JPS61189504A - フレネルレンズおよびその製造方法 - Google Patents
フレネルレンズおよびその製造方法Info
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- JPS61189504A JPS61189504A JP3096485A JP3096485A JPS61189504A JP S61189504 A JPS61189504 A JP S61189504A JP 3096485 A JP3096485 A JP 3096485A JP 3096485 A JP3096485 A JP 3096485A JP S61189504 A JPS61189504 A JP S61189504A
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- Japan
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- fresnel lens
- ion exchange
- film
- lens
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はコヒーレント光を使用する光情報処理分野、あ
るいは光応用計測制御分野に利用できるフレネルレンズ
の製造方法に関するものである。
るいは光応用計測制御分野に利用できるフレネルレンズ
の製造方法に関するものである。
従来の技術
従来のフレネルレンズの製造方法を第４図に示す。第４
図（ａ）のようにガラス基板１上にフォトレジスト２を
スピンコーティングする。次に第４図伽）のようにあら
かじめ作製されているフレネルレンズパターンを有した
Ｃｒマスクにより７オトレジスト２上に露光、現像を行
う。上記の方法によって製造されたフレネルレンズでス
ポット径１．５μｍを得ていた（例えば、昭和６８年電
子通信学会総合全国大会１０２９）。
図（ａ）のようにガラス基板１上にフォトレジスト２を
スピンコーティングする。次に第４図伽）のようにあら
かじめ作製されているフレネルレンズパターンを有した
Ｃｒマスクにより７オトレジスト２上に露光、現像を行
う。上記の方法によって製造されたフレネルレンズでス
ポット径１．５μｍを得ていた（例えば、昭和６８年電
子通信学会総合全国大会１０２９）。
発明が解決しようとする問題点
ところで光情報処理、光応用計測制御などの分野ではレ
ンズを偏光板と組み合せて使用することが多く集光、偏
光の両機能を合せ持つ素子が望まれていた。
ンズを偏光板と組み合せて使用することが多く集光、偏
光の両機能を合せ持つ素子が望まれていた。
上記のような従来のフレネルレンズの製造方法では集光
特性が偏光方向依存性を持つフレネルレンズは製造でき
なかった。
特性が偏光方向依存性を持つフレネルレンズは製造でき
なかった。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、ニオブ酸リチウム
またはタンタル酸リチウム基板表面に、イオン交換法に
より集光特性が偏光方向依存性を有するようにせしめる
ものである。
またはタンタル酸リチウム基板表面に、イオン交換法に
より集光特性が偏光方向依存性を有するようにせしめる
ものである。
作 用
本発明は基板において異常光に対する屈折率のみが変化
するというイオン交換法を用いてフレネルレンズを製造
するもので、集束、特性に偏光方向依存性を持たせるこ
とで集光、偏光の２機能を１部品で実現できる。
するというイオン交換法を用いてフレネルレンズを製造
するもので、集束、特性に偏光方向依存性を持たせるこ
とで集光、偏光の２機能を１部品で実現できる。
実施例
入射平面波と集束球面波のフレネルレンズ上での位相差
がπの整数倍となる半径が７レネルレンズの境界円の半
径に等しい。よって中心からｍ番目の境界円の半径をＲ
ｍとすればＯ）式が成立する。
がπの整数倍となる半径が７レネルレンズの境界円の半
径に等しい。よって中心からｍ番目の境界円の半径をＲ
ｍとすればＯ）式が成立する。
ｋｌｆｉＴ曹” −ｆ ’ｌ ＝ｍｙｒ ・
・−・（１）ここでｆは焦点距離、ｋは波数である。（
１）式に従ってガラス上にαｒによる白黒７レネルレン
ズパターンのマスクを形成した。これにより製造される
７レネルレンズの仕様は波長０．６３２８μｍで素子直
径３ ａｍ 、焦束１距離４．６１１１１ 、パターン
の最小線幅は６μｍである。
・−・（１）ここでｆは焦点距離、ｋは波数である。（
１）式に従ってガラス上にαｒによる白黒７レネルレン
ズパターンのマスクを形成した。これにより製造される
７レネルレンズの仕様は波長０．６３２８μｍで素子直
径３ ａｍ 、焦束１距離４．６１１１１ 、パターン
の最小線幅は６μｍである。
次に上記マスクを用いた７レネルレンズ製造工程を第１
図に示す。まず第１図（−）のようにニオブ酸リチウム
５のＸ面上にＡｌ膜６を電子ビーム蒸着により形成した
。次に第１図（ロ）のように７オトレジスト２を塗布し
７レネルレンズパターンを用いてレジスト上にパターニ
ングを行った。次に第１図（Ｃ）のようにリン酸系エツ
チング液でＡｌ膜６をエツチングする。最後に第１１図
（ｄ）のように安息香酸中（２４０″Ｃ）１．５時間イ
オン交換を行った後、Ａ／膜６を除去する。こうしてイ
オン交換による屈折率変化部８が形成されるイオン交換
時間は以下のように決定した。
図に示す。まず第１図（−）のようにニオブ酸リチウム
５のＸ面上にＡｌ膜６を電子ビーム蒸着により形成した
。次に第１図（ロ）のように７オトレジスト２を塗布し
７レネルレンズパターンを用いてレジスト上にパターニ
ングを行った。次に第１図（Ｃ）のようにリン酸系エツ
チング液でＡｌ膜６をエツチングする。最後に第１１図
（ｄ）のように安息香酸中（２４０″Ｃ）１．５時間イ
オン交換を行った後、Ａ／膜６を除去する。こうしてイ
オン交換による屈折率変化部８が形成されるイオン交換
時間は以下のように決定した。
ニオブ酸リチウム中での波数をに１．同イオン交換によ
る屈折率変化部８での波数をに２ 、屈折率変化部８の
厚みをｄとすると位相差φは（２）式で与えられる。
る屈折率変化部８での波数をに２ 、屈折率変化部８の
厚みをｄとすると位相差φは（２）式で与えられる。
ここでΔｎは屈折率変化部８とニオブ酸リチウム６との
屈折率差、に０は真空中での波数である。
屈折率差、に０は真空中での波数である。
この位相差をπだけ変化させようとするとに）式よシ厚
みｄ＝シて２Ｊ ｎ ）となる。Ｈｅ −Ｎｅ レーザ
の波長λを０．６３２８μｍ、屈折率差を０．１２８と
すると厚みｄは２．６μｍとなシ、それに要するイオン
交換時間は第２図に示すイオン交換時間とイオン交換深
さの関係よｐｌ、ｓ時間となる。
みｄ＝シて２Ｊ ｎ ）となる。Ｈｅ −Ｎｅ レーザ
の波長λを０．６３２８μｍ、屈折率差を０．１２８と
すると厚みｄは２．６μｍとなシ、それに要するイオン
交換時間は第２図に示すイオン交換時間とイオン交換深
