JPS6048003B2 - 回折格子の形成方法及びその装置 - Google Patents
回折格子の形成方法及びその装置Info
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- JPS6048003B2 JPS6048003B2 JP53085247A JP8524778A JPS6048003B2 JP S6048003 B2 JPS6048003 B2 JP S6048003B2 JP 53085247 A JP53085247 A JP 53085247A JP 8524778 A JP8524778 A JP 8524778A JP S6048003 B2 JPS6048003 B2 JP S6048003B2
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- grating
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/0632—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film
- H01S3/0635—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film provided with a periodic structure, e.g. using distributed feed-back, grating couplers
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はホログラフイク回折格子及びそれと類似のもの
を作製するための方法及び装置に係る。
を作製するための方法及び装置に係る。
格子はそれらの線間に等しい間隔を有する。すなわち、
それらは周期的である。それらは集積化された光学素子
において、光を回折すると同時に焦点に集めるためにも
特に有用である。格子はいくつかの目的のために、分布
帰還レーザー、光波カプラ及び帯域遮断フィルタの作製
とともに、集積光学素子に組み込まれる。
それらは周期的である。それらは集積化された光学素子
において、光を回折すると同時に焦点に集めるためにも
特に有用である。格子はいくつかの目的のために、分布
帰還レーザー、光波カプラ及び帯域遮断フィルタの作製
とともに、集積光学素子に組み込まれる。
従来の技術で知られた集積光学格子は、直線で構成され
ており、したがつて処理すべき光を焦点に集めることは
できなかつた。焦点集中と回折を組み合わせた格子は好
ましいことが知られていたが、従来の技術ではそれらを
作製することができなかつた。興味をひいた最も目的に
近い従来の技術は、間隔が等しくないあるいは周期的な
線を有する曲線ホログラフイク回折を作製する方法及び
装置である。米国特許第３５７８８４５号には、格子の
平面に入り、出る光を焦点に集める格子の作製が明らか
にされている。それは集積光学素子中て機能する曲線格
子を作製するために必要な、レーザービームと焦線の相
対的な方向は明らかにしていない。本発明は薄膜中の周
期的曲線ホログラフイク回．折格子を作製する方法及び
装置に係る。この格子は格子が形成される薄膜中に限定
される光を、回折するとともに焦点に集める。〔集積光
学素子において、光を含む薄膜は光導波路と呼ばれ、そ
の中に格子を含む導波路は波形導波路と呼ばれ！る。〕
回折格子は干渉パターンを感光材料中に形成し、そうし
て形成された干渉パターンを固定し、次に固定されたパ
ターンを通常の形のイオンエッチング又は化学エッチン
グ用のマスクとして用いて、波形導波路を形成する。本
発明の一視点は、ホログラフイク回折格子を描くために
、可干渉性光放射の２本の円筒状に焦点を合わせたビー
ムを用いることにある。
ており、したがつて処理すべき光を焦点に集めることは
できなかつた。焦点集中と回折を組み合わせた格子は好
ましいことが知られていたが、従来の技術ではそれらを
作製することができなかつた。興味をひいた最も目的に
近い従来の技術は、間隔が等しくないあるいは周期的な
線を有する曲線ホログラフイク回折を作製する方法及び
装置である。米国特許第３５７８８４５号には、格子の
平面に入り、出る光を焦点に集める格子の作製が明らか
にされている。それは集積光学素子中て機能する曲線格
子を作製するために必要な、レーザービームと焦線の相
対的な方向は明らかにしていない。本発明は薄膜中の周
期的曲線ホログラフイク回．折格子を作製する方法及び
装置に係る。この格子は格子が形成される薄膜中に限定
される光を、回折するとともに焦点に集める。〔集積光
学素子において、光を含む薄膜は光導波路と呼ばれ、そ
の中に格子を含む導波路は波形導波路と呼ばれ！る。〕
回折格子は干渉パターンを感光材料中に形成し、そうし
て形成された干渉パターンを固定し、次に固定されたパ
ターンを通常の形のイオンエッチング又は化学エッチン
グ用のマスクとして用いて、波形導波路を形成する。本
発明の一視点は、ホログラフイク回折格子を描くために
、可干渉性光放射の２本の円筒状に焦点を合わせたビー
ムを用いることにある。
ビームの焦線は相互にかつ書かれる格子に対し、あらか
じめ決められたような方向を向く。本発明のもう一つの
視点は、焦線を含む面が回折格子の軸も含み、それによ
つて格子線間に均一な間隔ができるような方向をもつた
２本のビームの共通平面を用いることにある。
じめ決められたような方向を向く。本発明のもう一つの
視点は、焦線を含む面が回折格子の軸も含み、それによ
つて格子線間に均一な間隔ができるような方向をもつた
２本のビームの共通平面を用いることにある。
本発明の更に別の特徴及び利点につい発明の詳細な説明
及び図面の説明から明らかになろう。
及び図面の説明から明らかになろう。
本発明に従い回折格子を形成するために使用する基本的
な光学系を第１Ａ図に示す。図には図示９されていない
通常の手段により発生され、それぞれ二つの円筒状レン
ズ３及び４により焦点に集められた２本の斜めの可干渉
光１及び２が含まれる。２本の光ビームのフォトレジス
ト面５上における干渉パターンを記録することにより、
曲線回７折格子が形成される。
な光学系を第１Ａ図に示す。図には図示９されていない
通常の手段により発生され、それぞれ二つの円筒状レン
ズ３及び４により焦点に集められた２本の斜めの可干渉
光１及び２が含まれる。２本の光ビームのフォトレジス
ト面５上における干渉パターンを記録することにより、
曲線回７折格子が形成される。
面５はｙ＝Ｏで〔Ｘ．．Ｚ〕垂直平面内にある。レンズ
３及び４はＺ＝０における水平面内に中心があり、ビー
ムはまた水平である。線（Ｂｃ）及び（Ａ，ｃ）は２本
のビームの中心に沿い、したがつて水平であり、平面１
（Ａｄｃｅ）及び（Ｂｄｃｅ）は垂直である。本発明に
おいて、それぞれビーム１及び２の焦線である線（ｆ−
ｆ）及び（ｇ−ｇ）は水平てあるが、必ずしも面５に対
して平行ではない。この点が先に参照した米国特許第３
，５７８，８４５号の従来技術による装置と異なり、こ
の特許においては、焦線は垂直方向を向き、感光面に対
し水平てある。〔特許第３，５７８，８４５号の第Ａ図
及び第６図参照）これら焦線の相対的な方向及び面５に
対するそれらの関係が、形成される回折格子の形を決定
し、したがつて本発明の鍵である。第１Ａ図において、
ビームは水平面内でＺ＝０の中心が合わされているよう
に示されている。
３及び４はＺ＝０における水平面内に中心があり、ビー
ムはまた水平である。線（Ｂｃ）及び（Ａ，ｃ）は２本
のビームの中心に沿い、したがつて水平であり、平面１
（Ａｄｃｅ）及び（Ｂｄｃｅ）は垂直である。本発明に
おいて、それぞれビーム１及び２の焦線である線（ｆ−
ｆ）及び（ｇ−ｇ）は水平てあるが、必ずしも面５に対
して平行ではない。この点が先に参照した米国特許第３
，５７８，８４５号の従来技術による装置と異なり、こ
の特許においては、焦線は垂直方向を向き、感光面に対
し水平てある。〔特許第３，５７８，８４５号の第Ａ図
及び第６図参照）これら焦線の相対的な方向及び面５に
対するそれらの関係が、形成される回折格子の形を決定
し、したがつて本発明の鍵である。第１Ａ図において、
ビームは水平面内でＺ＝０の中心が合わされているよう
に示されている。
Ｚの特定の値及び水平面の選び方はもちろん任意であり
、図が理解しやすいように行えばよい。本質的な点は２
本の入射ビームが共通平面にあること、すなわちそれら
が同じ面〔“ビーム面゛〕に中心があること及びその面
が感光材料の面に垂直であるということてある。焦線（
ｆ−ｆ）及び（ｇ−ｇ）とレンズ３及び４が各ビーム内
に中心があるため、それらはやはり゛゜ビーム面゛内に
ある。上の説明はビームの一つ又はそれ以上が平行にさ
れ、対応する焦線が理論的に無限になつても正しい。も
し、１本の焦線が感光面から遠距離にあつても、ビーム
面はビームの中心レンズの中心及び他の焦線によりなお
一義的に規定される。回折格子を設計する際、各フリン
ジの曲率及びＸ軸上のフリンジ間の間隔を決定しなけれ
ばならない。曲率はレンズの公式により決められる。こ
こで、入射及び反射と示ｉたのは、処理すべき光をさす
。フリンジ間の間隔はフラッグ反射条件で決る。ここで
、 Ｐ ＆Ｗｌｌｌｖ！ 畢Ｌ ′ Ｕｄはフリンジ
間隔、ＸはＸ軸の正方向を向いた量位ベクトルに対する
表記、ｍは回折の次数を喪す整数、λは光ビーム１及び
２の波長である。
、図が理解しやすいように行えばよい。本質的な点は２
本の入射ビームが共通平面にあること、すなわちそれら
が同じ面〔“ビーム面゛〕に中心があること及びその面
が感光材料の面に垂直であるということてある。焦線（
ｆ−ｆ）及び（ｇ−ｇ）とレンズ３及び４が各ビーム内
に中心があるため、それらはやはり゛゜ビーム面゛内に
ある。上の説明はビームの一つ又はそれ以上が平行にさ
れ、対応する焦線が理論的に無限になつても正しい。も
し、１本の焦線が感光面から遠距離にあつても、ビーム
面はビームの中心レンズの中心及び他の焦線によりなお
一義的に規定される。回折格子を設計する際、各フリン
ジの曲率及びＸ軸上のフリンジ間の間隔を決定しなけれ
ばならない。曲率はレンズの公式により決められる。こ
こで、入射及び反射と示ｉたのは、処理すべき光をさす
。フリンジ間の間隔はフラッグ反射条件で決る。ここで
、 Ｐ ＆Ｗｌｌｌｖ！ 畢Ｌ ′ Ｕｄはフリンジ
間隔、ＸはＸ軸の正方向を向いた量位ベクトルに対する
表記、ｍは回折の次数を喪す整数、λは光ビーム１及び
２の波長である。
フリンジの曲率はまた回折格子を書くのに用いるビーム
１及び２によつても表される。第１Ｂ図は第１Ａ図のＸ
−Ｙ平面上を見下した図を示すが、この図において（＝
）はビーム１が焦線（ｆ−ｆ）からＸ軸まで伝播する方
向に沿つた距離で、（臣）はビーム２の対応する距離で
ある。
１及び２によつても表される。第１Ｂ図は第１Ａ図のＸ
−Ｙ平面上を見下した図を示すが、この図において（＝
）はビーム１が焦線（ｆ−ｆ）からＸ軸まで伝播する方
向に沿つた距離で、（臣）はビーム２の対応する距離で
ある。
フリンジの曲率は２本のビームの曲率でも表される。
ここで、Ｘ＝０がＧで、Δ＝距離Ｆ−Ｇ，αはビーム１
の伝播方向とＸ軸との間の角である。
の伝播方向とＸ軸との間の角である。
第１式から第４式までを用いると、上で述べた各種の仕
事を達成するための回折格子の設計ができる。第１Ｃ図
は第１Ａ図に示された装置のＸ，Ｙ平面上への投影した
平面図とさらにビーム１及び２の発生源を含む。
事を達成するための回折格子の設計ができる。第１Ｃ図
は第１Ａ図に示された装置のＸ，Ｙ平面上への投影した
平面図とさらにビーム１及び２の発生源を含む。
説明を容易にするため、ビームが４５度の角度αでＸ軸
と交差する特定の場合を示した。各種用途の回折格子を
形成するためには、ビーム角及び鏡位置の他の形態も必
要となるであろうが、この実施例について述べた情報か
ら、当業者は容易に計算できるであろう。第１Ｃ図にお
いて、レーザー９は可干渉光放射の平行ビームを発生す
る。
と交差する特定の場合を示した。各種用途の回折格子を
形成するためには、ビーム角及び鏡位置の他の形態も必
要となるであろうが、この実施例について述べた情報か
ら、当業者は容易に計算できるであろう。第１Ｃ図にお
いて、レーザー９は可干渉光放射の平行ビームを発生す
る。
ビーム包絡線の形状〔長方形、正方形等〕を規定するた
め、マスク１０を用いることが望ましい。レーザー９か
らのビームはビームスプリッタ８により分割され、ビー
ム１及び２が形成される。これらの２本のビームは鏡６
及び７によりそれぞれレンズ３及び４中に反射される。
もちろんこれら要素のすべての位置は、所望の格子パラ
メータを与える第１式ないし第４式で要求されるビーム
１及び２と面５間の角度、焦線（ｆ−ｆ）及び（ｇ−ｇ
）の位置が得られるように調整される。回折格子設計の
第１例においては、第２Ａ図に示されるように、回折格
子は導波路中の点源（Ｇ）から発生する光を反射し焦点
に集めて、同じ点に戻す。
め、マスク１０を用いることが望ましい。レーザー９か
らのビームはビームスプリッタ８により分割され、ビー
ム１及び２が形成される。これらの２本のビームは鏡６
及び７によりそれぞれレンズ３及び４中に反射される。
もちろんこれら要素のすべての位置は、所望の格子パラ
メータを与える第１式ないし第４式で要求されるビーム
１及び２と面５間の角度、焦線（ｆ−ｆ）及び（ｇ−ｇ
）の位置が得られるように調整される。回折格子設計の
第１例においては、第２Ａ図に示されるように、回折格
子は導波路中の点源（Ｇ）から発生する光を反射し焦点
に集めて、同じ点に戻す。
第２Ｂ図はＸ−Ｙ面に投影した用いる光学系を示す。こ
の楊合及び以下の場合、最初の図は動作中の格子を表し
、次の図は格子を書くのに用いられるパラメータを示す
。無限に焦点を合わせたビーム１は角度αでＸ軸と交差
する。ビーム２は線（ｇ−ｇ）に焦点を合わされ、線（
ｇ一ｇ）は点（Ｇ）で角度βＢでＸ軸と交差する。一般
に、線（ｇ−ｇ）はビーム２の伝播方向に対し直角では
なく、ビーム２は１８０播−αでＸ軸と交差する。第２
Ｂ図において、線１及び２はそれぞれビーム１及び２の
中心線を示す。ビームは広くそれらが面に照射され干渉
パターンを形成する時は、相互に重なりあう。第２の形
の回折格子においては、導波路中の平行平面ビームが同
じ導波路中の（Ｇ）に焦点があわされる。
の楊合及び以下の場合、最初の図は動作中の格子を表し
、次の図は格子を書くのに用いられるパラメータを示す
。無限に焦点を合わせたビーム１は角度αでＸ軸と交差
する。ビーム２は線（ｇ−ｇ）に焦点を合わされ、線（
ｇ一ｇ）は点（Ｇ）で角度βＢでＸ軸と交差する。一般
に、線（ｇ−ｇ）はビーム２の伝播方向に対し直角では
なく、ビーム２は１８０播−αでＸ軸と交差する。第２
Ｂ図において、線１及び２はそれぞれビーム１及び２の
中心線を示す。ビームは広くそれらが面に照射され干渉
パターンを形成する時は、相互に重なりあう。第２の形
の回折格子においては、導波路中の平行平面ビームが同
じ導波路中の（Ｇ）に焦点があわされる。
〔第２Ｃ図〕。第２Ｄ図において、ビーム１〔平行平面
〕は前のような方向を向き、（ｇ″−ｇ）はＸ軸（ここ
でＸはＸ軸の正方向を向いた単位ベクトルに対する表記
である。）に対し直角で、点（Ｇ）を通ることがわかる
。ビーム２は第２Ｂ図と同じ伝播方向をもつ。第２Ｅ図
に示されるような第３の回折格子にお、いて、レンズと
同様の媒体を形成するため格子を用い、その場合すべて
の格子線は同じ曲率をもつ。
〕は前のような方向を向き、（ｇ″−ｇ）はＸ軸（ここ
でＸはＸ軸の正方向を向いた単位ベクトルに対する表記
である。）に対し直角で、点（Ｇ）を通ることがわかる
。ビーム２は第２Ｂ図と同じ伝播方向をもつ。第２Ｅ図
に示されるような第３の回折格子にお、いて、レンズと
同様の媒体を形成するため格子を用い、その場合すべて
の格子線は同じ曲率をもつ。
第２Ｅ図の格子を作るため、焦線（ｇ−ｇ）を第２Ｆ図
中に示されるように、Ｘ軸に平行に置く。２本のビーム
の他のパラメータは第２Ｂ図及び第２Ｄ図の前の例と同
じである。
中に示されるように、Ｘ軸に平行に置く。２本のビーム
の他のパラメータは第２Ｂ図及び第２Ｄ図の前の例と同
じである。
第４の形の回折格子〔第２Ｇ図］においては、導波路中
の光はＸ軸上の点（Ｇ）からやはりＸ軸上の点〔Ｆ〕に
焦点が合わされる。
の光はＸ軸上の点（Ｇ）からやはりＸ軸上の点〔Ｆ〕に
焦点が合わされる。
第２Ｇ図の回折格子を作るため、両方のビーム１及び２
は有限の距離に焦点を合わされ、両方の焦線は第２Ｈ図
中に示されるように、Ｘ軸に垂直である。上の例に加え
、本発明に従い作られる回折格子は、ダイオード・レー
ザー中の共振器を形成するためにも用いられる。
は有限の距離に焦点を合わされ、両方の焦線は第２Ｈ図
中に示されるように、Ｘ軸に垂直である。上の例に加え
、本発明に従い作られる回折格子は、ダイオード・レー
ザー中の共振器を形成するためにも用いられる。
Ｘ軸に沿つて導波路中を伝播するエルミートーガウシア
ンビームを考えると、波面の曲率はＸとともに次式のよ
うに変化する。ここで、Ｎは導波路のモード次数、β＝
Ｉｄ，ａＯはＸ＝０におけるビームの半径である。
ンビームを考えると、波面の曲率はＸとともに次式のよ
うに変化する。ここで、Ｎは導波路のモード次数、β＝
Ｉｄ，ａＯはＸ＝０におけるビームの半径である。
そのようなビームのための回折格子共振器を形成に必要
な条件は、格子中のフリンジの曲率と同様第５式で与え
られる入射波及び反射波の曲率が、第４式に一致するこ
とである。一例として第２１図に示されるような ＡｌＧａＡｓＳｂフラッグ反射器レーザーのための共振
器を考える。
な条件は、格子中のフリンジの曲率と同様第５式で与え
られる入射波及び反射波の曲率が、第４式に一致するこ
とである。一例として第２１図に示されるような ＡｌＧａＡｓＳｂフラッグ反射器レーザーのための共振
器を考える。
左及び右の反射器として用いられる−回折格子は、それ
ぞれ１００μｍの長さをもつ。左の反射器の中心はＸ＝
０にあり、Ｃ＝０であり右の反射器の中心はＸ＝Ｄ＝６
００ｐｍに位置する。二つの反射器は独立に形成され、
右の反射器のパラメータが説明のため示されている。第
４式にお，いてＸ＝Ｄ＋Δｘとおき、Ｄ＝６００μＭ．
．Ｎ＝３．６、λ＝１．３μＭ，．ａＯ＝４μｍとする
と、Ｃ（−１．３７×１０−３（１−０．９３×１０−
３ΔＸ）μｍ−１この曲率は第２Ｊ図中に示された装置
で実施される。ここで、ＣＡ＝０、α＝４０．１３、β
Ｂ＝．２８．５３、ＣはＤから９３１μｍに置かれる。
第２Ｋ図は分布帰還レーザーのために設計されたもう一
つの回折格子共振器を示す。格子は３５０μｍの長さで
、Ｘ＝０に中心がある。第２Ｌ図に示されるように、２
本の円筒状に焦点を合わせたｊビームを用いた。第４式
の要件を十分満すパラメータは、Ｎ＝３．伝λ＝１．３
μＭ，．ａＯ＝５μｍ１α＝４０．１、β６＝ー１５６
．３次βＢ＝ー２３．６７で、（Ｇ）及び（Ｆ）はＸ＝
ー５８３．３３μｍ及び＋５８３．３３μｍに配置した
。上で述べた方法は非安定共振器を形成するためにも等
しく適用でき、その場合反射された光は格子の二つの端
部の間で、異なる伝播路に沿つてそれぞれの状態で進む
。
ぞれ１００μｍの長さをもつ。左の反射器の中心はＸ＝
０にあり、Ｃ＝０であり右の反射器の中心はＸ＝Ｄ＝６
００ｐｍに位置する。二つの反射器は独立に形成され、
右の反射器のパラメータが説明のため示されている。第
４式にお，いてＸ＝Ｄ＋Δｘとおき、Ｄ＝６００μＭ．
．Ｎ＝３．６、λ＝１．３μＭ，．ａＯ＝４μｍとする
と、Ｃ（−１．３７×１０−３（１−０．９３×１０−
３ΔＸ）μｍ−１この曲率は第２Ｊ図中に示された装置
で実施される。ここで、ＣＡ＝０、α＝４０．１３、β
Ｂ＝．２８．５３、ＣはＤから９３１μｍに置かれる。
第２Ｋ図は分布帰還レーザーのために設計されたもう一
つの回折格子共振器を示す。格子は３５０μｍの長さで
、Ｘ＝０に中心がある。第２Ｌ図に示されるように、２
本の円筒状に焦点を合わせたｊビームを用いた。第４式
の要件を十分満すパラメータは、Ｎ＝３．伝λ＝１．３
μＭ，．ａＯ＝５μｍ１α＝４０．１、β６＝ー１５６
．３次βＢ＝ー２３．６７で、（Ｇ）及び（Ｆ）はＸ＝
ー５８３．３３μｍ及び＋５８３．３３μｍに配置した
。上で述べた方法は非安定共振器を形成するためにも等
しく適用でき、その場合反射された光は格子の二つの端
部の間で、異なる伝播路に沿つてそれぞれの状態で進む
。
解決できるであろう一つの実際上の問題が、焦線を伝播
方向に対し直角以外の角度をなすように置くことにより
、円筒状の波面に発生する歪から生ずる。格子の中心部
分のみを使うことにより、この効果は減少する。第２に
、ビームの強度はｘ軸に沿つて幾分変化し、フォトレジ
スト面の一部分を露出過度にする傾向がある。この効果
は均一に露出をするよう実験的に調整できる空間的に変
化させたニュートラルフィルタを用いることにより減少
させられるであろう。以上、本発明を要約すると次のよ
うになる。
方向に対し直角以外の角度をなすように置くことにより
、円筒状の波面に発生する歪から生ずる。格子の中心部
分のみを使うことにより、この効果は減少する。第２に
、ビームの強度はｘ軸に沿つて幾分変化し、フォトレジ
スト面の一部分を露出過度にする傾向がある。この効果
は均一に露出をするよう実験的に調整できる空間的に変
化させたニュートラルフィルタを用いることにより減少
させられるであろう。以上、本発明を要約すると次のよ
うになる。
１プレ−ナー感光材料中に周期的な光干渉パターンを形
成する装置で、次のものから成る。
成する装置で、次のものから成る。
可干渉光放射の第１及び第２のビームを発生する手段。
該第１ビームをあらかじめ決められた位置で、第１の焦
線に焦点を集める手段。
該第１ビームをあらかじめ決められた位置で、第１の焦
線に焦点を集める手段。
該第２ビームをあらかじめ決められた位置で、第２の焦
線に焦点を集める手段。
線に焦点を集める手段。
該第２の焦線は該第１の焦線と共通平面にあり、第１の
平面を規定する。プレーナ感光材料を第２の平面内で、
該第１及び第２の線からあらかじめ決められた距離にお
いて、該第１の平面に本質的に垂直に支持する手段。そ
れにより該第１及び第２のビームは該感光材料に作用し
、感光材料中に等間隔の曲線から成る干渉パターンが形
成される。２前記第１項に記載された装置において、該
第１の焦線は該第１ビームを焦点にあわせる該手段と、
該感光材料の間にあり、該第２のビームは無限に焦点が
あわされる。
平面を規定する。プレーナ感光材料を第２の平面内で、
該第１及び第２の線からあらかじめ決められた距離にお
いて、該第１の平面に本質的に垂直に支持する手段。そ
れにより該第１及び第２のビームは該感光材料に作用し
、感光材料中に等間隔の曲線から成る干渉パターンが形
成される。２前記第１項に記載された装置において、該
第１の焦線は該第１ビームを焦点にあわせる該手段と、
該感光材料の間にあり、該第２のビームは無限に焦点が
あわされる。
３前記第１項に記載された装置において、該第１の焦線
は該第２の平面に本質的に垂直で、該第２のビームは無
限に焦点があわされる。
は該第２の平面に本質的に垂直で、該第２のビームは無
限に焦点があわされる。
４前記第１項に記載された装置において、該第１の焦線
及び該第２の焦線は該第２の平面に垂直である。
及び該第２の焦線は該第２の平面に垂直である。
５前記第１項の記載された装置において、該第１及び第
２の焦線は本質的に該感光材料の裏面にある。
２の焦線は本質的に該感光材料の裏面にある。
６周期的ホログラフイク回折格子を形成する方法で、次
の工程から成る。
の工程から成る。
第１の平面内で可干渉光放射の共通平面の第１及び第２
のビームを発生させる。
のビームを発生させる。
該第１の平面に本質的に垂直な方向の第２の平面内にあ
るプレーナ感光材料片に対し、あらかじめ決められた位
置にある第１及び第２の焦線に、該第１及び第２のビー
ムの焦点をあわせる。
るプレーナ感光材料片に対し、あらかじめ決められた位
置にある第１及び第２の焦線に、該第１及び第２のビー
ムの焦点をあわせる。
それにより該第１及び第２のビームは該感光材料中に干
渉パターンを形成する。格子マスクを形成するため、該
干渉パターンを固定する。
渉パターンを形成する。格子マスクを形成するため、該
干渉パターンを固定する。
該格子マスクを用いて、通常の工程により薄膜導波路表
面上に回折格子をエッチングする。
面上に回折格子をエッチングする。
７前記第６項に記載された方法において、該第１のビー
ムはそれが該感光材料に作用する前に、第１の焦線に焦
点があわせられ、該第２のビームは無限に焦点があわせ
られる。
ムはそれが該感光材料に作用する前に、第１の焦線に焦
点があわせられ、該第２のビームは無限に焦点があわせ
られる。
８前記第６項に記載された方法において、該第１のビー
ムは該第２の平面に本質的に垂直な第１の焦線に焦点が
あわせられ該第２のビームは無限に焦点があわせられる
。
ムは該第２の平面に本質的に垂直な第１の焦線に焦点が
あわせられ該第２のビームは無限に焦点があわせられる
。
９前記第６項に記載された方法において、該第１及び第
２のビームは第２の平面に本質的に垂直な方向を向いた
第１及び第２の焦線に焦点があわせられる。
２のビームは第２の平面に本質的に垂直な方向を向いた
第１及び第２の焦線に焦点があわせられる。
１０前記第６項に記載された方法において、該第１及び
第２のビームは該感光材料の本質的に裏面にある第１及
び第２の焦線に焦点があわせられる。
第２のビームは該感光材料の本質的に裏面にある第１及
び第２の焦線に焦点があわせられる。
第１図は本発明に従い回折格子を形成するための装置を
示す図、第２図は本発明に従う異なる形の回折格子とこ
れらの格子を形成するために用いる方法を示す図である
。 主要部分の符号の説明、１・・・・・・第１のビーム、
２・・・・・・第２のビーム、３・・・・・・手段、４
・・・・・・手段、５・・・・・・プレーナ形感光材料
片、感光材料、Ｆｆ・・・第１の焦線、第１の線、廚・
・・・・・第２の焦線、第２の線、ＹＸ・・・・・・第
１の平面、ＺＸ・・・・・・第２の平面。
示す図、第２図は本発明に従う異なる形の回折格子とこ
れらの格子を形成するために用いる方法を示す図である
。 主要部分の符号の説明、１・・・・・・第１のビーム、
２・・・・・・第２のビーム、３・・・・・・手段、４
・・・・・・手段、５・・・・・・プレーナ形感光材料
片、感光材料、Ｆｆ・・・第１の焦線、第１の線、廚・
・・・・・第２の焦線、第２の線、ＹＸ・・・・・・第
１の平面、ＺＸ・・・・・・第２の平面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１及び第２のコヒーレント光放射ビームを、該第
１のビームの中心と該第２のビームの中心とが第１の平
面を規定する位置となるように、発生する手段、及びプ
レーナ形感光材料片を、前記第１の平面に対して実質的
に垂直な第２の平面内にあるように配向するよう支持す
る手段を備え、それによつて前記第１及び第２の平面間
に交差線を規定し、それによつて前記第１及び第２のビ
ームが前記第２の平面内に前記交差する線に垂直な方向
に関して前記交差する線に沿つて対称的な２次元干渉パ
ターンを形成するプレーナ形感光性材料内に曲線周期的
光干渉パターンを形成する装置において、前記両ビーム
の各々の経路内に配置され、前記両ビームが前記第１の
平面内にある焦線に収斂するように配向された円筒形レ
ンズを備えたことを特徴とする周期的光干渉パターンを
形成する装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
ビームの各々に対応する焦線が実質的に前記感光性材料
の後方にあることを特徴とする周期的光干渉パターンを
形成する装置。 ３ 周期的ホログラフイク回折格子を形成することがで
きる格子マスクを形成する方法において、第１及び第２
のコヒーレント光放射ビームを、第１の平面内に、該第
１のビームの中心と該第２のビームの中心とが該第１の
平面を規定するように配向となるように、発生する過程
、前記ビームの各々を、円筒形レンズを通過させて、前
記第１の平面上でかつ、該第１の平面に対して実質的に
垂直に配向された第２の平面内にあるプレーナ形感光性
材料片に関して所定の位置にある焦線に収斂させ、それ
によつて前記両ビームが前記感光性材料内の２次元干渉
パターンを形成する過程、及び前記干渉パターンを定着
して格子マスクを形成する過程を含むことを特徴とする
格子マスクを形成する方法。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の方法において、前記
第１のビームを、前記感光性材料の前方に位置する焦線
に収斂させることを特徴とする格子マスクを形成する方
法。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載の方法において、前記
両ビームを前記感光性材料の後方に位置する焦線に収斂
させることを特徴とする格子マスクを形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US815721 | 1977-07-14 | ||
| US05/815,721 US4140362A (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Forming focusing diffraction gratings for integrated optics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5434846A JPS5434846A (en) | 1979-03-14 |
| JPS6048003B2 true JPS6048003B2 (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=25218642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53085247A Expired JPS6048003B2 (ja) | 1977-07-14 | 1978-07-14 | 回折格子の形成方法及びその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4140362A (ja) |
| EP (1) | EP0000810B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6048003B2 (ja) |
| CA (1) | CA1102593A (ja) |
| DE (1) | DE2861133D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6219511U (ja) * | 1985-07-20 | 1987-02-05 |
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| US4387955A (en) * | 1981-02-03 | 1983-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Holographic reflective grating multiplexer/demultiplexer |
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| US6879441B1 (en) * | 2000-03-16 | 2005-04-12 | Thomas Mossberg | Holographic spectral filter |
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-
1977
- 1977-07-14 US US05/815,721 patent/US4140362A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-07-13 CA CA307,364A patent/CA1102593A/en not_active Expired
- 1978-07-14 JP JP53085247A patent/JPS6048003B2/ja not_active Expired
- 1978-07-17 DE DE7878300156T patent/DE2861133D1/de not_active Expired
- 1978-07-17 EP EP78300156A patent/EP0000810B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0000810A1 (en) | 1979-02-21 |
| CA1102593A (en) | 1981-06-09 |
| US4140362A (en) | 1979-02-20 |
| DE2861133D1 (en) | 1981-12-17 |
| JPS5434846A (en) | 1979-03-14 |
| EP0000810B1 (en) | 1981-10-07 |
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