JPS61256946A - 屈折率分布型平板レンズの製造方法 - Google Patents
屈折率分布型平板レンズの製造方法Info
- Publication number
- JPS61256946A JPS61256946A JP9642385A JP9642385A JPS61256946A JP S61256946 A JPS61256946 A JP S61256946A JP 9642385 A JP9642385 A JP 9642385A JP 9642385 A JP9642385 A JP 9642385A JP S61256946 A JPS61256946 A JP S61256946A
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- JP
- Japan
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- substrate
- refractive index
- deposited layer
- lens
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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〕
本発明は屈折率分布型平板レンズの製造方法に関する。
本発明は屈折率分布型平板レンズの製造方法において、
表面が平坦な透明誘電体上に金属から成るドーパントを
堆積させ、この堆積層を拡散源として熱又は電界印加に
より透明誘電体中にドーパントを拡散させることによっ
て、 従来よりも簡単な製造方法を提供するものである。
堆積させ、この堆積層を拡散源として熱又は電界印加に
より透明誘電体中にドーパントを拡散させることによっ
て、 従来よりも簡単な製造方法を提供するものである。
従来ＬｉＮｂＯ５等の透明基板に形成されるレンズとし
ては、基板表面層を部分的に凹状に加工したジオデシッ
クレンズ（Ｇｅｏｄｅｓｉｃ １ｅｎｓ）や、表面層に
凸状の突起部を形成したルネプルグレンズ（Ｌｕｎｅｂ
ｕｒｇ １ｅｎｓ） 、或いは屈折率への寄与の大きい
イオンを基板中に拡散させた屈折率分布型レンズ等が知
られている。
ては、基板表面層を部分的に凹状に加工したジオデシッ
クレンズ（Ｇｅｏｄｅｓｉｃ １ｅｎｓ）や、表面層に
凸状の突起部を形成したルネプルグレンズ（Ｌｕｎｅｂ
ｕｒｇ １ｅｎｓ） 、或いは屈折率への寄与の大きい
イオンを基板中に拡散させた屈折率分布型レンズ等が知
られている。
本発明は、上記のうち屈折率分布型レンズの製造方法に
関するものである。
関するものである。
従来微小口径の屈折率分布型平板マイクロレンズを製造
する為には、第５図に示すように、先ず平坦な面を持っ
た透明ガラス基板１上に、その全面に亘ってイオン拡散
防止マスク２をスパッタリング法等で形成する。次いで
このイオン拡散防止マスク２の一部にフォトリソグラフ
ィ法を用いて円形開口部３を形成する。次いで屈折率へ
の寄与の大きいＴｉ” 、Ｃｓ” 、Ａｇ”等のイオン
を含む高温の硝酸塩又は硫酸塩に上記円形開口部３を接
触させ、ガラス基板中の屈折率への寄与の小さい１価の
Ｎａ”イオンやに゛イオンと上記屈折率への寄与の大き
いイオンとを上記円形開口部３を通してイオン交換し、
半球状の拡散領域として屈折率分布型レンズ４を形成す
る。
する為には、第５図に示すように、先ず平坦な面を持っ
た透明ガラス基板１上に、その全面に亘ってイオン拡散
防止マスク２をスパッタリング法等で形成する。次いで
このイオン拡散防止マスク２の一部にフォトリソグラフ
ィ法を用いて円形開口部３を形成する。次いで屈折率へ
の寄与の大きいＴｉ” 、Ｃｓ” 、Ａｇ”等のイオン
を含む高温の硝酸塩又は硫酸塩に上記円形開口部３を接
触させ、ガラス基板中の屈折率への寄与の小さい１価の
Ｎａ”イオンやに゛イオンと上記屈折率への寄与の大き
いイオンとを上記円形開口部３を通してイオン交換し、
半球状の拡散領域として屈折率分布型レンズ４を形成す
る。
又場合によっては、イオン交換を促進する意味で、屈折
率への寄与の大きいイオンを含む塩を陽極として電界を
印加することも行われている。
率への寄与の大きいイオンを含む塩を陽極として電界を
印加することも行われている。
しかしながら上述した従来の屈折率分布型平板マイクロ
レンズの製造方法においては、基板上にイオン拡散防止
マスクを形成し、これに円形開口部を形成する工程等が
必要で有り、その工程数が多くなっていた。又拡散等に
高温の溶融塩を使用する必要が有る為に、安全性等にも
問題があった。
レンズの製造方法においては、基板上にイオン拡散防止
マスクを形成し、これに円形開口部を形成する工程等が
必要で有り、その工程数が多くなっていた。又拡散等に
高温の溶融塩を使用する必要が有る為に、安全性等にも
問題があった。
本発明はこのような従来の方法の問題点に鑑みてなされ
たものであって、ガラス基板のみならず、ＬｉＮｂＯ５
、ＬｉＴａＯ５等の誘電体基板中にも、簡単な工程で且
つドライプロセスで屈折率分布型レンズを形成すること
ができる方法を提供しようとするものである。
たものであって、ガラス基板のみならず、ＬｉＮｂＯ５
、ＬｉＴａＯ５等の誘電体基板中にも、簡単な工程で且
つドライプロセスで屈折率分布型レンズを形成すること
ができる方法を提供しようとするものである。
上記課題は本発明により次のようにして解決される。即
ち本発明においては、表面が平坦な透明誘電体上に金属
から成るドーパントの堆積層を形成し、この堆積層を拡
散源として熱又は電界印加により前記透明誘電体中に前
記ドーパントを拡散させる。
ち本発明においては、表面が平坦な透明誘電体上に金属
から成るドーパントの堆積層を形成し、この堆積層を拡
散源として熱又は電界印加により前記透明誘電体中に前
記ドーパントを拡散させる。
以下本発明の実施例を第１図〜第４図を参照して説明す
る。
る。
去侮勇上
先ず、第１図に示すように、厚さが０．５〜１１ｍで、
片面が光学研摩されたＬｉＮｂ０＋基板１１を用意する
。そして、第１図及び第２図に示すように、円形開口部
１３を有するクロム等の金属マスク１２をこの基板１１
に重ねる。
片面が光学研摩されたＬｉＮｂ０＋基板１１を用意する
。そして、第１図及び第２図に示すように、円形開口部
１３を有するクロム等の金属マスク１２をこの基板１１
に重ねる。
金属マスク１２の円形開口部１３は、上方に向かって開
いた円錐面１３ａと、基板ｌｌ側に向かって開いた比較
的小さな円錐面１３ｂとから構成されている。そして金
属マスク１２は、円形開口部１３の最小径（実質的な開
口径）の約１／１゜〜１／２倍程度基板１１から隔てら
れて配される。
いた円錐面１３ａと、基板ｌｌ側に向かって開いた比較
的小さな円錐面１３ｂとから構成されている。そして金
属マスク１２は、円形開口部１３の最小径（実質的な開
口径）の約１／１゜〜１／２倍程度基板１１から隔てら
れて配される。
この状態でＬｉＮｂＯ３基板１１の表面にＴｉ （チタ
ン）をスパッタリングで堆積させ、円形開口部１３内に
、近似的に球面状表面を持った堆積層１４を形成する。
ン）をスパッタリングで堆積させ、円形開口部１３内に
、近似的に球面状表面を持った堆積層１４を形成する。
次いで金属マスク１２を取り去り、しかる後、Ａｒガス
雰囲気中、約１０００℃の温度で、５〜２０時間熱処理
してＴｉをＬｉＮｂＯ３基板１１中に拡散させる。
雰囲気中、約１０００℃の温度で、５〜２０時間熱処理
してＴｉをＬｉＮｂＯ３基板１１中に拡散させる。
引き続き、結晶の酸素欠損を補う為にＯｚガスを流しな
がら更に１〜５時間熱拡散を行うことにより、第３図に
示すような屈折率分布型マイクロレンズ１５を基板１１
中に形成した。
がら更に１〜５時間熱拡散を行うことにより、第３図に
示すような屈折率分布型マイクロレンズ１５を基板１１
中に形成した。
本例によって得られたレンズ１５は、第５図の例と同じ
ように、レンズ中心部が最大屈折率を持ち、レンズ中心
部から深さ方向及び径方向に向かって屈折率が略放物線
状に減少する屈折率分布を持っていた。得られたレンズ
エ５の開口数ＮＡ（ａ／ｆ：ａはレンズ半径、ｆは焦点
距離）は０．１〜０．２、レンズ直径は５０μφ〜５０
０μφであった。
ように、レンズ中心部が最大屈折率を持ち、レンズ中心
部から深さ方向及び径方向に向かって屈折率が略放物線
状に減少する屈折率分布を持っていた。得られたレンズ
エ５の開口数ＮＡ（ａ／ｆ：ａはレンズ半径、ｆは焦点
距離）は０．１〜０．２、レンズ直径は５０μφ〜５０
０μφであった。
Ｔｉ拡散の場合、ＬｉＮｂ０ｚ基板からＬｉｚＯＯ外拡
散の起こることが知られている。一方、Ｔｉ拡散を行う
時には、湿度８６％程度のガスを流すことによりこのＬ
ｔ、Ｏの外拡散を抑制し得ることも周知である。
散の起こることが知られている。一方、Ｔｉ拡散を行う
時には、湿度８６％程度のガスを流すことによりこのＬ
ｔ、Ｏの外拡散を抑制し得ることも周知である。
本例ではＡｒとＯｘガスとを用いたが、Ｏｘガスのみを
用いて熱拡散させることもできる。又ＬｉＮｂＯ５基板
の代わりにＬｉＴａ０．基板を用いても良い。
用いて熱拡散させることもできる。又ＬｉＮｂＯ５基板
の代わりにＬｉＴａ０．基板を用いても良い。
このようにして製造されたレンズの使用方法としては、
基板１１に垂直に光を入射させても良いし、又基板１１
と平行に入射させても良い。
基板１１に垂直に光を入射させても良いし、又基板１１
と平行に入射させても良い。
大施桝主
厚さ１〜３ｍｍのＢＫ−７ガラスを容易し、実施例１と
同様の方法で、Ｔｉ０代わりにＡｇを用い、蒸着法によ
って球面状表面を持つ堆積層を基板上に形成した。次い
で、５００℃にて２〜１０時間熱処理し、Ａｇをガラス
基板中に拡散させて屈折率分布型レンズを形成した。