さの関係よｐｌ、ｓ時間となる。
作製された７レネルレンズ９にＨｅ −Ｎｅ レーザ光
を入射させ、垂直偏光（異常光方向）と水平偏光（常光
方向）との消光比を測定したところ３０ｄＢであった。
を入射させ、垂直偏光（異常光方向）と水平偏光（常光
方向）との消光比を測定したところ３０ｄＢであった。
また焦光面上での光強度分布を測定したところスポット
サイズは６μｍであった。
サイズは６μｍであった。
このように本実施例のフレネルレンズは小型、軽量、製
造価格が安いなどの多くの長所を持つ。
造価格が安いなどの多くの長所を持つ。
本発明のフレネルレンズの他の実施例を第３図に示す。
第３図（ａ）のようにイオン交換のマスクとなるニオブ
酸リチウムＳ上のＡＨＨｅをのこぎり波状に形成してお
きイオン交換法により第２図ら）効率で結像を行うこと
ができ消光比は４０ｄＢであった。なお実施例ではＬ
ｉ Ｎｂ Ｏ３を用いたがＬ ｉ Ｔ ａｏ３ でも良
い。
酸リチウムＳ上のＡＨＨｅをのこぎり波状に形成してお
きイオン交換法により第２図ら）効率で結像を行うこと
ができ消光比は４０ｄＢであった。なお実施例ではＬ
ｉ Ｎｂ Ｏ３を用いたがＬ ｉ Ｔ ａｏ３ でも良
い。
発明の効果
本発明のフレネルレンズの製造方法によればフレネルレ
ンズが集光特性の偏光方向依存性を有するため集光機能
および偏光機能の二機能を一素子で構成することができ
コンパクト化が図れる。
ンズが集光特性の偏光方向依存性を有するため集光機能
および偏光機能の二機能を一素子で構成することができ
コンパクト化が図れる。
第１図は本発明の一実施例のフレネルレンズの製造工程
を説゛明するための図、第２図はイオン交換時間とイオ
ン交換深さの関係を示す図、第３図は本発明の他の実施
例のフレネルレンズの製造工程を説明するための図、第
４図は従来のフレネルレンズの製造工程を説明するため
の図である。 ６・・・・・・ニオブ酸リチウム、８・・・・・・屈折
率変化部、９・・・・・・７レネルレンズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名５−
−−ニオブ自麦り±クム ３・−−一星面率尖化部 第 １ 図 ７〜−−フレ冬ルし
ンズ！；ｔＱＩ ５ （Ｌｉ） 第２図 イオン文４災時闇（時間） 第 ３ 図 ５−−−ニオブ酸り
士り人と一−−尿折率尖化都 デーーーフル半ルレンズ ３ （１）ン ／−ｍ−ガラス基板
を説゛明するための図、第２図はイオン交換時間とイオ
ン交換深さの関係を示す図、第３図は本発明の他の実施
例のフレネルレンズの製造工程を説明するための図、第
４図は従来のフレネルレンズの製造工程を説明するため
の図である。 ６・・・・・・ニオブ酸リチウム、８・・・・・・屈折
率変化部、９・・・・・・７レネルレンズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名５−
−−ニオブ自麦り±クム ３・−−一星面率尖化部 第 １ 図 ７〜−−フレ冬ルし
ンズ！；ｔＱＩ ５ （Ｌｉ） 第２図 イオン文４災時闇（時間） 第 ３ 図 ５−−−ニオブ酸り
士り人と一−−尿折率尖化都 デーーーフル半ルレンズ ３ （１）ン ／−ｍ−ガラス基板
Claims (2)
- （１）ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム基板
表面に、イオン交換法により集光特性が偏光方向依存性
を有するようにせしめることを特徴とするフレネルレン
ズの製造方法。 - （２）安息香酸中、１６０℃〜２５０℃の温度でイオン
交換法を行うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載のフレネルレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096485A JPH0616121B2 (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | フレネルレンズおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096485A JPH0616121B2 (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | フレネルレンズおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189504A true JPS61189504A (ja) | 1986-08-23 |
| JPH0616121B2 JPH0616121B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=12318354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3096485A Expired - Lifetime JPH0616121B2 (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | フレネルレンズおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616121B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148439A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Nec Corp | 光ヘツド装置 |
| US5446565A (en) * | 1993-02-01 | 1995-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| US5644413A (en) * | 1992-08-07 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head for adjusting a positional relation between the information medium and the optical head |
| EP0807842A2 (de) * | 1996-05-14 | 1997-11-19 | Sick AG | Optische Anordnung mit diffraktivem optischen Element |
| US5754512A (en) * | 1995-05-30 | 1998-05-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Correction elements to lower light intensity around an optical axis of an optical head with a plurality of focal points |
| US5815293A (en) * | 1993-02-01 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| US20140169736A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-19 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Lens element and optical communication apparatus with same |
| US20140177997A1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-06-26 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Waveguide lens including planar waveguide and media grating |
| CN107037512A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-11 | 首都师范大学 | 一种高效率衍射透镜 |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP3096485A patent/JPH0616121B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0630166B2 (ja) * | 1986-12-12 | 1994-04-20 | 日本電気株式会社 | 光ヘツド装置 |
| JPS63148439A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Nec Corp | 光ヘツド装置 |
| US5644413A (en) * | 1992-08-07 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head for adjusting a positional relation between the information medium and the optical head |
| USRE38943E1 (en) | 1993-02-01 | 2006-01-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens for optical disks having different thicknesses |
| US5446565A (en) * | 1993-02-01 | 1995-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| US5815293A (en) * | 1993-02-01 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| USRE41455E1 (en) * | 1993-02-01 | 2010-07-27 | Panasonic Corporation | Objective lens for optical disks having different thicknesses |
| US5754512A (en) * | 1995-05-30 | 1998-05-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Correction elements to lower light intensity around an optical axis of an optical head with a plurality of focal points |
| US5920537A (en) * | 1995-05-30 | 1999-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Correction element of lower light intensity around an optical axis of an optical head with a plurality of focal points |
| EP0807842A2 (de) * | 1996-05-14 | 1997-11-19 | Sick AG | Optische Anordnung mit diffraktivem optischen Element |
| US6069737A (en) * | 1996-05-14 | 2000-05-30 | Sick Ag | Optical arrangement with a diffractive optical element |
| EP0807842A3 (de) * | 1996-05-14 | 1998-11-18 | Sick AG | Optische Anordnung mit diffraktivem optischen Element |
| US20140169736A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-19 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Lens element and optical communication apparatus with same |
| US9182557B2 (en) * | 2012-12-17 | 2015-11-10 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Lens element and optical communication apparatus with same |
| US20140177997A1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-06-26 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Waveguide lens including planar waveguide and media grating |
| CN107037512A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-11 | 首都师范大学 | 一种高效率衍射透镜 |
| CN107037512B (zh) * | 2017-05-19 | 2023-08-22 | 首都师范大学 | 一种高效率衍射透镜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616121B2 (ja) | 1994-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |