JP4643431B2 - Reflective diffraction grating and method of manufacturing the same - Google Patents

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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

本発明は、反射型回折格子およびその製造方法に関し、さらに詳細には、大気環境学、天文学、地球惑星科学、気象学、化学、生物学あるいは医学などにおける各種の分光計測装置や分光分析装置、化学工業、食品製造あるいは衛生関連製品製造などにおける品質管理装置、光通信やレーザー関連機器などの通信情報分野などに用いて好適な反射型回折格子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a reflective diffraction grating and a method for manufacturing the same, and more specifically, various spectroscopic measurement devices and spectroscopic analysis devices in atmospheric environment, astronomy, earth and planetary science, meteorology, chemistry, biology, medicine, etc. The present invention relates to a reflection diffraction grating suitable for use in a quality control apparatus in the chemical industry, food manufacturing or hygiene related product manufacturing, communication information fields such as optical communication and laser related equipment, and a manufacturing method thereof.

近年、大気環境学、天文学、地球惑星科学あるいは気象学などの分野においては、2次元検出器の進歩により、撮像機能と分光機能との両方の機能を備えた多数の観測装置が開発されてきており、こうした観測装置においては、高い精度と高い効率とを備えた回折格子として、光路中を透明媒質で満たされた反射型回折格子であるイマージョン回折格子(Immersion grating)が用いられている。   In recent years, in the fields of atmospheric environment science, astronomy, earth and planetary science, or meteorology, with the advancement of two-dimensional detectors, many observation devices having both imaging functions and spectroscopic functions have been developed. In such an observation apparatus, an immersion grating, which is a reflective diffraction grating filled with a transparent medium in the optical path, is used as a diffraction grating having high accuracy and high efficiency.


図1には、従来のイマージョン回折格子の概念構成説明図が示されており、このイマージョン回折格子100は、固体状の透明媒質よりなり、その全体形状は断面が直角三角形を形成する三角柱形状を備えている。そして、直角三角形の斜辺を形成する斜面100aに、階段形状に格子が形成されている。

FIG. 1 shows an explanatory diagram of a conceptual configuration of a conventional immersion diffraction grating. This immersion diffraction grating 100 is made of a solid transparent medium, and the overall shape thereof is a triangular prism shape whose cross section forms a right triangle. I have. A staircase-like lattice is formed on the slope 100a forming the hypotenuse of a right triangle.

こうした従来のイマージョン回折格子100においては、固体状の透明媒質として、例えば、高屈折率の結晶やガラス材を用い、これを研削加工あるいは研磨加工して階段形状の格子を形成していた。   In such conventional immersion diffraction grating 100, for example, a high refractive index crystal or glass material is used as a solid transparent medium, and this is ground or polished to form a staircase-shaped grating.

ところで、上記したようなイマージョン回折格子100は、真空中や透明媒質(気体、液体または固体)中で使用するものであるが、入射する光の波長が短くなると、研削加工あるいは研磨加工により階段形状に形成した加工面たる格子の表面の散乱による損失が大きくなるということが指摘されていた。   By the way, the above-described immersion diffraction grating 100 is used in a vacuum or a transparent medium (gas, liquid or solid). When the wavelength of incident light is shortened, a staircase shape is formed by grinding or polishing. It has been pointed out that the loss due to the scattering of the surface of the lattice, which is the processed surface, increases.

こうしたことから、光学的に性能を満足できる格子形状や反射面の表面粗度を備えたイマージョン回折格子100を得るためには、粗加工、中間仕上げ加工、精密仕上げ加工といった多くの工程が必要であり、膨大な時間と労力を必要とするという問題点があった。

