JPH0486702A - Grating element and production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
技術分野
この発明は、光の偏光方向を制御できるグレーティング
素子およびその作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grating element that can control the polarization direction of light and a method for manufacturing the same.
従来技術とその問題点
従来のグレーティング素子はガラス基板上に回折機能を
もつグレーティングか形成されていた。Prior art and its problems Conventional grating elements have a grating with a diffraction function formed on a glass substrate.
しかしなから従来のグレーティング素子は偏光作用につ
いては何ら考慮されていない。光の偏光方向を制御でき
るグレーティング素子は存在しなかった。However, in conventional grating elements, no consideration is given to the polarization effect. There was no grating element that could control the polarization direction of light.
発明の概要
発明の目的
この発明は、偏光機能を有するグレーティング素子およ
びその作製方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a grating element having a polarizing function and a method for manufacturing the same.
発明の構成９作用および効果
二の発明によるグレーティング素子は、所定の偏光方向
の光のみを通過させる偏光機能をもつ基板上に、グレー
ティングか形成されていることを特徴とする。Structure 9 of the Invention The grating element according to the second invention is characterized in that the grating is formed on a substrate having a polarization function that allows only light in a predetermined polarization direction to pass through.
二の発明によると、偏光機能をもつ基板上にグレーティ
ングか形成されているので、入射する光をその偏光方向
に応じて選択的に回折させることかできる。According to the second invention, since the grating is formed on the substrate having a polarization function, it is possible to selectively diffract incident light according to its polarization direction.
必要ならば上記基板をそれぞれか偏光機能を有する複数
の部分から構成し、各部分に別個のクレーティングを形
成する。If desired, the substrate may be constructed from a plurality of sections, each having a polarizing function, with each section forming a separate crating.
上記グレーティングはフレネル・レンズ・パターンを含
むものである。The grating includes a Fresnel lens pattern.
この発明によるグレーティング・パターンの作製方法は
、グレーティング・パターンをもつスタンパを用い、所
定の偏光方向の光のみを通過させる偏光機能をもつ基板
と上記スタンパとの間に液状から硬化する材料を充填し
、上記材料を硬化させたのちスタンパを除去することを
特徴とする。A method for producing a grating pattern according to the present invention uses a stamper having a grating pattern, and fills a material that hardens from a liquid state between the stamper and a substrate having a polarization function that allows only light in a predetermined polarization direction to pass through. , the stamper is removed after the material is cured.
エネルギ照射により硬化する液状材料には、光硬化性ま
たは熱硬化性の樹脂、たとえば紫外線（ＵＶ）硬化樹脂
かある。また無機材料としては熱硬化性膜形成用塗布液
を挙げることかできる。Liquid materials that are cured by energy radiation include photocurable or thermosetting resins, such as ultraviolet (UV) cured resins. Further, as the inorganic material, a coating liquid for forming a thermosetting film can be mentioned.
液状とはケル状も含む。Liquid state also includes kelp state.
この発明によるグレーティング素子の作製方法によると
、グレーティング・パターンをもつスタンパを利用して
いるから、入射光の偏光方向を制御できるグレーティン
グ素子を容易に量産することかできる。According to the method for manufacturing a grating element according to the present invention, since a stamper having a grating pattern is used, grating elements that can control the polarization direction of incident light can be easily mass-produced.
実施例の説明 第１図は二の発明の第１実施例を示すもので。Description of examples FIG. 1 shows a first embodiment of the second invention.
グレーティング素子の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a grating element.
グレーティング素子は、所定の偏光方向（この実施例で
はＸ方向）の光のみを通過させる偏光板１上に、光を回
折させる所定周期の等間隔グレーティング２か形成され
ることにより構成されている。The grating element is constructed by forming equally spaced gratings 2 at a predetermined period to diffract light on a polarizing plate 1 that allows only light in a predetermined polarization direction (in this example, the X direction) to pass through.
このようなグレーティング素子に、ＸおよびＸ方向に偏
光成分をもつ光（たとえば自然光）を入射させると、Ｘ
方向に偏光する光のみか偏光板１を通過し、さらにクレ
ーティング２によって回折される（第１図においては±
１次の回折光のみか図示されている）。When light (such as natural light) having polarization components in the X and X directions is incident on such a grating element,
Only the light polarized in the direction passes through the polarizing plate 1 and is further diffracted by the crating 2 (in Fig. 1, ±
Only the first-order diffracted light is shown).
グレーティング２は図示のようなステップ・タイプのも
ののみならすブレーズ化されたものでもよい。また屈折
率変調型のグレーティングでもよい。また、偏光板の偏
光方向とグレーティングの方向とは無関係である。The grating 2 may be of a step type as shown, or may be of a blaze type. Alternatively, a refractive index modulation type grating may be used. Furthermore, the polarization direction of the polarizing plate and the direction of the grating are unrelated.
第１図に示すグレーティング素子は以下のようこして作
製される。The grating element shown in FIG. 1 is manufactured as follows.
グレーティング２の原盤を電子ビーム描画法により作製
する。ガラス基板上に電子ビーム・レジストを塗布し
このレジスト上にグレーティングのパターンを電子ビー
ムにより描画後、現象することにより、カラス基板上に
グレーティングとなる残膜レジストをもつ原盤を作製す
る。次にこの原盤上に電鋳法によりニッケル（Ｎｉ）を
堆積させ、原盤を離すことによりニッケル製スタンパを
得る。A master of the grating 2 is produced by an electron beam lithography method. Applying electron beam resist onto a glass substrate
After drawing a grating pattern on this resist using an electron beam, a master disk with a residual resist film that will become a grating is produced on a glass substrate by decomposition. Next, nickel (Ni) is deposited on this master by electroforming, and the master is separated to obtain a nickel stamper.
続いて偏光板１が用意される。この偏光板１上こクレー
ティング２の材料であるＵＶ硬化樹脂を滴下し、その上
にニッケル・スタンパを乗せ、偏光板１とニッケル・ス
タンパとの間の間隔か所定値となるように、偏光板１と
スタンパとの間に圧力を加え、また必要ならば振動を与
える。Next, a polarizing plate 1 is prepared. On this polarizing plate 1, drop the UV curing resin, which is the material of the crating 2, and place a nickel stamper on top of it. Pressure is applied between the plate 1 and the stamper, and vibration is applied if necessary.
偏光板１の裏面から紫外線を照射し、ＵＶ硬化樹脂を硬
化させる。Ultraviolet rays are irradiated from the back side of the polarizing plate 1 to cure the UV curing resin.
ＵＶ硬化樹脂か硬化したのちスタンパを剥離する。これ
により偏光板１上にグレーティング２が形成されたグレ
ーティング素子を得る。After the UV curing resin has hardened, remove the stamper. As a result, a grating element in which the grating 2 is formed on the polarizing plate 1 is obtained.
グレーティング２の形成材料としては他に、たとえば熱
硬化性材料を用いることかできる。熱硬化性無機＋ａ料
の例としては、熱硬化性膜形成用塗布液を挙げることが
できる。多くの種類の塗布液かあるか、焼成後膜形成物
としＺｒＯ２，ＴｉＯ２゜ＡΩ、０３． ＳｉＯ□等
を含むものか好適である。さらにグレーティング２の材
料として、ＭＮＡ （屈折率１．８ ） 、 ＰＴＳ
（ポリジアセチレン、屈折率１．８８） 、 ＫＤ
Ｐ （ＫＨ２ＰＯ４）等の非線形有機、無機光学材料を
用いることもできる。As the material for forming the grating 2, for example, a thermosetting material can be used. An example of the thermosetting inorganic material is a coating liquid for forming a thermosetting film. There are many types of coating liquids, ZrO2, TiO2゜AΩ, 03. A material containing SiO□ or the like is preferable. Furthermore, as the material of grating 2, MNA (refractive index 1.8), PTS
(Polydiacetylene, refractive index 1.88), KD
Nonlinear organic and inorganic optical materials such as P (KH2PO4) can also be used.
第２図はこの発明の第２実施例を示すものでグレーティ
ング素子の分解斜視図である。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and is an exploded perspective view of a grating element.
この実施例によるグレーティング素子の偏光板１は３つ
の偏光板部分ＩＡ〜ＩＣから構成されている。偏光板部
分ＩＡおよびＩＣはｙ方向に偏光した光を透過させるも
のであり、偏光板部分ＩＢはＸ方向に偏光した光を透過
させるものである。The polarizing plate 1 of the grating element according to this embodiment is composed of three polarizing plate parts IA to IC. The polarizing plate portions IA and IC are for transmitting light polarized in the y direction, and the polarizing plate portion IB is for transmitting light polarized in the x direction.
第２図において透過させる偏光方向が偏光板部分上に矢
印で示されている。これらの偏光板部分ＩＡ〜ＩＣは相
互に、または偏光機能をもたない他の透明基板を用いて
固定されている。In FIG. 2, the direction of polarized light to be transmitted is indicated by an arrow on the polarizing plate portion. These polarizing plate portions IA to IC are fixed to each other or using another transparent substrate that does not have a polarizing function.
これらの偏光板部分ＩＡ〜ＩＣにそれぞれ対応してそれ
らの上に３つのグレーティング２Ａ〜２Ｃか形成されて
いる。Three gratings 2A to 2C are formed on these polarizing plate portions IA to IC, respectively, corresponding to them.
このようなグレーティング素子においては、各偏光板部
分ＩＡ〜ＩＣで固有の偏光方向の光か通過し、かつ各グ
レーティング２八〜２Ｃて固有の方向に光を回折させる
ことかできる。In such a grating element, each of the polarizing plate portions IA to IC allows light having a unique polarization direction to pass therethrough, and each of the gratings 28 to 2C can diffract the light in a unique direction.
第２図に示すグレーティング素子も第１図に示すグレー
ティング素子と同様にして作製することかできる。The grating element shown in FIG. 2 can also be manufactured in the same manner as the grating element shown in FIG. 1.
第３図および第４図はこの発明の第３実施例を示すもの
で、第３図はマイクロ・コリメート光源の一部切欠き斜
視図、第４図は偏光板上に形成されたマイクロ・フレネ
ル・レンズの拡大斜視図である。3 and 4 show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a micro-collimated light source, and FIG. 4 is a micro-Fresnel light source formed on a polarizing plate. - It is an enlarged perspective view of the lens.
ステム１９のほぼ中央の位置にヒート・ンンク１２か固
定されている。このヒート・シ〉り１２はステム１９と
一体に形成してもよい。ヒート・シンク１２上には支持
台１３を介して半導体レーザ・ダイオード・チップ（Ｌ
Ｄチップ）１４か固定されている。A heat link 12 is fixed approximately at the center of the stem 19. This heat shield 12 may be formed integrally with the stem 19. A semiconductor laser diode chip (L
D chip) 14 or fixed.
ＬＤチップ１４の前方には第４図に拡大して示すように
偏光板１上に形成されたマイクロ・フレネル・レンズ１
５か配置されている。偏光板１はマイクロ・フレネル・
レンズ１５の下方の位置において接合材（たとえば接着
剤）１１によってヒート・ンンク１２に固定され、これ
によりマイクロ・フレネル・レンズ１５はＬＤチップ１
４の前方に位置決めされる。In front of the LD chip 14 is a micro Fresnel lens 1 formed on a polarizing plate 1, as shown in an enlarged view in FIG.
5 are arranged. Polarizing plate 1 is a micro Fresnel
The micro Fresnel lens 15 is fixed to the heat link 12 by a bonding material (for example, adhesive) 11 at a position below the lens 15, and thereby the micro Fresnel lens 15 is attached to the LD chip 1.
Positioned in front of 4.
マイクロ・フレネル・レンズ１５は偏光板１と一体にス
タンバを用いて上述した方法により作製する二とかでき
る。The micro Fresnel lens 15 can be manufactured integrally with the polarizing plate 1 by the method described above using a stand bar.
ＬＤチップ１４の後方のステム１９上にモニタ用のフォ
トダイオード１６か設けられている。モニタ用フォトダ
イオードはＬＤチップ１４の出射光を受光して、ＬＤチ
ップ１４からの出射光量を常に一定とするためのもので
ある。A monitoring photodiode 16 is provided on the stem 19 behind the LD chip 14. The monitor photodiode is for receiving the light emitted from the LD chip 14 and keeping the amount of light emitted from the LD chip 14 constant.
ＬＤチップＩ４か固定されたヒート・ンンク１２゜マイ
クロ・フレネル・レンズ１５．マイクロ・フレネル・レ
ンズ１５か形成された偏光板１．フォトダイオード１６
の全体を覆うようにキャップ１７か設けられ、かつキャ
ンシール 接着その他のやり方てステム１９に固定され
ている。キャップ１７の頂部には孔かあけられ、この孔
に透明板（プラスチック、カラスなと）１８か設けられ
、窓を構成している。LD chip I4 or fixed heat link 12° micro Fresnel lens 15. A polarizing plate formed with a micro Fresnel lens 15 1. Photodiode 16
A cap 17 is provided to cover the entire stem 19, and is fixed to the stem 19 by CanSeal adhesive or other method. A hole is made in the top of the cap 17, and a transparent plate (plastic, crow etc.) 18 is provided in this hole to form a window.
ＬＤチップ１４およびフォトダイオード１６はステム１
９に絶縁して設けられた端子２０にワイヤボンディング
等によって接続されている。LD chip 14 and photodiode 16 are connected to stem 1
It is connected to a terminal 20 provided insulated from the terminal 9 by wire bonding or the like.
ＬＤチップＹ４およびマイクロ・フレネル・レンズ１５
はキャンプ１７内に収納されているので外部環境による
影響か非常に少なくなっている。とくに塵埃の付着等か
ら保護されている。LD chip Y4 and micro Fresnel lens 15
Since it is housed within Camp 17, there is very little influence from the outside environment. It is especially protected from dust adhesion.
ＬＤチップ１４から出射されるレーザ光はほぼ直線偏光
であるか完全には直線偏光とはなっていない。ＬＤチッ
プ１４から出射される光の主要な偏光面と偏光板１の偏
光面とか一致するように偏光板１か位置決めされている
。したかって、ＬＤチップから出射されたレーザ光は広
かりながら偏光板１に入射しこの偏光板１により完全に
直線偏光の光となる。このレーザ光はマイクロ・フレネ
ル・レンズ１５に入射しコリメート光に変換され、窓の
ｄ開板１８を通って外部に出射する。The laser light emitted from the LD chip 14 is substantially linearly polarized light or not completely linearly polarized light. The polarizing plate 1 is positioned so that the main polarization plane of the light emitted from the LD chip 14 and the polarization plane of the polarizing plate 1 coincide. Therefore, the laser light emitted from the LD chip enters the polarizing plate 1 while being wide, and the polarizing plate 1 converts the laser light into completely linearly polarized light. This laser light enters the micro Fresnel lens 15, is converted into collimated light, and is emitted to the outside through the d-opening plate 18 of the window.
第１図はこの発明の第１実施例を示し、グレーティング
素子の斜視図である。
第２図はこの発明の第２実施例を示し、グレーティング
素子の分解斜視図である。
第３図および第４図はこの発明の第３実施例を示し、第
３図はマイクロ・コリメート光源の一部切欠き斜視図、
第４図は偏光板上に形成されたマイクロ・フレネル・レ
ンズの拡大斜視図である。
１・・・偏光板。
ＩＡ ＩＢ ＩＣ・・偏光板部分。
２ ２Ａ ２Ｂ、２Ｃ・・グレーティング。
１５・マイクロ・フレネル・レンズ。
以 上
特許用１軸人 オムフ ン株式会社
代 理 人 弁理士 牛 久 健司
第２図
第１
第３図FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a perspective view of a grating element. FIG. 2 shows a second embodiment of the invention, and is an exploded perspective view of a grating element. 3 and 4 show a third embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a micro-collimated light source,
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a micro Fresnel lens formed on a polarizing plate. 1...Polarizing plate. IA IB IC...Polarizing plate part. 2 2A 2B, 2C... grating. 15. Micro Fresnel lens. Person for patent application: Omuhun Co., Ltd. Agent: Kenji Ushiku, patent attorney Figure 2 Figure 1 Figure 3
Claims (4)
もつ基板上に、グレーティングが形成されていることを
特徴とするグレーティング素子。(1) A grating element characterized in that a grating is formed on a substrate having a polarization function that allows only light in a predetermined polarization direction to pass through.
分を有し、各部分に別個のグレーティングが形成されて
いる、請求項（１）に記載のグレーティング素子。(2) The grating element according to claim (1), wherein the substrate has a plurality of portions each having a polarizing function, and a separate grating is formed in each portion.
ンを含む、請求項（１）または（２）に記載のグレーテ
ィング素子。(3) The grating element of claim (1) or (2), wherein the grating includes a Fresnel lens pattern.
、 所定の偏光方向の光のみを通過させる偏光機能をもつ基
板と上記スタンパとの間に液状から硬化する材料を充填
し、 グレーティング素子の作製方法。(4) A method for producing a grating element, using a stamper having a grating pattern, and filling a space between the stamper and a substrate having a polarization function that allows only light in a predetermined polarization direction to pass through, which changes from a liquid state to hardening.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201452A JPH0486702A (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Grating element and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2201452A JPH0486702A (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Grating element and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0486702A true JPH0486702A (en) | 1992-03-19 |
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ID=16441326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2201452A Pending JPH0486702A (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Grating element and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009251372A (en) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Hamamatsu Photonics Kk | Grating element and manufacturing method thereof |
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