JPH0764024A - Integrate type optical device and its manufacture - Google Patents

Integrate type optical device and its manufacture

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JPH0764024A
JPH0764024A JP5209259A JP20925993A JPH0764024A JP H0764024 A JPH0764024 A JP H0764024A JP 5209259 A JP5209259 A JP 5209259A JP 20925993 A JP20925993 A JP 20925993A JP H0764024 A JPH0764024 A JP H0764024A
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diffractive optical
optical element
reflective
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照弘 塩野
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Abstract

PURPOSE:To improve the processing accuracy and the optical characteristic of an integrated type optical device provided with a transmission type diffraction optical element and a reflection type diffraction optical element on the identical main surface of a substrate and to provide a suitable manufacturing method therefor. CONSTITUTION:The reflection type diffraction optical elements 3, 4 and 5 are formed out of a second resin on the main surface 1a of the substrate 1 and a reflecting layer 5a is formed on the surfaces of the elements 3, 4 and 5. Besides, a first resin layer 7 whose property is different from the second resin is provided so as to cover the elements 3, 4 and 5. Then, a transmission type condensing lens 2 is formed out of the first resin 7 at a different position from the forming positions of the elements 3, 4 and 5. Besides, a semiconductor laser 13, an optical detector 14 and a reflecting layer 6b are provided on the back surface 1b of the substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、透過型の回折光学素子
と反射型の回折光学素子とを同一基板上に具備する集積
型光学装置に関し、特に、良好な加工精度と光学特性を
有する集積型光学装置及びその製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated optical device having a transmission type diffractive optical element and a reflection type diffractive optical element on the same substrate, and more particularly to an integrated type optical device having good processing accuracy and optical characteristics. The present invention relates to a mold optical device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】回折光学素子は薄型軽量で、かつ集積化
にも適しており、集積型光学装置の重要な構成部品とし
て注目されている。例えばコンパクトディスク(CD)
や光ディスク、光カードメモリ等の光学的記録素子の信
号を読み出す光学ヘッドとして用いられている、例えば
特開平4−219640号公報に記載された従来の集積
型光学装置を図6及び図7に示す。図6は従来の集積型
光学装置の構成を示す平面図であり、図7はその側面図
である。また、この従来の集積型光学装置の製造方法を
図8に示す。
2. Description of the Related Art A diffractive optical element is thin and lightweight and suitable for integration, and has been attracting attention as an important component of an integrated optical device. For example, compact disc (CD)
6 and 7 show a conventional integrated optical device, which is used as an optical head for reading out signals from an optical recording element such as an optical disk, an optical card memory, or the like, for example, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-219640. . FIG. 6 is a plan view showing the structure of a conventional integrated optical device, and FIG. 7 is a side view thereof. FIG. 8 shows a method of manufacturing this conventional integrated optical device.

【0003】図6及び8に示すように、従来の集積型光
学装置において、ガラス基板1上には2種類の反射型回
折光学素子(反射型コリメータレンズ16、反射型位置
信号検出素子17)及び透過型回折光学素子(透過型光
集光レンズ15a、15b)とがそれぞれ所定の位置に
設けられている。また、ガラス基板1の裏面上の所定の
位置には半導体レーザ13、光検出器14及び、反射層
6eがそれぞれ設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 8, in a conventional integrated optical device, two types of reflection type diffractive optical elements (reflection type collimator lens 16 and reflection type position signal detecting element 17) are provided on a glass substrate 1. A transmissive diffractive optical element (transmissive light condensing lenses 15a and 15b) is provided at a predetermined position. A semiconductor laser 13, a photodetector 14, and a reflective layer 6e are provided at predetermined positions on the back surface of the glass substrate 1.

【0004】図7に示すように、半導体レーザ13から
ガラス基板1の内部に向かって斜め方向に出射された光
は伝播光束9aとなり、反射型コリメータレンズ16に
入射する。反射型コリメータレンズ16に入射した光束
は反射層6cにより反射され、平行光束化される。平行
化された光束はガラス基板1の内部を伝播し、反射層6
eにより再反射され、透過型光集光レンズ15aに入射
する。透過型光集光レンズ15aに入射した光束はガラ
ス基板1の外部に向かって斜め方向に出力され、光ディ
スク12への集光光束10aとなる。光束10aは光デ
ィスク12の反射面により反射され、反射光束10b
は、透過型光集光レンズ15bに入射する。透過型光集
光レンズ15bに入射した光束は平行化され、伝播光束
9bとなる。伝播光束9bは反射層6eにより反射さ
れ、反射型位置信号検出素子(フォーカス/トラック誤
差信号検出手段)17に入射する。伝搬光束9bはこの
反射型位置信号検出素子17により2分割され、ガラス
基板1の内部を伝播し、4分割の光検出器14に集光さ
れる。光検出器14により検出された信号に基づいて、
再生信号及び位置信号であるフォーカス誤差信号及びト
ラック誤差信号が読み出される。
As shown in FIG. 7, the light emitted obliquely from the semiconductor laser 13 toward the inside of the glass substrate 1 becomes a propagating light beam 9 a and enters the reflection type collimator lens 16. The light beam incident on the reflection type collimator lens 16 is reflected by the reflection layer 6c and is converted into a parallel light beam. The collimated light beam propagates inside the glass substrate 1 and is reflected by the reflection layer 6
It is reflected again by e and enters the transmission type light condensing lens 15a. The light beam incident on the transmissive light condensing lens 15a is obliquely output to the outside of the glass substrate 1 and becomes the light beam 10a condensed on the optical disc 12. The light beam 10a is reflected by the reflecting surface of the optical disc 12, and the reflected light beam 10b
Enters the transmissive light condensing lens 15b. The light beam incident on the transmissive light condensing lens 15b is collimated and becomes a propagating light beam 9b. The propagating light beam 9b is reflected by the reflecting layer 6e and is incident on the reflection type position signal detecting element (focus / track error signal detecting means) 17. The propagating light beam 9b is divided into two by the reflection type position signal detecting element 17, propagates inside the glass substrate 1, and is condensed by the four-division photodetector 14. Based on the signal detected by the photodetector 14,
The focus error signal and the track error signal, which are the reproduction signal and the position signal, are read out.

【0005】次に、上記従来の集積型光学装置の製造方
法を図8を用いて説明する。図8にに示すように、まず
基板1上に感光性樹脂18としてPMMA、CMS等の
電子ビームレジストを塗布する(工程(a))。次に、
作製しようとする回折光学素子15、16、17の膜厚
分布に応じて電子ビーム11を照射し(工程(b))、
現像処理により感光性樹脂18の膜厚を変化させる(工
程(c))。さらに、反射型の回折光学素子16、17
上及び基板1の裏面にそれぞれ反射層6c、6d、6e
を堆積させ、半導体レーザ13及び光検出器14を基板
1裏面に取り付ける(工程(d))。これにより従来の
集積型光学装置が完成する。
Next, a method of manufacturing the above conventional integrated optical device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, first, an electron beam resist such as PMMA or CMS is applied as the photosensitive resin 18 on the substrate 1 (step (a)). next,
The electron beam 11 is irradiated according to the film thickness distribution of the diffractive optical elements 15, 16 and 17 to be manufactured (step (b)),
The film thickness of the photosensitive resin 18 is changed by the development process (step (c)). Furthermore, the reflective diffractive optical elements 16 and 17
Reflective layers 6c, 6d, and 6e on the upper surface and the back surface of the substrate 1, respectively.
Are deposited and the semiconductor laser 13 and the photodetector 14 are attached to the back surface of the substrate 1 (step (d)). This completes the conventional integrated optical device.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図6及び図7から明ら
かなように、従来の集積型光学装置では、反射型回折光
学素子16、17及び透過型回折光学素子15a、15
bが基板1の同一面上に設けられている。一方、図8に
示す製造方法からも分かるように、これらの反射型及び
透過型の回折光学素子は、共に同一の感光性樹脂を電子
ビーム描画法により微細加工することにより形成された
ものである。しかしながら、反射型回折光学素子と透過
型回折光学素子の最適なグレーティング形状はそれぞれ
異なる。反射型回折光学素子16、17の最大の溝の深
さは、例えば0.24μmである。ところが、透過型回折
光学素子15a、15bの最大の溝の深さは1.3μmで
ある。すなわち、反射型回折光学素子16、17は透過
型回折光学素子15a、15bの約1/6程度の薄さで
ある。
As is apparent from FIGS. 6 and 7, in the conventional integrated optical device, the reflective diffractive optical elements 16 and 17 and the transmissive diffractive optical elements 15a and 15 are used.
b is provided on the same surface of the substrate 1. On the other hand, as can be seen from the manufacturing method shown in FIG. 8, these reflective and transmissive diffractive optical elements are both formed by finely processing the same photosensitive resin by an electron beam drawing method. . However, the optimum grating shapes of the reflective diffractive optical element and the transmissive diffractive optical element are different from each other. The maximum groove depth of the reflective diffractive optical elements 16 and 17 is, for example, 0.24 μm. However, the maximum groove depth of the transmissive diffractive optical elements 15a and 15b is 1.3 μm. That is, the reflection type diffractive optical elements 16 and 17 are about 1/6 as thin as the transmission type diffractive optical elements 15a and 15b.

【0007】同一基板上に反射型回折光学素子16、1
7及び透過型回折光学素子15a、15bの両タイプの
素子を同一樹脂で形成するためは、基板上に塗布する樹
脂の膜厚を溝の深さの深い透過型回折光学素子15a,
15bに適合するように1.3μm以上にする必要があ
る。一方、反射型回折光学素子16、17はその最大の
溝の深さが0.24μm程度でなければならず、そのため
に電子ビームの露光量を調整する。ところが、樹脂の膜
厚1.3μmに対してその最大の溝の深さが0.24μmと
なるように制御する場合、その厚さの比(約6倍)に応
じて溝の深さの制御性が悪くなる。すなわち、従来の製
造方法では加工精度が低く、良好な光学特性を実現する
ことは困難であるという問題点を有していた。また、透
過型回折光学素子(集光レンズ)15a、15bは反射
型回折光学素子16、17に比べて、その周期が、例え
ば1/3程度小さい。そのため、より一層の微細加工性
を行うために、分解能の高い感光性樹脂が適する。しか
し、このような分解能の高い感光性樹脂は反射型回折光
学素子16、17に関しては、これらの溝の深さが浅い
ためグレーティングの溝の斜面を滑らかに実現すること
は困難であり、良好な光学特性を実現することは困難で
あると言う問題点を有していた。すなわち、このような
透過型回折光学素子15a、15bと反射型回折光学素
子16、17の必要とする特性の違いから、同一の樹脂
を用いてこれらの光学素子をガラス基板1の同一面上に
形成しようとすると、両方の素子を同時に良好に形成す
ることは事実上不可能であるという問題点を有してい
た。本発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであり、透過型回折光学素子と反射型回折光学素子と
を基板の同一面上に具備しつつ、良好な加工精度と光学
特性を有する集積型光学装置及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。
Reflective diffractive optical elements 16 and 1 are formed on the same substrate.
7 and the transmissive diffractive optical elements 15a and 15b are formed of the same resin, the transmissive diffractive optical element 15a, which has a deep groove depth, is formed on the substrate.
It is necessary to make the thickness 1.3 μm or more so as to conform to 15b. On the other hand, in the reflective diffractive optical elements 16 and 17, the maximum groove depth must be about 0.24 μm, and therefore the exposure amount of the electron beam is adjusted. However, when controlling so that the maximum groove depth is 0.24 μm for a resin film thickness of 1.3 μm, the groove depth is controlled according to the thickness ratio (about 6 times). The sex becomes worse. That is, the conventional manufacturing method has a problem that the processing accuracy is low and it is difficult to realize good optical characteristics. The transmission type diffractive optical elements (condensing lenses) 15a and 15b have a cycle smaller than that of the reflection type diffractive optical elements 16 and 17, for example, about 1/3. Therefore, a photosensitive resin having a high resolution is suitable for achieving further fine workability. However, with respect to the reflective diffractive optical elements 16 and 17, such a photosensitive resin having a high resolution is difficult to realize a smooth slope of the groove of the grating because of the shallow depth of these grooves, which is preferable. It has a problem that it is difficult to realize optical characteristics. That is, due to the difference in the characteristics required between the transmission type diffractive optical elements 15a and 15b and the reflection type diffractive optical elements 16 and 17, these optical elements are formed on the same surface of the glass substrate 1 using the same resin. However, there is a problem in that it is practically impossible to form both devices at the same time. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has good processing accuracy and optical characteristics while having a transmission type diffractive optical element and a reflection type diffractive optical element on the same surface of a substrate. An object is to provide an integrated optical device and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上のような問題点を解
決するために、本発明の集積型光学装置は、透過型回折
光学素子及び反射型回折光学素子をそれぞれ基板の同一
の主面上の異なる位置に設けた集積型光学装置であっ
て、前記透過型回折光学素子は第1の樹脂で形成され、
前記反射型回折光学素子は前記第1の樹脂とは異なる第
2の樹脂で形成されている。上記構成において、反射型
回折光学素子上に第1の樹脂層を設けたことが好まし
い。また、基板主面上に第1の樹脂層を設け、前記第1
の樹脂層上に反射型回折光学素子を形成したことが好ま
しい。さらに、第1の樹脂と第2の樹脂はそれぞれ感光
性樹脂であることが好ましい。さらに、第1の樹脂はポ
ジ形感光性樹脂であり、第2の樹脂はネガ形感光性樹脂
であることが好ましい。さらに、透過型回折光学素子は
光集光レンズであり、反射型回折光学素子は位置信号検
出光学素子、コリメータレンズ及び波長選択レンズであ
ることが好ましい。一方、本発明の集積型光学装置の製
造方法は、(1)基板の主面上に第2の樹脂を塗布する
工程、(2)前記第2の樹脂上の反射型回折光学素子を
形成する位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に
対応するように荷電ビームを照射する工程、(3)前記
第2の樹脂を現像処理し、前記第2の樹脂の膜厚を変化
させる工程、(4)前記反射型回折光学素子を形成する
位置を含むように反射層を堆積する工程、(5)前記主
面上に第1の樹脂を塗布する工程、(6)前記第1の樹
脂上の透過型回折光学素子を形成する位置に、前記透過
型回折光学素子の膜厚分布に対応するように荷電ビーム
を照射する工程、(7)前記第1の樹脂を現像処理し、
前記第1の樹脂の膜厚を変化させる工程を具備するよう
に構成されている。または、本発明の集積型光学装置の
製造方法は、(1)基板の主面上に第1の樹脂を塗布す
る工程、(2)前記第1の樹脂上に第2の樹脂を塗布す
る工程、(3)前記第2の樹脂上の反射型回折光学素子
を形成する位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布
に対応するように荷電ビームを照射する工程、(4)前
記第2の樹脂を現像処理し、前記第2の樹脂の膜厚を変
化させる工程、(5)透過型回折光学素子を形成する位
置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に対応するよ
うに荷電ビームを照射する工程、(6)前記第1の樹脂
を現像処理し、前記第1の樹脂の膜厚を変化させる工
程、(7)前記反射型回折光学素子を形成する位置を含
むように、反射層を堆積させる工程を具備するように構
成されている。上記各構成において、第2の樹脂を塗布
する膜厚は、第2の樹脂の屈折率(n)と、入射光の波
長(λ)に対して、0.55λ/n〜λ/nとすること
が好ましい。さらに、本発明の集積型光学装置の製造方
法は、(1)基板の主面上に第1の感光性樹脂を塗布す
る工程、(2)前記第1の樹脂の上に第2の感光性樹脂
を塗布する工程、(3)前記第2の感光性樹脂上の反射
型回折光学素子を形成する位置に、前記反射型回折光学
素子の膜厚分布に対応するように荷電ビームを照射する
工程、(4)前記第2の感光性樹脂を現像処理する工
程、(5)前記第1の感光性樹脂上の透過型回折光学素
子を形成する位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分
布に対応するように荷電ビームを照射する工程、(6)
前記第1の感光性樹脂を現像処理する工程、(7)前記
反射型回折光学素子及び前記透過型回折光学素子を含む
金型を作成する工程、(8)前記金型を用いて、前記反
射型回折光学素子及び前記透過型回折光学素子を同時に
複製する工程、(9)前記反射型回折光学素子を形成す
る位置を含むように、反射層を堆積させる工程を具備す
るように構成してもよい。
In order to solve the above problems, an integrated optical device according to the present invention has a transmission type diffractive optical element and a reflection type diffractive optical element on the same main surface of a substrate. An integrated optical device provided at different positions, wherein the transmissive diffractive optical element is formed of a first resin,
The reflective diffractive optical element is formed of a second resin different from the first resin. In the above structure, it is preferable that the first resin layer is provided on the reflective diffractive optical element. Further, a first resin layer is provided on the main surface of the substrate, and the first resin layer is formed.
It is preferable that the reflective diffractive optical element is formed on the resin layer. Further, each of the first resin and the second resin is preferably a photosensitive resin. Further, it is preferable that the first resin is a positive photosensitive resin and the second resin is a negative photosensitive resin. Further, it is preferable that the transmission type diffractive optical element is a light condensing lens and the reflection type diffractive optical element is a position signal detection optical element, a collimator lens and a wavelength selection lens. On the other hand, in the method for manufacturing an integrated optical device of the present invention, (1) a step of applying a second resin on the main surface of the substrate, (2) forming a reflective diffractive optical element on the second resin. Irradiating the position with a charged beam so as to correspond to the film thickness distribution of the reflective diffractive optical element, (3) developing the second resin, and changing the film thickness of the second resin , (4) a step of depositing a reflective layer so as to include a position where the reflective diffractive optical element is formed, (5) a step of applying a first resin on the main surface, (6) a first resin A step of irradiating a charged beam so as to correspond to a film thickness distribution of the transmission type diffractive optical element at a position where the transmission type diffractive optical element is formed, (7) developing the first resin,
It is configured to include a step of changing the film thickness of the first resin. Alternatively, in the method for manufacturing an integrated optical device according to the present invention, (1) a step of applying a first resin on the main surface of the substrate, (2) a step of applying a second resin on the first resin. And (3) a step of irradiating a position on the second resin where a reflective diffractive optical element is formed with a charged beam so as to correspond to a film thickness distribution of the reflective diffractive optical element, (4) the second Developing the resin to change the film thickness of the second resin, and (5) charging the film at the position where the transmission type diffractive optical element is formed so as to correspond to the film thickness distribution of the transmission type diffractive optical element. A step of irradiating a beam, (6) a step of developing the first resin to change the film thickness of the first resin, and (7) a step of forming the reflective diffractive optical element so as to include a position. It is configured to include a step of depositing a reflective layer. In each of the above structures, the thickness of the second resin applied is 0.55 λ / n to λ / n with respect to the refractive index (n) of the second resin and the wavelength (λ) of the incident light. It is preferable. Further, in the method for manufacturing an integrated optical device of the present invention, (1) a step of applying a first photosensitive resin on the main surface of the substrate, (2) a second photosensitive resin on the first resin. A step of applying a resin, and (3) a step of irradiating a position on the second photosensitive resin where a reflective diffractive optical element is formed with a charged beam so as to correspond to a film thickness distribution of the reflective diffractive optical element. , (4) a step of developing the second photosensitive resin, (5) a film thickness distribution of the transmissive diffractive optical element at a position where the transmissive diffractive optical element is formed on the first photosensitive resin. Irradiating a charged beam so as to correspond to (6)
Developing the first photosensitive resin, (7) creating a mold including the reflective diffractive optical element and the transmissive diffractive optical element, (8) using the mold to perform the reflection Type diffractive optical element and the transmissive diffractive optical element are simultaneously reproduced, and (9) a step of depositing a reflective layer so as to include a position where the reflective diffractive optical element is formed may be configured. Good.

【0009】[0009]

【作用】透過型回折光学素子と反射型回折光学素子と
を、それぞれ異なる樹脂を用いて基板の同一の主面上に
形成するように構成したので、それぞれの素子の目的に
応じて最適な種類の樹脂及び塗布厚さを選択することに
より、最適な加工精度及び光学特性が実現される。
Since the transmissive type diffractive optical element and the reflective type diffractive optical element are formed on the same main surface of the substrate by using different resins, the optimum type according to the purpose of each element Optimum processing accuracy and optical characteristics are realized by selecting the resin and the coating thickness.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

<第1実施例>本発明の集積型光学装置を、その好適な
第1の実施例を示す図1及び図2を用いて説明する。図
1は第1の実施例に係る集積型光学装置の構成及び光束
の伝播、集光等の様子を示す側面図であり、図2はその
平面図である。なお、第1の実施例の集積型光学装置
は、具体的にはコンパクトディスク(CD)や光ディス
ク、光カードメモリ等の光学的記録素子の信号を読み出
すための光学ヘッドである。図1において、基板1の表
面(主面)1a上には、第2の樹脂で形成された3つの
反射型回折光学素子(反射型波長選択レンズ5、反射型
コリメータレンズ4、反射型位置信号検出素子3)が設
けられ、各反射型回折光学素子3、4、5の表面は反射
層6aで覆われている。さらに、反射層6aの上からこ
れらの素子3、4、5を覆うように、第1の樹脂層7が
設けられている。また、基板1の主面1a上の反射型回
折光学素子3、4、5を形成した位置とは異なる位置
に、第1の樹脂で形成した透過型光集光レンズ2が設け
られている。基板1の裏面1bには、半導体レーザ1
3、光検出器14及び反射層6bが設けられている。
<First Embodiment> An integrated optical device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 showing a preferred first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view showing the configuration of the integrated optical device according to the first embodiment and how the light beam propagates, collects light, etc., and FIG. 2 is a plan view thereof. The integrated optical device of the first embodiment is specifically an optical head for reading signals from optical recording elements such as compact discs (CDs), optical discs, and optical card memories. In FIG. 1, three reflection type diffractive optical elements (reflection type wavelength selection lens 5, reflection type collimator lens 4, reflection type position signal) formed of a second resin are provided on the surface (main surface) 1 a of the substrate 1. A detection element 3) is provided, and the surface of each reflective diffractive optical element 3, 4, 5 is covered with a reflective layer 6a. Further, a first resin layer 7 is provided on the reflective layer 6a so as to cover these elements 3, 4, and 5. Further, the transmission type light condensing lens 2 formed of the first resin is provided at a position different from the position where the reflection type diffractive optical elements 3, 4, 5 are formed on the main surface 1a of the substrate 1. On the back surface 1b of the substrate 1, the semiconductor laser 1
3, the photodetector 14 and the reflective layer 6b are provided.

【0011】基板1は使用波長に対して透明であれば良
く、例えば厚さ(Z軸方向の寸法)3mm、幅(X軸方
向の寸法)5mm、長さ(Y軸方向の寸法)10mmの
ガラスを用いる。特に石英やBK7等のガラス基板は、
温度的にも安定である。反射層6a、6bは、例えばA
g、Al、Au等の金属層である。また、第1及び第2
の樹脂は、それぞれ電子ビーム、イオンビーム等荷電ビ
ームに感光する感光性樹脂であり、例えば電子ビームレ
ジストである。本実施例では、第1の樹脂はポジ形の電
子ビームレジスト、例えばPMMAを用い、第2の樹脂
はネガ形の電子ビームレジスト、例えばCMSを用い
た。ポジ形の感光性樹脂とは、荷電ビームを照射し、現
像処理を行なうと、その樹脂の残膜率が照射量が多いほ
ど、小さくなるもので、ネガ形はその逆のものである。
第1の実施例の集積型光学装置では、透過型回折光学素
子2を形成する第1の樹脂による層7を反射型回折光学
素子3、4、5の反射層6a上に設けた構造である。こ
れにより、金属反射層6aの酸化防止及び反射型回折光
学素子3、4、5の耐環境性を向上させる効果がある。
また、図示していないが基板1裏面1bの反射層6b上
にも樹脂層を形成すると同様の効果がある。
The substrate 1 has only to be transparent with respect to the wavelength used, and has a thickness (dimension in the Z-axis direction) of 3 mm, a width (dimension in the X-axis direction) of 5 mm, and a length (dimension in the Y-axis direction) of 10 mm. Use glass. In particular, glass substrates such as quartz and BK7
It is stable in temperature. The reflective layers 6a and 6b are, for example, A
It is a metal layer of g, Al, Au, or the like. Also, the first and second
The resin is a photosensitive resin that is sensitive to a charged beam such as an electron beam and an ion beam, and is, for example, an electron beam resist. In this embodiment, the first resin is a positive type electron beam resist such as PMMA, and the second resin is a negative type electron beam resist such as CMS. The positive type photosensitive resin is such that when a charged beam is irradiated and development processing is performed, the residual film rate of the resin becomes smaller as the irradiation amount increases, and the negative type is the opposite.
The integrated optical device of the first embodiment has a structure in which the layer 7 of the first resin forming the transmissive diffractive optical element 2 is provided on the reflective layer 6a of the reflective diffractive optical elements 3, 4, and 5. . This has the effect of preventing oxidation of the metal reflective layer 6a and improving the environmental resistance of the reflective diffractive optical elements 3, 4, 5.
Further, although not shown, forming a resin layer also on the reflective layer 6b on the back surface 1b of the substrate 1 has the same effect.

【0012】次に、第1の実施例の集積型光学装置の動
作について説明する。例えば波長0.78μmの半導体レ
ーザ13の表面出射端から、光軸の角度がZ軸に対して
例えば20゜斜め方向に出射された伝播光束9は、例え
ば焦点距離1.6mm、口径1mmの波長選択レンズ5
に入射する。この波長選択レンズ5は、Y軸方向に進む
に従って徐々に周期が小さくなり、断面が矩形形状で、
かつ楕円曲線の1部である曲線グレーティングにより構
成されている。波長選択レンズ5に入射した光束は、例
えば5%の回折効率で反射回折され、選択された波長
(例えば0.78μm)の回折光のみが半導体レーザ13
の表面出射端に集光されて入射する。他の波長(例えば
0.77〜0.79μm)の1次回折光は表面出射端上で
は集光されずぼやけてしまうので、選択波長から離れる
ほど入射する光量が減少する。その結果、半導体レーザ
13のレーザ発振波長が選択波長に引きずり込まれ、波
長変動が0.2nm程度に抑制される。
Next, the operation of the integrated optical device of the first embodiment will be described. For example, the propagating light beam 9 emitted from the surface emitting end of the semiconductor laser 13 having a wavelength of 0.78 μm in an oblique direction with respect to the Z axis at an angle of, for example, 20 ° is, for example, a wavelength having a focal length of 1.6 mm and a diameter of 1 mm. Selection lens 5
Incident on. The wavelength selection lens 5 has a cycle that gradually decreases in the Y-axis direction and has a rectangular cross section.
It is also composed of a curved grating which is a part of the elliptic curve. The light beam incident on the wavelength selection lens 5 is reflected and diffracted with a diffraction efficiency of, for example, 5%, and only the diffracted light of the selected wavelength (for example, 0.78 μm) is emitted from the semiconductor laser 13
The light is condensed and incident on the surface emission end of. Since the first-order diffracted light of other wavelengths (for example, 0.77 to 0.79 μm) is not focused on the surface emission end and is blurred, the amount of incident light decreases as the distance from the selected wavelength increases. As a result, the laser oscillation wavelength of the semiconductor laser 13 is dragged to the selected wavelength, and the wavelength fluctuation is suppressed to about 0.2 nm.

【0013】波長選択レンズ5の透過光(0次回折光)
は、反射層6bにより反射され、基板1内を伝播し、例
えば焦点距離9.6mm、口径2mmの反射型コリメー
タレンズ4に入射する。反射型コリメータレンズ4に入
射した光束は、光軸の角度(伝搬角θ)はそのまま(例
えば20゜)で反射され、平行光束化される。反射型コ
リメータレンズ4は、外周になるにつれて周期が小さく
なる断面が鋸歯形状の楕円グレーティングにより構成さ
れている。この楕円形グレーティングの中心位置は、外
周部にいくにしたがって、Y軸方向に徐々にシフトする
構造をしている。反射型コリメータレンズ4をこのよう
な形状にすることにより、一般に斜め入射の影響により
生じるコマ収差と非点収差が小さくなり、良好に平行光
束化することができる。
Light transmitted through the wavelength selection lens 5 (zero-order diffracted light)
Is reflected by the reflective layer 6b, propagates through the substrate 1, and enters the reflective collimator lens 4 having a focal length of 9.6 mm and an aperture of 2 mm, for example. The light beam incident on the reflection type collimator lens 4 is reflected at the angle (propagation angle θ) of the optical axis as it is (for example, 20 °), and becomes a parallel light beam. The reflective collimator lens 4 is composed of an elliptical grating having a sawtooth-shaped cross section whose cycle becomes smaller toward the outer circumference. The center position of this elliptical grating has a structure that gradually shifts in the Y-axis direction toward the outer peripheral portion. By forming the reflective collimator lens 4 into such a shape, coma and astigmatism that are generally caused by the influence of oblique incidence are reduced, and a parallel light flux can be excellently formed.

【0014】例えば幅2mmの平行化された光束は、基
板1の内部を繰り返し反射されて伝播し、反射型位置信
号検出素子3を経由し、その透過光は、例えば口径2m
m、焦点距離2mmの透過型光集光レンズ2に入射す
る。透過型光集光レンズ2に入射した光束は、垂直方向
に出力され光ディスク12への集光される。集光光束1
0は光ディスク12により反射され、反射光束は、同じ
く透過型光集光レンズ2に入射し、平行光束化される。
平行化された伝播光束9’は、基板1の内部を逆向きに
繰り返し反射されて伝播し、反射型位置信号検出素子3
に入射する。反射型位置信号検出素子3は、例えばX軸
方向の寸法2mm、Y軸方向の寸法ズ2mm、焦点距離
10.4mmであり、フォーカス/トラック誤差信号検
出素子として機能する。反射型位置信号検出素子3は、
楕円曲線の一部である曲線グレーティングにより構成さ
れた、同じ仕様を有する反射型レンズを2つアレイ状に
配列した構造を有する(図2参照)。伝播光束9’はこ
の反射型位置信号検出素子3により1次回折光が2分割
され、それぞれ光軸の例えば30°の伝播角度で基板1
の内部を繰り返し反射されて伝播し、光検出器14に集
光される。2つの光検出器14により検出された信号に
基づいて、再生信号及び位置信号であるフォーカス誤差
信号及びトラック誤差信号が読み出される。
For example, a collimated light beam having a width of 2 mm is repeatedly reflected and propagated inside the substrate 1, passes through the reflection type position signal detecting element 3, and its transmitted light has a diameter of 2 m, for example.
It is incident on the transmission type light condensing lens 2 having a focal length of 2 mm and a focal length of 2 mm. The light flux that has entered the transmissive light condenser lens 2 is output in the vertical direction and is condensed on the optical disk 12. Focused light flux 1
0 is reflected by the optical disc 12, and the reflected light flux is similarly incident on the transmissive light condensing lens 2 and is converted into a parallel light flux.
The collimated propagating light beam 9 ′ is repeatedly reflected and propagates in the opposite direction in the substrate 1, and the reflection type position signal detecting element 3
Incident on. The reflection-type position signal detection element 3 has, for example, a dimension of 2 mm in the X-axis direction, a dimension of 2 mm in the Y-axis direction, and a focal length of 10.4 mm, and functions as a focus / track error signal detection element. The reflection type position signal detecting element 3 is
It has a structure in which two reflective lenses having the same specifications and configured by a curved grating that is a part of an elliptic curve are arranged in an array (see FIG. 2). The propagating light beam 9'is divided into two by the reflection-type position signal detecting element 3 into the first-order diffracted light, and the substrate 1 is divided at a propagation angle of, for example, 30 ° on the optical axis.
Is repeatedly reflected and propagated in the inside of, and is condensed on the photodetector 14. Based on the signals detected by the two photodetectors 14, the focus error signal and the track error signal, which are the reproduction signal and the position signal, are read out.

【0015】反射型コリメータレンズ4は、例えば断面
が鋸歯形状で溝の最大深さが0.24μmのインライン形
の反射型回折光学レンズである。透過型対物レンズ2は
断面が矩形形状で、例えば溝の深さが0.80μmのオフ
アキシス形の透過型回折光学レンズである。反射型波長
選択レンズ5及び反射型位置信号検出レンズ3は溝の最
大深さが例えば0.12μmのオフアキシス形である。こ
れら4つの光学素子はすべて、光の回折現象を用いて集
光させる回折光学素子である。なお、インライン形の回
折光学レンズとは、入射光の光軸の角度と出射光の光軸
の角度が一致するレンズのことであり、オフアキシス形
の回折光学レンズとは入射光の光軸の角度と、出射光の
光軸の角度が異なるレンズのことである。なお、光学素
子として膜厚がせいぜい数μm程度の回折光学素子を用
いているので、公知のプレーナ技術を用いることによ
り、基板1の主面1a上における各回折光学素子の正確
な位置合わせ及び集積化が可能になり、装置全体の小型
軽量化及び製品の安定化が促進される。
The reflective collimator lens 4 is, for example, an in-line reflective diffractive optical lens having a saw-tooth cross section and a maximum groove depth of 0.24 μm. The transmissive objective lens 2 is an off-axis transmissive diffractive optical lens having a rectangular cross section and, for example, a groove depth of 0.80 μm. The reflection type wavelength selection lens 5 and the reflection type position signal detection lens 3 are of the off-axis type having the maximum groove depth of 0.12 μm, for example. All of these four optical elements are diffractive optical elements that collect light using the diffraction phenomenon of light. An in-line type diffractive optical lens is a lens in which the angle of the optical axis of the incident light and the angle of the optical axis of the emitted light match, and an off-axis type diffractive optical lens is the angle of the optical axis of the incident light. And a lens in which the angle of the optical axis of the emitted light is different. Since a diffractive optical element having a film thickness of at most about several μm is used as the optical element, it is possible to accurately align and integrate each diffractive optical element on the main surface 1a of the substrate 1 by using a known planar technique. It is possible to reduce the size and weight of the entire device and to stabilize the product.

【0016】次に、上記第1の実施例に係る集積型光学
装置に製造に適した製造方法を図3を用いて説明する。
まず、基板1上に第2の樹脂8を、例えば0.3μm塗布
する(工程(a))。次に、反射型回折光学素子3、
4、5を形成する位置に、その膜厚分布に対応するよう
に電子ビーム11を照射する(工程(b))。さらに、
現像処理を行ない第2の樹脂8の膜厚を変化させる(工
程(c))。これらの素子3、4、5上を含むように反
射層6aを、例えば4000オングストローム堆積する
(工程(d))。その後、第1の樹脂7を、例えば0.
85μm塗布する(工程(e))。その上から、透過型
回折光学素子2を形成する位置に、その膜厚分布に対応
するように電子ビーム11を照射する(工程(f))。
さらに、第1の樹脂7の現像処理を行い、第1の樹脂7
の膜厚を変化させる(工程(g))。同時に、基板1の
裏面1bに反射層6bを、例えば2000オングストロ
ーム堆積し、半導体レーザ13及び光検出器14を基板
1裏面にマウントする(工程(g))。以上のようにし
て、図1及び図2に示す集積型光学装置が完成する。
Next, a manufacturing method suitable for manufacturing the integrated optical device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, the second resin 8 is applied to the substrate 1 by 0.3 μm, for example (step (a)). Next, the reflective diffractive optical element 3,
The positions where 4 and 5 are formed are irradiated with the electron beam 11 so as to correspond to the film thickness distribution (step (b)). further,
Development processing is performed to change the film thickness of the second resin 8 (step (c)). A reflection layer 6a is deposited, for example, 4000 angstrom so as to include these elements 3, 4, and 5 (step (d)). After that, the first resin 7 is, for example,
85 μm is applied (step (e)). From above, the electron beam 11 is irradiated to the position where the transmission type diffractive optical element 2 is formed so as to correspond to the film thickness distribution (step (f)).
Further, the first resin 7 is subjected to a development process to obtain the first resin 7
The film thickness of is changed (step (g)). At the same time, a reflection layer 6b is deposited on the back surface 1b of the substrate 1 by, for example, 2000 angstrom, and the semiconductor laser 13 and the photodetector 14 are mounted on the back surface of the substrate 1 (step (g)). As described above, the integrated optical device shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

【0017】第1の実施例の集積型光学装置の製造方法
においては、第1の樹脂7を一度塗布するだけで、透過
型回折光学レンズ2の作成のための樹脂の塗布と反射型
回折光学素子3、4、5を保護するための樹脂の塗布を
同時に実現することができる。なお、本実施例では、電
子ビームを感光性樹脂に照射したが、これはイオンビー
ム等の他の荷電ビームでもよい。また、第2の樹脂8の
塗布膜厚は、製造する反射型回折光学素子3、4、5の
溝の最大深さより厚くする必要があるが、ネガ形の樹脂
の場合、これの1.1倍から2倍の膜厚の範囲に選択す
ると、回折光学素子の周期が小さいところで生じる膜減
りを吸収でき、所望の溝の深さを有する回折光学素子が
形成できることが確認された。すなわち、反射型コリメ
ータレンズ4の最大溝の深さは、第2の樹脂の屈折率n
及び入射光の波長λに対して近似的にLR=λ/2nで
与えられるため、第2の樹脂8の塗布膜厚は0.55λ
/n〜λ/nの範囲にあることが好ましいことが分っ
た。また、第1の樹脂7の塗布膜厚は、製造する透過型
回折光学素子2の溝の最大深さより大きくする必要があ
るが、ポジ形のレジストを用いた場合では、ネガ形の場
合ほど大きくする必要はなく、せいぜい1.2倍程度で
充分であった。すなわち、透過型光集光レンズ2の最大
溝の深さは、第1の樹脂の屈折率n’及び入射光の波長
λに対して近似的に、LT=λ/2(n’−1)で与え
られるため、第1の樹脂7の塗布膜厚は0.6λ/
(n’−1)以下であればよいことが分った。
In the method of manufacturing the integrated optical device according to the first embodiment, the resin coating and the reflection diffractive optics for forming the transmissive diffractive optical lens 2 are performed only by coating the first resin 7 once. Application of resin for protecting the elements 3, 4, and 5 can be realized at the same time. Although the photosensitive resin is irradiated with the electron beam in this embodiment, it may be another charged beam such as an ion beam. The coating thickness of the second resin 8 needs to be thicker than the maximum depth of the grooves of the reflective diffractive optical elements 3, 4 and 5 to be manufactured. It was confirmed that when the film thickness is selected to be double to double, it is possible to absorb the film loss that occurs when the period of the diffractive optical element is small, and to form a diffractive optical element having a desired groove depth. That is, the maximum groove depth of the reflective collimator lens 4 is the refractive index n of the second resin.
And the wavelength λ of the incident light is approximately given by L R = λ / 2n, the coating thickness of the second resin 8 is 0.55λ
It has been found that it is preferably in the range of / n to λ / n. Further, the coating film thickness of the first resin 7 needs to be larger than the maximum depth of the groove of the transmission type diffractive optical element 2 to be manufactured. However, in the case of using a positive resist, it is as large as in the case of a negative resist. It was not necessary to do it, but at most 1.2 times was sufficient. That is, the maximum groove depth of the transmissive light condensing lens 2 is approximately L T = λ / 2 (n′−1) with respect to the refractive index n ′ of the first resin and the wavelength λ of the incident light. ), The coating thickness of the first resin 7 is 0.6λ /
It has been found that the value may be (n'-1) or less.

【0018】<第2実施例>本発明の集積型光学装置
を、その好適な第2の実施例を示す図4を用いて説明す
る。図4は第2の実施例に係る集積型光学装置の構成及
び光束の伝播及び集光の様子を示す側面図である。な
お、平面図は実質的に図2と同じであるため省略する。
なお、第2の実施例の集積型光学装置は第1の実施例の
集積型光学装置と同様、光学的記録素子の信号を読み出
す光学ヘッドである。また、図1及び図2に示す第1の
実施例と同一の番号を付した構成要素は実質的に同一で
あるため、その説明を省略する。図4に示す本実施例の
集積型光学装置では、基板1の主面(表面)上に第1の
樹脂層7を設け、この第1の樹脂層7の上に反射型回折
光学素子3、4、5が形成されている。第1の樹脂とし
てポジ形の電子ビームレジスト、例えばPMMAを用
い、第2の樹脂としてネガ形の電子ビームレジスト、例
えばCMSを用いた。その他の構成は第1の実施例の場
合と同様である。
<Second Embodiment> An integrated optical device according to the present invention will be described with reference to FIG. 4 showing a preferred second embodiment thereof. FIG. 4 is a side view showing the configuration of the integrated optical device according to the second embodiment and the manner of propagation and collection of light beams. Note that the plan view is substantially the same as FIG.
The integrated optical device of the second embodiment is an optical head that reads out the signal of the optical recording element, like the integrated optical device of the first embodiment. Further, the constituent elements denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are substantially the same, and thus the description thereof will be omitted. In the integrated optical device of the present embodiment shown in FIG. 4, the first resin layer 7 is provided on the main surface (front surface) of the substrate 1, and the reflection type diffractive optical element 3 is provided on the first resin layer 7. 4 and 5 are formed. A positive electron beam resist such as PMMA was used as the first resin, and a negative electron beam resist such as CMS was used as the second resin. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0019】次に、上記本発明の集積型光学装置の第2
の実施例に適した製造方法を図5を用いて説明する。図
5に示すように、まず、基板1の主面1aの上に第1の
樹脂7を塗布し、さらにその上に第2の樹脂8を塗布す
る(工程(a))。次に、反射型回折光学素子3、4、
5を形成する位置に、反射型回折光学素子3、4、5の
膜厚分布に対応するように電子ビーム11を照射する
(工程(b))。さらに、現像処理を行い、第2の樹脂
8の膜厚を変化させる(工程(c))。その後、透過型
回折光学素子2を形成する位置に、透過型回折光学素子
2の膜厚分布に対応するように電子ビーム11を照射す
る(工程(d))。そして、現像処理を行い、第1の樹
脂7の膜厚を変化させる(工程(e))。反射型回折光
学素子3、4、5を形成する位置を含むように、反射層
6aを堆積する(工程(f))。同時に、基板1の裏面
1bに反射層6bを、例えば2000オングストローム
堆積し、さらに半導体レーザ13及び光検出器14を基
板1裏面にマウントする(工程(f))。この様にし
て、第2の実施例に係る集積型光学装置が完成する。
Next, the second integrated optical device according to the present invention described above.
A manufacturing method suitable for the embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, first, the first resin 7 is applied on the main surface 1a of the substrate 1, and then the second resin 8 is applied thereon (step (a)). Next, the reflective diffractive optical elements 3, 4,
The position where 5 is formed is irradiated with the electron beam 11 so as to correspond to the film thickness distribution of the reflective diffractive optical elements 3, 4, and 5 (step (b)). Further, development processing is performed to change the film thickness of the second resin 8 (step (c)). After that, the position where the transmission type diffractive optical element 2 is formed is irradiated with the electron beam 11 so as to correspond to the film thickness distribution of the transmission type diffractive optical element 2 (step (d)). Then, development processing is performed to change the film thickness of the first resin 7 (step (e)). The reflective layer 6a is deposited so as to include the positions where the reflective diffractive optical elements 3, 4, and 5 are formed (step (f)). At the same time, a reflection layer 6b is deposited on the back surface 1b of the substrate 1, for example, 2000 angstrom, and the semiconductor laser 13 and the photodetector 14 are mounted on the back surface of the substrate 1 (step (f)). In this way, the integrated optical device according to the second example is completed.

【0020】第2の実施例にかかる集積型光学装置で
は、反射層6aの堆積は、透過型回折光学素子2と反射
型回折光学素子3’、4’、5’の両方の素子の形状加
工が終了後に行なうため、複製法を用いた大量生産に適
している。すなわち、図5に示す工程(e)により集積
型光学装置を作製した後、これを原型として反射型回折
光学素子3’、4’、5’と透過型回折光学素子2を同
時に含む金型を、例えばニッケル電鋳法により作製す
る。この金型を用いることにより、反射型回折光学素子
3’、4’、5’と透過型回折光学素子2を、例えばU
V硬化樹脂により、同時に複製することが可能になる。
その後、反射型回折光学素子3’、4’、5’を形成す
る位置を含むように、反射層6aを堆積する。従って、
一度原型となる装置(図5の工程(e))を形成すれ
ば、その後は、その都度電子ビーム描画を用いることな
く、複製法で大量生産することが可能である。
In the integrated optical device according to the second embodiment, the deposition of the reflective layer 6a is performed by processing the shapes of both the transmissive diffractive optical element 2 and the reflective diffractive optical elements 3 ', 4', 5 '. It is suitable for mass production using the replication method because it is performed after the completion of. That is, after manufacturing an integrated optical device by the step (e) shown in FIG. , Nickel electroforming, for example. By using this mold, the reflective diffractive optical elements 3 ′, 4 ′ and 5 ′ and the transmissive diffractive optical element 2 are separated by, for example, U
The V-curable resin allows for simultaneous replication.
Then, the reflective layer 6a is deposited so as to include the positions where the reflective diffractive optical elements 3 ', 4', 5'are formed. Therefore,
Once the prototype device (step (e) in FIG. 5) is formed, thereafter, it is possible to mass-produce by a replication method without using electron beam drawing each time.

【0021】なお、上記第1及び第2の実施例におい
て、光集光レンズ及びコリメータレンズ等は便宜上名付
けたものであり、一般にいうレンズと同じ意味を有す
る。また、上記各実施例では、光学的記録素子の信号を
読み出す光学ヘッドの場合について述べたが、基板上に
透過型及び反射型の回折光学素子を具備した他の光デバ
イスについても同様の効果がある。
In the first and second embodiments, the light condensing lens, the collimator lens and the like are named for the sake of convenience, and have the same meanings as lenses in general. Further, in each of the above-described embodiments, the case of the optical head for reading the signal of the optical recording element is described, but the same effect can be obtained for other optical devices including the transmission type and the reflection type diffractive optical elements on the substrate. is there.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、透過型回折光学素子と
反射型の回折光学素子とをそれぞれ異なる性質の樹脂を
用いて基板の同一主面上に形成するように構成したの
で、それぞれの光学素子が必要とする加工精度及び光学
特性を実現することが可能になる。また、光学素子とし
て膜厚がせいぜい数μm程度の回折光学素子を用いたの
で、公知のプレーナ技術を用いることにより、基板の主
面上における各回折光学素子の正確な位置合わせ及び集
積化が可能になる。
According to the present invention, since the transmission type diffractive optical element and the reflection type diffractive optical element are formed on the same main surface of the substrate by using resins having different properties, respectively. It is possible to realize the processing accuracy and optical characteristics required by the optical element. Moreover, since a diffractive optical element with a film thickness of at most about several μm is used as an optical element, it is possible to accurately align and integrate each diffractive optical element on the main surface of the substrate by using a known planar technology. become.

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

【図1】本発明の集積型光学装置の、好適な第1の実施
例の構成及び光束の伝播及び集光の様子を示す側面図
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a preferred first embodiment of an integrated optical device according to the present invention, and how light beams are propagated and condensed.

【図2】第1の実施例の構成を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the first embodiment.

【図3】第1の実施例に係る集積型光学装置に適する製
造方法を示す工程図
FIG. 3 is a process chart showing a manufacturing method suitable for the integrated optical device according to the first example.

【図4】本発明の集積型光学装置の、好適な第2の実施
例の構成及び光束の伝播及び集光の様子を示す側面図
FIG. 4 is a side view showing the configuration of a second preferred embodiment of the integrated optical device of the present invention and how the light beam propagates and is condensed.

【図5】第2の実施例に係る集積型光学装置に適する製
造方法を示す工程図
FIG. 5 is a process diagram showing a manufacturing method suitable for an integrated optical device according to a second example.

【図6】従来の集積型光学装置の構成を示す平面図FIG. 6 is a plan view showing the configuration of a conventional integrated optical device.

【図7】従来の集積型光学装置の構成を示す側面図FIG. 7 is a side view showing the configuration of a conventional integrated optical device.

【図8】従来の集積型光学装置の製造方法を示す工程図FIG. 8 is a process diagram showing a method for manufacturing a conventional integrated optical device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 透過型光集光レンズ 3 反射型位置信号検出素子 4 反射型コリメータレンズ 5 反射型波長選択レンズ 6 反射層 7 第1の樹脂 8 第2の樹脂 9 伝搬光 10 出射光 11 電子ビーム 12 光ディスク 13 半導体レーザ 14 光検出器 1 substrate 2 transmission type light condensing lens 3 reflection type position signal detecting element 4 reflection type collimator lens 5 reflection type wavelength selection lens 6 reflection layer 7 first resin 8 second resin 9 propagating light 10 outgoing light 11 electron beam 12 Optical disc 13 Semiconductor laser 14 Photodetector

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透過型回折光学素子及び反射型回折光学
素子をそれぞれ基板の同一の主面上の異なる位置に設け
た集積型光学装置であって、前記透過型回折光学素子は
第1の樹脂で形成され、前記反射型回折光学素子は前記
第1の樹脂とは異なる第2の樹脂で形成されたことを特
徴とする集積型光学装置。
1. An integrated optical device in which a transmissive diffractive optical element and a reflective diffractive optical element are provided at different positions on the same main surface of a substrate, wherein the transmissive diffractive optical element is a first resin. And the reflection type diffractive optical element is formed of a second resin different from the first resin.
【請求項2】 反射型回折光学素子上に第1の樹脂層を
設けたことを特徴とする請求項1記載の集積型光学装
置。
2. The integrated optical device according to claim 1, wherein a first resin layer is provided on the reflective diffractive optical element.
【請求項3】 基板主面上に第1の樹脂層を設け、前記
第1の樹脂層上に反射型回折光学素子を形成したことを
特徴とする請求項1記載の集積型光学装置。
3. The integrated optical device according to claim 1, wherein a first resin layer is provided on the main surface of the substrate, and a reflective diffractive optical element is formed on the first resin layer.
【請求項4】 第1の樹脂と第2の樹脂はそれぞれ感光
性樹脂であることを特徴とする請求項1記載の集積型光
学装置。
4. The integrated optical device according to claim 1, wherein each of the first resin and the second resin is a photosensitive resin.
【請求項5】 第1の樹脂はポジ形感光性樹脂であり、
第2の樹脂はネガ形感光性樹脂であることを特徴とする
請求項4記載の集積型光学装置。
5. The first resin is a positive photosensitive resin,
The integrated optical device according to claim 4, wherein the second resin is a negative photosensitive resin.
【請求項6】 透過型回折光学素子は光集光レンズであ
り、反射型回折光学素子は位置信号検出光学素子、コリ
メータレンズ及び波長選択レンズであることを特徴とす
る請求項1記載の集積型光学装置。
6. The integrated type according to claim 1, wherein the transmission type diffractive optical element is a light condensing lens, and the reflection type diffractive optical element is a position signal detection optical element, a collimator lens and a wavelength selection lens. Optical device.
【請求項7】 (1)基板の主面上に第2の樹脂を塗布
する工程、 (2)前記第2の樹脂上の反射型回折光学素子を形成す
る位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に対応す
るように荷電ビームを照射する工程、 (3)前記第2の樹脂を現像処理し、前記第2の樹脂の
膜厚を変化させる工程、 (4)前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
うに反射層を堆積する工程、 (5)前記主面上に第1の樹脂を塗布する工程、 (6)前記第1の樹脂上の透過型回折光学素子を形成す
る位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に対応す
るように荷電ビームを照射する工程、 (7)前記第1の樹脂を現像処理し、前記第1の樹脂の
膜厚を変化させる工程を具備する集積型光学装置の製造
方法。
7. (1) a step of applying a second resin on the main surface of the substrate; (2) the reflection type diffractive optical element at a position where the reflection type diffractive optical element on the second resin is formed. Irradiating the charged beam so as to correspond to the film thickness distribution of (3) developing the second resin to change the film thickness of the second resin, (4) the reflective diffraction optics A step of depositing a reflection layer so as to include a position where an element is formed, (5) a step of applying a first resin on the main surface, (6) a transmission type diffractive optical element formed on the first resin A step of irradiating a charged beam to a position corresponding to the film thickness distribution of the transmissive diffractive optical element, (7) developing the first resin to change the film thickness of the first resin A method of manufacturing an integrated optical device, comprising the steps of:
【請求項8】 (1)基板の主面上に第1の樹脂を塗布
する工程、 (2)前記第1の樹脂上に第2の樹脂を塗布する工程、 (3)前記第2の樹脂上の反射型回折光学素子を形成す
る位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に対応す
るように荷電ビームを照射する工程、 (4)前記第2の樹脂を現像処理し、前記第2の樹脂の
膜厚を変化させる工程、 (5)透過型回折光学素子を形成する位置に、前記透過
型回折光学素子の膜厚分布に対応するように荷電ビーム
を照射する工程、 (6)前記第1の樹脂を現像処理し、前記第1の樹脂の
膜厚を変化させる工程、 (7)前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
うに、反射層を堆積させる工程を具備する集積型光学装
置の製造方法。
8. (1) A step of applying a first resin on a main surface of a substrate, (2) A step of applying a second resin on the first resin, (3) A second resin A step of irradiating a charged beam to a position where the upper reflective diffractive optical element is formed so as to correspond to a film thickness distribution of the reflective diffractive optical element, (4) developing the second resin, and 2) changing the film thickness of the resin, (5) irradiating the position where the transmission type diffractive optical element is formed with a charged beam so as to correspond to the film thickness distribution of the transmission type diffractive optical element, (6) Developing the first resin to change the film thickness of the first resin; and (7) depositing a reflective layer so as to include a position where the reflective diffractive optical element is formed. Manufacturing method of integrated optical device.
【請求項9】 第2の樹脂を塗布する膜厚は、第2の樹
脂の屈折率(n)と、入射光の波長(λ)に対して、
0.55λ/n〜λ/nとすることを特徴とする請求項
8又は9記載の集積型光学装置の製造方法。
9. The film thickness of the second resin applied, with respect to the refractive index (n) of the second resin and the wavelength (λ) of incident light,
The method for manufacturing an integrated optical device according to claim 8 or 9, wherein 0.55 λ / n to λ / n is set.
【請求項10】 (1)基板の主面上に第1の感光性樹
脂を塗布する工程、 (2)前記第1の樹脂の上に第2の感光性樹脂を塗布す
る工程、 (3)前記第2の感光性樹脂上の反射型回折光学素子を
形成する位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に
対応するように荷電ビームを照射する工程、 (4)前記第2の感光性樹脂を現像処理する工程、 (5)前記第1の感光性樹脂上の透過型回折光学素子を
形成する位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に
対応するように荷電ビームを照射する工程、 (6)前記第1の感光性樹脂を現像処理する工程、 (7)前記反射型回折光学素子及び前記透過型回折光学
素子を含む金型を作成する工程、 (8)前記金型を用いて、前記反射型回折光学素子及び
前記透過型回折光学素子を同時に複製する工程、 (9)前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
うに、反射層を堆積させる工程を具備する集積型光学装
置の製造方法。
10. (1) A step of applying a first photosensitive resin on the main surface of a substrate, (2) A step of applying a second photosensitive resin on the first resin, (3) A step of irradiating a position on the second photosensitive resin where the reflective diffractive optical element is formed with a charged beam so as to correspond to the film thickness distribution of the reflective diffractive optical element, (4) the second photosensitive material (5) Irradiating a position on the first photosensitive resin where a transmission type diffractive optical element is formed with a charged beam so as to correspond to the film thickness distribution of the transmission type diffractive optical element. (6) a step of developing the first photosensitive resin, (7) a step of producing a mold including the reflective diffractive optical element and the transmissive diffractive optical element, (8) the mold Simultaneously replicate the reflective diffractive optical element and the transmissive diffractive optical element using That step, (9) so as to include a position for forming the reflection type diffractive optical element, manufacturing method of an integrated optical device comprising the step of depositing a reflective layer.
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