国際公開第2004/111693号パンフレット 特開2001−246561号公報 A New Generation of High−Performance Diffraction Gratings;http://www−cms.llnl.gov/s−t/diff gratings.html(Lawrence Livermore National Laboratory HP、特許、文献情報あり) 分波導波路;http://unit.aist.go.jp/photonics/optglass/#theme(産総研HP、特許、文献情報あり) 紫外レーザーアブレーション微細加工技術;http://unit.aist.go.jp/photonics/group/laserimp.html(産総研HP、特許、文献情報あり) K. Oka, N. Ebizuka, K. Kodate, ”Optimal design of the grating with reflective plate of comb type for astronomical observation using RCWA”, Proc. SPIE, 5290, 168−178, 2004. N. Ebizuka, K. Oka, A. Yamada, M. Ishikawa, M. Kashiwagi, K. Kodate, Y. Hirahara, S. Sato, K.S. Kawabata, M. Wakaki, S. Morita, T. Shimizu, S. Yin, H. Omori and M. Iye, “Grism and Immersion Grating for Space Telescope”, The 5th International Conference on Space Optics (ICSO 2004), ESA, SP−554, 743−749, 2004.
For this reason, in order to obtain the immersion diffraction grating 100 having a grating shape that can satisfy optical performance and the surface roughness of the reflecting surface, many processes such as roughing, intermediate finishing, and precision finishing are required. There was a problem that it required a lot of time and labor.

International Publication No. 2004/116163 Pamphlet JP 2001-246561 A A New Generation of High-Performance Diffraction Grafting; http: // www-cms. llnl. gov / st / diff gratings. html (Lawrence Livermore National Laboratory HP, patent, literature available) Demultiplexing waveguide; http: // unit. aist. go. jp / photonics / optglass / # theme (AIST HP, patents, literature information available) Ultraviolet laser ablation microfabrication technology; http: // unit. aist. go. jp / photonics / group / laserimp. html (AIST HP, patents, literature information available) K. Oka, N .; Ebizuka, K .; Kodate, “Optimal design of the grafting with reflective plate of combo type for astronomical using RCWA”, Proc. SPIE, 5290, 168-178, 2004. N. Ebizuka, K .; Oka, A.A. Yamada, M .; Ishikawa, M .; Kashiwagi, K .; Kodate, Y. et al. Hirahara, S.H. Sato, K .; S. Kawabata, M .; Wakaki, S .; Morita, T .; Shimizu, S .; Yin, H.C. Omori and M.M. Iye, “Grism and Immersion Grafting for Space Telescope”, The 5th International Conference on Space Optics (ICSO 2004), ESA, SP-554, 743-749, 2004.

本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造のため膨大な時間と労力とを必要とすることなく容易に製造でき、しかも高い精度と高い効率とを備えた反射型回折格子およびその製造方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the problems of the conventional techniques as described above, and the object of the present invention is to have a simple structure and easily without enormous time and labor. It is an object of the present invention to provide a reflective diffraction grating that can be manufactured and that has high accuracy and high efficiency, and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するために、本発明は、従来の階段形状の格子に代えて深い溝の格子を形成するようにして、溝側面の反射と斜面における正反射とを利用することにより、簡単な構造でありながら高い精度と高い効率を得るようにしたものである。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is simplified by using the reflection on the side surface of the groove and the regular reflection on the inclined surface so as to form a deep groove grating instead of the conventional step-shaped grating. Although it is a structure, it is intended to obtain high accuracy and high efficiency.

こうした本発明による反射型回折格子は、高分散分光装置の分散素子として用いて好適である。   Such a reflection type diffraction grating according to the present invention is suitable for use as a dispersion element of a high dispersion spectroscopic device.

即ち、本発明は、光が入射される固体状の透明媒質よりなるイマージョン回折格子であって、全体形状は断面が三角形を形成する三角柱形状であり、上記三角形の斜辺を形成する斜面に、上記三角柱形状の延長方向に沿って複数の溝を並行に刻設することにより格子を形成し、上記斜面はミラー面であり、上記溝の表面は全反射面またはミラー面であり、上記透明媒質に入射された光が上記溝の側面において反射し、さらに上記斜面において反射し、上記溝の側面で再び反射するように設定したものである。 That is, the present invention is an immersion diffraction grating made of a solid transparent medium on which light is incident, and the overall shape is a triangular prism shape whose section forms a triangle, and the inclined surface forming the hypotenuse of the triangle is A lattice is formed by engraving a plurality of grooves in parallel along the extending direction of the triangular prism shape, the slope is a mirror surface, and the surface of the groove is a total reflection surface or a mirror surface. The incident light is set so as to be reflected on the side surface of the groove, further reflected on the slope, and reflected again on the side surface of the groove .

