JPS61246701A - 回折格子の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ＤＦＢレーザなどを製造する際の回折格子を形成する方
法であって、２つの光束を照射して干渉縞を形成する際
に、媒体との間に透明体を配置し、かつ該透明体に段差
をつけるなどの手法で光路長を変え、しかも２つの光束
を非対称に照射することにより、回折格子に位相シフト
を与える。

〔産業上の利用分野〕

第８図に示すようにＤＦＢレーザは、半導体チップ７上
に、回折格子８を形成し、その上にレーザ９が作成され
た構造に成っている。このレーザに通電すると回折格子
８およびレーザ９の部分でレーザ発振を起こし、レーザ
光を放出する。

ところが単に回折格子を形成しただけでは、回折格子に
おける位相関係がずれるために、ＤＦＢレーザの縦モー
ドが２つ発生するという不都合がある。これを解消する
には、第９図のように、回折格子８のピンチをレーザ発
振の中心部Ｃを境にしてずらすことで、左右の位相関係
を予めずらしておくことが知られている。本発明は、こ
のように回折格子の位相をずらして形成する方法に関す
る。

〔従来の技術〕

ところでＤＦＢレーザの回折格子を形成するには、従来
は電子ビームで回折格子を描画する手法が採られている
。ところがこのように電子ビームで露光する方法は、作
業が複雑なうえに、時間を要し、量産的でない。また別
の方法として、光の当たった領域が食刻されるレジスト
と光の当たらない領域が食刻されるレジストを隣接して
配置し、露光することで回折格子を作成することも知ら
れている。しかしながらこのような特性を発揮できる２
種のレジストの特性が異なり、実用化に至っていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の技術的課題は、従来の回折格子の形成方法にお
けるこのような問題を解消し、簡単な装　　　・置で容
易に、かつ確実に位相差をもった回折格子を作成できる
ようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明による回折格子の形成方法の基本原理を
示す側面図で、（イ）は全容を示し、（ロ）は要部の拡
大図である。４は回折格子を形成する媒体であり、その
上にガラスなどの透明体３が載置される。この透明体３
は、発振中心部Ｃ上で段差がつき、その両側の光路長が
異なる。あるいは発振中心部Ｃ上を境にして、左右の屈
折率が異なる構成としてもよい。

この媒体４の面に、前記透明体３を介して、２つの光束
５と６が照射される。その際光束５と６が角度２θの角
度をなして入射し、媒体４上で２つの光束の干渉が行な
われる。また２つの光束５と６の成す中心軸Ａは、法線
Ｖに対し角度φだけ傾き、非対称の状態で照射される。

〔作用〕

第１図（ロ）に示すように、透明体３の厚さは、段差部
１１を境にして異なり、左側の厚さｔｌより右側の厚さ
ｔ２が小さい。そのため段差部１１の左側と右側とでは
、光路長が異なり、また２つの光束５．６が角度φだけ
傾き非対称に照射されるので、段差部１１を境にして干
渉縞の位相がずれる。

その結果、２つの光束による干渉縞を露光して形成され
る回折格子８も、段差部１１を境にして位相がずれる。

〔実施例〕

第２図は本発明による回折格子の形成方法を使用して、
ＤＦＢレーザを製造する例を示す側面図である。同時に
多数のＤＦＢレーザを製造できるように、透明体３に、
レーザの寸法ｌと同じピッチで多数の段差部１１・・・
が形成されている。２つの光束５．６を照射すると、そ
れぞれの段差部１１・・・を境にして、両側の光路長が
異なり、かつ光束５．６の入射方向を垂線Ｖに対し角度
φだけ傾けて非対称に照射することで、それぞれの段差
部１１を境にして位相のずれた回折格子が形成される。

露光して回折格子を形成した後に、段差部１１が中心に
くるように、鎖線１２・・・の位置で切り離される。

次に第３図において、段差寸法ｔと２光束５．６の傾き
角φを求める。透明体３として、屈折率がｎのガラスを
使用し、ＤＦＢレーザの寸法（キャビティ長）をｌ、段
差寸法をｔとする。いま回折格子の周期を八とすると、 ２八ｓｉｎθｃｏｓφ＝λ　・（１） となる。光源として、波長λが３２５０人のＨｅＣｄレ
ーザ光を使用し、θ＝５４．３度、φ＝５度とすると、
Ａ＝２００９人となる。ガラスの屈折率ｎ　＝１．５の
とき、段差寸法ｔ＝２．０３μ爾とすれば、段差部１１
を境にして、回折格子の位相を反転できることになる。

