JP3397625B2 - Diffraction grating - Google Patents
Diffraction gratingInfo
- Publication number
- JP3397625B2 JP3397625B2 JP08011997A JP8011997A JP3397625B2 JP 3397625 B2 JP3397625 B2 JP 3397625B2 JP 08011997 A JP08011997 A JP 08011997A JP 8011997 A JP8011997 A JP 8011997A JP 3397625 B2 JP3397625 B2 JP 3397625B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- light
- transparent substrate
- transmittance
- grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の一つで
ある回折格子に関するものである。さらに詳しくは、回
折格子において格子膜の有る領域と無い領域を透過する
光量を均一化するための技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffraction grating which is one of optical elements. More specifically, the present invention relates to a technique for equalizing the amount of light transmitted through a region with and without a grating film in a diffraction grating.
【０００２】[0002]
【従来の技術】基板の表面に光学膜を形成した後、それ
をエッチングして得た回折格子では、図８に示すよう
に、ガラス基板等の透明基板２の表面２１に格子膜３が
格子状に形成された構造になっている。従って、回折格
子１では、その表面に格子膜３と透明基板２とが交互に
露出している状態にある。2. Description of the Related Art In a diffraction grating obtained by forming an optical film on the surface of a substrate and then etching it, a grating film 3 is formed on a surface 21 of a transparent substrate 2 such as a glass substrate as shown in FIG. It has a structure that is formed into a shape. Therefore, in the diffraction grating 1, the grating film 3 and the transparent substrate 2 are alternately exposed on the surface thereof.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ここで、透明基板２と
格子膜３とはその屈折率が異なっているため、透明基板
２の露出部分を透過する光Ｐ１の透過率と、透明基板２
および格子膜３を透過する光Ｐ２の透過率とが相違す
る。従って、従来の回折格子では、いずれの光路を通っ
てきた光（回折光）を基準にして各光学部品の設計を行
っても、他方の光路を通ってきた光には適正な設計とい
えない。このようなずれは、単なる反射防止膜を形成し
ても解消できない性質のものである。Here, since the transparent substrate 2 and the lattice film 3 have different refractive indexes, the transmittance of the light P1 transmitted through the exposed portion of the transparent substrate 2 and the transparent substrate 2 are different from each other.
And the transmittance of the light P2 transmitted through the lattice film 3 is different. Therefore, in the conventional diffraction grating, even if each optical component is designed based on the light (diffracted light) that has passed through which optical path, it cannot be said that it is an appropriate design for the light that has passed through the other optical path. . Such a shift cannot be eliminated even by simply forming an antireflection film.
【０００４】そこで、本発明の課題は、いずれの領域を
透過しても同等の透過率を得ることのできる回折格子を
実現することにある。Therefore, an object of the present invention is to realize a diffraction grating capable of obtaining the same transmittance regardless of which region is transmitted.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、特定波長の光に対して透明な透明基板
の表面に、前記光に対して透明な格子膜および前記透明
基板の露出部分が交互に形成された回折格子において、
前記格子膜および前記露出部分に対応する領域には、前
記透明基板の裏面から入射して当該透明基板の露出部分
を透過する前記光の透過率と、前記透明基板の裏面から
入射して前記格子膜の形成領域を透過する前記光の透過
率とを同等とするような光学的膜厚を有する透過率調整
膜が形成されていることを特徴とする。In order to solve the above problems, according to the present invention, a grating film transparent to the light and the transparent substrate are exposed on the surface of the transparent substrate transparent to the light of a specific wavelength. In the diffraction grating in which the parts are formed alternately,
In a region corresponding to the grid layer and the exposed portion of the previous
The exposed portion of the transparent substrate that is incident from the back surface of the transparent substrate
From the back surface of the transparent substrate and the transmittance of the light that passes through
It is characterized in that a transmittance adjusting film having an optical film thickness that makes the transmittance of the light incident and transmitted through the formation region of the lattice film equal is formed.
【０００６】本願明細書における光学的膜厚ｎｄとは、
屈折率ｎと幾何学的膜厚ｄとの積のことをいう。The optical film thickness nd in the present specification means
The product of the refractive index n and the geometric film thickness d.
【０００７】本発明では、透過率調整膜によって、これ
まで単なる反射防止膜では解消し得なかった光透過率の
均一化を実現できるので、回折光の強度が所望の値から
ずれてしまうことを防止できる。In the present invention, the transmittance adjusting film can realize uniform light transmittance which cannot be solved by a simple antireflection film, so that the intensity of the diffracted light deviates from a desired value. It can be prevented.
【０００８】本発明において、前記透過率調整膜は、前
記透明基板の表面側で前記格子膜および前記透明基板の
露出部分を覆うように形成されていることが好ましい。In the present invention, it is preferable that the transmittance adjusting film is formed on the surface side of the transparent substrate so as to cover the lattice film and the exposed portion of the transparent substrate.
【０００９】このような透過率調整膜は、たとえば以下
の光学的条件を満たすことによって実現できる。すなわ
ち、前記格子膜と前記透過率調整膜とは、屈折率ｎ1 が
同一で、かつ、前記格子膜の光学的膜厚、前記透過率調
整膜の光学的膜厚、および入射してくる光の波長をそれ
ぞれｎ1 ｄ1 、ｎ1 ｄ2 、およびλとしたときに、ｎ1
ｄ1 、ｎ1 ｄ2 、およびλは、下式
ｎ1 ｄ2 ＝（λ−２・ｎ1 ｄ1 ）／４
を満たすように構成する。Such a transmittance adjusting film can be realized, for example, by satisfying the following optical conditions. That is, the grating film and the transmittance adjusting film have the same refractive index n 1 and the optical film thickness of the grating film, the optical film thickness of the transmittance adjusting film, and the incident light. Where n 1 d 1 , n 1 d 2 and λ are wavelengths of n 1
The d 1 , n 1 d 2 , and λ are configured so as to satisfy the following expression n 1 d 2 = (λ−2 · n 1 d 1 ) / 4.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１１】［回折格子の基本構造］図１は、本例の回
折格子の断面図である。本例の回折格子１は透過型の回
折格子であり、透明基板２を有している。この表面２０
１には等間隔でストライプ状に格子膜３が形成され、こ
の格子膜３の表面および透明基板２の表面２０１には、
後述するように設定された光学的膜厚を備える透過率調
整膜４が形成されている。[Basic Structure of Diffraction Grating] FIG. 1 is a sectional view of the diffraction grating of this example. The diffraction grating 1 of this example is a transmission type diffraction grating and has a transparent substrate 2. This surface 20
1, a lattice film 3 is formed in a stripe shape at equal intervals. On the surface of the lattice film 3 and the surface 201 of the transparent substrate 2,
A transmittance adjusting film 4 having an optical film thickness set as described later is formed.
【００１２】透明基板２は、ガラス基板、シリコン基
板、プラスチック基板等から形成されている。また、透
明基板２は、本例の回折格子１に入射する光の波長に対
して透明なものとされている。The transparent substrate 2 is formed of a glass substrate, a silicon substrate, a plastic substrate or the like. The transparent substrate 2 is transparent to the wavelength of the light that is incident on the diffraction grating 1 of this example.
【００１３】格子膜３は、ストライプ状に形成された二
酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等から形成されてい
る。従って、透明基板２の表面２０１には、格子膜３の
部分と透明基板２の露出部分２０２とが交互に形成され
ている。また、格子膜３は、本例の回折格子１に入射す
る光の波長に対して透明なものとされている。The lattice film 3 is made of stripe-shaped silicon dioxide, magnesium fluoride or the like. Therefore, on the surface 201 of the transparent substrate 2, the portions of the lattice film 3 and the exposed portions 202 of the transparent substrate 2 are alternately formed. The grating film 3 is transparent to the wavelength of the light that enters the diffraction grating 1 of this example.
【００１４】また、透過率調整膜４は、透明基板２の露
出部分２０２を透過する光Ｐ１の透過率と、透明基板２
および格子膜３を透過する光Ｐ２の透過率とを同等とす
るような光学的膜厚を有する膜で、二酸化ケイ素、フッ
化マグネシウム等から形成されている。勿論、透過率調
整膜４も、本例の回折格子１に入射する光の波長に対し
て透明なものとされている。このような透過率調整膜４
の形成にあたっては、真空蒸着法やスパッタ法が利用さ
れ、その膜厚は均一である。Further, the transmittance adjusting film 4 has a transmittance of the light P1 which passes through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 and the transparent substrate 2.
And a film having an optical film thickness that makes the transmittance of the light P2 transmitted through the lattice film 3 equivalent, and is made of silicon dioxide, magnesium fluoride, or the like. Of course, the transmittance adjusting film 4 is also transparent to the wavelength of the light incident on the diffraction grating 1 of this example. Such a transmittance adjusting film 4
A vacuum deposition method or a sputtering method is used to form the film, and the film thickness is uniform.
【００１５】［実施の形態１］透明基板２の表面側に形
成した透過率調整膜４によって、透明基板２の露出部分
２０２を透過する光Ｐ１の透過率と、透明基板２および
格子膜３を透過する光Ｐ２の透過率とを同等とするため
に、格子膜３と透過率調整膜４とは、屈折率ｎ1 が同一
の場合には、格子膜３の光学的膜厚、透過率調整膜４の
光学的膜厚、および入射してくる光の波長をそれぞれｎ
1 ｄ1 、ｎ1 ｄ2 、およびλとしたときに、ｎ1 ｄ1 、
ｎ1 ｄ2 、およびλは、下式
ｎ1 ｄ2 ＝（λ−２・ｎ1 ｄ1 ）／４
を満たすように設定される。[First Embodiment] The transmittance adjusting film 4 formed on the front surface side of the transparent substrate 2 serves to separate the transmittance of the light P1 transmitted through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 from the transparent substrate 2 and the lattice film 3. In order to equalize the transmittance of the transmitted light P2, the grating film 3 and the transmittance adjusting film 4 are adjusted in optical thickness and transmittance of the grating film 3 when the refractive index n 1 is the same. The optical film thickness of the film 4 and the wavelength of incident light are n
Let 1 d 1 , n 1 d 2 and λ be n 1 d 1 ,
n 1 d 2 and λ are set so as to satisfy the following expression n 1 d 2 = (λ−2 · n 1 d 1 ) / 4.
【００１６】すなわち、本形態では、格子膜３と透過率
調整膜４とは、屈折率ｎ1 が同一であるため、それぞれ
を単層膜と見做すことができる。この場合の光学的膜厚
と反射率との関係は、図２に示すように表される。かか
る技術的説明は、東京大学出版会から１９９４年９月２
０日に発行された「薄膜・光デバイス」の第１７頁に詳
しい。That is, in this embodiment, since the grating film 3 and the transmittance adjusting film 4 have the same refractive index n 1 , they can be regarded as a single-layer film. The relationship between the optical film thickness and the reflectance in this case is expressed as shown in FIG. This technical explanation is from the University of Tokyo Press, September 2, 1994.
For details, see page 17 of "Thin Film / Optical Device" published on the 0th.
【００１７】図２からわかるように、単層膜では、光学
的膜厚の変化に伴い、反射率が周期的に変化する。従っ
て、透明基板２の露出部分２０２を透過する光Ｐ１は、
透過率調整膜４に相当する光学的膜厚ｎ1 ｄ2 の単層膜
を透過すると見做すことができるので、それに相当する
条件を図２に点Ｑで表す。これに対して、透明基板２お
よび格子膜３を透過する光Ｐ２は、格子膜３の光学的膜
厚ｎ1 ｄ1 と透過率調整膜４の光学的膜厚ｎ1 ｄ2 との
和（ｎ1 ｄ1 ＋ｎ1 ｄ2 ）に相当する光学的膜厚の単層
膜を透過すると見做すことができるので、それに相当す
る条件は矢印Ｒで示すように、図２の点Ｑからみれば右
側にシフトするはずである。そこで、本形態では、格子
膜３の光学的膜厚ｎ1 ｄ1 、および入射してくる光の波
長λに対応させて、上式を満たすような光学的膜厚ｎ1
ｄ2 の透過率調整膜４を形成する。その結果、格子膜３
の光学的膜厚ｎ1 ｄ1 と透過率調整膜４の光学的膜厚ｎ
1ｄ2 との和（ｎ1 ｄ1 ＋ｎ1 ｄ2 ）に相当する光学的
膜厚の単層膜に相当する条件は、図２に点Ｓとして表す
ことができ、透明基板２の露出部分２０２を透過する光
Ｐ１の透過率と、透明基板２および格子膜３を透過する
光Ｐ２の透過率とを同等とすることができる。As can be seen from FIG. 2, the reflectance of the single-layer film changes periodically with the change of the optical film thickness. Therefore, the light P1 transmitted through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 is
Since it can be considered that the single layer film having the optical film thickness n 1 d 2 corresponding to the transmittance adjusting film 4 is transmitted, the condition corresponding to this is shown by a point Q in FIG. In contrast, light P2 passing through the transparent substrate 2 and the grating layer 3, the sum of the optical thickness n 1 d 2 of the optical film thickness of the grating layer 3 n 1 d 1 and the transmittance adjusting film 4 ( n 1 d 1 + n 1 d 2 ) can be regarded as being transmitted through a single-layer film having an optical film thickness corresponding to n 1 d 1 + n 1 d 2 ). Therefore, the corresponding condition can be seen from the point Q in FIG. Should shift to the right. Therefore, in this embodiment, the optical film thickness n 1 d 1 of the grating layer 3, and so as to correspond to the wavelength λ of the incident come light, an optical film thickness n 1 satisfying the above formula
The transmittance adjusting film 4 of d 2 is formed. As a result, the lattice film 3
Optical film thickness n 1 d 1 and optical film thickness n of the transmittance adjusting film 4
The condition corresponding to a single layer film having an optical film thickness corresponding to the sum of 1 d 2 and (n 1 d 1 + n 1 d 2 ) can be expressed as a point S in FIG. It is possible to make the transmittance of the light P1 passing through 202 equal to the transmittance of the light P2 passing through the transparent substrate 2 and the lattice film 3.
【００１８】それ故、図３（Ａ）に示すように、屈折率
ｎが１．５２の透明基板２に対して、屈折率ｎが１．
４、光学的膜厚ｎｄが３００ｎｍの格子膜３が形成され
ているだけの従来の回折格子では、透明基板２の露出部
分２０２を透過する光Ｐ１の透過率Ｔ0 が９５．８％で
あり、透明基板２および格子膜３を透過する光Ｐ２の透
過率Ｔ0 が９６．９％であったものが、図３（Ｂ）に示
すように、格子膜３の表面および透明基板２の露出部分
２０２の全面に、屈折率ｎが１．４、光学的膜厚ｎｄが
４５ｎｍの透過率調整膜４を形成した本形態の回折格子
１では、透明基板２の露出部分２０２を透過する光Ｐ１
の透過率Ｔ0 、および透明基板２および格子膜３を透過
する光Ｐ２の透過率Ｔ0 のいずれもを９６．１％と同等
とすることができる。Therefore, as shown in FIG. 3A, a transparent substrate 2 having a refractive index n of 1.52 has a refractive index n of 1.
4. In the conventional diffraction grating in which only the grating film 3 having the optical film thickness nd of 300 nm is formed, the transmittance T 0 of the light P1 transmitted through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 is 95.8%. The transmittance T 0 of the light P2 transmitted through the transparent substrate 2 and the lattice film 3 was 96.9%, but as shown in FIG. 3B, the surface of the lattice film 3 and the transparent substrate 2 were exposed. In the diffraction grating 1 of the present embodiment in which the transmittance adjusting film 4 having the refractive index n of 1.4 and the optical film thickness nd of 45 nm is formed on the entire surface of the portion 202, the light P1 transmitted through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 is transmitted.
Any of the transmittance T 0 of the transmittance T 0, and the transparent substrate 2 and the grating layer 3 transmits light P2 to be a comparable 96.1%.
【００１９】［実施の形態２］上記の形態では、格子膜
３と透過率調整膜４とは屈折率が同一であるため、それ
らを単層膜と見做したが、格子膜３と透過率調整膜４と
の間で屈折率が相違している場合には、多層膜との扱い
をして各領域を透過してくる光Ｐ１、Ｐ２の透過率を同
等とすればよい。このような多層膜における透過率（反
射率）についても、前記の文献（東京大学出版会から１
９９４年９月２０日に発行された「薄膜・光デバイス」
の第１７、１８頁）に詳しい。[Embodiment 2] In the above embodiment, since the grating film 3 and the transmittance adjusting film 4 have the same refractive index, they are regarded as a single-layer film. If the refractive index is different from that of the adjustment film 4, it may be treated as a multi-layered film and the transmittances of the lights P1 and P2 transmitted through the respective regions may be made equal. Regarding the transmittance (reflectance) of such a multilayer film, the above-mentioned document (from the University of Tokyo Press, 1
"Thin film and optical devices" issued on September 20, 994
Page 17, 18).
【００２０】すなわち、多層膜の場合には、図４を示す
ように、各層毎で起きる透過、反射を積算していく必要
がある。ここでは、いわゆる有効フレネル係数を用いな
がらその光学的計算を進めていくときの概略のみを説明
するが、いずれの計算もコンピュータを用いて計算が行
われる。That is, in the case of a multilayer film, as shown in FIG. 4, it is necessary to integrate the transmission and reflection occurring in each layer. Here, only the outline of proceeding the optical calculation while using a so-called effective Fresnel coefficient will be described, but any calculation is performed using a computer.