また、本発明は、上記透明媒質に入射された光が上記溝の二つの側面のうち上記斜面となす角が鋭角である上記溝の側面において反射し、さらに上記溝が形成された上記斜面において反射し、上記斜面となす角が鋭角である上記溝の側面で再び反射するように、上記側面における1回目の反射角と2回目の反射角との和の半値が上記側面と上記斜面とがなす角と等しくなるように設定されたものである。 In the present invention, the light incident on the transparent medium is reflected on the side surface of the groove where the angle between the two side surfaces of the groove and the inclined surface is an acute angle, and further on the inclined surface where the groove is formed. The half value of the sum of the first reflection angle and the second reflection angle on the side surface is determined by the side surface and the slope so that the light is reflected and reflected again on the side surface of the groove having an acute angle with the slope. It is set to be equal to the angle formed .

また、本発明は、ダイサーにより上記斜面に上記溝を複数並行に刻設したものである。 In the present invention, a plurality of the grooves are carved in parallel on the slope by a dicer .

また、本発明は、レーザーアブレーションにより上記斜面に上記溝を複数並行に刻設したものである。 In the present invention, a plurality of the grooves are engraved on the slope by laser ablation .

本発明によれば、簡単な構造のため膨大な時間と労力とを必要とすることなく容易に製造が可能となり、しかも高い精度と高い効率と実現することができるという優れた効果が奏される。   According to the present invention, since it has a simple structure, it can be easily manufactured without requiring enormous time and labor, and an excellent effect is achieved in that it can be realized with high accuracy and high efficiency. .

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による反射型回折格子およびその製造方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。   Hereinafter, an example of an embodiment of a reflective diffraction grating and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.


まず、図2には本発明による反射型回折格子の実施の形態の一例の概念構成斜視説明図が示されており、図3には図2のA矢視概念構成説明図が示されており、図4には図2の一部拡大構成説明図が示されている。

First, FIG. 2 is a perspective view illustrating a conceptual configuration of an example of an embodiment of a reflective diffraction grating according to the present invention, and FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a conceptual configuration as viewed in the direction of arrow A in FIG. 4 is a partially enlarged configuration explanatory view of FIG.

この反射型回折格子10は、固体状の透明媒質よりなる、所謂、イマージョン回折格子であり、その全体形状は断面が直角三角形を形成する三角柱形状を備えている。反射型回折格子10は、真空中や透明媒質(気体、液体または固体)中で使用されるものである。   The reflection diffraction grating 10 is a so-called immersion diffraction grating made of a solid transparent medium, and has an overall shape of a triangular prism whose cross section forms a right triangle. The reflective diffraction grating 10 is used in a vacuum or a transparent medium (gas, liquid or solid).

そして、直角三角形の斜辺を形成する斜面10aには、三角柱形状の軸方向(延長方向)に沿って、複数の深い溝10bを並行に刻設することにより格子が形成されている。なお、固体状の透明媒質としては、例えば、高屈折率の結晶やガラス材を用いることができる。   On the slope 10a forming the hypotenuse of a right triangle, a lattice is formed by cutting a plurality of deep grooves 10b in parallel along the axial direction (extension direction) of the triangular prism shape. As the solid transparent medium, for example, a high refractive index crystal or glass material can be used.

ここで、斜面10aの表面はミラー面として加工されており、また、溝10bの表面は全反射面またはミラー面として加工されている。   Here, the surface of the inclined surface 10a is processed as a mirror surface, and the surface of the groove 10b is processed as a total reflection surface or a mirror surface.

溝10bの深さDは、例えば、数100〜数1000μm程度であり、また、溝10bの幅Wは、例えば、数〜数10μm程度である。さらに、ある溝10bと当該溝10bと隣合う溝10bとの間隔たるピッチPは、例えば、数100〜数1000μmに設定されている。   The depth D of the groove 10b is, for example, about several hundred to several thousand μm, and the width W of the groove 10b is, for example, about several to several tens of μm. Furthermore, a pitch P that is an interval between a certain groove 10b and the groove 10b adjacent to the groove 10b is set to, for example, several hundred to several thousand μm.

また、溝10bと斜面10aとがなす角度は、入射光が溝10bの側面10baおいて反射し、格子の斜面10aにおいておおむね垂直に反射するように設定する。溝10bの側面10baは斜入射の反射であるため、粗面であっても散乱による損失が小さい。   Further, the angle formed by the groove 10b and the inclined surface 10a is set so that incident light is reflected on the side surface 10ba of the groove 10b and reflected substantially vertically on the inclined surface 10a of the grating. Since the side surface 10ba of the groove 10b is obliquely reflected, loss due to scattering is small even if it is a rough surface.

また、格子の斜面10aは鏡面仕上げされているため、実質的に散乱損失を無視することができる。   Further, since the slope 10a of the grating is mirror-finished, the scattering loss can be substantially ignored.


次に、上記した溝10bと斜面10aとがなす角度について、図5を参照しながら詳細に説明する。

Next, the angle formed by the groove 10b and the inclined surface 10a will be described in detail with reference to FIG.

即ち、図5において、頂角αと、二つの直角RA1、RA2と、鈍角OAとがなす四辺形に注目し、入射角(=反射角)θの余角をγすると
α=2γ ・・・ 式(1)
であることが分かる。
That is, in FIG. 5, paying attention to the quadrangle formed by the apex angle α, the two right angles RA1, RA2, and the obtuse angle OA, if the incident angle (= reflection angle) θ is γ, then α = 2γ. Formula (1)
It turns out that it is.

また、余角γと、溝10bと斜面10aとがなす角βと、直角RA2とがなす三角形について注目すると
β=R−γ
であるので、式(1)より、
β=R−α/2 ・・・ 式(2)
が得られ、これにより溝10bと斜面10aとがなす角度たる角βの値を適宜に設定すればよい。
When attention is paid to the triangle formed by the additional angle γ, the angle β formed by the groove 10b and the inclined surface 10a, and the right angle RA2, β = R−γ.
Therefore, from equation (1),
β = R−α / 2 Formula (2)
Thus, the angle β, which is the angle formed by the groove 10b and the slope 10a, may be set appropriately.


また、斜面10aにおける散乱による損失については、この散乱による損失Lsは、表面粗さをσ[rms]とすると、
Ls=1−exp{−(4πσ cos θ/λ)}
で与えられる。

Further, regarding the loss due to the scattering on the inclined surface 10a, the loss Ls due to the scattering is represented by σ [rms] as the surface roughness.
Ls = 1−exp {− (4πσ cos θ / λ)}
Given in.

ここで、θは入射角、λは入射光の波長である(なお、「J.M. Bennet and L. Mattson, ”Introduction to surface roughness and scattering”, Optical Society of America, Washington, D.C.1989.」を参照する。)。   Here, θ is an incident angle, and λ is a wavelength of incident light (in addition, “JM Bennet and L. Mattson,“ Introduction to surface roughness and scattering ”, Optical Society of America, Amer. 1989. ").

従って、例えば、「σ=0.2μm」、「λ=10μm」とすると、入射角θと損失Lsとの関係は図6に示す通りである。   Therefore, for example, when “σ = 0.2 μm” and “λ = 10 μm”, the relationship between the incident angle θ and the loss Ls is as shown in FIG.

このため、この反射型回折格子10が、仮に入射角θが45°以、例えば、入射角θが60°となるように使用されるならば、図1に示す従来のイマージョン回折格子100の場合と比較すると、散乱損失は大幅に減少する。 Thus, the reflection type diffraction grating 10, if the incident angle θ is 45 ° or more over, for example, if the incident angle θ is used such that 60 °, the conventional immersion diffraction grating 100 shown in FIG. 1 Compared to the case, the scattering loss is greatly reduced.

即ち、図1に示す従来のイマージョン回折格子100の粗面による反射が1回であり、反射型回折格子10における反射が2回であっても、例えば、入射角θが60°の場合には、回折格子10では垂直入射に対して散乱による損失が約1/4であり、粗面による反射が2回であっても散乱損失は半分程度になる。   That is, even if the reflection by the rough surface of the conventional immersion diffraction grating 100 shown in FIG. 1 is one time and the reflection by the reflection type diffraction grating 10 is two times, for example, when the incident angle θ is 60 °, In the diffraction grating 10, the loss due to scattering is about 1/4 with respect to the normal incidence, and the scattering loss is about half even if the reflection by the rough surface is twice.


以上の構成において、上記した反射型回折格子10に光を入射すると、溝10bと斜面10aとのなす角βが、入射光が溝10bの側面10baおいて反射し、格子の斜面10aにおいておおむね垂直に反射するように設定されているため、当該入射光は溝10bの側面に斜入射されて側面10baで反射し、散乱による損失が極めて小さくなる。

In the above configuration, when light is incident on the reflection type diffraction grating 10 described above, the angle β formed by the groove 10b and the inclined surface 10a reflects the incident light on the side surface 10ba of the groove 10b, and is generally perpendicular to the inclined surface 10a of the grating. Therefore, the incident light is obliquely incident on the side surface of the groove 10b and reflected by the side surface 10ba, and the loss due to scattering is extremely small.

また、格子の斜面10aがミラー面として鏡面仕上げされているので、斜面10aにおける散乱損失も無視することができるようになる。   In addition, since the slope 10a of the grating is mirror finished as a mirror surface, the scattering loss on the slope 10a can be ignored.


ここで、図1に示す従来のイマージョン回折格子100において、例えば、斜面100aの「30mm×75mm」の範囲に周期600μmの階段格子の加工を行う場合に、波長8μmにて光学的な性能を満足させるためには、最新のナノ精度研削装置により300〜500時間の加工時間を必要とする。さらに、加工範囲が「120mm×300mm」である場合には、1000〜1500時間程度の工数が必要であると見積もられている。

Here, in the conventional immersion diffraction grating 100 shown in FIG. 1, for example, when processing a step grating having a period of 600 μm in the range of “30 mm × 75 mm” of the inclined surface 100a, optical performance is satisfied at a wavelength of 8 μm. In order to achieve this, a processing time of 300 to 500 hours is required by the latest nano-precision grinding apparatus. Furthermore, when the processing range is “120 mm × 300 mm”, it is estimated that man-hours of about 1000 to 1500 hours are required.

一方、本発明による反射型回折格子10の溝10bは、例えば、シリコンウエハからICチップを切断する際に使用されるダイサーやレーザーアブレーション装置を用いることにより、容易に形成することが可能である。   On the other hand, the groove 10b of the reflective diffraction grating 10 according to the present invention can be easily formed by using, for example, a dicer or a laser ablation device used when cutting an IC chip from a silicon wafer.

なお、ダイサー用には幅10μm以下の砥石も開発されており、高速回転で研削加工が行われるために研削面は比較的滑らかである。   A grindstone having a width of 10 μm or less has also been developed for dicers, and the grinding surface is relatively smooth because grinding is performed at high speed.

また、ダイサーには、幅や粗さが異なる砥石を直列に配置した装置(デュアルスピンドル)もあり、1工程で粗加工と仕上げ加工を行うことも可能である。   The dicer also has an apparatus (dual spindle) in which grindstones having different widths and roughnesses are arranged in series, and roughing and finishing can be performed in one step.

そのため、本発明による回折格子10を製造するにあたっては、図1に示す従来のイマージョン回折格子100の場合と比較すると、工数を数〜10分の1程度に短縮することが可能となる。   Therefore, in manufacturing the diffraction grating 10 according to the present invention, the number of man-hours can be reduced to about several tenths compared to the conventional immersion diffraction grating 100 shown in FIG.

一方、レーザーアブレーション装置を用いた紫外線レーザーアブレーションによる微細加工は、レーザー波長のエネルギーが媒質の仕事関数より高い場合には良好な加工面を得ることができるので、溝10bを形成するには極めて有効である。   On the other hand, fine processing by ultraviolet laser ablation using a laser ablation apparatus can obtain a good processed surface when the energy of the laser wavelength is higher than the work function of the medium, and is thus extremely effective for forming the groove 10b. It is.

なお、レーザーアブレーション装置を用いた紫外線レーザーアブレーションによる微細加工は、深さ方向の制御が困難ではあるが、SOI基板などにより溝の深さを制限することも可能である。   Note that fine processing by ultraviolet laser ablation using a laser ablation apparatus is difficult to control in the depth direction, but the depth of the groove can also be limited by an SOI substrate or the like.


