JPH08129772A - 合成樹脂製光ピックアップ用回折格子 - Google Patents

合成樹脂製光ピックアップ用回折格子

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JPH08129772A
JPH08129772A JP6269726A JP26972694A JPH08129772A JP H08129772 A JPH08129772 A JP H08129772A JP 6269726 A JP6269726 A JP 6269726A JP 26972694 A JP26972694 A JP 26972694A JP H08129772 A JPH08129772 A JP H08129772A
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JP
Japan
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diffraction grating
layer
synthetic resin
thickness
optical pickup
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Pending
Application number
JP6269726A
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English (en)
Inventor
Kazunari Tokuda
一成 徳田
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐高温、耐低温、耐湿度、ヒートショック等
の耐環境性に優れた合成樹脂製光ピックアップ用回折格
子を提供する。 【構成】 合成樹脂からなる光ピックアップ用の回折格
子1において、回折格子1の基板1aの表面側から順
に、第1層として膜厚1/20λ〜1/2λのSiO2
層3aを形成する。第2層として膜厚1/8λのZrO
2 とTa2 5 との混合物層3b、同膜厚のZrO2
TiO2 との混合物層、または同膜厚のZrO2 とTi
2 とAl2 3 との混合物層を形成する。第3層とし
て膜厚1/3λのSiO2 層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップに用い
られる合成樹脂製の回折格子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば実開平2−113703号
公報に開示されるような回折格子がある。この回折格子
は、回折格子の入出射面にシリカまたはフッ化マグネシ
ウムあるいは酸化チタン等の保護膜を蒸着することによ
り光の透過率を向上させるというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術によれば、以下のような問題点を有していた。すなわ
ち、光ピックアップは過酷な環境下で使用されることが
想定され、耐高温、耐低温、耐湿度、ヒートショック等
の種々の耐久性を満たさなければならない。ところが、
従来の回折格子では、高温下やヒートショックにおいて
クラックが発生したり、また、多湿環境下において膜の
剥離を生じ、上記耐久性を満足せず、光ピックアップと
しての性能を損なってしまうという問題があった。
【0004】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、耐高温、耐低温、耐湿度、ヒートショッ
ク等の耐環境性に優れた合成樹脂製光ピックアップ用回
折格子を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に係る発明は、合成樹脂からなる光ピック
アップ用回折格子において、回折格子の基板の表面側か
ら順に、第1層として膜厚1/20λ〜1/2λのSi
2 層、第2層として膜厚1/8λのZrO2とTa2
5 との混合物層、同膜厚のZrO2 とTiO2 との混
合物層、または同膜厚のZrO2 とTiO2 とAl2
3 との混合物層、第3層として膜厚1/3λのSiO2
層を形成した。
【0006】
【作用】まず、本発明者は、多湿環境下における膜の剥
離が第2層の材料の密度の低さに起因することを実験に
より明らかにした。そして、密度の高い膜を得られるZ
rO2 とTa2 5 との混合物、ZrO2 とTiO2
の混合物、またはZrO 2 とTiO2 とAl2 3 との
混合物を用いることによって耐湿性が改善されることを
見い出した。次に、クラックの発生は、高温下において
膜に引っ張り応力が加わることに起因するものであると
考え、本発明者は、膜の応力が50Pa・m以上の圧縮
応力であればクラックの発生を抑えられることを見い出
した。そして、上記混合物材料を用いることにより上記
応力の条件を満たすことを見い出した。
【0007】また、各層の膜厚は、反射防止性能および
回折性能を良好にするために満たすべき条件である。特
に、合成樹脂製回折格子表面から第1層目の膜厚が1/
20λより薄いと、膜応力の条件を満たさず、クラック
を発生させてしまう。一方、1/2λより厚いと、全体
の膜厚が回折格子の溝深さに対して大きくなってしま
い、溝形状を変化させ、回折効率性能を悪化させてしま
う。
【0008】
【実施例】
[実施例1]図1〜図3に基づき説明する。図1は本実
施例のCD用の合成樹脂製光ピックアップ用回折格子を
示す側面図である。この回折格子1は、波長780nm
の半導体レーザにおいて用いるものである。図2は本実
施例の回折格子1の光ピックアップにおける使用状態を
示す概念図である。半導体レーザ4より出た光は、パッ
ケージ5に固着された回折格子1を通り、その0次光が
対物レンズ6を通って、ディスク7に到達する。ディス
ク7で反射した光は、行きと同じ光路を戻り、対物レン
ズ6、回折格子1を再び通って回折した光がフォトダイ
オード8に入るようになっている。
【0009】図1において、基板1aの材料はアモルフ
ァス・ポリオレフィン樹脂(日本ゼオン(株)製、ZE
ONEX)であり、基板1aは射出成形にて成形したも
のである。グレーティング部2はピッチ3μm、深さ
0.4μm、デューティ比1:1の矩形格子となってい
る。ARコート3のない基板1aの状態での0次光の回
折効率は53%、±1次光の回折効率は19%である。
回折格子1の基板1a両面には、その表面側から順に、
光学的膜厚150nmのSiO2 層3a、光学的膜厚9
5nmの、ZrO2 とTa2 5 との重量比9:1の混
合物層3b、光学的膜厚254nmのSiO2 層3cが
形成されている。
【0010】本実施例のARコート3の応力を測定した
ところ、90Pa・mの圧縮応力であった。また、AR
コート3の反射率特性を図3に示す。図3から判るよう
に、使用波長において反射率は0.5%以下になってい
る。また、本実施例による合成樹脂製の回折格子1は、
85℃に200時間放置、−40℃に200時間放置、
65℃/湿度90%に200時間放置および85℃と−
40℃とにそれぞれ30分ずつの放置を200サイクル
繰り返すヒートショック試験に対して、それぞれ外観お
よび反射率特性に劣化が見られなかった。さらに、回折
効率性能も上記基板状態での性能に対して劣化しておら
ず、ARコート3を形成したことによる回折性能劣化と
いう問題も有していないことが確認された。
【0011】すなわち、本実施例のCD用の合成樹脂製
光ピックアップ用回折格子は、光学的性能が良好で、耐
高温、耐低温、耐湿度、ヒートショック等の耐久性に優
れている。
【0012】[実施例2]以下、実施例1と異なる点の
みについて図1に基づき説明する。回折格子1の基板1
aの両面には、その表面側から順に、光学的膜厚40n
mのSiO2 層3a、光学的膜厚100nmの、ZrO
2 とTa2 5 との重量比9:1の混合物層3b、光学
的膜厚245nmのSiO2 層3cが形成されている。
【0013】本実施例のARコート3の応力を測定した
ところ、67Pa・mの圧縮応力であった。本実施例に
よっても実施例1と同様の効果が得られた。
【0014】[実施例3]実施例1と異なる点のみにつ
いて図1に基づき説明する。回折格子1の基板1aの両
面には、その表面側から順に、光学的膜厚350nmの
SiO2 層3a、光学的膜厚90nmの、ZrO2 とT
2 5 との重量比9:1の混合物層3b、光学的膜厚
243nmのSiO2 層3cが形成されている。
【0015】本実施例のARコート3の応力を測定した
ところ、100Pa・mの圧縮応力であった。本実施例
においても実施例1と同様の効果が得られた。
【0016】[実施例4]本実施例のCD用の合成樹脂
製光ピックアップ用回折格子は、波長650nmの半導
体レーザにおいて用いるものである。回折格子の概略形
状および使用方法は実施例1と同様である。以下、図1
に基づき説明する。基板1aの材料はZEONEXで、
基板1aは射出成形にて成形したものである。グレーテ
ィング部2はピッチ3μm、深さ0.33μm、デュー
ティ比1:1の矩形格子となっている。ARコート3の
ない基板1aの状態での0次光の回折効率は53%、±
1次光の回折効率は19%である。回折格子1の基板1
aの両面には、その表面側から順に、光学的膜厚200
nmのSiO2 層3a、光学的膜厚77nmの、ZrO
2 とTiO2 との重量比8:2の混合物層3b、光学的
膜厚204nmのSiO2 層3cが形成されている。
【0017】本実施例のARコート3の応力を測定した
ところ、83Pa・mの圧縮応力であった。また、AR
コート3の反射率特性を図4に示す。図4から判るよう
に、使用波長において反射率は0.5%以下になってい
る。また、本実施例による合成樹脂製の回折格子1は、
85℃に200時間放置、−40℃に200時間放置、
65℃/湿度90%に200時間放置および85℃と−
40℃とにそれぞれ30分ずつの放置を200サイクル
繰り返すヒートショック試験に対して、それぞれ外観お
よび反射率特性に劣化が見られなかった。さらに、回折
効率性能も上記基板状態での性能に対して劣化しておら
ず、ARコート3を形成したことによる回折性能劣化と
いう問題も有していないことが確認された。
【0018】すなわち、本実施例のCD用の合成樹脂製
光ピックアップ用回折格子は、光学的性能が良好で、耐
高温、耐低温、耐湿度、ヒートショック等の耐久性に優
れている。
【0019】[実施例5]図5および図6に基づき説明
する。図5は本実施例の光磁気ディスク用の合成樹脂製
光ピックアップ用回折格子の光ピックアップにおける使
用状態を示す概念図である。波長785nmの半導体レ
ーザ4より出た光は、パッケージ5に固着された回折格
子1を通り、その0次光がコリメートレンズ12、偏光
ビームスプリッタ9、対物レンズ6を経てディスク7に
到達する。ディスク7で反射した一部の光は、行きと同
じ光路を戻り、対物レンズ6、偏光ビームスプリッタ
9、回折格子1を再び通って回折した光がフォトダイオ
ード8に入る。また、他の一部の光は、偏光ビームスプ
リッタ9から偏光プリズム10、集光レンズ13を通っ
てフォトダイオード11に入る。
【0020】図1に基づき本実施例の回折格子1を説明
する。基板1aの材料はPMMAであり、基板1aは射
出成形にて成形したものである。グレーティング部2は
ピッチ3μm、深さ0.2μm、デューティ比1:1の
矩形格子となっている。ARコート3のない基板1aの
状態での回折効率は80%、±1次光の回折効率は7%
である。回折格子1の基板1aの両面には、その表面側
から順に、光学的膜厚40nmのSiO2 層3a、光学
的膜厚100nmの、ZrO2 とTa2 5 との重量比
9:1の混合物層3b、光学的膜厚245nmのSiO
2 層3cが形成されている。
【0021】本実施例のARコート3の応力を測定した
ところ、90Pa・mの圧縮応力であった。また、AR
コート3の反射率特性を図6に示す。図6から判るよう
に、使用波長において反射率は0.5%以下になってい
る。また、本実施例による合成樹脂製の回折格子1は、
85℃に200時間放置、−40℃に200時間放置、
65℃/湿度90%に200時間放置および85℃と−
40℃とにそれぞれ30分ずつの放置を200サイクル
繰り返すヒートショック試験に対して、それぞれ外観お
よび反射率特性に劣化が見られなかった。さらに、回折
効率性能も上記基板状態での性能に対して劣化しておら
ず、ARコート3を形成したことによる回折性能劣化と
いう問題も有していないことが確認された。
【0022】すなわち、本実施例のCD用の合成樹脂製
光ピックアップ用回折格子は、光学的性能が良好で、耐
高温、耐低温、耐湿度、ヒートショック等の耐久性に優
れている。
【0023】[実施例6]実施例1と異なる点のみにつ
いて図1に基づき説明する。回折格子1の基板1aの両
面には、その表面側から順に、光学的膜厚250nmの
SiO2 層3a、光学的膜厚80nmの、ZrO2 とT
iO2 とAl2 3との重量比8:1:1の混合物層3
b、光学的膜厚260nmのSiO2 層3cが形成され
ている。
【0024】本実施例のARコート3の応力を測定した
ところ、92Pa・mの圧縮応力であった。本実施例に
よっても実施例1と同様の効果が得られた。
【0025】[比較例1]回折格子1の基板1aの両面
には、その表面側から順に、光学的膜厚150nmのS
iO2 層3a、光学的膜厚95nmのCeO2 層3b、
光学的膜厚254nmのSiO2 層3cが形成されてい
る。本比較例のARコート3の応力を測定したところ、
32Pa・mの圧縮応力であった。本比較例による合成
樹脂製の回折格子1は、85℃に200時間放置および
85℃と−40℃とにそれぞれ30分ずつの放置を20
0サイクル繰り返すヒートショック試験によって表面に
クラックが発生した。また、65℃/湿度90%に20
0時間放置によって膜剥離があった。
【0026】[比較例2]回折格子1の基板1aの両面
には、その表面側から順に、光学的膜厚150nmのS
iO2 層3a、光学的膜厚95nmのZrO2 層3b、
光学的膜厚254nmのSiO2 層3cが形成されてい
る。本比較例のARコート3の応力を測定したところ、
32Pa・mの圧縮応力であった。本比較例による合成
樹脂製の回折格子1は、65℃/湿度90%に200時
間放置する試験はクリアしたものの、85℃に200時
間放置および85℃と−40℃にそれぞれ30分ずつの
放置を200サイクル繰り返すヒートショック試験によ
って、圧縮応力が足りないために表面にクラックが発生
した。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明の合成樹脂製光ピ
ックアップ用回折格子によれば、耐高温、耐低温、耐湿
度、ヒートショック等の耐環境性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の回折格子を示す側面図である。
【図2】実施例1の回折格子を組み込んだ光ピックアッ
プを示す概念図である。
【図3】実施例1の回折格子のARコートの反射率特性
を示すグラフである。
【図4】実施例4の回折格子のARコートの反射率特性
を示すグラフである。
【図5】実施例5の回折格子を組み込んだ光ピックアッ
プを示す概念図である。
【図6】実施例5の回折格子のARコートの反射率特性
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 回折格子 1a 基板 2 グレーティング部 3 ARコート 3a,3c SiO2 層 3b 混合物層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂からなる光ピックアップ用回折
    格子において、回折格子の基板の表面側から順に、第1
    層として膜厚1/20λ〜1/2λのSiO 2 層、第2
    層として膜厚1/8λのZrO2 とTa2 5 との混合
    物層、同膜厚のZrO2 とTiO2 との混合物層、また
    は同膜厚のZrO2 とTiO2 とAl 2 3 との混合物
    層、第3層として膜厚1/3λのSiO2 層を形成した
    ことを特徴とする合成樹脂製光ピックアップ用回折格
    子。
JP6269726A 1994-11-02 1994-11-02 合成樹脂製光ピックアップ用回折格子 Pending JPH08129772A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005018061A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Agilent Technol Inc 反射防止コーティングを施された回折光学素子
JP2010066468A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Soken Chem & Eng Co Ltd 波長分波分光光学素子
JP2011138169A (ja) * 2004-07-26 2011-07-14 Nippon Sheet Glass Co Ltd 透過型回折光学素子
KR101051372B1 (ko) * 2010-04-19 2011-07-22 주식회사 엘엠에스 블루-레이 디스크 용 파장판

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005018061A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Agilent Technol Inc 反射防止コーティングを施された回折光学素子
JP2011138169A (ja) * 2004-07-26 2011-07-14 Nippon Sheet Glass Co Ltd 透過型回折光学素子
JP2010066468A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Soken Chem & Eng Co Ltd 波長分波分光光学素子
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