【００２１】まず、図４および以下に説明する式におい
て、振幅反射率、フレネル係数、光の波長、屈折率、幾
何学的膜厚、入射角をそれぞれ、Ｒ、ｒ、λ、ｎ、ｄ、
φと、多層膜をＮ層としたとき、第１層からの振幅反射
率は、下式（１）で表される。First, in FIG. 4 and the equations described below, the amplitude reflectance, the Fresnel coefficient, the wavelength of light, the refractive index, the geometric film thickness, and the angle of incidence are R, r, λ, n, d, respectively.
When φ and the multilayer film are N layers, the amplitude reflectance from the first layer is expressed by the following equation (1).
【００２２】[0022]
【数１】 [Equation 1]
【００２３】この第１層を、式（１）で表された反射率
（有効フレネル係数）をもつ単一境界と見做せば、第２
層からの振幅反射率は、下式（２）で表される。If this first layer is regarded as a single boundary having the reflectance (effective Fresnel coefficient) expressed by the equation (1), the second layer
The amplitude reflectance from the layer is expressed by the following equation (2).
【００２４】[0024]
【数２】 [Equation 2]
【００２５】このような手続きを最上層まで進めていっ
て多層膜の反射率を得ることができる。この方法は、第
ｊ層からの増幅反射率の下式（３）をサブルーチン化し
ておき、ｊ＝１からＮまで繰り返すようなプラグラムで
任意のＮ層の多層膜の反射率を求めることができる。It is possible to obtain the reflectance of the multilayer film by advancing such a procedure to the uppermost layer. In this method, the following equation (3) of the amplified reflectance from the j-th layer is made into a subroutine, and the reflectance of an arbitrary N-layer multilayer film can be obtained by a program that repeats from j = 1 to N. .
【００２６】[0026]
【数３】 [Equation 3]
【００２７】ここで、Ｒ0 およびδj は下式（４）で表
される。Here, R 0 and δ j are expressed by the following equation (4).
【００２８】[0028]
【数４】 [Equation 4]
【００２９】従って、上記のアルゴリズムに基づいて、
透明基板２の露出部分２０２を通って透過率調整膜４だ
けを通る光Ｐ１の透過率と、格子膜３および透過率調整
膜４からなる多層膜を透過する光Ｐ２の透過率とが等し
くなるように、透過率調整膜４の光学的膜厚を、格子膜
３の光学的膜厚、および入射してくる光の波長λに対応
させる。Therefore, based on the above algorithm,
The transmittance of the light P1 passing through only the transmittance adjusting film 4 through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 is equal to the transmittance of the light P2 passing through the multilayer film including the grating film 3 and the transmittance adjusting film 4. Thus, the optical film thickness of the transmittance adjusting film 4 is made to correspond to the optical film thickness of the grating film 3 and the wavelength λ of incident light.
【００３０】たとえば、図５（Ａ）に示すように、屈折
率ｎが１．５２の透明基板２に対して、屈折率ｎが２．
０、光学的膜厚ｎｄが３００ｎｍの格子膜３が形成され
ているだけの従来の回折格子では、透明基板２の露出部
分２０２を透過する光Ｐ１の透過率Ｔ0 が９５．８％で
あり、透明基板２および格子膜３を透過する光Ｐ２の透
過率Ｔ0 が８８．０％であったものが、図５（Ｂ）に示
すように、格子膜３の表面および透明基板２の露出部分
２０２の全面に、屈折率ｎが１．４５、光学的膜厚ｎｄ
が２０２ｎｍの透過率調整膜４を形成した本形態の回折
格子１では、透明基板２の露出部分２０２を透過する光
Ｐ１の透過率Ｔ0 、および透明基板２および格子膜３を
透過する光Ｐ２の透過率Ｔ0 のいずれをも９７．４％と
同等とすることができる。For example, as shown in FIG. 5A, a transparent substrate 2 having a refractive index n of 1.52 has a refractive index n of 2.
In the conventional diffraction grating in which the grating film 3 having an optical thickness nd of 0 and an optical film thickness nd of 300 nm is formed, the transmittance T 0 of the light P1 transmitted through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 is 95.8%. The transmittance T 0 of the light P2 transmitted through the transparent substrate 2 and the lattice film 3 was 88.0%, but as shown in FIG. 5B, the surface of the lattice film 3 and the transparent substrate 2 were exposed. The refractive index n is 1.45 and the optical film thickness is nd on the entire surface of the portion 202.
In the diffraction grating 1 of the present embodiment in which the transmittance adjusting film 4 having a thickness of 202 nm is formed, the transmittance T 0 of the light P1 that passes through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 and the light P2 that passes through the transparent substrate 2 and the grating film 3. Any of the transmittances T 0 can be made equal to 97.4%.
【００３１】［回折格子１の使用例］図６は回折格子１
を備えた光ピックアップ装置の概略構成図である。本例
の光ピックアップ装置１０は、コンパクトディスク等の
光記録媒体１７に記録されている情報を再生するための
装置である。この光ピックアップ装置１０は、光源であ
る半導体レーザ１１からの出射光を光記録媒体１７に集
光するための往路と、光記録媒体１７からの反射光を受
光素子であるフォトダイオード１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
を介して光検出器（図示せず）に導くための復路とに分
けることができる。[Example of Use of Diffraction Grating 1] FIG.
It is a schematic block diagram of an optical pickup device provided with. The optical pickup device 10 of this example is a device for reproducing information recorded on an optical recording medium 17 such as a compact disc. The optical pickup device 10 has a forward path for condensing light emitted from a semiconductor laser 11 which is a light source on an optical recording medium 17, and photodiodes 16a and 16b which are light receiving elements for reflected light from the optical recording medium 17. 16c
And a return path for guiding the light to a photodetector (not shown).
【００３２】往路には、半導体レーザ１１から光記録媒
体１７にむかって、コリメートレンズ１２、偏光ビーム
スプリッター１３、１／４波長板１４、対物レンズ１５
がこの順に配置されている。従って、まず、半導体レー
ザ１１から出射されたレーザビームはコリメートレンズ
１２によって平行光に変換される。次に、この平行光は
偏光ビームスプリッター１３を透過した後、１／４波長
板１４によって直線偏光から円偏光に変換される。しか
る後、この円偏光に変換されたレーザビームは対物レン
ズ１５によって光記録媒体１７に集光される。集光され
たレーザビームは、光記録媒体１７に記録されたデータ
に基づいて強度変調を受けながら反射されて復路に導か
れる。On the outward path, from the semiconductor laser 11 to the optical recording medium 17, a collimator lens 12, a polarization beam splitter 13, a quarter wavelength plate 14, and an objective lens 15 are provided.
Are arranged in this order. Therefore, first, the laser beam emitted from the semiconductor laser 11 is converted into parallel light by the collimator lens 12. Next, after passing through the polarization beam splitter 13, this parallel light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter-wave plate 14. Then, the laser beam converted into the circularly polarized light is focused on the optical recording medium 17 by the objective lens 15. The focused laser beam is reflected while being intensity-modulated based on the data recorded on the optical recording medium 17, and is guided to the return path.
【００３３】復路には、フォトダイオード１６ａ、１６
ｂ、１６ｃにむかって、対物レンズ１５、１／４波長板
１４、偏光ビームスプリッター１３、回折格子１がこの
順に配置されている。従って、まず、反射光は、対物レ
ンズ１５を透過した後、１／４波長板１４によって円偏
光から直線偏光に戻される。この直線偏光の偏光面は、
半導体レーザ１１から出射されたレーザビームの偏光面
に比して９０°分だけずれている。次に、直線偏光に戻
された反射光は、偏光ビームスプリッター１３によって
反射され、回折格子１へと導かれる。しかる後、反射光
は回折格子１によって回折され、３つのフォトダイオー
ド１６ａ、１６ｂ、１６ｃに集光される。従って、フォ
トダイオード１６ａ、１６ｂ、１６ｃの検出結果に基づ
いて、光記録媒体１７に記録さているデータの再生を行
うことができる。On the return path, the photodiodes 16a, 16
The objective lens 15, the quarter-wave plate 14, the polarization beam splitter 13, and the diffraction grating 1 are arranged in this order toward b and 16c. Therefore, first, the reflected light is transmitted through the objective lens 15 and then returned from circularly polarized light to linearly polarized light by the quarter-wave plate 14. The plane of polarization of this linearly polarized light is
The polarization plane of the laser beam emitted from the semiconductor laser 11 is deviated by 90 °. Next, the reflected light returned to the linearly polarized light is reflected by the polarization beam splitter 13 and guided to the diffraction grating 1. Then, the reflected light is diffracted by the diffraction grating 1 and focused on the three photodiodes 16a, 16b, 16c. Therefore, the data recorded on the optical recording medium 17 can be reproduced based on the detection results of the photodiodes 16a, 16b, 16c.
【００３４】このように、本例の回折格子１を光ピック
アップ装置１０を構成する光学素子として使用すること
ができる。As described above, the diffraction grating 1 of this example can be used as an optical element forming the optical pickup device 10.
【００３５】［その他の実施の形態］なお、図７は、そ
の他の実施の形態に係る回折格子の断面図である。この
回折格子１は、透明基板２に格子膜３を形成するのに先
立って、透明基板の表面２０１に一様に透過率調整膜４
を形成し、この透過率調整膜４の表面に等間隔でストラ
イプ状に格子膜３を形成したものである。このように構
成した場合でも、前記の形態と同様、透明基板２の露出
部分２０２を通って透過率調整膜４だけを通る光Ｐ１の
透過率と、格子膜３および透過率調整膜４を透過する光
Ｐ２の透過率とが等しくなるように、透過率調整膜４の
光学的膜厚を、格子膜３の光学的膜厚、および入射して
くる光の波長λに対応させればよい。[Other Embodiments] FIG. 7 is a sectional view of a diffraction grating according to another embodiment. This diffraction grating 1 has a transmittance adjusting film 4 evenly formed on the surface 201 of the transparent substrate prior to forming the grating film 3 on the transparent substrate 2.
Is formed, and the lattice film 3 is formed on the surface of the transmittance adjusting film 4 in stripes at equal intervals. Even in the case of such a configuration, the transmittance of the light P1 passing through only the transmittance adjusting film 4 through the exposed portion 202 of the transparent substrate 2 and the grating film 3 and the transmittance adjusting film 4 are transmitted as in the case of the above configuration. The optical film thickness of the transmittance adjusting film 4 may be made to correspond to the optical film thickness of the grating film 3 and the wavelength λ of the incident light so that the light transmittance of the light P2 becomes equal.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明を適用した
回折格子では、透明基板の表面側などには、透明基板の
露出部分を透過する光の透過率と、透明基板および格子
膜を透過する光の透過率とを同等とするような光学的膜
厚を有する透過率調整膜が形成されているため、いずれ
の領域を透過した場合も透過率が等しい。従って、本発
明によれば、光学部品の設計時に基準とした光が不適切
であったため回折光の強度がずれてしまうということを
防止できる。As described above, in the diffraction grating to which the present invention is applied, the transmittance of the light transmitted through the exposed portion of the transparent substrate and the transmittance of the transparent substrate and the grating film on the surface side of the transparent substrate. Since the transmittance adjusting film having an optical film thickness that is equal to the transmittance of light is formed, the transmittance is the same regardless of which region is transmitted. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the intensity of the diffracted light from deviating because the light used as a reference when designing the optical component is inappropriate.
【図１】本発明を適用した回折格子の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a diffraction grating to which the present invention is applied.
【図２】単層膜における光学的膜厚と反射率との関係を
示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between optical film thickness and reflectance in a single layer film.
【図３】本発明を適用した回折格子の効果を説明するた
めの図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the diffraction grating to which the present invention is applied.
【図４】多層膜の反射率を求めるための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining the reflectance of a multilayer film.
【図５】本発明を適用した別の回折格子の効果を説明す
るための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of another diffraction grating to which the present invention is applied.
【図６】回折格子を用いた光ピックアップ装置の概略構
成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device using a diffraction grating.
【図７】本発明を適用したさらに別の回折格子の断面図
である。FIG. 7 is a cross-sectional view of still another diffraction grating to which the present invention has been applied.
【図８】従来の回折格子の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional diffraction grating.
１ 回折格子 ２ 透明基板 ３ 格子膜 ４ 透過率調整膜 １０ 光ピックアップ装置 １１ 半導体レーザ １２ コリメートレンズ １３ 偏光ビームスプリッタ １４ １／４波長板 １５ 対物レンズ １６ａ、１６ｂ、１６ｃ フォトダイオード １７ 光記録媒体 ２０１ 基板の表面 ２０２ 基板の露出部分 1 diffraction grating 2 transparent substrate 3 lattice film 4 Transmittance adjustment film 10 Optical pickup device 11 Semiconductor laser 12 Collimating lens 13 Polarizing beam splitter 14 1/4 wave plate 15 Objective lens 16a, 16b, 16c Photodiodes 17 Optical recording medium 201 substrate surface 202 Exposed part of substrate
Claims (3)
表面に、前記光に対して透明な格子膜および前記透明基
板の露出部分が交互に形成された回折格子において、 前記格子膜および前記露出部分に対応する領域には、前
記透明基板の裏面から入射して当該透明基板の露出部分
を透過する前記光の透過率と、前記透明基板の裏面から
入射して前記格子膜の形成領域を透過する前記光の透過
率とを同等とするような光学的膜厚を有する透過率調整
膜が形成されていることを特徴とする回折格子。1. A diffraction grating in which a grating film transparent to the light and an exposed portion of the transparent substrate are alternately formed on the surface of a transparent substrate transparent to light of a specific wavelength , wherein the grating film and in a region corresponding to the exposed portion of the previous
The exposed portion of the transparent substrate that is incident from the back surface of the transparent substrate
From the back surface of the transparent substrate and the transmittance of the light that passes through
A diffraction grating, wherein a transmittance adjusting film having an optical film thickness that makes the transmittance of the light incident and transmitted through the area where the grating film is formed equal is formed.
は、前記透明基板の表面側で前記格子膜および前記透明
基板の露出部分を覆うように形成されていることを特徴
とする回折格子。2. The diffraction grating according to claim 1, wherein the transmittance adjusting film is formed so as to cover the grating film and an exposed portion of the transparent substrate on a front surface side of the transparent substrate.
と前記透過率調整膜とは、屈折率ｎ1 が同一で、かつ、
前記格子膜の光学的膜厚、前記透過率調整膜の光学的膜
厚、および入射してくる光の波長をそれぞれｎ1 ｄ1 、
ｎ1 ｄ2 、およびλとしたときに、ｎ1 ｄ1 、ｎ
1 ｄ2 、およびλは、下式 ｎ1 ｄ2 ＝（λ−２・ｎ1 ｄ1 ）／４ を満たす関係にあることを特徴とする回折格子。3. The grating film and the transmittance adjusting film according to claim 1, wherein the refractive index n 1 is the same, and
The optical film thickness of the grating film, the optical film thickness of the transmittance adjusting film, and the wavelength of incident light are respectively n 1 d 1 ,
Let n 1 d 2 and λ be n 1 d 1 , n
1 d 2 and λ are in a relationship satisfying the following expression n 1 d 2 = (λ−2 · n 1 d 1 ) / 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08011997A JP3397625B2 (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08011997A JP3397625B2 (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Diffraction grating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274707A JPH10274707A (en) | 1998-10-13 |
| JP3397625B2 true JP3397625B2 (en) | 2003-04-21 |
Family
ID=13709323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08011997A Expired - Fee Related JP3397625B2 (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Diffraction grating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397625B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7420735B2 (en) * | 2004-07-26 | 2008-09-02 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Transmission type diffraction grating |
| JP6086274B2 (en) * | 2011-06-02 | 2017-03-01 | 株式会社ブイ・テクノロジー | Dimension measuring device |
| JP6457215B2 (en) * | 2014-08-20 | 2019-01-23 | 日本板硝子株式会社 | Diffraction grating for external cavity semiconductor laser |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP08011997A patent/JP3397625B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10274707A (en) | 1998-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0747893B1 (en) | Optical head apparatus for different types of disks | |
| JPH0651112A (en) | Duplex diffraction grating beam splitter | |
| JP5353666B2 (en) | Wire grid polarizer and optical head device | |
| JP3397625B2 (en) | Diffraction grating | |
| JP2004240297A (en) | Optical polarizing beam splitter | |
| EP1672395B1 (en) | Polarizing element and optical system including polarizing element | |
| JP3667984B2 (en) | Broadband polarization separation element and optical head using the broadband polarization separation element | |
| JP3635516B2 (en) | Optical disk device | |
| JP4218240B2 (en) | Optical head device | |
| JP2010020855A (en) | Reflection type diffraction grating for a plurality of wavelengths and optical pickup device including the same | |
| JP4416917B2 (en) | Optical element and optical apparatus using the same | |
| JPH0845102A (en) | Optical head | |
| JP3915527B2 (en) | Aperture limiting element and optical head device | |
| US20060118704A1 (en) | Optical pickup device and optical element | |
| JP4461894B2 (en) | Hologram information recording medium | |
| JP5082792B2 (en) | Optical head device | |
| JPH09145922A (en) | Optical element for diffraction and optical pickup device using the same | |
| JP4660666B2 (en) | Polarizing element and optical system including polarizing element | |
| JP5074312B2 (en) | Optical head device | |
| JP3978341B2 (en) | Light receiving element and optical pickup section | |
| JP4284927B2 (en) | Aperture limiting element and optical head device | |
| JPH06308309A (en) | Double refraction diffraction grating type polarizer and optical head device | |
| JP4870728B2 (en) | Diffraction element | |
| JPH06300921A (en) | Hologram element and optical head device | |
| JP2010102749A (en) | Polarization beam splitter with hologram pattern, and optical pickup device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |