光量を次数毎に示してい
る。実施例の回折効率は、94.89%である。回折効率は、
各実施例が目的とする分割数の回折光、すなわち、−３
次〜＋４次の８つの回折光の強度の合計が、入射光束の
強度１に占める割合を示す。なお、表２に示される実施
例の回折光の強度分布は、図５のグラフに示されてい
る。グラフの横軸は回折光の次数、縦軸は入射光の強度
を１としたときの各次数の回折光の強度を示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】入射光束を８本に分割する場合、入射光の
強度を１としたときの各回折光の強度の理想値は０．１
２５である。−３次〜４次の各次数の強度の理想値に対
する割合は、それぞれ、95%、94%、96%、95%、95%、96
%、94%、95%となり、最大値と最小値との差は２ポイン
トであり、各回折光に入射光のエネルギーがほぼ均等に
振り分けられていることが理解できる。
強度を１としたときの各回折光の強度の理想値は０．１
２５である。−３次〜４次の各次数の強度の理想値に対
する割合は、それぞれ、95%、94%、96%、95%、95%、96
%、94%、95%となり、最大値と最小値との差は２ポイン
トであり、各回折光に入射光のエネルギーがほぼ均等に
振り分けられていることが理解できる。
【００２７】なお、上記の性能は、基準位相パターンが
設計値通りに形成された場合の性能であり、パターンに
誤差がある場合には、性能は劣化する。回折効率のバラ
ツキを約１０％以下に抑えようとした場合、許容される
位相誤差は２％程度となる。例えば、段差が１μmの場
合には、０．０２μmの精度で基準位相パターンを形成
する必要がある。
設計値通りに形成された場合の性能であり、パターンに
誤差がある場合には、性能は劣化する。回折効率のバラ
ツキを約１０％以下に抑えようとした場合、許容される
位相誤差は２％程度となる。例えば、段差が１μmの場
合には、０．０２μmの精度で基準位相パターンを形成
する必要がある。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、グレーティングパターンをシリンドリカル面のよう
な曲面上に形成することにより、このパターンを形成す
るための金型を旋盤を用いて容易に加工でき、金型を製
造する装置のコストを抑え、製造にかかる時間を短縮す
ることができる。
ば、グレーティングパターンをシリンドリカル面のよう
な曲面上に形成することにより、このパターンを形成す
るための金型を旋盤を用いて容易に加工でき、金型を製
造する装置のコストを抑え、製造にかかる時間を短縮す
ることができる。
【図１】 実施形態の位相型回折素子の全体構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 実施形態の位相型回折素子の位相パターンを
拡大して示す拡大斜視図である。
拡大して示す拡大斜視図である。
【図３】 実施形態の位相型回折素子を作成する方法を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】 実施例の８分割型の位相型回折素子の基準位
相パターンの構成を示すグラフである。
相パターンの構成を示すグラフである。
【図５】 実施例の８分割型の位相型回折素子の回折光
の強度分布を示すグラフである。
の強度分布を示すグラフである。
Ｐ1，Ｐ2，... 基準位相パターン Ｂ 基板 １０ 位相型回折素子 １１，１３ シリンドリカル面 １２ グレーティングパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−225305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−49824（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/18
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に互いに平行な複数の帯状の基準
パターンを形成してグレーティングパターンを構成し、
該グレーティングパターンにより入射光を回折させて複
数の光束に分割する位相型回折素子において、 前記グレーティングパターンは、前記基準パターンを基
板上に等ピッチで並列することにより構成され、前記基
準パターンは、前記ピッチ内で与える位相差が連続的に
非線形に変化するよう形成されており、 前記基板は、前記グレーティングパターンが形成される
面がシリンドリカル面とされ、前記複数の基準パターン
は、シリンドリカル面の円周方向に沿って形成されてい
ることを特徴とする位相型回折素子。 - 【請求項２】 前記入射光を透過させて複数の光束に分
割し、前記光が透過する一方の面が前記グレーティング
パターンが形成されるシリンドリカル面であり、他方の
面が前記第１のシリンドリカル面とほぼ同一の曲率及び
方向性を持つ第２のシリンドリカル面であり、全体とし
て屈折力を持たないメニスカス形状に形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の位相型回折素子。 - 【請求項３】 前記基準パターンは、前記ピッチ内の何
れの位置を中心にしても与える位相差が非対称となるよ
う形成され、隣接する前記基準位相パターンの間でΔＰ
の位相ギャップを有し、該位相ギャップΔＰが、０．８
π＜｜ΔＰ｜＜１．２πの条件を満たすことを特徴とす
る請求項１に記載の位相型回折素子。 - 【請求項４】 光の進行方向と直交する所定の基準方向
に一次元的な回折効果を有する位相型回折素子であっ
て、前記基準方向と平行な回転軸を有する曲面上に、複
数の基準パターンからなるグレーティングパターンを備
え、前期複数の基準パターンは、前記回転軸を中心とし
た回転の軌跡として前記曲面上に所定のピッチで形成さ
れ、各基準パターンは、各ピッチ内で与える位相差が連
続的に非線形に変化するよう形成されていることを特徴
とする位相型回折素子。 - 【請求項５】 円筒面上に、該円筒面上で母線と直交す
る方向に延びる帯状のグレーティングパターンを有し、
前記グレーティングパターンは、複数の基準パターンを
基板上に等ピッチで並列することにより構成され、前記
基準パターンは、前記ピッチ内で与える位相差が連続的
に非線形に変化することを特徴とする位相型回折素子。 - 【請求項６】 前記グレーティングパターンは、入射光
を所望の数の回折光に分割するよう構成されていること
を特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載
の位相型回折素子。 - 【請求項７】 シリンドリカル面を有する金型を前記シ
リンドリカル面の中心軸回りに回転させ、前記シリンド
リカル面に対向するバイトを前記金型の表面に接触さ
せ、前記バイトを、前記中心軸に対する距離を制御しつ
つ前記回転軸と平行な方向に移動させることにより、前
記金型に、円周方向に平行に所定ピッチで形成され、各
ピッチ内で与える位相差が連続的かつ非線形に変化する
複数の基準パターンから成るグレーティングパターンの
マスターを切削加工により形成し、前記マスターのパタ
ーンを基材に転写することを特徴とする位相型回折素子
のグレーティングパターン製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19827296A JP3326333B2 (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 位相型回折素子およびそのグレーティングパターン製造方法 |
| US08/890,429 US6021000A (en) | 1996-07-09 | 1997-07-09 | Beam splitting diffractive optical element |
| US09/400,478 US6212010B1 (en) | 1996-07-09 | 1999-09-21 | Diffractive optical element including a diffractive grating pattern |
| US09/670,793 US6388811B1 (en) | 1996-07-09 | 2000-09-28 | Diffractive optical element including a diffractive grating pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19827296A JP3326333B2 (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 位相型回折素子およびそのグレーティングパターン製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026706A JPH1026706A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3326333B2 true JP3326333B2 (ja) | 2002-09-24 |
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ID=16388379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19827296A Expired - Fee Related JP3326333B2 (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 位相型回折素子およびそのグレーティングパターン製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3326333B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4106478B2 (ja) | 1998-03-06 | 2008-06-25 | 株式会社オーク製作所 | 多ビーム走査型露光装置 |
| JPH11258413A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Asahi Optical Co Ltd | 光束分割素子 |
-
1996
- 1996-07-09 JP JP19827296A patent/JP3326333B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1026706A (ja) | 1998-01-27 |
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