JP5272985B2 - 回折光学素子及び光ピックアップ - Google Patents
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Description
1)一つの入射光を複数の回折光に分けることができる。
2)回折角が波長に依存するため、分光に利用することができる。
3)回折格子を形成する面を曲面としてレンズとすることにより、通常のレンズよりも薄くすることができる。
4)レンズとは正負が逆となる波長分散特性を有するため、レンズを用いる光学系の色収差を補正することができる。
第1の実施の形態に係る回折光学素子について説明する。
最初に図1に基づき通常のマルチレベル型の回折格子を有する回折光学素子において、回折格子を形成する段差の数と、+1次回折光、0次回折光、−1次回折光における回折効率の関係について説明する。尚、回折格子に形成される各々の段差は略均一となるように形成されている。マルチレベル型の回折格子では、段の数を増やすことにより、+1次回折光の回折効率は高くなる。また、段の数が2段の場合では、+1次回折光の回折効率と−1次回折光の回折効率とは、39%で等しい値であるが、段の数が3段以上になると、−1次回折光は発生しない。このため、通常のマルチレベル型の回折格子では、+1次回折光と−1次回折光との双方を生じさせるものであって、かつ、+1次回折光における回折効率の値と−1次回折光における回折効率の値とを異なるものとすることはできない。即ち、通常のマルチレベル型の回折格子では、+1次回折光の回折効率と−1次回折光の回折効率の比を4:1等にすることができない。
次に、図5に基づき本実施の形態における回折光学素子の製造方法について説明する。本実施の形態における回折光学素子は、フォトリソグラフィとドライエッチングを3回繰り返すことにより製造される。従って、本実施の形態における回折光学素子を製造する際に、フォトリソグラフィを行うために用いられるフォトマスクは3種類である。
次に、本実施の形態における回折光学素子の他の構造について説明する。
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図8及び図9に示すように、光スポットとなる部分(照射される光の有効光束径内となる部分)に、第1の領域61と第2の領域62を有しており、基板10の表面の第1の領域61には、第3の回折格子23が形成されており、第2の領域62には、第1の回折格子21が形成されている。尚、基板10は、波長が405nmの光おける屈折率が1.52であるガラス基板により形成されており、第2の領域62に形成される第1の回折格子21は、第1の実施の形態において説明した第1の回折格子21と同じものである。尚、図9は、図8における破線9A−9Bにおいて切断した断面の要部拡大図である。
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図11及び図12に示すように、光スポットとなる部分(照射される光の有効光束径内となる部分)に、第1の領域71と第2の領域72と第3の領域73とを有しており、基板10の表面の第1の領域71には、第3の回折格子23が形成されており、第2の領域72には、第1の回折格子21が形成されており、第3の領域73には、第2の回折格子22が形成されている。よって、第1の領域71における第3の回折格子23の段部の段の数と、第2の領域72における第1の回折格子21の段部の段の数と、第3の領域73における第2の回折格子22の段部の段の数はすべて異なっている。尚、図12は、図11における破線12A−12Bにおいて切断した断面の要部拡大図である。また、基板10は、波長が405nmの光おける屈折率が1.52となるガラス基板により形成されており、第1の回折格子21、第2の回折格子22及び第3の回折格子23は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態において説明した第1の回折格子21、第2の回折格子22及び第3の回折格子23と同じものである。
次に、第4の実施の形態について説明する。図13に、本実施の形態における回折光学素子の断面の構造を示す。
次に、第5の実施の形態について説明する。本実施の形態は、光ディスクにおける情報の記録及び再生を行うための光ピックアップであり、第4の実施の形態における回折光学素子を有するものである。
11 第1の領域
12 第2の領域
21 第1の回折格子
22 第2の回折格子
a1 第1の回折格子における第1段の幅
a2 第2の回折格子における第1段の幅
b1 第1の回折格子における第2段の幅
b2 第2の回折格子における第2段の幅
c1 第1の回折格子における第3段の幅
d1 第1の回折格子における第4段の幅
g1 第1の回折格子における第1段と第2段との段差
h1 第1の回折格子における第2段と第3段との段差
i1 第1の回折格子における第3段と第4段との段差
m1 第1の回折格子における高さ
m2 第2の回折格子における高さ
P1 第1の回折格子における段差の周期
P2 第2の回折格子における段差の周期
Claims (4)
- 透明な基板上に回折格子が形成されている回折光学素子において、
前記回折格子は、照射される光の有効光束径の範囲内において、少なくとも第1の領域と第2の領域と第3の領域とを有しており、
前記第1の領域に形成される回折格子の段の数と前記第2の領域に形成される回折格子の段の数と前記第3の領域に形成される回折格子の段の数とは各々異なるものであって、
前記第1の領域、前記第2の領域、前記第3の領域のいずれかに形成される回折格子において、前記回折格子を形成する段部における各々の段差は、すべて異なる値であって、
前記第1の領域における+1次回折光の回折効率と−1次回折光の回折効率の比の値と、前記第2の領域における+1次回折光の回折効率と−1次回折光の回折効率の比の値と、前記第3の領域における+1次回折光の回折効率と−1次回折光の回折効率の比の値は、すべて異なることを特徴とする回折光学素子。 - 前記回折格子は複屈折材料により形成されており、
前記回折格子に接して等方性媒質が形成されており、
前記等方性媒質の屈折率の値と、前記複屈折材料における常光屈折率の値とは、略等しいものであることを特徴とする請求項1に記載の回折光学素子。 - 前記複屈折材料は、高分子液晶により形成されているものであることを特徴とする請求項2に記載の回折光学素子。
- レーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられた光を集光するための対物レンズと、
光検出器と、
を有し、前記レーザ光源からの光を前記対物レンズにより光ディスクに集光し、前記光ディスクにおいて反射された光を請求項1から3のいずれかに記載されている回折光学素子により回折させ、前記光検出器に入射させることにより、前記光ディスクに記録されている情報の読み取りを行うものであることを特徴とする光ピックアップ。
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