JPH0723238B2 - How to make an optical lens - Google Patents
How to make an optical lensInfo
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- JPH0723238B2 JPH0723238B2 JP62130678A JP13067887A JPH0723238B2 JP H0723238 B2 JPH0723238 B2 JP H0723238B2 JP 62130678 A JP62130678 A JP 62130678A JP 13067887 A JP13067887 A JP 13067887A JP H0723238 B2 JPH0723238 B2 JP H0723238B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学機器などに使用される光学レンズの作成
方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an optical lens used in optical equipment and the like.
通常光学製器には光学レンズが一般的に使用され、極め
て一般的なものとなつており、種々の分野で利用されて
いる。Usually, an optical lens is generally used in an optical device, and it is very common, and is used in various fields.
ここで従来の光学レンズの作成方法の一例を第３図を参
照して説明する。光学ガラス（１）を所望の大きさに切
断し（第３図（ａ））、所望の曲率半径をもつように片
面を研磨する（第３図（ｂ））。Here, an example of a conventional method for producing an optical lens will be described with reference to FIG. The optical glass (1) is cut into a desired size (Fig. 3 (a)), and one surface is polished to have a desired radius of curvature (Fig. 3 (b)).
次に、残る片面についても同様な曲率半径（ｒ）をもつ
ようにガラスの研磨を行ない、結局第３図（ｃ）に示す
ような凸面レンズが形成される。以上のような方法で従
来のレンズは作成されているので、研磨技術は高度な熟
練と技能が要求されていた。また、所望の焦点距離ｆが
必要な場合焦点距離ｆがガラス及び空間の屈折率をそれ
ぞれｎ及びnoとすると、 で表わされる。Next, the remaining one surface is also polished to have the same radius of curvature (r), and finally a convex lens as shown in FIG. 3 (c) is formed. Since the conventional lens is produced by the above method, the polishing technique requires a high degree of skill and skill. Further, when if necessary the desired focal length f the focal length f and a refractive index each n and n o of glass and space, It is represented by.
以上のようにレンズの焦点距離ｆは曲率半径ｒに依存す
るが、ガラスの表面を所望の曲率半径に加工することは
極めて困難で、高度な技術が必要であり、研磨用治具を
各種用意する必要があり、量産性に乏しかつた。従つ
て、任意の所望の形状の光学レンズを作成することは極
めて困難であつた。更に、光学機器などに光学レンズを
設置する場合についても形状の異なつたレンズを用いて
光学設計をする必要があり、設計が複雑になるなどの問
題点があつた。As described above, the focal length f of the lens depends on the radius of curvature r, but it is extremely difficult to process the surface of the glass to a desired radius of curvature, and sophisticated technology is required. Various polishing jigs are available. Therefore, the mass productivity was poor. Therefore, it has been extremely difficult to make an optical lens having any desired shape. Further, when an optical lens is installed in an optical device or the like, it is necessary to carry out an optical design by using a lens having a different shape, which causes a problem that the design becomes complicated.
かかる問題点を解消できるものとして、特開昭50-10403
1号公報等に、ガラス基板にイオンを注入することによ
り、機械的研磨を用いることなく、任意の焦点距離の光
学レンズを作成できる方法が提案されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-10403 discloses a solution to this problem.
In Japanese Patent Laid-Open No. 1-2003, etc., a method is proposed in which an optical lens having an arbitrary focal length can be produced by implanting ions into a glass substrate without using mechanical polishing.
第１図は、かかる方法の原理を説明するための図で、光
学ガラスに対するイオン注入量と光の屈折率ｎの変化と
の関係を示す図である。イオン注入量の増加とともにほ
ぼ比例して光の屈折率が変化する。このイオン注入量と
屈折率との関係を利用して光学レンズを作成する。第２
図はかかる方法の具体例を示す図である。光学ガラス
（１）（約3mmの厚さ）を両表面が平行になるように切
り出し十分研磨する。この光学ガラス（１）をイオン注
入機にセツトし、イオン注入する。注入するイオン
（２）としてホウ素イオン(B+)とし、光学ガラス（１）
の中心部を1013IONS/cm3の注入量とし、周縁部は105ION
S/cm3の注入量とする。そして、この間は注入量を比例
して変化させ、中心から同一半径円上では均一の注入量
となるように制御する。通常、ガラスにイオンを注入す
ることによりガラスの透明度が低下する。これは注入さ
れたイオンがガラス中にカラーセンタを形成するからで
あり、ガラス自身が着色する。従つて、イオン注入後20
0℃の温度で２時間程度アニールを行ないカラーセンタ
を拡散させ透明度を復帰させる。これによつて、ガラス
中心部からガラス周辺部に亘つて徐々に屈折率が変化す
るようになり、光学レンズが形成される。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of such a method, and is a diagram showing the relationship between the amount of ion implantation into optical glass and the change in the refractive index n of light. The refractive index of light changes almost proportionally as the amount of ion implantation increases. An optical lens is produced by utilizing the relationship between the ion implantation amount and the refractive index. Second
The figure is a diagram showing a specific example of such a method. Optical glass (1) (thickness of about 3 mm) is cut out so that both surfaces are parallel to each other and sufficiently polished. This optical glass (1) is set in an ion implanter and ions are implanted. Boron ions (B + ) are used as the implanted ions (2), and the optical glass (1)
The injection amount is 10 13 IONS / cm 3 in the central part and 10 5 ION in the peripheral part.