同様の方法で、Ｔｉ０代わりにＡｇを用い、蒸着法によ
って球面状表面を持つ堆積層を基板上に形成した。次い
で、５００℃にて２〜１０時間熱処理し、Ａｇをガラス
基板中に拡散させて屈折率分布型レンズを形成した。
得られたレンズのＮＡは０．１〜０．２、レンズ直径は
５０μφ〜５００μφであった。
５０μφ〜５００μφであった。
又別の例として、Ａｇの堆積層を基板表面上に形成した
後、この面とは反対側の面にアルミニウムを一様に蒸着
し、２５０〜５５０℃の温度域で、２〜３００Ｖ／ｍｍ
の直流電圧（Ａｇ堆積層の有る面を陽極とする）を印加
して、Ａｇを拡散させた。
後、この面とは反対側の面にアルミニウムを一様に蒸着
し、２５０〜５５０℃の温度域で、２〜３００Ｖ／ｍｍ
の直流電圧（Ａｇ堆積層の有る面を陽極とする）を印加
して、Ａｇを拡散させた。
得られたレンズのレンズ直径は１００μφ〜１ｍｍφで
、ＮＡは０．１〜０．２であった。
、ＮＡは０．１〜０．２であった。
尚本例においてはＡｇををドーパントとして用いたが、
Ｃｕ又はＴ１をドーパントとして用いても良い。
Ｃｕ又はＴ１をドーパントとして用いても良い。
以上説明した各側においては、基板に１個のレンズを形
成したが、基板に同種のレンズをアレイ状（１次元的又
は２次元的）に形成することも容易である。
成したが、基板に同種のレンズをアレイ状（１次元的又
は２次元的）に形成することも容易である。
又、第４図に示すような開口形状を持ったマスク２２を
用いれば、このマスク開口２３の形状に近似した形状の
導波路型レンズを製造することもできる。
用いれば、このマスク開口２３の形状に近似した形状の
導波路型レンズを製造することもできる。
本発明によれば、誘電体の基板上にイオン拡散防止マス
クを形成し、これに円形開口部を形成する工程が不要に
なるので、工程数が減少し、非常に簡単になる。又高温
の溶融塩を使用する必要が無いので、操作が簡略化でき
、安全性も高くなる。
クを形成し、これに円形開口部を形成する工程が不要に
なるので、工程数が減少し、非常に簡単になる。又高温
の溶融塩を使用する必要が無いので、操作が簡略化でき
、安全性も高くなる。
第１図は本発明の一実施例による屈折率分布型平板マイ
クロレンズの製造方法を示す縦断面図、第２図はマスク
の平面図、第３図は屈折率分布型平板マイクロレンズの
縦断面図、第４図は本発明の変形例によるマスクの平面
図、第５図は従来の製造方法を示す縦断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １１−−−−−−−−−−−−−−−−−・−ＬｉＮｂ
Ｏ。 １２−・・・−・・・−・−金属マスク１４−・−−−
−−−−−−・−堆積層１５−−−−−−〜−−−−−
・−−−−−一屈折率分布型レンズである。
クロレンズの製造方法を示す縦断面図、第２図はマスク
の平面図、第３図は屈折率分布型平板マイクロレンズの
縦断面図、第４図は本発明の変形例によるマスクの平面
図、第５図は従来の製造方法を示す縦断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １１−−−−−−−−−−−−−−−−−・−ＬｉＮｂ
Ｏ。 １２−・・・−・・・−・−金属マスク１４−・−−−
−−−−−−・−堆積層１５−−−−−−〜−−−−−
・−−−−−一屈折率分布型レンズである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面が平坦な透明誘電体上に金属から成るドーパン
トの堆積層を形成し、 この堆積層を拡散源として熱又は電界印加により前記
透明誘電体中に前記ドーパントを拡散させることを特徴
とする屈折率分布型平板レンズの製造方法。 ２、前記透明誘電体としてＬｉＮｂＯ＿３又はＬｉＴａ
Ｏ＿３を用い、前記ドーパントとしてＴｉを用いること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の屈折率分布
型平板レンズの製造方法。 ３、前記透明誘電体としてガラスを用い、前記ドーパン
トとしてＡｇ、Ｃｕ又はＴｉを用いることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の屈折率分布型平板レンズ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9642385A JPS61256946A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 屈折率分布型平板レンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9642385A JPS61256946A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 屈折率分布型平板レンズの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61256946A true JPS61256946A (ja) | 1986-11-14 |
| JPH0573705B2 JPH0573705B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=14164573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9642385A Granted JPS61256946A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 屈折率分布型平板レンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61256946A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080283A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Isuzu Glass Co., Ltd. | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
| WO2005080284A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Isuzu Glass Co., Ltd. | 光学素子の製造方法 |
| WO2007018212A1 (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 光線指向性化ガラス基板及びそれを用いた照明装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144737A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Hitachi Ltd | 屈折率制御型ガラス板光学素子の乾式製法 |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP9642385A patent/JPS61256946A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144737A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Hitachi Ltd | 屈折率制御型ガラス板光学素子の乾式製法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080283A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Isuzu Glass Co., Ltd. | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
| WO2005080284A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Isuzu Glass Co., Ltd. | 光学素子の製造方法 |
| EP1721874A4 (en) * | 2004-02-20 | 2009-04-08 | Isuzu Glass Co Ltd | METHOD FOR MANUFACTURING REFRACTIVE INDEX DISTRIBUTION TYPE OPTICAL ELEMENT |
| US7522803B2 (en) | 2004-02-20 | 2009-04-21 | Isuzu Glass Co., Ltd. | Process for producing optical device |
| US7573645B2 (en) | 2004-02-20 | 2009-08-11 | Isuzu Glass Co., Ltd. | Method for manufacturing optical element of refractive index distribution type |
| WO2007018212A1 (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 光線指向性化ガラス基板及びそれを用いた照明装置 |
| JP2007045649A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光線指向性化ガラス基板及びそれを用いた照明装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573705B2 (ja) | 1993-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |