JPH0424681B2 - - Google Patents
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- JPH0424681B2 JPH0424681B2 JP18492281A JP18492281A JPH0424681B2 JP H0424681 B2 JPH0424681 B2 JP H0424681B2 JP 18492281 A JP18492281 A JP 18492281A JP 18492281 A JP18492281 A JP 18492281A JP H0424681 B2 JPH0424681 B2 JP H0424681B2
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- Japan
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- diffraction grating
- resin layer
- photosensitive resin
- light
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1842—Gratings for image generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、パターン状回折格子の製造方法に関
するものである。
するものである。
回折格子は、光を照射すると、回折格子が透過
型若しくは反射型であるかにより、それぞれ透過
光若しくは反射光が回折現象を起こして、光学部
品として使用される他、白色光を照射するときは
回折格子自体が虹色を呈するため装飾品としても
用途が高いものである。
型若しくは反射型であるかにより、それぞれ透過
光若しくは反射光が回折現象を起こして、光学部
品として使用される他、白色光を照射するときは
回折格子自体が虹色を呈するため装飾品としても
用途が高いものである。
回折格子を作製する方式には種々の方法がある
が、材料表面に間隔0.5〜5μ程度の微細な縞状の
凹凸をダイヤモンドカツター等を用いた切削によ
り作製するのが一般的であるが、かかる方法にお
いては凹凸の溝の間隔を小さくすることが困難で
あり、又、パターン状に、特に複雑なパターン状
に回折格子を設けることも困難である。
が、材料表面に間隔0.5〜5μ程度の微細な縞状の
凹凸をダイヤモンドカツター等を用いた切削によ
り作製するのが一般的であるが、かかる方法にお
いては凹凸の溝の間隔を小さくすることが困難で
あり、又、パターン状に、特に複雑なパターン状
に回折格子を設けることも困難である。
本発明はこれら従来の欠点を克服するものであ
つて、そのために本発明は〓基板上に感光性樹脂
層を設けてなる感光性基板の前記感光性樹脂層
に、コヒーレンスの高い光を重ねて生じる光の干
渉縞を露光して干渉縞による回折格子の潜像を形
成し、次に回折格子の潜像が形成された前記露光
面にマスクを介して更に紫外線をパターン状に露
光し、その後前記感光性樹脂層を現像することに
より、干渉縞による回折格子の微細凹凸形状をパ
ターン状に形成することを特徴とするパターン状
回折格子の製造方法〓の構成を見出したものであ
る。
つて、そのために本発明は〓基板上に感光性樹脂
層を設けてなる感光性基板の前記感光性樹脂層
に、コヒーレンスの高い光を重ねて生じる光の干
渉縞を露光して干渉縞による回折格子の潜像を形
成し、次に回折格子の潜像が形成された前記露光
面にマスクを介して更に紫外線をパターン状に露
光し、その後前記感光性樹脂層を現像することに
より、干渉縞による回折格子の微細凹凸形状をパ
ターン状に形成することを特徴とするパターン状
回折格子の製造方法〓の構成を見出したものであ
る。
第１図は本発明において光の干渉縞を露光する
基本原理を説明するための図面である。第１図中
１で示す感光性基板は基板１ａ及び感光性樹脂層
１ｂからなるものである。基板１ａとしてはガラ
ス、金属、磁器、硬質プラスチツク等が用いられ
る。感光性樹脂層としてはポジ型若しくはネガ型
のフオトレジストとして一般に使用されているも
のを用いることができる。例えばポジ型レジスト
としては、シプレー社製AZ−1350及びAZ−111
並びに東京応化社製OFPR等のキノンジアジド
系、ネガ型レジストとしては、コダツク社製
KPR及びKOR並びに東京応化社製TPR及び
SVR等のポリケイ皮酸ビニル系、コダツク社製
KMER及びKTFR、東京応化社製OMR並びに富
士薬品社製FSR等のアジド化合物・ゴム系等を
挙げることができる。フオトレジストはそれらの
処方に従い粘度を調節したフオトレジスト液をか
け流し若しくはスピナーコーテイングにより通常
は厚み0.1〜10μmになるように塗布し乾燥して基
板１ａ上に塗布形成して感光性樹脂層とすること
ができる。
基本原理を説明するための図面である。第１図中
１で示す感光性基板は基板１ａ及び感光性樹脂層
１ｂからなるものである。基板１ａとしてはガラ
ス、金属、磁器、硬質プラスチツク等が用いられ
る。感光性樹脂層としてはポジ型若しくはネガ型
のフオトレジストとして一般に使用されているも
のを用いることができる。例えばポジ型レジスト
としては、シプレー社製AZ−1350及びAZ−111
並びに東京応化社製OFPR等のキノンジアジド
系、ネガ型レジストとしては、コダツク社製
KPR及びKOR並びに東京応化社製TPR及び
SVR等のポリケイ皮酸ビニル系、コダツク社製
KMER及びKTFR、東京応化社製OMR並びに富
士薬品社製FSR等のアジド化合物・ゴム系等を
挙げることができる。フオトレジストはそれらの
処方に従い粘度を調節したフオトレジスト液をか
け流し若しくはスピナーコーテイングにより通常
は厚み0.1〜10μmになるように塗布し乾燥して基
板１ａ上に塗布形成して感光性樹脂層とすること
ができる。
以上のようにしてなる感光性基板にコヒーレン
スの高い光を重ねて生じる光の干渉縞を露光す
る。具体的にはArレーザー、He−Cdレーザー等
のレーザー光を用い、例えば、第１図に示すごと
くレーザー光源２から発したレーザー光をハーフ
ミラー３により二光束に分割した後、ミラー４ａ
及び４ｄで反射させレンズ５ａ及び５ｂを介して
感光性基板１に照射する。この時、回折格子間隔
ｄはレンズ５ａ及び４ｂの焦点を通る光のなす角
度θと光の波長λとによつて決まり次式の関係を
有する。即ち、 ｄ＝λ／2sinθ／２ 従つて、上式で明らかなごとく、角度θを変更す
ることにより、格子間隔を調節でき、従つて外観
の異なる回折格子を作成することができる。勿論
波長を変更しても格子間隔を変更しうる。
スの高い光を重ねて生じる光の干渉縞を露光す
る。具体的にはArレーザー、He−Cdレーザー等
のレーザー光を用い、例えば、第１図に示すごと
くレーザー光源２から発したレーザー光をハーフ
ミラー３により二光束に分割した後、ミラー４ａ
及び４ｄで反射させレンズ５ａ及び５ｂを介して
感光性基板１に照射する。この時、回折格子間隔
ｄはレンズ５ａ及び４ｂの焦点を通る光のなす角
度θと光の波長λとによつて決まり次式の関係を
有する。即ち、 ｄ＝λ／2sinθ／２ 従つて、上式で明らかなごとく、角度θを変更す
ることにより、格子間隔を調節でき、従つて外観
の異なる回折格子を作成することができる。勿論
波長を変更しても格子間隔を変更しうる。
以上のように露光することにより、感光性基板
の感光性樹脂層中に前記２光束の干渉による光の
強弱に応じた干渉縞による回折格子の潜像が形成
される。なお以上の説明では２光束の露光を１回
行なう方法について述べたがこの他、２光束以上
の多光束による露光を行なうか或いは感光性基板
を露光毎に回転させて多数回露光してもよく、よ
り複雑な回折格子が得られる。
の感光性樹脂層中に前記２光束の干渉による光の
強弱に応じた干渉縞による回折格子の潜像が形成
される。なお以上の説明では２光束の露光を１回
行なう方法について述べたがこの他、２光束以上
の多光束による露光を行なうか或いは感光性基板
を露光毎に回転させて多数回露光してもよく、よ
り複雑な回折格子が得られる。
以上のようにして光の干渉縞を露光した後、感
光性基板の感光性樹脂層に紫外線を適宜なパター
ンを有するマスクを介してパターン状に露光す
る。
光性基板の感光性樹脂層に紫外線を適宜なパター
ンを有するマスクを介してパターン状に露光す
る。
紫外線としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、
低圧水銀灯、カーボンアーク、クセノンアーク、
メタルハライドランプ等の光源を用いた紫外線源
から発するものを用い、好ましくは派長0.25〜
0.45μmの光を積算露光量が10mJ／cm以上になな
るよう照射する。パターン状に露光するには第２
図に示すごとく適宜なパターンを有するマスク、
すなわちマスク６を介して行なう。
低圧水銀灯、カーボンアーク、クセノンアーク、
メタルハライドランプ等の光源を用いた紫外線源
から発するものを用い、好ましくは派長0.25〜
0.45μmの光を積算露光量が10mJ／cm以上になな
るよう照射する。パターン状に露光するには第２
図に示すごとく適宜なパターンを有するマスク、
すなわちマスク６を介して行なう。
以上の紫外線を用いたパターン状の露光によ
り、感光性樹脂層がポジ型の場合には紫外線露光
部分の感光性樹脂層は分解し、現像液を用いた現
像により溶解し消失し第３図ａに示すごとき干渉
縞による回折格子の微細凹凸形状がパターン状に
形成されたパターン状回折格子を得る。又、感光
性樹脂層としてネガ型のものを用いる場合には紫
外線露光部分の感光性樹脂層が硬化するため現像
液を用いた現像を受けず干渉縞の微細凹凸を形成
しないため第３図、ｂに示すようなパターン状回
折格子を得る。以上のようにポジ型若しくはネガ
型のいずれの感光性樹脂層を用いてもパターンに
応じたポジ若しくはネガの回折格子パターン７ｂ
を基板７ａ上に有するパターン状回折格子７が得
られる。
り、感光性樹脂層がポジ型の場合には紫外線露光
部分の感光性樹脂層は分解し、現像液を用いた現
像により溶解し消失し第３図ａに示すごとき干渉
縞による回折格子の微細凹凸形状がパターン状に
形成されたパターン状回折格子を得る。又、感光
性樹脂層としてネガ型のものを用いる場合には紫
外線露光部分の感光性樹脂層が硬化するため現像
液を用いた現像を受けず干渉縞の微細凹凸を形成
しないため第３図、ｂに示すようなパターン状回
折格子を得る。以上のようにポジ型若しくはネガ
型のいずれの感光性樹脂層を用いてもパターンに
応じたポジ若しくはネガの回折格子パターン７ｂ
を基板７ａ上に有するパターン状回折格子７が得
られる。
以上のようにして得られるパターン状回折格子
は、回折格子をコヒーレンスの高い光の干渉によ
つて設けるものであるから、機械的な切削によつ
て設けるのにくらべ微細で精度の良い凹凸を設け
ることができ、しかも紫外線をパターン状に露光
することにより、パターン状回折格子を容易に得
ることができる。又、以上のようにして得られた
パターン状回折格子は第４図に示すようにこれを
母型として電鋳等により金型８を作り、熱可塑性
樹脂シート９若しくは板にプレス１１ａ及び１１
ｂ並びに必要に応じ鏡面板１０を用いて型押しす
ることにより、大量に複製品を得ることができ
る。
は、回折格子をコヒーレンスの高い光の干渉によ
つて設けるものであるから、機械的な切削によつ
て設けるのにくらべ微細で精度の良い凹凸を設け
ることができ、しかも紫外線をパターン状に露光
することにより、パターン状回折格子を容易に得
ることができる。又、以上のようにして得られた
パターン状回折格子は第４図に示すようにこれを
母型として電鋳等により金型８を作り、熱可塑性
樹脂シート９若しくは板にプレス１１ａ及び１１
ｂ並びに必要に応じ鏡面板１０を用いて型押しす
ることにより、大量に複製品を得ることができ
る。
すなわち、本発明のパターン状回折格子は表面
の凹凸状の形状として記録されているため、この
凹凸の形状を上記の様にして複製が可能となる。
尚この複製の際に透明な熱可塑性樹脂を材料とし
て使用すれば透過型のパターン状回折格子が作製
でき、又、回折格子の凹凸形状に沿つて凹凸表面
に薄反射層を金属の蒸着等により厚み100〜1000
Å程度に設ければ反射型のパターン状回折格子が
作製できる。
の凹凸状の形状として記録されているため、この
凹凸の形状を上記の様にして複製が可能となる。
尚この複製の際に透明な熱可塑性樹脂を材料とし
て使用すれば透過型のパターン状回折格子が作製
でき、又、回折格子の凹凸形状に沿つて凹凸表面
に薄反射層を金属の蒸着等により厚み100〜1000
Å程度に設ければ反射型のパターン状回折格子が
作製できる。
以下に本発明をより具体的に説明するため実施
例を示す。
例を示す。
実施例
縦横５cm、厚さ２cmのガラス板にポジ型フオト
レジスト（シプレー社製AZ−1350J）を厚み2μm
になるよう塗布し感光体とした。
レジスト（シプレー社製AZ−1350J）を厚み2μm
になるよう塗布し感光体とした。
第１図の光学系を用い、光源としてAr−レー
ザー（488nm、出力1w）を使用し、２光束の交
角θを10゜として上記感光体に干渉縞15分間露光
し記録した。この場合干渉縞の間隔は約2.8μmと
なつた。
ザー（488nm、出力1w）を使用し、２光束の交
角θを10゜として上記感光体に干渉縞15分間露光
し記録した。この場合干渉縞の間隔は約2.8μmと
なつた。
次に、第２図に示す様に、この感光体にマスク
８を密着し、その上より超高圧水銀灯紫外線を
5W／m2の条件で１分間照射した。その後この感
光体を現像液（AZ−デベロツパー）で５分間現
像することにより第３図に示すごとき前記マスク
のネガに相当するパターン状の回折格子を得た。
得られたパターン状回折格子の凹凸面に常法によ
り厚さ500Åの金蒸着を施し、これを電極として、
その上にニツケルを厚さ１mmに電鋳し、プレス金
型を作製することにより塩ビシートに複製が可能
であつた。
８を密着し、その上より超高圧水銀灯紫外線を
5W／m2の条件で１分間照射した。その後この感
光体を現像液（AZ−デベロツパー）で５分間現
像することにより第３図に示すごとき前記マスク
のネガに相当するパターン状の回折格子を得た。
得られたパターン状回折格子の凹凸面に常法によ
り厚さ500Åの金蒸着を施し、これを電極として、
その上にニツケルを厚さ１mmに電鋳し、プレス金
型を作製することにより塩ビシートに複製が可能
であつた。
第１図は干渉縞を露光する方法を示す図、第２
図はマスクを用いて紫外線を露光する方法を示す
図、第３図は本発明により得られるパターン状回
折格子を示す断面図、第４図は本発明により得ら
れるパターン状回折格子を複製する方法を示す図
でである。 １…感光性基板（１ａ…基板、１ｂ…感光性樹
脂層）、２…レーザー光源、３…ハーフミラー、
４ａ，４ｂ…ミラー、５ａ，５ｂ…レンズ、６…
マスク、７…パターン状回折格子（７ａ…基板、
７ｂ…回折格子パターン）、８…金型、９…熱可
塑性樹脂シート、１０…鏡面板、１１ａ，１１ｂ
…プレス。
図はマスクを用いて紫外線を露光する方法を示す
図、第３図は本発明により得られるパターン状回
折格子を示す断面図、第４図は本発明により得ら
れるパターン状回折格子を複製する方法を示す図
でである。 １…感光性基板（１ａ…基板、１ｂ…感光性樹
脂層）、２…レーザー光源、３…ハーフミラー、
４ａ，４ｂ…ミラー、５ａ，５ｂ…レンズ、６…
マスク、７…パターン状回折格子（７ａ…基板、
７ｂ…回折格子パターン）、８…金型、９…熱可
塑性樹脂シート、１０…鏡面板、１１ａ，１１ｂ
…プレス。
Claims (1)
- １ 基板上に感光性樹脂層を設けてなる感光性基
板の前記感光性樹脂層に、コヒーレンスの高い光
を重ねて生じる光の干渉縞を露光して干渉縞によ
る回折格子の潜像を形成し、次に回折格子の潜像
が形成された前記露光面にマスクを介して更に紫
外線をパターン状に露光し、その後前記感光性樹
脂層を現像することにより、干渉縞による回折格
子の微細凹凸形状をパターン状に形成することを
特徴とするパターン状回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18492281A JPS5886503A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | パタ−ン状回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18492281A JPS5886503A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | パタ−ン状回折格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886503A JPS5886503A (ja) | 1983-05-24 |
| JPH0424681B2 true JPH0424681B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=16161670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18492281A Granted JPS5886503A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | パタ−ン状回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886503A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63181142A (ja) * | 1987-01-21 | 1988-07-26 | Toppan Printing Co Ltd | 光学的記録媒体の製造方法 |
| JP7083982B2 (ja) * | 2016-09-26 | 2022-06-14 | 国立大学法人東京農工大学 | 超短パルスレーザを用いた微細加工方法、導出装置、加工装置および加工物 |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP18492281A patent/JPS5886503A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5886503A (ja) | 1983-05-24 |
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