The injection amount should be S / cm 3 . Then, during this period, the injection amount is proportionally changed, and the injection amount is controlled to be uniform on the same radius circle from the center. Generally, the implantation of ions into glass reduces the transparency of the glass. This is because the implanted ions form a color center in the glass, and the glass itself is colored. Therefore, 20 after ion implantation
Annealing is performed at a temperature of 0 ° C. for about 2 hours to diffuse the color center and restore the transparency. As a result, the refractive index gradually changes from the glass central portion to the glass peripheral portion, and the optical lens is formed.
以上のように、上述のイオン注入を用いた光学レンズの
作成方法によれば、ガラス基板に機械的研磨を施すこと
なく、ガラス基板の中心から周囲へ向けてイオン注入量
を変化させることにより、任意の焦点距離の光学レンズ
を容易に作成することができる。As described above, according to the method for producing an optical lens using the above-described ion implantation, by changing the ion implantation amount from the center of the glass substrate to the periphery without mechanically polishing the glass substrate, An optical lens with an arbitrary focal length can be easily created.
しかるに、従来のイオン注入を用いた光学レンズの作成
方法では、イオン注入機から出射するイオンビームが非
集束イオンビームで、そのビーム径が大きいため、ガラ
ス基板の光屈折率を微細に変化させることが困難で、所
望の焦点距離の光学レンズを、正確に，即ち高精度に作
成することができないという問題点があった。However, in the conventional optical lens manufacturing method using ion implantation, the ion beam emitted from the ion implanter is a non-focused ion beam and its beam diameter is large, so that the optical refractive index of the glass substrate should be changed minutely. However, there is a problem in that an optical lens having a desired focal length cannot be produced accurately, that is, with high precision.
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、機械的研磨を用いることなく、所望の焦点距
離の光学レンズを容易かつ正確，高精度に作成できる光
学レンズの作成方法を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method for producing an optical lens that can easily, accurately, and highly accurately produce an optical lens having a desired focal length without using mechanical polishing. The purpose is to get.
この発明にかかる光学レンズの作成方法は、ガラス板
に、液体イオン源を用いた集束イオンビームによりイオ
ンを所要注入量注入して、当該ガラス基板に当該イオン
注入量に応じた光屈折率変化を生じさせて、光学レンズ
を得ることを特徴とするものである。The method for producing an optical lens according to the present invention is to inject a required amount of ions into a glass plate by a focused ion beam using a liquid ion source, and change the optical refractive index according to the amount of ion implantation into the glass substrate. It is characterized in that the optical lens is generated to obtain the optical lens.
この発明においては、上記構成としたことにより、ガラ
ス基板へ、そのビーム径が0.1μｍ程度、あるいは、0.1
μｍ以下の集束イオンビームでもって、イオン注入する
ことが可能となり、当該集束イオンビームの照射量を制
御することにより、ガラス基板におけるイオン注入量の
面内分布を微妙に、かつ、高精度に変化させることがで
きる。In the present invention, because of the above structure, the beam diameter is about 0.1 μm or 0.1 μm or less.
Ions can be implanted with a focused ion beam of μm or less, and by controlling the irradiation amount of the focused ion beam, the in-plane distribution of the ion implantation amount on the glass substrate can be delicately and highly accurately changed. Can be made.
以下、この発明の一実施例を説明する。最近フオーカス
イオンビーム（FIB）露光装置が登場し、イオンビーム
リソグラフイが比較的容易に行なわれるようになつてい
る。従来例と同様にガラス板を研磨し、このFIB露光装
置を用いてガリウムイオン(Ga+)を順次照射する。イオ
ンビーム露光装置においては液体イオン源を用いた露光
が可能となり、イオンビームの制御が容易となつてい
る。この場合も、勿論、イオン照射量は中心部から周縁
部に亘つて比例して変化させる。加速電圧25keVで、照
射量は中心部で700pA、周縁部で350pAとする。その後、
従来例の場合と同様、カラーセンタを消失させるため
に、200℃の温度で約２時間のアニールを行なう。この
ような本実施例では、FIB露光装置により、そのビーム
径が0.1μｍ程度または0.1μｍ以下の集束イオンビーム
を走査して、ガラス基板にGa+イオンを注入するので、
かかるイオンビームの照射量を制御することにより、ガ
ラス基板におけるイオン注入量の面内分布を微妙に、か
つ、高精度に変化させることができ、その結果、所望の
光屈折率分布、すなわち、所望の焦点距離を有する光学
レンズを正確に作成することができる。An embodiment of the present invention will be described below. Recently, focus ion beam (FIB) exposure equipment has appeared, and ion beam lithography has become relatively easy to perform. A glass plate is polished as in the conventional example, and gallium ions (Ga + ) are sequentially irradiated using this FIB exposure apparatus. In the ion beam exposure apparatus, exposure using a liquid ion source is possible, which facilitates control of the ion beam. Also in this case, of course, the ion irradiation amount is proportionally changed from the central portion to the peripheral portion. At an accelerating voltage of 25 keV, the irradiation dose is 700 pA at the central part and 350 pA at the peripheral part. afterwards,
As in the case of the conventional example, in order to eliminate the color center, annealing is performed at a temperature of 200 ° C. for about 2 hours. In this embodiment, the FIB exposure apparatus scans a focused ion beam having a beam diameter of about 0.1 μm or less than 0.1 μm to implant Ga + ions into the glass substrate.
By controlling the dose of the ion beam, the in-plane distribution of the ion implantation dose in the glass substrate can be delicately and highly accurately changed, and as a result, a desired photorefractive index distribution, that is, a desired optical refractive index distribution, can be obtained. An optical lens having a focal length of can be accurately manufactured.
上記実施例では中央部において、イオン注入量を増す方
法について述べたが、その逆でもよく、また、任意の部
分のみの注入でもよく屈折率の変化が得られれば同様の
効果を奏する。In the above-mentioned embodiment, the method of increasing the ion implantation amount in the central portion is described, but the reverse is also possible, and the implantation may be performed only in an arbitrary portion, and the same effect can be obtained if the change in the refractive index is obtained.
以上説明したように、この発明にかかる光学レンズの作
成方法によれば、ガラス板に、液体イオン源を用いた集
束イオンビームによりイオンを所要注入量注入して、当
該ガラス基板に当該イオン注入量に応じた光屈折率変化
を生じさせて、光学レンズを得るようにしたので、その
ビーム径が0.1μｍ程度、あるいは0.1μｍ以下の集束イ
オンビームの照射量を制御することにより、ガラス基板
におけるイオン注入量の面内分布を微妙に、かつ、高精
度に変化させることができ、その結果、所望の焦点距離
を有する光学レンズを正確，高精度に作成でき、製造歩
留りを向上できる効果がある。As described above, according to the method for producing an optical lens of the present invention, a required amount of ions is injected into a glass plate by a focused ion beam using a liquid ion source, and the amount of ion injection is injected into the glass substrate. Since an optical lens is obtained by changing the optical refractive index according to the above, the beam diameter of the optical lens is controlled to be about 0.1 μm or less by controlling the irradiation amount of a focused ion beam of 0.1 μm or less The in-plane distribution of the implantation amount can be subtly and highly accurately changed, and as a result, an optical lens having a desired focal length can be accurately and highly accurately produced, and the manufacturing yield can be improved.
第１図はこの発明の原理を説明するための図、第２図は
この発明の一実施例の実施状況を示す側面図、第３図は
従来の光学レンズの作成方法の一例を示す側面図であ
る。 図において、（１）は光学ガラス、（２）はイオンであ
る。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a side view showing an implementation state of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view showing an example of a conventional method for producing an optical lens. Is. In the figure, (1) is optical glass and (2) is ions. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
オンビームによりイオンを所要注入量注入して、当該ガ
ラス基板に当該イオン注入量に応じた光屈折率変化を生
じさせて、光学レンズを得ることを特徴とする光学レン
ズの作成方法。1. An optical lens in which a required amount of ions are injected into a glass plate by a focused ion beam using a liquid ion source to cause a change in optical refractive index in the glass substrate according to the amount of ion injection. A method for producing an optical lens, which comprises:
特許請求の範囲第１項記載の光学レンズの作成方法。2. The method for producing an optical lens according to claim 1, wherein the ions are Ga + .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130678A JPH0723238B2 (en) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | How to make an optical lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130678A JPH0723238B2 (en) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | How to make an optical lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63295457A JPS63295457A (en) | 1988-12-01 |
| JPH0723238B2 true JPH0723238B2 (en) | 1995-03-15 |
Family
ID=15039996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP62130678A Expired - Fee Related JPH0723238B2 (en) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | How to make an optical lens |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104031A (en) * | 1974-01-16 | 1975-08-16 | ||
| IT1091498B (en) * | 1977-11-25 | 1985-07-06 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF OPTICAL FIBERS |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62130678A patent/JPH0723238B2/en not_active Expired - Fee Related
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