ガラスとしては、紫外光の吸収の少ない石英を用いるの
が良い。

なお透明体３の両面にＡＲコートと呼ばれる反射防止処
理を行なえば、透明体３中で光が多重反射して回折格子
が乱れるのを防止できる。

第４図は透明体の段差形成方法の第１実施例である。３
１は石英ガラスであり、その表面に、幅がｌで、厚さｔ
の５ｉ０２の膜１３を形成する。すると、１１＊１３の
領域の板厚がｔｌ、膜１３の無い領域の板厚がｔ２とな
る。この膜１３は、蒸着やスパッタリングなどの手法で
形成される。

第５図は段差形成方法の別の実施例で、透明体３２を幅
ｌの領域だけ、エツチングによって除去し、深さがｔの
窪みを形成することで、段差部１１を形成している。

以上は、透明体に段差部１１を形成することで光路長を
変えているが、第６図のように、発振中心部を境にして
、両側の透明体３３と３４の屈折率を変えることでも同
様な効果が得られる。すなわち同図（イ）のような石英
ガラスなどの透明平板３５に、それと屈折率の異なるＺ
ｒＯ２などの膜３３を被着形成し、（ロ）の形状にする
。次に（ハ）のように、膜３３の無い領域に、石英ガラ
ス３５と屈折率の等しい５ｉ０２の膜３４をＺｒＯ２膜
３３膜間３厚さまで成膜する。この構成は、透明体の板
厚は一定であるが、ＺｒＯ２膜３３膜間３と５ｉ０２膜
３４の領域とで屈折率が異なるので、照射される光束の
光路長も異なる。

第７図は三角柱形状をした透明体の例であり、光路長の
異なる２つの領域１．２を有する面３６と光束５の入射
面３７と光束６の入射面３８によって囲まれる三角柱状
を成している。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、光源と回折格子を形成す
る媒体との間に置く透明体の光路長を変え、かつ光束を
傾けて照射するだけで、位相差をもった回折格子を形成
できるので、簡単な装置で容易にかつ確実に回折格子が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回折格子の形成方法の基本立理を
示す側面図、第２図は本発明による回折格子の形成方法
の実施例を示す側面図、第３図は段差寸法の算出例を示
す側面図、第４図〜第７図は透明体の各実施例を示す断
面図、第８図はＤＦＢレーザの断面図、第９図は位相差
をもった回折格子を示す断面図である。 図において、３は透明体、４は回折格子を形成する媒体
、５．６は光束、Ｃは発振中心部、■は法線、１１は段
差部をそれぞれ示す。 特許出願人　　　　　　富士通株式会社代理人　弁理士
　　　　青　柳　　　稔第１図 第２図 第３図 透明体実施例 第４図 透明体実施例 第５図 透明体実施例 第６図 第７図 ＤＦＢシーデー断面 第８図 第９図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）、２つの光束の干渉露光により回折格子を形成す
   る方法において、回折格子を形成する媒体（４）の上に
   、光の光路長の異なる２つの領域（１）（２）を有する
   透明体（３）を該表面が媒体（４）と同じ側となるよう
   に媒体（４）に接触させ、かつ２つの光束（５）（６）
   を角度（２θ）をつけて照射し、 しかも２つの光束（５）（６）のなす中心軸（Ａ）を、
   媒体（４）の上面および透明体（３）の領域（１）（２
   ）の面の法線Ｖに対し、相対的に角度φだけ傾けること
   で、２つの光束５と６の入射方向を、法線Ｖに対し非対
   称とすることを特徴とする回折格子の形成方法。
2. （２）、前記光の光路長の異なる２つの領域が、表面の
   高さが異なる２つの領域よりなることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の回折格子の形成方法。
3. （３）、前記光の光路長の異なる２つの領域が、異なる
   屈折率よりなる層を選択的に設けることより形成される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の回折
   格子の形成方法。
4. （４）、前記透明体（３）が、領域（１）（２）および
   それに平行な平面により挟まれた平板状であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の回折格子の形
   成方法。
5. （５）、前記透明体（３）が、領域（１）（２）および
   光束（５）、光束（６）の各々の入射面より成る三角柱
   形状であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の回折格子の形成方法。
6. （６）、前記透明体（３）の光束入射面および領域（１
   ）（２）に該光束の偏光状態、入射角、波長に対応した
   反射防止膜を形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の回折格子の形成方法。