JP5706169B2 - 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 - Google Patents
偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5706169B2 JP5706169B2 JP2011007656A JP2011007656A JP5706169B2 JP 5706169 B2 JP5706169 B2 JP 5706169B2 JP 2011007656 A JP2011007656 A JP 2011007656A JP 2011007656 A JP2011007656 A JP 2011007656A JP 5706169 B2 JP5706169 B2 JP 5706169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sub
- optical
- wavelength structure
- wavelength
- depolarizing element
- 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
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Description
n(TE)=(F×n2+(1−F))1/2
n(TM)=(n 2 /{F+(1−F)n 2 }) 1/2
Δ=Δn・d
である。ここで、Δnはn(TE)とn(TM)の差、dは前述の溝の深さである。
λ/8≦Δ≦λ
となるようにサブ波長構造体が設計されていることが好ましい。これにより、この偏光解消素子の異なる場所を通過した光束同士であってもその干渉を防止することができる。
(a)石英材料を基板10とし、その表面に電子線描画用のレジスト12を所定の厚さに塗布し、プリベークする。予め設計されたプログラムにより、偏光解消素子の諸元に対応したピッチ(周期)と線幅に描画する。
(2)描画されたパターンの線幅が異なるパターンが得られる。
(3)線幅が異なると、ドライエッチングで表面加工する際に、加工深さが異なる。
つまり、(3)は、プラズマエッチング加工の際、エッチングに有効に働くプラズマエッチング種(反応種)が、開口部が狭い場合は内部に侵入しにくくなる(加工深さが深くなるにつれさらに入りにくくなる)ためである。
加工ガス:CHF3ガス(25sccm)+CF4ガス(25sccm)
放電パワー:1000W
バイアスパワー:100W
チャンバー内圧力:1.3Pa(10mTorr)
チラー(冷却器)温度:−20℃
エッチング速度:約6nm/秒
図9は製造方法の第1の例である。
このドライエッチング工程(e)の条件の一例は以下のとおりである。
ガス種:酸素ガス(O2)
ガス流入量:20sccm
圧力:0.4Pa
樹脂エッチング速度:30nm/秒
上部バイアス電力:1KW
下部バイアス電力:100W
上部電極パワー:200W
下部電極パワー:200W
電極間隔:9.5mm
上部電極温度:10℃
下部電極温度:10℃
ガス種:次の4種類の混合ガス
CF4=30sccm、
CHF3=60sccm、
Ar=100sccm、
He=5sccm
反応室内圧力:30Pa
石英ガラス基板のエッチング速度:8nm/秒
図10は、基板上に基板とは異なる材質の別の誘電体薄膜層を形成し、その誘電体薄膜層にサブ波長構造体を形成する第1の例を示している。
ガス種:酸素ガス(O2)
ガス流入量:20sccm
圧力:0.4Pa
樹脂エッチング速度:30nm/秒
上部バイアス電力:1KW
下部バイアス電力:100W
上部電極パワー:1800W〜2000W
下部電極パワー:200W〜300W
CB(真空槽)内温度:80℃
電極温度:15℃〜20℃
ガス種:次の4種類の混合ガス
C3F8=140sccm、
CF4=40sccm、
BCl3=3sccm、
Ar=5sccm、
反応室内圧力:10mTorr
Ta2O5薄膜のエッチング速度:3nm/秒
図11は、基板上に基板とは異なる材質の別の誘電体薄膜層を形成し、その誘電体薄膜層にサブ波長構造体を形成する第2の例を示している。
加工ガス:以下の3種の混合ガス
Arガス(10sccm)
O2ガス(10sccm)
Cl2ガス(55sccm)
放電パワー:500W
バイアスパワー:30W
チャンバー内圧力:2Pa
チラー(冷却器)温度:50℃
エッチング速度:約0.6nm/秒
上部電極パワー:1800W〜2000W
下部電極パワー:200W〜300W
CB(真空槽)内温度:80℃
電極温度:15℃〜20℃
ガス種:次の4種類の混合ガス
C3F8=140sccm、
CF4=40sccm、
BCl3=3sccm、
Ar=5sccm、
反応室内圧力:10mTorr
Ta2O5薄膜のエッチング速度:3nm/秒
(1)トップフラップ形状(1−1、1−2)の作り方:
(a)石英ガラス基板上にCr膜(図示していない)を形成する。
(b)そのCr膜上にUV硬化樹脂を塗布し、図9(b)と同様に、その上からモールド型で押圧する。
(c)図9(c)と同様に、樹脂を紫外線露光して硬化させる。
(d)モールド型を離型した後、モールド型の形状が転写された樹脂パターンをマスクとしてCr膜をドライエッチングでパターニングする。
a)トップフラップ形状(1−1)のドライエッチング条件
圧力: 10.0mToor
反応ガス: CHF3 50sccm
アンテナバイアス: 1000W
バイアス電力: 200W
チラー温度: 10℃
加工時間: 60秒
この加工条件で、ボトムが尖った形状で、トップが矩形の形状ができる。
b)トップフラップ形状(1−2)のドライエッチング条件
圧力: 10.0mToor
反応ガス: CHF3 100sccm
アンテナバイアス: 1300W
バイアス電力: 100W
チラー温度: 0℃
加工時間: 60秒
この加工条件で、ボトムが矩形で、トップが矩形の形状ができる。
加工条件は、下記のとおりであり、この条件はトップフラップ形状の1−1と1−2で同じである。
圧力: 10.0mToor
エッチングガス: Ar 20sccm(Arのみ)
アンテナバイアス: 1200W
バイアス電力: 200W
チラー温度: −15℃
加工時間: 70秒
この追加のドライエッチングにより、パターンの凸部のトップ部にのみエッチングの効果が生じ、トップの形状がわずかにテーパ形状となる。斜面やボトムにはエッチングの効果は及びない。
上述のトップフラップ形状(1−1、1−2)の作り方と同様であるが、Arによる追加のドライエッチング加工時間を長くする。
(a)〜(d)はトップフラップ形状(1−1、1−2)の作り方と同じである。
圧力: 10.0mToor
反応ガス: CHF3 100sccm
アンテナバイアス: 1200W
バイアス電力: 100W
チラー温度: 20℃
加工時間: 60秒
このドライエッチング加工を行うと、サイド方向からCrもすこしずつエッチングされる。
圧力: 5.0mToor
エッチングガス: Ar 20sccm
He圧力: 1mToor
アンテナバイアス: 1200W
バイアス電力: 200W
チラー温度: −15℃
加工時間: 100秒
この条件で加工すると、パターンの凸部のトップ部もエッチングされ、全体の形状がテーパ形状となる。
事例1:表裏の領域分割数を同じとし、形成したパターンも同じ場合。
事例2:表裏の領域分割数を同じとし、形成したパターンも同じだが、位置あわせをX方向にサブ波長構造体領域の半ピッチずらしたもの(又は、Y方向に半ピッチずらしたもの)。ここで、図15の横方向をX方向、縦方向をY方向としている。
事例3:表裏の領域分割数を同じとし、形成したパターンも同じだが、位置あわせをX方向にサブ波長構造体領域の1ピッチずらしたもの(又は、Y方向に1ピッチずらしたもの)。
事例4:表裏の領域分割数を同じとし、形成したパターンも同じだが、位置あわせをX、Y方向にサブ波長構造体領域の半ピッチずらしたもの。
以上から、所望の面内位相差解消素子を製作することができた。
(レーザプリンタへの適用)
図20(A)はレーザプリンタの光学系を示したものである。レーザダイオード・ユニット51内部には、光源としてのレーザダイオードと、レーザダイオードから射出されるレーザビームは平行光線にするコリメートレンズが設けられている。レーザダイオード・ユニット51から平行光線となって射出されるレーザビームは、ポリゴンミラー(回転多面鏡)52によって偏向走査され、F−θレンズ53等から構成される結像レンズ系によってドラム状の感光体ドラム55の帯電した表面に画像を結像する。
図21は露光装置の光学系を概略的に示したものである。KrFエキシマレーザ又はArFエキシマレーザからなる光源60からの紫外線のレーザ光は、光束整形光学系61により所定の光束形状に変換され、照明光学系63,64により原版であるマスク66に照射される。マスク66のパターンはマスク66を透過した紫外線が投影光学系67によりウエハ68に照射されることにより投影露光される。ウエハ68はウエハステージ69に保持され、ウエハステージ69によってウエハ68が投影光学系67の光軸と直交する平面に沿って2次元的に移動することにより投影露光が繰り返されていく。
図22は偏光解消素子を光ファイバ増幅器に適用した例を示したものである。
ファイバ増幅器は、希土類元素添加光ファイバ74に光源70からの励起光71を入射して光ファイバ74中の希土類元素を活性化しておき、そこに入射光72を入射させることにより、その入射光72を増幅して出射させるものである。励起光71と入射光72をともに光ファイバ74に入射させるために、励起光71と入射光72とを結合する光カプラ73が設けられている。
4 誘電体層
2a,4a サブ波長構造体
6, 57, 62 偏光解消素子
8 サブ波長構造体領域
Claims (19)
- 基板の表層部に構造性複屈折をもつ複数のサブ波長構造体領域が互いに隣接して配置された偏光解消素子であって、
前記サブ波長構造体領域は使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち、前記溝の配列方向である光学軸方向が隣接するサブ波長構造体領域間で異なる部分をもつように配置されており、かつ、
該偏光解消素子は前記溝として深さと幅が異なることにより位相差の異なるものを含んでおり、深さが深くなるほど溝の幅が広くなっていることを特徴とする偏光解消素子。 - 前記サブ波長構造体領域は各サブ波長構造体領域内に前記深さの異なる溝をもっている請求項1に記載の偏光解消素子。
- 前記サブ波長構造体領域は各サブ波長構造体領域内に複数の光学軸方向をもっている請求項1又は2に記載の偏光解消素子。
- 前記サブ波長構造体領域は各サブ波長構造体領域内に互いに直交する2つの光学軸方向をもっている請求項3に記載の偏光解消素子。
- 前記サブ波長構造体領域は隣接するサブ波長構造体領域間で前記溝の深さの異なる部分が存在する請求項1から4のいずれか一項に記載の偏光解消素子。
- 基板表層部に使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体が形成され、
前記サブ波長構造体は前記溝の配列方向である光学軸方向が中心から放射状に広がるように前記溝が同心円状に配列されたものであり、かつ、
前記溝として深さと幅が異なることにより位相差の異なるものを含んでおり、深さが深くなるほど溝の幅が広くなっている偏光解消素子。 - 前記溝の深さは、光学軸方向に沿って連続的に変化している請求項1から6のいずれか一項に記載の偏光解消素子。
- 前記サブ波長構造体領域における前記溝の深さは、光学軸方向に沿って三角関数、指数関数又は他の任意の数式で表される関数に従って連続的に変化している請求項7に記載の偏光解消素子。
- 該偏光解消素子で発生する位相差Δは使用する波長λに対して、
λ/8≦Δ≦λ
となるようにサブ波長構造体が設計されている請求項1から8のいずれか一項に記載の偏光解消素子。 - 前記サブ波長構造体領域は、誘電体の薄膜材料、合成石英もしくは光学ガラス材料からなる構造材料、光学結晶材料又はプラスチック材料からなる光透過性材料で構成されている請求項1から9のいずれか一項に記載の偏光解消素子。
- 前記基板の表面側と裏面側の両方の表層部に該偏光解消素子が形成されている請求項1から10のいずれか一項に記載の偏光解消素子。
- 該偏光解消素子が形成されている層とは別に光量を均一化するための光量均一化用光学素子が形成された層を備えている請求項1から10のいずれか一項に記載の偏光解消素子。
- 前記光量均一化用光学素子はマイクロレンズアレイ、インテグレータ又はフライアイレンズアレイである請求項12に記載の偏光解消素子。
- 前記光量均一化用光学素子はそれぞれの光学有効領域が複数の前記サブ波長構造体領域を含むように形成されている請求項12又は13に記載の偏光解消素子。
- 前記光量均一化用光学素子はそれぞれの光学有効領域が前記サブ波長構造体領域の1つと一致するように形成されている請求項12又は13に記載の偏光解消素子。
- 前記サブ波長構造体は、その凹凸の凸部に傾斜面を含んでいる請求項1から15のいずれか一項に記載の偏光解消素子。
- レーザ光源から発生するレーザ光を対象物に照射する光学系を備えた光学機器において、
前記レーザ光の偏光状態をランダムな偏光状態にするために請求項1から16のいずれか一項に記載の偏光解消素子を前記光学系の光路上に配置したことを特徴とする光学機器。 - 前記偏光解消素子を前記光路上において光線方向に平行な軸を中心として回転させる駆動機構を備えた請求項17に記載の光学機器。
- 前記偏光解消素子を前記光路上において光線方向に対して平行又は垂直の方向に振動させる駆動機構を備えた請求項17に記載の光学機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011007656A JP5706169B2 (ja) | 2010-02-03 | 2011-01-18 | 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010021712 | 2010-02-03 | ||
JP2010021712 | 2010-02-03 | ||
JP2011007656A JP5706169B2 (ja) | 2010-02-03 | 2011-01-18 | 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011180581A JP2011180581A (ja) | 2011-09-15 |
JP5706169B2 true JP5706169B2 (ja) | 2015-04-22 |
Family
ID=44692085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011007656A Expired - Fee Related JP5706169B2 (ja) | 2010-02-03 | 2011-01-18 | 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5706169B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014002286A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 |
WO2014162621A1 (ja) * | 2013-04-05 | 2014-10-09 | リコー光学株式会社 | 偏光解消素子並びにその素子を用いた偏光解消装置及び光学機器 |
JP2016033529A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | リコー光学株式会社 | 光偏向器のカバー用光透過性部材、光偏向器、光学レンズ及び光学ミラー |
JP6478008B2 (ja) * | 2014-08-04 | 2019-03-06 | 株式会社リコー | 画像表示装置 |
JP6441047B2 (ja) * | 2014-11-26 | 2018-12-19 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | 光学素子 |
JP2016109815A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | マイクロレンズアレイ基板の製造方法 |
JP6798768B2 (ja) * | 2015-06-17 | 2020-12-09 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光解消板及びその製造方法、並びにそれを用いた光学機器及び液晶表示装置 |
JP2018072570A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | スペックル解消素子及びスペックル解消機構 |
JP2018200401A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 国立大学法人京都大学 | 光学機能素子、偏光解析装置及び、光学機能素子の製造方法 |
CN107319645A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-11-07 | 平湖市金象纺织品有限公司 | 吸湿分段压力裤 |
JP7301513B2 (ja) * | 2018-09-21 | 2023-07-03 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | スペックル低減モジュール |
JP7455570B2 (ja) * | 2019-12-20 | 2024-03-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | テラヘルツ波用光学素子及びテラヘルツ波用光学素子の製造方法 |
JP6850378B2 (ja) * | 2020-02-12 | 2021-03-31 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光解消板、それを用いた光学機器及び液晶表示装置、並びに偏光解消板の製造方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4238633B2 (ja) * | 2003-05-19 | 2009-03-18 | コニカミノルタオプト株式会社 | 偏光解消素子、その素子を用いた分光器及び光ファイバー増幅器 |
JP4748015B2 (ja) * | 2004-02-06 | 2011-08-17 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、露光装置、露光方法、およびマイクロデバイスの製造方法 |
JP2006003479A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Nikon Corp | 光学素子及び照明光学系 |
CN101233443B (zh) * | 2005-07-28 | 2010-06-23 | 松下电器产业株式会社 | 激光图像显示器 |
JP2008112953A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-05-15 | Sei Tsunezo | レーザービーム均一化システム |
JP2008112036A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Osaka Prefecture | 微細構造体の製造方法 |
JP4847304B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2011-12-28 | 株式会社リコー | 光学素子および光学装置 |
JP5055639B2 (ja) * | 2007-04-09 | 2012-10-24 | 株式会社リコー | 偏光解消板、光学装置及び画像表示装置 |
-
2011
- 2011-01-18 JP JP2011007656A patent/JP5706169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011180581A (ja) | 2011-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5706169B2 (ja) | 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 | |
JP4999556B2 (ja) | 表面に微細凹凸形状をもつ光学素子の製造方法 | |
JP2006106758A (ja) | ワイヤーグリッド偏光子及びその製造方法 | |
CN109073815B (zh) | 光学元件 | |
JP2003279705A (ja) | 反射防止部材 | |
CN102414585B (zh) | 光学元件、偏振滤光器、光学隔离器和光学设备 | |
JP6433895B2 (ja) | 光回折格子 | |
JP2010169722A (ja) | 光学素子の製造方法及び光学素子 | |
JP5055639B2 (ja) | 偏光解消板、光学装置及び画像表示装置 | |
WO2010131439A1 (ja) | 光学シート、発光装置および光学シートの製造方法 | |
JP2009086613A (ja) | レリーフ型回折光学素子とその製造方法 | |
JP2023105236A (ja) | 格子結合器の片側パターン化を使用した光学接眼レンズ | |
JP2014002286A (ja) | 偏光解消素子及びその素子を用いた光学機器 | |
TW201716806A (zh) | 光學體及顯示裝置 | |
JP2004061905A (ja) | 光学素子及びその光学素子を用いた装置 | |
JP6076467B2 (ja) | 偏光解消素子並びにその素子を用いた偏光解消装置及び光学機器 | |
JP2007101859A (ja) | 偏光分離素子およびその製造方法 | |
JPH1096807A (ja) | ホログラフィック光学素子及びその作製方法 | |
US20220019008A1 (en) | Color filter substrate, method of manufacturing the same, and display panel | |
JP4999401B2 (ja) | 表面に微細凹凸形状をもつ光学素子の製造方法 | |
JP2004251992A (ja) | マイクロレンズ付基板の製造方法、液晶表示パネルの対向基板の製造方法及び液晶パネルの製造方法 | |
JP2009042497A (ja) | 表面プラズモン素子 | |
JP2007017501A (ja) | ワイヤーグリッド偏光子の製造方法、液晶装置、プロジェクタ | |
JP6940928B2 (ja) | 偏光解消素子及びその製造方法、並びにそれを用いた光学機器及び液晶表示装置 | |
JP2004271828A (ja) | 光学素子およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130806 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140507 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140819 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141017 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150226 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5706169 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |