JP7491747B2 - 凹面回折格子の製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではない。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
<光学装置の構成例>
図1は、第1の実施形態に係る光学装置1を示す概略図である。光学装置1は、例えば分光光度計であり、化学物質又は生体物質などの物質の化学結合に特有の波長の光を選択的に吸収して、濃度測定又は物質同定に使用することができる。図1に示すように、光学装置1は、凹面回折格子2、白色光源11、集光レンズ12a及び12b、試料室13、スリット14、並びに複数の検出器15を備える。
図3は、凹面回折格子2の型の製造に用いる金属平面回折格子3を示す概略断面図である。図3に示すように、金属平面回折格子3は、格子溝31及び伸長部32を有する。格子溝31は、金属平面回折格子3の一方の面の中央部に形成されており、所定の角度(ブレーズ角)の鋸歯形状を有する回折格子パターンである。格子溝31は、例えば平面回折格子を転写することにより製造することができる。また、格子溝31は、フォトリソグラフィ、若しくは、フォトリソグラフィ及びエッチング、若しくは機械加工などにより、平面基板上に回折格子パターンを形成することによって製造することもできる。
図4(a)~(d)は、凹面回折格子2の型4の製造方法を示す概略断面図である。本方法を概説すると、凸面基板41上に金属平面回折格子3を変形させて接着することで、凹面回折格子2の型4を作製する。
図5(a)~(d)は、凹面回折格子2の製造方法を示す概略断面図である。
以上のように、第1の実施形態に係る凹面回折格子2の製造方法は、格子溝31と、凹面回折格子2の型4となる領域外に形成された伸長部32と、を有する金属平面回折格子3(平面回折格子)を用意することと、金属平面回折格子3を凸面基板41に実装して、凹面回折格子2の型4を取得することと、型4を凹面基板23に転写することと、を含む。これにより、金属平面回折格子3を凸面基板41に実装する際に伸長部32が伸びるため、金属平面回折格子3へのシワの発生を抑制しつつ、金属平面回折格子3の変形量を大きくできる。したがって、大きな面積の凹面回折格子や曲率の小さい凹面回折格子を作製することができる。
第1の実施形態においては、金属平面回折格子に伸長部を設けることによって変形量を大きくし、凸面基板への実装時におけるシワの発生を抑制する手法について説明した。第2の実施形態においては、格子溝の形成箇所の剛性を高くすることにより、発生したシワの影響を低減する手法を提案する。なお、第1の実施形態と同様の構成には同様の符号を付し、その説明を省略する。
図6は、第2の実施形態に係る金属平面回折格子5を示す概略断面図である。図6に示すように、金属平面回折格子5は、格子溝51及び薄膜部52を有する。薄膜部52は、金属平面回折格子5の端部(外周部)、かつ格子溝51の領域外(凹面回折格子2の型となる領域外)に形成されている。
図8(a)~(d)は、凹面回折格子2の型6の製造方法を示す概略断面図である。
凹面回折格子2の製造方法については、上記のようにして得られた型6を用いること以外は第1の実施形態と同様である。
以上のように、第2の実施形態に係る凹面回折格子2の製造方法は、格子溝51と、凹面回折格子2の型6となる領域外に形成された薄膜部52と、を有する金属平面回折格子5(平面回折格子)を用意することと、金属平面回折格子5を凸面基板61に実装して、凹面回折格子2の型6を取得することと、を含む。これにより、金属平面回折格子5を凸面基板61に実装する際に薄膜部52にシワが発生したとしても、格子溝51の領域の剛性が高いため、格子溝51に影響しない。したがって、大面積の凹面回折格子や曲率の小さい凹面回折格子を作製することができる。また、格子溝51に対するシワの影響を低減できるため、回折格子パターンの形状ばらつきを抑制することができる。
第3の実施形態においては、金属平面回折格子を凸面基板へ実装する際のシワの発生を抑制する他の構成を提案する。
図9は、第3の実施形態に係る金属平面回折格子7を示す概略断面図である。図9に示すように、金属平面回折格子7は、格子溝71、及び、金属平面回折格子7よりも滑り摩擦力の小さい材料72を有する。
図10(a)~(d)は、凹面回折格子2の型8の製造方法を示す概略断面図である。
凹面回折格子2の製造方法については、上記のようにして得られた型8を用いること以外は第1の実施形態と同様である。
以上のように、第3の実施形態に係る凹面回折格子2の製造方法は、格子溝71と、凹面回折格子2の型8となる領域外に形成された、滑り摩擦力の小さい材料72(低摩擦部)と、を有する金属平面回折格子7(平面回折格子)を用意することと、金属平面回折格子7を凸面基板81に実装して、凹面回折格子2の型8を取得することと、を含む。これにより、金属平面回折格子7を凸面基板81に実装する際に、固定している治具84を材料72が滑るので、シワの発生を抑制することができる。したがって、大面積の凹面回折格子や曲率の小さい凹面回折格子を作製することができる。また、金属平面回折格子7へのシワの発生を抑制でき、格子溝51は特定の角度の鋸歯形状を有しているので、回折格子パターンの形状ばらつきを抑制することができる。
本開示は、上述した実施形態に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施形態は、本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。また、ある実施形態の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の実施形態の構成の一部を追加、削除又は置換することもできる。
2 凹面回折格子
3、5、7 金属平面回折格子
4、6、8 型
11 白色光源
12a、12b 集光レンズ
13 試料室
14 スリット
15 検出器
21 格子溝
22 反射膜
23 凹面基板
24 接着剤
31、51、71 格子溝
32 伸長部
41、61、81 凸面基板
42、82 接着剤
62 接着シート
43、63、83 凹面基板
44、64、84 治具
52 薄膜部
72 滑り摩擦係数の小さい材料
Claims (7)
- 格子溝と、凹面回折格子の型となる領域外に形成された伸長部、薄膜部又は低摩擦部と、を有する平面回折格子を用意することと、
前記平面回折格子を凸面基板に実装して、前記凹面回折格子の型を取得することと、
前記型の前記格子溝を凹面基板に転写することと、を含む凹面回折格子の製造方法。 - 前記平面回折格子を前記凸面基板に実装する際、前記平面回折格子の端部かつ前記伸長部の領域外が固定された状態で、前記平面回折格子に前記凸面基板が押圧され、前記伸長部が伸長することを特徴とする請求項1に記載の凹面回折格子の製造方法。
- 前記薄膜部は、前記平面回折格子の端部に形成され、
前記平面回折格子を前記凸面基板に実装する際、前記薄膜部の少なくとも一部が固定された状態で、前記平面回折格子に前記凸面基板が押圧されることを特徴とする請求項1に記載の凹面回折格子の製造方法。 - 前記低摩擦部の摩擦係数は、前記平面回折格子の摩擦係数よりも小さく、
前記低摩擦部は、前記平面回折格子の端部に形成され、
前記平面回折格子を前記凸面基板に実装する際、前記低摩擦部の少なくとも一部が固定された状態で、前記平面回折格子に前記凸面基板が押圧されることを特徴とする請求項1に記載の凹面回折格子の製造方法。 - 前記平面回折格子が金属材料で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の凹面回折格子の製造方法。
- 前記伸長部が蛇腹形状であることを特徴とする請求項1に記載の凹面回折格子の製造方法。
- 前記凹面回折格子の型を取得することは、
前記平面回折格子を前記凸面基板に実装後、前記平面回折格子から、前記凹面回折格子の型となる領域以外の領域を除去することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の凹面回折格子の製造方法。
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