JPH02143201A - ２重回折格子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光デイスク装置における信号検出光学系や、
光多重通信網における合分波系等で用いられる２重回折
格子に関する。

従来の技術 従来、この種の２市回折格子（デュアルグレーティング
）を用いるものとして、例えば、第４図に示すような光
磁気ディスク用光学系が本出噸人により提案されている
。まず、半導体レーザ１から射出されたレーザ光はカッ
プリングレンズ２、ビーム整形スプリッタ３，４、偏光
ビームスプリッタ５の偏光面５ａ及び対物レンズ６を経
て光磁気ディスク（図示せず）に集光照射される。この
光磁気ディスクからの反射光は再び対物レンズ６、偏光
ビームスプリッタ５を通った後、入射光と分離されてレ
ンズ７に入射する。その後、所定角度に傾けて配設した
２重回折格子８に入射する。この２重回折格子８はレン
ズ７側に第１の回折格子９、射出側に第２の回折格子１
０を同−基板の両面に一体的に形成してなる透過型のも
のであり、光磁気ディスクからの反射光１１の光軸上（
対物レンズ６の光軸上）に所定角度傾けて配設されてい
る。

二のような２重回折格子８の射出側には、例えば１次光
なる回折光１２を受光する２分割受光素子によるトラッ
ク信号検出用光検出器１３と、Ｏ次光なる透過光１４を
受光する４分割受光素子によるフォーカス信号検出用光
検出器１５とが設けられている。このような構成におい
て、２重回折格子８からの透過光１４を受光する光検出
器１５を用いた非点収差法によりフォーカス信号を検出
し、回折光１２を受光する光検出器１３を用いたプッシ
ュプル法によりトラック信号を検出する。

さらに、光磁気ディスク上の光磁気信号はこれらの検出
器１５．１３の各々の検出出力の差分をとることにより
得る。

このような２重回折格子８を用いるのは、波長変動によ
る分離角の変化が小さいという利点を持つからである。

即ち、光磁気ディスク装置においてアクセス時間を速め
るためには光ビツクアヅブの小型・軽量化が重要であり
、このためには、２ｊＲ回折格ｔ８に代えて高密度回折
格子（１面回折格子）を設ける方式でもよいが、この方
式によると゛Ｖ導体レーザ１からのレーザ光の波長変動
により１次光の回折角が大きくずれてしまう等の欠点が
ある。この点、２重回折格子によれば、このような不都
合が解消される。

また、二の種の２重回折格子は、例えば波長多重通信等
の光通信用の合分波素子中でも用いられ得る。第４図は
本出願人により提案されている合分波素子の例を示す。

この合分波素子２１は例えば異なる波長λ１．λ２の入
力光を射出する人力ファイバ２２と分岐された各々の波
長λ１．λ２の光が入射される出力ファイバ２３ａ、２
３ｂとの間に配置される。この合分波１７−２１は人力
ファイバ２２側から順にコリメートレンズ２４．２重回
折格子２５及び集光レンズ２６を配置させてなる。

この２重回折格子２５は基板両面に２つの回折格子２７
．２８を備えてなる透過型２屯回折格子として構成され
ている。これらの２重回折格子２７２８はその回折特性
が相対的に異なるように、格子面及び格子方向が両者で
互いに東行であるが、そのピッチは異なるように形成さ
れている。

このような２重回折格子２５によれば、回折効率が大き
いにも拘らず、人力光−出力光間の偏向角ΔＯが小さく
なる利点がある。これは、従来の１重回折格子では実現
できない機能である。なぜならば、透過型回折格子の場
合、回折効率を大きくするためにはブラッグ領域の回折
とする必要があるが、このようなブラッグ領域条件下で
は回折角が大きいために偏向角も大きくなってしまうか
らである。しかるに、回折格子２７．２８を有する２重
回折格子２５の場合には、各々１枚では回折角が大きい
のでブラッグ領域にあり、回折効率が高く、かつ、２枚
組合せによりこのような高効率を維持したまま低偏向角
化を実現できるのである。よって、ＬＥＤ光のような広
帯域光であっても効率的に分岐することができ、広帯域
によるスポット径の大幅な拡がりを生じないというメリ
ットがある。

二のように２重回折格子の利用価値は大きいものであり
、この他、各種方面への応用が期待される。ここに、こ
の種の２重回折格Ｅは第６図に示す「程により作製され
る。まず、第６図（ａ、　）に示すようにガラス基板３
１１にフォトレジスト３２を塗布し、その上にマスク３
３を重ね、Ａ、Ｂなる２光束レーザ干渉法によりマスク
開口ｉＷ　３３　ａから干渉パターンをフォトレジスト
３２上に露光する。これを現像することにより、同図（
ｂ）に示すように干渉パターンに応じた回折格子（グレ
ーティング）３４が形成される。このようにして形成さ
れた回折格子３４の形状は強度的に弱く、触ると崩れ、
かといって、保護膜を塗布すると、回折効率が低下する
。よって、このように形成された回折格子３４を各々有
する２枚のガラス基板３１により２重回折格子を作製す
るためには、同図（Ｃ）に示すように２枚のガラス基板
３１の背中同士を接着剤３５により貼り合わせるのが一
般的である。或いは、別の基板の表裏両面に第６図（ｂ
）に示すような回折格子３４形状を複製する方式をとる
ことになる。

発明が解決しようとする課題 ところが、このように作製された２重回折格子では、表
裏面に存在する回折格子３４が非常に脆く、光ピツクア
ップ等における組付は時に細心の注意を要するばかりで
なく、埃、汚れなどが付着しやすく、かつ、そのクリー
ニング手段がないものである。また、外気の影響を非常
に受けやすいものでもある。更に、この種の２重回折格
子は、前述したように、０次光と１次光との間の波長変
動に対する分離角Ｏの変化へ〇が小さいという利点を持
つが、第７図に示すように、両面の回折格子３４の間隔
（厚さ）ｔによる１次光のシフト量△Ｓの影響が大きい
。よって、従来の作製方法による２重回折格子では、そ
の長所が減じてしまうものである。また、２枚のガラス
基板３１を貼り合わせる方式によると、その背中合わせ
の面で、第７図中に示すＣ部分のような多重反射が生じ
、効率低下ないしは雑音等の悪影響が生ずる。

課題を解決するための手段 各々片面に回折格子を形成した２枚の格子基板を、その
回折格子が内面側で離間対向する状態に周囲で固着する
。

作用 エアサンドイッチ的に回折格子が内面側で離間対向する
ことにより、脆い回折格子が外部に露出しない２重回折
格子となり、取扱い・メンテナンスの容易なものとなる
。また、回折格子面が外気の影響を受けず、耐環境性に
も優れる。更には、内面側で対向するので１両回折格子
間の間隔も狭めることができ、波長変動に対する回折光
のシフｌ−量の変化を小さくすることが可能となる。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図に基づいて説明する。ま
ず、第６図（ａ）（ｂ）で示したような露光、現像工程
を経て回折格子４１．４２が各々片面に形成された２枚
の格子基板としてのガラス基板４３４４が用意される。

４５．４６は各々回折格子・１１．．４２を形成するた
めのフォトレジスト層である。このような２枚のガラス
基板４３．４４を回折格子４．１．４２面側を内側にし
、かつ、周囲にスペーサ４７を介在させて接着剤等によ
り固着する。即ち、両回折格子４１．４２は互いに接触
しない状態で離間対向する状ＩＩ（エアサンドイッチ構
造）とされ、スペーサ４７により外気から遮蔽される。

このような構造の２重回折格子によれば、脆い回折格子
４．１．４２が外部に露出していないので、光ピツクア
ップ光学系等に対する組付は時の取扱いが容易となる。

また、埃、汚れ等が付着しても、アルコール等により拭
うことができる等、メンテナンスも用意となる。更には
、回折格子４１，４２が外気に触れていないので、耐環
境性に優れた２重回折格子となる。また、スペーサ４７
の厚みによって、回折格子４１．．４２間の間隔を小さ
くすることができ、波長変動による回折光のシフト量の
変化を小さなものとし、２重回折格子のメリットを十分
に発揮させることができる。

第２図は本発明の第二の実施例を示すもので、スペーサ
４７に代えて、回折格子４１．４２周囲のフォトレジス
ト層４５．４６の厚みを利用して回折格子４］、、４．
２間が非接触状態となるように、ガラス基板４．３．４
４間を接着剤等により固着するようにしたものである。

即ち、露光工程に先立ち、ガラス基板４３，４．４にフ
ォトレジスト層・１５．４６を厚めに塗布しておき、露
光をオーバ気味にすると、第２図に示すように回折格子
４１゜４２面のほうが、マスクを被り露光を受けない周
囲のフォトレジスト層４５．４６の面より一段低くなる
。よって、このような周囲のフ第１・レジメト層４５，
４６を直接接台固定しても、回折格子４１．４２は非接
触状態で対向する二とになり、スペーサを要しないもの
となる。

また、第３図は本発明の第三の実施例を示すもので、ガ
ラス基板４３．４４の周囲を厚めの接着剤４８により固
着するようにしたものである。即ち、接着Ｍ４８自身の
厚みをスペーサ化わりとするものであり、このような接
着剤４８としては例えばエポキシ系のものを用いればよ
い。

発明の効果 本発明は、−Ｆ述したように各々片面に回折格子を形成
した２枚の格子基板を、その回折格子が内面側で離間対
向する状態に周囲で円台したので、両回折格子がエアサ
ンドイッチ的に内面側で離間対向することとなり、脆い
回折格子が外部に露出せず、取扱い・清掃等のメンテナ
ンスの容易な２重回折格子となり、また、回折格子面が
外気の影響を受けないので、耐環境性に優れたものとな
り、更には、内面側で対向するので、両回折格子間の間
隔も狭めることができ、よって、波長変動に対する回折
光のシフト量の変化を小さくすることが可能となり、２
重回折格ｐの持つメリットを十分に発揮させることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す概略断面図、第２
図は本発明の第二の実施例を示す概略断面図、第３図は
本発明の第三の実施例を示す概略断面図、第１１図は本
出願人既提案の光磁気ピックアップへの適用例を示す光
学系構成図、第５図は本出願人既提案の九合分波素ｐへ
の適用例を示す光学系構成図、第６図は従来の２屯回折
洛ｊ−の作製工程を示す概略断面図、第７図はその欠点
を示ず概略断面図である。 ４１、．４２・・・回折格子、４３．４４・・格子基板
Ｕ 図 乙ｂ 図 口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各々片面に回折格子を形成した２枚の格子基板を、その
   回折格子が内面側で離間対向する状態に周囲で固着して
   なることを特徴とする２重回折格子。