JPH064499B2 - Method for manufacturing gradient index flat lens - Google Patents

Method for manufacturing gradient index flat lens

Info

Publication number
JPH064499B2
JPH064499B2 JP10466885A JP10466885A JPH064499B2 JP H064499 B2 JPH064499 B2 JP H064499B2 JP 10466885 A JP10466885 A JP 10466885A JP 10466885 A JP10466885 A JP 10466885A JP H064499 B2 JPH064499 B2 JP H064499B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
opening
ion diffusion
metal film
lens
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 - Lifetime
Application number
JP10466885A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61261239A (en
Inventor
啓也 山崎
幸司 田中
正尋 及川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP10466885A priority Critical patent/JPH064499B2/en
Publication of JPS61261239A publication Critical patent/JPS61261239A/en
Publication of JPH064499B2 publication Critical patent/JPH064499B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は屈折率分布型平板レンズの製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a graded-index flat lens.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は屈折率分布型平板レンズの製造方法において、 イオン拡散防止用の金属膜上に保護膜を形成し、これら
の保護膜と金属膜とをレンズ形成後の遮光層として利用
することにより、 屈折率分布型平板レンズの製造を簡単にしたものであ
る。
The present invention, in the method of manufacturing a graded index flat lens, by forming a protective film on the metal film for preventing ion diffusion, by using these protective film and the metal film as a light-shielding layer after lens formation, This is a method for simplifying the manufacture of a gradient index flat lens.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の屈折率分布型平板レンズの製造方法においては、
ガラス基板にレンズ部を拡散形成した後、この基板表面
にカーボンブラックを蒸着させたり、Cr、Al若しくはこ
れら金属の酸化物をスパッタリング等で付着させること
により遮光層を形成していた。
In the conventional method of manufacturing a gradient index flat lens,
After forming a lens portion on a glass substrate by diffusion, carbon black is vapor-deposited on the surface of the substrate, or a light shielding layer is formed by depositing Cr, Al or an oxide of these metals by sputtering or the like.

第4図(a)〜(c)にその概略を示す。The outline is shown in FIGS. 4 (a) to (c).

先ず、第4図(a)に示すように、ガラス基板1の表面
にイオン拡散防止マスク2を形成し、このイオン拡散防
止マスク2に円形開口3を形成する。次いで、このイオ
ン拡散防止マスク3の形成された側を、屈折率への寄与
の大きいイオンを含む高温溶融塩に浸漬し、円形開口3
を通じて屈折率への寄与の大きいイオンをガラス基板1
中に拡散させる。そして半球形のレンズ部4を拡散領域
として形成する。
First, as shown in FIG. 4A, an ion diffusion preventing mask 2 is formed on the surface of the glass substrate 1, and a circular opening 3 is formed in the ion diffusion preventing mask 2. Next, the side on which the ion diffusion preventing mask 3 is formed is immersed in a high temperature molten salt containing ions that make a large contribution to the refractive index, and the circular opening 3 is formed.
Ions that make a large contribution to the refractive index through the glass substrate 1
Spread inside. Then, the hemispherical lens portion 4 is formed as a diffusion region.

次に、第4図(b)に示すように、イオン拡散防止マス
ク2をエッチング等によって取り除き、ガラス基板1の
表面を研磨する。
Next, as shown in FIG. 4B, the ion diffusion preventing mask 2 is removed by etching or the like, and the surface of the glass substrate 1 is polished.

しかる後、第4図(c)に示すように、ガラス基板1の
表面にカーボンブラック等を蒸着し、更にフォトリソグ
ラフィーの技術を用いてレンズ部4の位置に窓あけを行
ない、レンズ部以外の部分に遮光層5を形成する。
After that, as shown in FIG. 4 (c), carbon black or the like is vapor-deposited on the surface of the glass substrate 1, and a window is opened at the position of the lens portion 4 by using a photolithography technique. The light shielding layer 5 is formed on the portion.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら従来の方法では、レンズ形成後にイオン拡
散防止マスク2の開口部3をレンズ径の大きさに広げて
これを遮光層として利用しようとしても、イオン交換或
いは電界印加によるイオン拡散の際にイオン拡散防止マ
スク2の表面層が高温溶融塩と反応してしまい、この為
に開口部の円形形状を正確に保持しながらエッチングす
ることは不可能であった。それ故、従来はイオン拡散防
止マスク2と遮光層5とを別々に形成する必要が有っ
た。
However, in the conventional method, even if the opening portion 3 of the ion diffusion preventing mask 2 is expanded to the lens diameter after the lens is formed and it is used as a light shielding layer, the ion diffusion is performed during the ion diffusion by the ion exchange or the electric field application. The surface layer of the prevention mask 2 reacts with the high temperature molten salt, which makes it impossible to perform etching while accurately maintaining the circular shape of the opening. Therefore, conventionally, it was necessary to separately form the ion diffusion preventing mask 2 and the light shielding layer 5.

このようにイオン拡散防止マスク2と遮光層5とを別々
に形成する場合には、イオン拡散防止マスク2を取除い
た後、ガラス基板1の表面を研磨する必要が有り、特
に、直径が200μm程度以下の微小口径レンズの場合
には研磨工程での研磨量を数μm以下に制御しなげれば
ならず、この為レンズ径を制御することが困難であっ
た。
When the ion diffusion preventing mask 2 and the light shielding layer 5 are separately formed as described above, it is necessary to remove the ion diffusion preventing mask 2 and then polish the surface of the glass substrate 1, particularly, the diameter is 200 μm. In the case of a small-diameter lens having a size of not more than a certain degree, it is necessary to control the polishing amount in the polishing process to several μm or less, which makes it difficult to control the lens diameter.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、 (a)、透明ガラス基板の一面にイオン拡散防止用の金
属膜を形成する工程、 (b)、上記金属膜上に保護膜を形成する工程、 (c)、上記保護膜及び上記金属膜にイオン拡散用の開
口部を形成する工程、 (d)、屈折率への寄与の大きなイオンを含有した高温
溶融塩に上記開口部を接触させ、上記開口部を通じて上
記屈折率への寄与の大きなイオンを上記透明ガラス基板
中に拡散させ、レンズ部を形成する工程、 (e)、上記レンズ部の大きさに略対応する大きさの開
口を形成させる為に上記開口部近傍の上記保護膜及び上
記金属膜をエッチング除去する工程、 を夫々設け、エッチング除去されなかった上記保護膜及
び上記金属膜を遮光層として残すことを特徴とする屈折
率分布型平板レンズの製造方法である。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes (a) a step of forming a metal film for preventing ion diffusion on one surface of a transparent glass substrate, (b) a protective film on the metal film. (C), the step of forming an opening for ion diffusion in the protective film and the metal film, (d), the opening in the high temperature molten salt containing ions that greatly contribute to the refractive index. Contacting each other and diffusing ions having a large contribution to the refractive index through the opening into the transparent glass substrate to form a lens portion, (e), a size substantially corresponding to the size of the lens portion. A step of etching and removing the protective film and the metal film in the vicinity of the opening to form the opening, and leaving the protective film and the metal film not removed by etching as a light-shielding layer. Refractive index distribution A method for producing a planar lens.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を第1図〜第3図を参照して説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図(a)に示すように、Na+、K+等のイオンを含む
厚さ5mmのほうけい酸ガラスを用い、このガラス基板1
1の上下の面を平行且つ平坦に仕上げ、このガラス基板
11の一面にTiを高周波スパッタ法で2μm程度の膜厚
に形成して、イオン拡散防止マスク用のTi膜12とし
た。
As shown in FIG. 1 (a), a borosilicate glass having a thickness of 5 mm and containing ions such as Na + and K + was used.
The upper and lower surfaces of 1 were finished to be parallel and flat, and Ti was formed on one surface of the glass substrate 11 by a high frequency sputtering method to a film thickness of about 2 μm to form a Ti film 12 for an ion diffusion preventing mask.

次いで、このTi膜12の上にSiO216を0.2μm程度の
膜厚に形成する。
Then, SiO 2 16 is formed on the Ti film 12 to a film thickness of about 0.2 μm.

そしてフォトリソグラフィーの技術を用いて、開口部1
3を、その直径が0.1mm程度の円形パターンとなるよう
にTi膜12及びSiO2膜16をエッチングして設け、これ
らの膜12,16をイオン拡散防止マスクとする。
Then, using the technique of photolithography, the opening 1
3 is provided by etching the Ti film 12 and the SiO 2 film 16 so as to form a circular pattern having a diameter of about 0.1 mm, and these films 12 and 16 are used as an ion diffusion preventing mask.

次いで、第2図又は第3図に示すように、ガラス基板1
1のTi膜12及びSiO2膜16の設けられた側の面を、屈
折率への寄与の大きい例えばTl+イオンを含む高温溶融
塩17に浸漬し、この屈折率への寄与の大きいイオンを
開口部13を通じてガラス基板11中に拡散させる。第
2図は自然拡散(熱による拡散)によるイオン交換法を
示し、第3図は電解加拡散によるイオン交換法を示して
いる。このようにして、第1図(c)に示すように、屈
折率への寄与の大きい例えばTl+イオンの濃度分布に応
じた屈折率分布を有し且つ断面が半円状のレンズ部14
がガラス基板11中に形成される。
Then, as shown in FIG. 2 or 3, the glass substrate 1
The surface of the No. 1 on which the Ti film 12 and the SiO 2 film 16 are provided is immersed in a high-temperature molten salt 17 containing, for example, Tl + ions, which has a large contribution to the refractive index, and the ions having a large contribution to the refractive index are It is diffused into the glass substrate 11 through the opening 13. FIG. 2 shows an ion exchange method by natural diffusion (diffusion by heat), and FIG. 3 shows an ion exchange method by electrolytic addition diffusion. Thus, as shown in FIG. 1 (c), the lens portion 14 having a semicircular cross section and having a refractive index distribution that has a large contribution to the refractive index, for example, according to the concentration distribution of Tl + ions.
Are formed in the glass substrate 11.

レンズ部14の形成されたガラス基板11は高温溶融塩
17から取出されて洗浄される。そして第1図(b)〜
(e)に示すように、フォトリソグラフィーの技術を用
いて遮光層が形成される。
The glass substrate 11 on which the lens portion 14 is formed is taken out from the high temperature molten salt 17 and washed. And FIG. 1 (b)-
As shown in (e), the light shielding layer is formed by using the photolithography technique.

即ち、先ず、第1図(b)に示すように、Ti膜12とSi
O2膜16とが形成されたガラス基板11の表面にフォト
レジスト18を塗布する。
That is, first, as shown in FIG. 1 (b), Ti film 12 and Si
A photoresist 18 is applied to the surface of the glass substrate 11 on which the O 2 film 16 is formed.

次に、第1図(c)に示すように、このフォトレジスト
18に対してマスクアライメント装置により高精度の位
置合わせを行ない、露光・現像後、レンズ部14と略同
じ大きさの開口部19をフォトレジスト18に設ける。
Next, as shown in FIG. 1C, the photoresist 18 is aligned with high precision by a mask alignment device, and after exposure / development, an opening portion 19 having substantially the same size as the lens portion 14 is formed. Are provided on the photoresist 18.

次に、第1図(d)に示すように、Ti膜12及びSiO2
16の露出部分を熱リン酸でエッチング除去し、レンズ
部14の大きさに対応した大きさの開口部20を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 1D, the exposed portions of the Ti film 12 and the SiO 2 film 16 are removed by etching with hot phosphoric acid to form an opening 20 having a size corresponding to the size of the lens part 14. Form.

しかる後、第1図(e)に示すように、フォトレジスト
18を取り除き、エッチング除去されなかったTi膜12
及びSiO2膜16を遮光層として残す。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (e), the photoresist 18 is removed, and the Ti film 12 not removed by etching.
And the SiO 2 film 16 is left as a light shielding layer.

この後、ガラス基板11を研磨し、露出しているレンズ
部14を平坦にする。この時、ガラス基板11上に形成
されているTi膜12及びSiO2膜16が壁として機能する
ので、微小径レンズのレンズ径を正確に制御する効果が
有る。
Then, the glass substrate 11 is polished to flatten the exposed lens portion 14. At this time, since the Ti film 12 and the SiO 2 film 16 formed on the glass substrate 11 function as walls, there is an effect of accurately controlling the lens diameter of the minute diameter lens.

以上説明した例では、イオン拡散防止用の金属膜として
Ti膜を用いたが、これはCr膜であっても良い。又保護膜
としてSiO2膜を用いたが、他の無機質ガラス膜であって
も良い。又開口部13,20は円形以外に、得ようとす
るレンズの平面形状に合わせてライン状など任意の形状
とすることができる。
In the example described above, as a metal film for preventing ion diffusion
Although a Ti film was used, this may be a Cr film. Although the SiO 2 film is used as the protective film, another inorganic glass film may be used. Further, the openings 13 and 20 may have any shape such as a line shape in accordance with the planar shape of the lens to be obtained, other than the circular shape.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、レンズ形成に使用したイオン拡散防止
マスクに単に穴あけを行うだけで、これを遮光層として
利用できるので、従来のようにイオン拡散防止マスクと
遮光層とを別々に形成する必要が無く、従って非常に簡
単になる。
According to the present invention, the ion diffusion preventing mask used for forming the lens can be used as the light shielding layer by simply making a hole. Therefore, it is necessary to separately form the ion diffusion preventing mask and the light shielding layer as in the conventional case. There is no and therefore very easy.

又、レンズ形成後にガラス基板を研磨する際、レンズ径
の制御を容易且つ正確に行うことができるので、特に微
小径レンズの製造に効果的である。
Further, when the glass substrate is polished after the lens is formed, the lens diameter can be easily and accurately controlled, which is particularly effective for manufacturing a minute diameter lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例による屈折率
分布型平板レンズの製造方法を工程順に示す縦断面図、
第2図はイオン拡散工程を示す概略縦断面図、第3図は
別法によるイオン拡散工程を示す概略縦断面図、第4図
(a)〜(c)は従来の製造方法を工程順に示す縦断面
図である。 なお図面に用いた符号において、 11……………ガラス基板 12……………Ti膜 14……………レンズ部 16……………SiO2 である。
1 (a) to 1 (e) are longitudinal sectional views showing a method of manufacturing a gradient index flat lens according to an embodiment of the present invention in the order of steps,
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing an ion diffusion step, FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing an ion diffusion step by another method, and FIGS. 4 (a) to 4 (c) show a conventional manufacturing method in the order of steps. FIG. In the reference numerals used in the drawings, 11 is a glass substrate 12 is a Ti film 14 is a lens portion 16 is SiO 2 .

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)、透明ガラス基板の一面にイオン拡
散防止用の金属膜を形成する工程、 (b)、上記金属膜上に保護膜を形成する工程、 (c)、上記保護膜及び上記金属膜にイオン拡散用の開
口部を形成する工程、 (d)、屈折率への寄与の大きなイオンを含有した高温
溶融塩に上記開口部を接触させ、上記開口部を通じて上
記屈折率への寄与の大きなイオンを上記透明ガラス基板
中に拡散させ、レンズ部を形成する工程、 (e)、上記レンズ部の大きさに略対応する大きさの開
口を形成させる為に上記開口部近傍の上記保護膜及び上
記金属膜をエッチング除去する工程、 を夫々具備し、エッチング除去されなかった上記保護膜
及び上記金属膜を遮光層として残すことを特徴とする屈
折率分布型平板レンズの製造方法。
1. (a), a step of forming a metal film for preventing ion diffusion on one surface of a transparent glass substrate, (b), a step of forming a protective film on the metal film, (c), the protective film And a step of forming an opening for ion diffusion in the metal film, (d) bringing the opening into contact with a high temperature molten salt containing ions having a large contribution to the refractive index, and increasing the refractive index through the opening. A step of diffusing ions having a large contribution to the transparent glass substrate to form a lens portion, (e), in order to form an opening having a size substantially corresponding to the size of the lens portion, And a step of etching away the protective film and the metal film, wherein the protective film and the metal film that have not been removed by etching are left as a light shielding layer.
【請求項2】イオン拡散防止用の上記金属膜としてチタ
ン又はクロムを用い、上記保護膜として二酸化ケイ素又
は無機質のガラスを用いることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein titanium or chromium is used as the metal film for preventing ion diffusion, and silicon dioxide or inorganic glass is used as the protective film.
JP10466885A 1985-05-16 1985-05-16 Method for manufacturing gradient index flat lens Expired - Lifetime JPH064499B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10466885A JPH064499B2 (en) 1985-05-16 1985-05-16 Method for manufacturing gradient index flat lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10466885A JPH064499B2 (en) 1985-05-16 1985-05-16 Method for manufacturing gradient index flat lens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61261239A JPS61261239A (en) 1986-11-19
JPH064499B2 true JPH064499B2 (en) 1994-01-19

Family

ID=14386842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10466885A Expired - Lifetime JPH064499B2 (en) 1985-05-16 1985-05-16 Method for manufacturing gradient index flat lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH064499B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4521938B2 (en) * 2000-06-19 2010-08-11 キヤノン株式会社 Imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61261239A (en) 1986-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0467579B1 (en) Method of producing optical waveguides by an ion exchange technique on a glass substrate
AU604173B2 (en) Method of making integrated optical component
EP0261849B1 (en) Method of forming waveguide lens having refractive index distribution
JPH0137728B2 (en)
JPH064499B2 (en) Method for manufacturing gradient index flat lens
JPS6146408B2 (en)
JPS6087327A (en) Preparation of chromium mask
USRE31220E (en) Electromigration method for making stained glass photomasks
JP2893093B2 (en) Fabrication method of optical waveguide with fiber guide
JPH0341406A (en) Production of optical waveguide
JPS6348501A (en) Flat plate microlens
JP2004051388A (en) Method of processing surface of optical element
JP6268137B2 (en) Manufacturing method of concave lens
JPH0462644B2 (en)
JP2612606B2 (en) Method for producing photosensitive glass patterned article
JPH0353263B2 (en)
JPH09328325A (en) Quartz substrate and production of quartz-based glass waveguide type optical part using the same
JPH01261243A (en) Production of optical waveguide
JPH05307125A (en) Production of optical waveguide
RU2008287C1 (en) Method of producing glass with refraction index gradient
JPS61256946A (en) Production of distributed refractive index type plane lens
JPH08292335A (en) Manufacture of optical waveguide
JPS61245161A (en) Manufacture of x-ray mask
JPH0216484B2 (en)
JPS63289817A (en) Formation of pattern

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term