なお、図1に示す従来のイマージョン回折格子100において、散乱が実用上問題にならない表面粗度は、例えば、透明媒質がゲルマニウム(n=4)の場合にはλ/100rms程度以下である。波長10μmの場合の表面粗度100nm rmsは研削により達成できる値であるが、波長2μmの場合の表面粗度20nm rmsは実現が困難である。 一方、本発明による反射型回折格子10において、散乱が実用上問題にならない表面粗度は、例えば、透明媒質がゲルマニウム(n=4)、溝10bの側面10baにおける入射角(=反射角)θが70°(垂直が0°)の場合にλ/30 rms程度以下である。そして、波長2μmの場合の表面粗度60nm rmsは、ダイサーの研削により十分に達成可能である。

In the conventional immersion diffraction grating 100 shown in FIG. 1, the surface roughness at which scattering is not a practical problem is, for example, about λ / 100 rms or less when the transparent medium is germanium (n = 4). The surface roughness of 100 nm rms when the wavelength is 10 μm is a value that can be achieved by grinding, but the surface roughness of 20 nm rms when the wavelength is 2 μm is difficult to achieve. On the other hand, in the reflection type diffraction grating 10 according to the present invention, the surface roughness at which scattering does not become a practical problem is, for example, the transparent medium is germanium (n = 4), and the incident angle (= reflection angle) θ on the side surface 10ba of the groove 10b. Is about λ / 30 rms or less when the angle is 70 ° (vertical is 0 °). A surface roughness of 60 nm rms at a wavelength of 2 μm can be sufficiently achieved by grinding a dicer.


なお、上記した実施の形態は、以下の(1)〜(4)に示すように変形することができるものである。

The above-described embodiment can be modified as shown in the following (1) to (4).

(1)上記した実施の形態においては、反射型回折格子10を固体状の透明媒質により形成した場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論である。即ち、反射型回折格子10は、光路中を真空または透明媒質で満たされたものであればよく、また、透明媒質としては固体のみに限られず、液体や気体を用いることができる。そして、反射型回折格子10として光路中を真空または液体や気体で満たされたものとした場合には、反射型回折格子10を固体中において使用するものとし、反射型回折格子10と当該固体との界面に複数の溝10bが並行に形成されるように、当該固体を加工すればよい。   (1) In the above-described embodiment, the case where the reflective diffraction grating 10 is formed of a solid transparent medium has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the reflection type diffraction grating 10 only needs to be filled with a vacuum or a transparent medium in the optical path, and the transparent medium is not limited to a solid, and a liquid or a gas can be used. When the optical path of the reflective diffraction grating 10 is filled with vacuum or liquid or gas, the reflective diffraction grating 10 is used in a solid, and the reflective diffraction grating 10 and the solid The solid may be processed so that a plurality of grooves 10b are formed in parallel at the interface.

(2)上記した実施の形態においては、溝10bの底部10bbの形状については、詳細な説明は省略したが、溝10bの底部10bbは、図に示すように曲面形状でもよいし、平面形状にしてもよい。 (2) In the above-described embodiments, the shape of the bottom portion 10bb of the groove 10b, a detailed description is omitted, the bottom 10bb of the groove 10b may be a curved surface as shown in FIG. 4, the planar shape It may be.

(3)上記した実施の形態においては、溝10bの数については、詳細な説明は省略したが、溝10bの数は設計に応じて適宜に選択すればよい。   (3) Although the detailed description of the number of the grooves 10b is omitted in the above-described embodiment, the number of the grooves 10b may be appropriately selected according to the design.

(4)上記した実施の形態ならびに上記した(1)〜(3)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。   (4) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1)-(3).

本発明は、分光計測装置あるいは分光分析装置などに使用される分散素子や、光通信用あるいはレーザ光学などにおいて用いられるビーム分配器、ビーム混合器あるいは波長弁別器などに使用される回折光学素子などとして利用することができる。   The present invention relates to a dispersive element used in a spectroscopic measurement apparatus or a spectroscopic analysis apparatus, a diffractive optical element used in a beam distributor, a beam mixer or a wavelength discriminator used in optical communication or laser optics, etc. Can be used as

図1は、従来のイマージョン回折格子の概念構成説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a conceptual configuration of a conventional immersion diffraction grating. 図2は、本発明による反射型回折格子の実施の形態の一例を示す概念構成斜視説明図である。FIG. 2 is a perspective view of a conceptual configuration showing an example of an embodiment of a reflective diffraction grating according to the present invention. 図3は、図2のA矢視概念構成説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conceptual configuration as viewed in the direction of arrow A in FIG. 2. 図4は、図2の一部拡大構成説明図である。FIG. 4 is a partially enlarged configuration explanatory view of FIG. 図5は、本発明による反射型回折格子における溝と斜面とがなす角度を説明するための一部拡大構成説明図である。FIG. 5 is a partially enlarged configuration explanatory view for explaining the angle formed by the groove and the inclined surface in the reflection type diffraction grating according to the present invention. 図6は、表面粗さσが0.2μm、入射角の波長λが10μmである場合における入射角θと損失Lsとの関係を示す図表である。FIG. 6 is a chart showing the relationship between the incident angle θ and the loss Ls when the surface roughness σ is 0.2 μm and the incident angle wavelength λ is 10 μm.

符号の説明Explanation of symbols

10 反射型回折格子
10a 斜面
10b 溝
10ba 側面
10bb 底部
100 イマージョン回折格子
100a 斜面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reflective diffraction grating 10a Slope 10b Groove 10ba Side surface 10bb Bottom part 100 Immersion diffraction grating 100a Slope

Claims (4)

光が入射される固体状の透明媒質よりなるイマージョン回折格子であって、
全体形状は断面が三角形を形成する三角柱形状であり、
前記三角形の斜辺を形成する斜面に、前記三角柱形状の延長方向に沿って複数の溝を並行に刻設することにより格子を形成し、
前記斜面はミラー面であり、
前記溝の表面は全反射面またはミラー面であり、
前記透明媒質に入射された光が前記溝の側面において反射し、さらに前記斜面において反射し、前記溝の側面で再び反射するように設定した
ことを特徴とする反射型回折格子。
An immersion diffraction grating composed of a solid transparent medium on which light is incident,
The overall shape is a triangular prism shape whose section forms a triangle,
On the slope forming the hypotenuse of the triangle, a lattice is formed by engraving a plurality of grooves in parallel along the extending direction of the triangular prism shape,
The slope is a mirror surface;
The surface of the groove is a total reflection surface or a mirror surface,
The reflection type diffraction grating is set so that light incident on the transparent medium is reflected on the side surface of the groove, further reflected on the inclined surface, and reflected again on the side surface of the groove .
請求項1に記載の反射型回折格子において、
前記透明媒質に入射された光が前記溝の二つの側面のうち前記斜面となす角が鋭角である前記溝の側面において反射し、さらに前記溝が形成された前記斜面において反射し、前記斜面となす角が鋭角である前記溝の側面で再び反射するように、前記側面における1回目の反射角と2回目の反射角との和の半値が前記側面と前記斜面とがなす角と等しくなるように設定された
ことを特徴とする反射型回折格子。
The reflective diffraction grating according to claim 1,
The light incident on the transparent medium is reflected at the side surface of the groove, wherein the beveled surface and the angle is an acute angle of the two sides of the groove, reflected in yet the slopes the grooves are formed, and wherein the beveled surface The half value of the sum of the first reflection angle and the second reflection angle on the side surface is equal to the angle formed by the side surface and the inclined surface so that the reflection is reflected again on the side surface of the groove having an acute angle. Reflective diffraction grating characterized by being set to.
請求項1または2のいずれか1項に記載の反射型回折格子の製造方法であって、It is a manufacturing method of the reflection type diffraction grating given in any 1 paragraph of Claim 1 or 2,
ダイサーにより前記斜面に前記溝を複数並行に刻設するA plurality of the grooves are engraved on the slope by a dicer.
ことを特徴とする反射型回折格子の製造方法。A method for producing a reflective diffraction grating.
請求項1または2のいずれか1項に記載の反射型回折格子の製造方法であって、It is a manufacturing method of the reflection type diffraction grating given in any 1 paragraph of Claim 1 or 2,
レーザーアブレーションにより前記斜面に前記溝を複数並行に刻設するA plurality of the grooves are engraved on the slope by laser ablation.
ことを特徴とする反射型回折格子の製造方法。A method for producing a reflective diffraction grating.
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