JPWO2020053950A1 - Blazed diffraction grating - Google Patents
Blazed diffraction grating Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020053950A1 JPWO2020053950A1 JP2020546571A JP2020546571A JPWO2020053950A1 JP WO2020053950 A1 JPWO2020053950 A1 JP WO2020053950A1 JP 2020546571 A JP2020546571 A JP 2020546571A JP 2020546571 A JP2020546571 A JP 2020546571A JP WO2020053950 A1 JPWO2020053950 A1 JP WO2020053950A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- metal film
- blaze
- blazed diffraction
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
Abstract
ブレーズド回折格子（１）は、主表面（１０Ｓ）を有する基板（１０）と、格子溝（２０Ａ）を有する樹脂層（２０）と、ブレーズ面（３１）および段差面（３２）を有する金属膜（３０）とを備える。主表面（１０Ｓ）と直交する方向における金属膜（３０）の高さは、格子溝（２０Ａ）上において一定である。ブレーズ面（３１）は、ブレーズ方向とブレーズ面（３１）との間に鋭角のブレーズ角（θＢ）を形成する。段差面（３２）は、ブレーズ方向と段差面（３２）との間にブレーズ角（θＢ）よりも大きくかつ９０°以下の角度を有する段差角（θ）を形成する。主表面（１０Ｓ）と直交する方向における金属膜（３０）の高さをｔ（ｎｍ）とし、段差角をθ（°）とすると、ｔ≧２７０／ｃｏｓθの関係を満たす。 The blazed diffraction grating (1) is a substrate (10) having a main surface (10S), a resin layer (20) having a lattice groove (20A), and a metal film having a blazing surface (31) and a stepped surface (32). (30) and. The height of the metal film (30) in the direction orthogonal to the main surface (10S) is constant on the lattice groove (20A). The blaze surface (31) forms an acute blaze angle (θB) between the blaze direction and the blaze surface (31). The stepped surface (32) forms a stepped angle (θ) between the blaze direction and the stepped surface (32), which is larger than the blaze angle (θB) and has an angle of 90 ° or less. Assuming that the height of the metal film (30) in the direction orthogonal to the main surface (10S) is t (nm) and the step angle is θ (°), the relationship of t ≧ 270 / cos θ is satisfied.
Description
この発明は、ブレーズド回折格子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a blazed diffraction grating and a method for producing the same.
たとえば、特開２００９−９２６８７号公報（以下、「特許文献１」という。）には、マスター回折格子を利用してレプリカ回折格子（ブレーズド回折格子）を製造する方法が記載されている。具体的に、この製造方法では、マスター回折格子の格子溝の表面に金属膜を形成し、その金属膜とレプリカ基板とを接着剤（熱硬化性エポキシ樹脂）を介して密着させた後、レプリカ基板をマスター回折格子から剥離させ、金属膜をレプリカ基板に反転接着させることにより、格子面が形成されてなるレプリカ回折格子が製造される。この製造方法で製造された回折格子の金属膜の高さは、格子溝の深さよりも大きい。 For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-92687 (hereinafter referred to as "Patent Document 1") describes a method for producing a replica diffraction grating (blazed diffraction grating) using a master diffraction grating. Specifically, in this manufacturing method, a metal film is formed on the surface of the lattice groove of the master diffraction grating, and the metal film and the replica substrate are brought into close contact with each other via an adhesive (heat-curable epoxy resin), and then the replica. By peeling the substrate from the master diffraction grating and inverting and adhering the metal film to the replica substrate, a replica diffraction grating having a lattice surface formed is manufactured. The height of the metal film of the diffraction grating manufactured by this manufacturing method is larger than the depth of the lattice groove.
特許文献１に開示されるように、金属膜と基板との間に、熱硬化性エポキシ樹脂などの接着剤からなる樹脂層を備えたブレーズド回折格子が知られている。このようなブレーズド回折格子が、高温かつ高湿の環境下に置かれると、水分が金属膜を透過して樹脂層に至り、樹脂層が部分的に膨潤する場合がある。この場合、樹脂層を被覆している金属膜の表面に凹凸が生じてしまい、所望の回折性能が得られないおそれがある。 As disclosed in Patent Document 1, a blazed diffraction grating having a resin layer made of an adhesive such as a thermosetting epoxy resin between a metal film and a substrate is known. When such a blazed diffraction grating is placed in a high temperature and high humidity environment, moisture may permeate through the metal film to reach the resin layer, and the resin layer may partially swell. In this case, the surface of the metal film covering the resin layer may have irregularities, and the desired diffraction performance may not be obtained.
本発明の目的は、高温かつ高湿の環境下における耐性に優れるブレーズド回折格子を提供することである。 An object of the present invention is to provide a blazed diffraction grating having excellent resistance in a high temperature and high humidity environment.
この発明に従ったブレーズド回折格子は、主表面を有する基板と、主表面上に設けられており、断面が鋸歯状に形成された格子溝を有する樹脂層と、格子溝の表面に沿うように設けられており、ブレーズ面と、格子溝のブレーズ方向の反対側の表面である段差面とを有する金属膜とを備える。主表面と直交する方向における金属膜の高さは、格子溝上において一定である。ブレーズ面は、ブレーズ方向とブレーズ面との間に鋭角のブレーズ角を形成する。段差面は、ブレーズ方向と段差面との間にブレーズ角よりも大きく、かつ、９０°以下の角度を有する段差角を形成する。主表面と直交する方向における金属膜の高さをｔ（ｎｍ）とし、段差角をθ（°）とすると、ｔ≧２７０／ｃｏｓθの関係を満たす。 A blazed diffraction grating according to the present invention is provided along a substrate having a main surface, a resin layer having a lattice groove formed in a serrated cross section on the main surface, and the surface of the lattice groove. It is provided and includes a metal film having a blaze surface and a stepped surface which is a surface on the opposite side of the lattice groove in the blaze direction. The height of the metal film in the direction orthogonal to the main surface is constant on the lattice groove. The blaze surface forms an acute blaze angle between the blaze direction and the blaze surface. The stepped surface forms a stepped angle between the blaze direction and the stepped surface, which is larger than the blaze angle and has an angle of 90 ° or less. Assuming that the height of the metal film in the direction orthogonal to the main surface is t (nm) and the step angle is θ (°), the relationship of t ≧ 270 / cos θ is satisfied.
本ブレーズド回折格子では、段差角がブレーズ角よりも大きくかつ９０°以下であるため、格子溝のうち段差面と平行な面と段差面との間における金属膜の厚さ（段差面と直交する方向における金属膜の厚さ）は、格子溝のうちブレーズ面と平行な面とブレーズ面との間における金属膜の厚さ（ブレーズ面と直交する方向における金属膜の厚さ）よりも小さくなる。ただし、ｔ≧２７０／ｃｏｓθの関係を満たすことによって、その小さい方の厚さが２７０ｎｍ以上確保される。このため、このブレーズド回折格子が高温かつ高湿の環境下に置かれた場合であっても、水分の樹脂層への進入を抑制することができる。よって、本ブレーズド回折格子は、高温かつ高湿の環境下における耐性に優れる。 In this blazed grating, since the step angle is larger than the blazed angle and 90 ° or less, the thickness of the metal film between the surface parallel to the step surface and the step surface in the lattice groove (orthogonal to the step surface). The thickness of the metal film in the direction) is smaller than the thickness of the metal film between the plane parallel to the blaze plane and the blaze plane (thickness of the metal film in the direction orthogonal to the blaze plane) in the lattice groove. .. However, by satisfying the relationship of t ≧ 270 / cos θ, the smaller thickness is secured at 270 nm or more. Therefore, even when the blazed diffraction grating is placed in a high temperature and high humidity environment, it is possible to suppress the ingress of moisture into the resin layer. Therefore, this blazed diffraction grating has excellent resistance in a high temperature and high humidity environment.
なお、本発明における「前記主表面と直交する方向における前記金属膜の高さは、前記格子溝上において一定であり」という構成は、金属膜の高さが、金属膜の成膜方法に由来する程度において一定であることを意味しており、数値的に厳密な精度を求めた一定を意味するものではない。 The configuration in the present invention that "the height of the metal film in the direction orthogonal to the main surface is constant on the lattice groove" is derived from the method of forming the metal film in the height of the metal film. It means that it is constant in degree, and does not mean that it is constant for numerically exact accuracy.
また好ましくは、ｔ≧６８２／ｃｏｓθの関係をさらに満たす。
このようにすれば、高温かつ高湿の環境下における耐性がより高まる。Further, preferably, the relationship of t ≧ 682 / cos θ is further satisfied.
In this way, resistance in a high temperature and high humidity environment is further enhanced.
また好ましくは、金属膜は、アルミニウムからなる。
このようにすれば、有効に反射型のブレーズド回折格子が得られる。Also preferably, the metal film is made of aluminum.
By doing so, a reflective blazed diffraction grating can be effectively obtained.
この発明に従ったブレーズド回折格子の製造方法は、反転格子溝を有するマスター回折格子を準備する工程を備える。反転格子溝は、ブレーズ面を形成するための第１傾斜部と、第２傾斜部とを有する。第１傾斜部と第２傾斜部とは、一方向に沿って交互に並ぶ断面鋸歯状となる形状を有する。第１傾斜部は、一方向と第１傾斜部との間にブレーズ角と等しい角度を有する第１傾斜角を形成する。第２傾斜部は、一方向と第２傾斜部との間に、第１傾斜角よりも大きく、かつ、９０°以下の角度を有する第２傾斜角を形成する。ブレーズド回折格子の製造方法は、さらに、反転格子溝の表面に沿い、かつ、一方向と直交する方向における高さが一定となるように、マスター回折格子上に製膜法によって金属膜を設ける工程と、金属膜上に接着性を有する樹脂を配置する工程と、樹脂上に基板を配置することにより、樹脂からなる樹脂層を介して、金属膜に基板を接着する工程と、マスター回折格子から、基板、樹脂層および金属膜を備えるブレーズド回折格子を取り外す工程とを備える。金属膜を設ける工程は、一方向と直交する方向における金属膜の高さをｔ（ｎｍ）とし、第２傾斜角をθ（°）とする場合に、ｔ≧２７０／ｃｏｓθの関係を満たすように、金属膜をマスター回折格子上に設ける工程を含む。 The method for manufacturing a blazed diffraction grating according to the present invention includes a step of preparing a master diffraction grating having an inversion grating groove. The inverted lattice groove has a first inclined portion and a second inclined portion for forming a blaze surface. The first inclined portion and the second inclined portion have a cross-sectional sawtooth shape in which the first inclined portion and the second inclined portion are alternately arranged along one direction. The first inclined portion forms a first inclined portion having an angle equal to the blaze angle between one direction and the first inclined portion. The second inclined portion forms a second inclined portion having an angle larger than the first inclined portion and 90 ° or less between one direction and the second inclined portion. The method for manufacturing a blazed diffraction grating is a step of providing a metal film on the master diffraction grating by a film forming method so that the height is constant along the surface of the inversion grating groove and in a direction orthogonal to one direction. From the step of arranging the adhesive resin on the metal film, the step of adhering the substrate to the metal film via the resin layer made of resin by arranging the substrate on the resin, and the master diffraction grating. A step of removing a blazed diffraction grating having a substrate, a resin layer and a metal film. In the step of providing the metal film, when the height of the metal film in the direction orthogonal to one direction is t (nm) and the second inclination angle is θ (°), the relationship of t ≧ 270 / cos θ is satisfied. Including a step of providing a metal film on the master diffraction grating.
この製造方法では、高温かつ高湿の環境下における耐性に優れるブレーズド回折格子を製造することができる。 With this production method, a blazed diffraction grating having excellent resistance in a high temperature and high humidity environment can be produced.
以上に説明したように、この発明によれば、高温かつ高湿の環境下における耐性に優れるブレーズド回折格子を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a blazed diffraction grating having excellent resistance in a high temperature and high humidity environment.
この発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are given the same number.
図１は、本発明の一実施形態のブレーズド回折格子の断面を概略的に示す図である。図１に示されるように、ブレーズド回折格子１は、基板１０と、樹脂層２０と、金属膜３０とを有する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a blazed diffraction grating according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the blazed diffraction grating 1 has a
基板１０は、たとえばガラスからなる。基板１０は、平坦に形成された主表面１０Ｓを有する。
The
樹脂層２０は、基板１０上に設けられている。樹脂層２０は、基板１０の主表面１０Ｓに積層されている。樹脂層２０は、エポキシ樹脂などの接着性を有する樹脂からなる。樹脂層２０は、断面（基板１０の主表面１０Ｓに直交する断面）が鋸歯状に形成された格子溝２０Ａを有する。格子溝２０Ａは、上記の断面と直交する方向（図１の紙面奥行き方向）に沿って直線状に延びる形状を有する。格子溝２０Ａは、当該格子溝２０Ａの延びる方向と直交しかつ基板１０の主表面１０Ｓと平行な方向の一方向き（図１の左向き）にブレーズ方向を規定している。格子溝２０Ａは、第１斜面２１と、第２斜面２２とを有する。樹脂層２０の高さは、数十μｍ程度に設定される。
The
第１斜面２１は、平坦に形成されている。第１斜面２１は、格子溝２０Ａのブレーズ方向と当該第１斜面２１との間に、鋭角のブレーズ角θＢを形成している。
The
第２斜面２２は、平坦に形成されている。第２斜面２２は、ブレーズ方向と当該第２斜面２２との間に、ブレーズ角θＢよりも大きくかつ９０°以下の角度を有する段差角θを形成している。上記の断面における第２斜面２２の長さは、同断面における第１斜面２１の長さよりも小さい。
The
金属膜３０は、格子溝２０Ａの表面に沿うように設けられている。金属膜３０は、たとえばアルミニウムからなる。金属膜３０は、格子溝２０Ａの表面に、蒸着やスパッタリングなどの製膜法により形成される。金属膜３０は、ブレーズ面３１と、段差面３２とを有する。
The
ブレーズ面３１は、第１斜面２１と平行に形成されている。すなわち、ブレーズ面３１は、ブレーズ方向と当該ブレーズ面３１との間に鋭角のブレーズ角θＢを形成している。
The
段差面３２は、格子溝２０Ａのうちブレーズ方向と反対側（図１の右側）の表面である。段差面３２は、第２斜面２２と平行に形成されている。すなわち、段差面３２は、ブレーズ方向と当該段差面３２との間にブレーズ角θＢよりも大きくかつ９０°以下の角度を有する段差角θを形成している。上記の断面における段差面３２の長さは、同断面におけるブレーズ面３１の長さよりも小さい。
The stepped
図２は、図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲の拡大図である。図２に示されるように、基板１０の主表面１０Ｓと直交する方向（図２の上下方向）における金属膜３０の高さｔは、格子溝２０Ａ上において一定である。なお、「一定」とは、金属膜３０の高さｔが、金属膜３０の成膜方法に由来する程度において一定であることを意味しており、数値的に厳密な精度を求めた一定を意味するものではない。
FIG. 2 is an enlarged view of the range surrounded by the alternate long and short dash line II in FIG. As shown in FIG. 2, the height t of the
図２に示されるように、ブレーズ面３１および段差面３２により形成される溝部の下端部３０ｂは、基板１０の主表面１０Ｓと直交する方向について、第１斜面２１および第２斜面２２により形成される格子溝２０Ａの上端部２０ｔよりも基板１０から遠い側に位置している。つまり、金属膜３０の高さｔは、格子溝２０Ａの深さｄよりも大きく設定されている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、θＢ＜θ≦９０°であるため、第２斜面２２と段差面３２との間における、第２斜面２２と直交する方向における金属膜３０の厚さｘ２は、第１斜面２１とブレーズ面３１との間における、第１斜面２１と直交する方向における金属膜３０の厚さｘ１よりも小さくなる。このことは、溝本数（１ｍｍあたりに形成される溝の数）が大きくなるほど顕著になる。具体的に、溝本数が大きくなるほど、段差角θが大きくなるため、金属膜３０の高さｔとｃｏｓθとの積によって表される厚さｘ２は、溝本数が大きくなるにしたがって次第に小さくなる。
Here, since θB <θ≤90 °, the thickness x2 of the
このため、金属膜３０の高さｔを大きくしたとしても、金属膜３０の厚さｘ２が小さい場合、金属膜３０のうち第２斜面２２と段差面３２との間の部位を水分が透過する恐れがある。
Therefore, even if the height t of the
本実施形態では、高さｔは、以下の式（１）を満たすように設定される。
ｔ≧２７０（ｎｍ）／ｃｏｓθ ・・・（１）
段差角θが９０°以下であるため、金属膜３０の厚さｘ２は、２７０ｎｍ以上確保される。In the present embodiment, the height t is set so as to satisfy the following equation (1).
t ≧ 270 (nm) / cosθ ・ ・ ・ (1)
Since the step angle θ is 90 ° or less, the thickness x2 of the
より好ましくは、高さｔは、以下の式（２）を満たすように設定される。
ｔ≧６８２（ｎｍ）／ｃｏｓθ ・・・（２）
さらに、高さｔは、以下の式（３）を満たすように設定される。More preferably, the height t is set so as to satisfy the following equation (2).
t ≧ 682 (nm) / cosθ ・ ・ ・ (2)
Further, the height t is set so as to satisfy the following equation (3).
ｔ≦２０００（ｎｍ）／ｃｏｓθ ・・・（３）
次に、ブレーズド回折格子１の製造方法について、図３〜図６を参照しながら説明する。図３〜図６は、ブレーズド回折格子の製造工程を概略的に示す断面図である。t ≦ 2000 (nm) / cosθ ・ ・ ・ (3)
Next, a method of manufacturing the blazed diffraction grating 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. 3 to 6 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of a blazed diffraction grating.
この製造方法は、準備工程と、離型膜形成工程と、金属膜形成工程と、樹脂供給工程と、基板接着工程と、取り外し工程とを有する。図３は、離型膜形成工程後の状態を示している。図４は、金属膜形成工程後の状態を示している。図５は、基板接着工程後の状態を示している。図６は、取り外し工程を示している。 This manufacturing method includes a preparation step, a release film forming step, a metal film forming step, a resin supply step, a substrate bonding step, and a removing step. FIG. 3 shows the state after the release film forming step. FIG. 4 shows the state after the metal film forming step. FIG. 5 shows a state after the substrate bonding process. FIG. 6 shows the removal process.
準備工程では、マスター回折格子４０を準備する。マスター回折格子４０は、石英ガラスなどからなる。マスター回折格子４０は、断面が鋸歯状に形成された反転格子溝４０Ａを有する。反転格子溝４０Ａは、格子溝２０Ａを反転させた形状を有する。反転格子溝４０Ａは、金属膜３０のブレーズ面３１を形成するための第１傾斜部４１と、金属膜３０の段差面３２を形成するための第２傾斜部４２とを有する。第１傾斜部４１は、ブレーズ面３１と対応する形状を有する。第２傾斜部４２は、段差面３２に対応する形状を有する。第１傾斜部４１と第２傾斜部４２とは、一方向（ブレーズ方向と平行な方向）に沿って交互に並ぶ形状を有する。
In the preparation step, the
離型膜形成工程では、マスター回折格子４０の反転格子溝４０Ａ上に、油などの離型剤を供給することにより、離型膜５０を形成する。離型膜５０は、反転格子溝４０Ａの表面に沿う形状を有する。
In the release film forming step, the
金属膜形成工程は、離型膜５０の表面（反転格子溝４０Ａの表面）に沿うように離型膜５０上に金属膜３０を設ける工程である。この金属膜形成工程では、離型膜５０上に、蒸着やスパッタリングなどの製膜法によって、金属膜３０を形成する。具体的に、金属膜形成工程では、金属膜３０の高さｔが一定となり、かつ、上記式（１）を満たすように、製膜法によって金属膜３０を離型膜５０上に設ける。このとき、金属膜３０の高さｔは、上記式（１）および上記式（３）を満たす値に設定されることが好ましく、上記式（２）および上記式（３）を満たす値に設定されることがより好ましい。
The metal film forming step is a step of providing the
樹脂供給工程では、金属膜３０上に、接着性を有する樹脂（たとえばエポキシ樹脂）を配置（供給）する。樹脂供給工程では、金属膜３０上に、ほぼ均一に樹脂を配置する。
In the resin supply step, an adhesive resin (for example, epoxy resin) is arranged (supplied) on the
基板接着工程では、樹脂上に基板１０を配置（載置）することにより、金属膜３０と基板１０との間に樹脂からなる樹脂層２０を形成するとともに、その樹脂層２０を介して金属膜３０に基板１０を接着する。具体的に、基板接着工程では、樹脂供給工程で配置された樹脂が硬化する前に、その樹脂に基板１０の主表面１０Ｓが接するように樹脂上に基板１０を配置する。そして、その樹脂が硬化することによって樹脂層２０が形成され、その樹脂層２０を介して基板１０が金属膜３０に接着される。
In the substrate bonding step, the
取り外し工程では、マスター回折格子４０から、基板１０と樹脂層２０と金属膜３０とを備えるブレーズド回折格子１を取り外す。
In the removal step, the blazed diffraction grating 1 including the
以上の工程を経ることにより、図６に示されるように、第１傾斜部４１に対応する形状を有するブレーズ面３１と、第２傾斜部４２に対応する形状を有する段差面３２とを有する、ブレーズド回折格子１が製造される。
Through the above steps, as shown in FIG. 6, the blazed
このようにして製造されたブレーズド回折格子１では、金属膜３０の厚さｘ２は、厚さｘ１よりも小さくなるものの、その小さい方の厚さｘ２が２７０ｎｍ以上確保される。このため、このブレーズド回折格子１が高温かつ高湿の環境下に置かれた場合であっても、水分の樹脂層２０への進入を抑制することができる。よって、ブレーズド回折格子１は、高温かつ高湿の環境下における耐性に優れる。
In the blazed diffraction grating 1 manufactured in this manner, the thickness x2 of the
また、金属膜３０の高さｔが上記式（２）を満たすことにより、ブレーズド回折格子１の高温かつ高湿の環境下における耐性がより高まる。
Further, when the height t of the
次に、実施例および比較例について説明する。いずれの実施例および比較例においても、ガラスからなる基板１０と、エポキシ樹脂からなる樹脂層２０と、アルミニウムからなる金属膜３０とを有するブレーズド回折格子１を用いた。図７は、実施例および比較例の構成と試験結果とを示す表である。実施例および比較例の構成は、図７に示されるとおりである。
Next, Examples and Comparative Examples will be described. In each of the Examples and Comparative Examples, a blazed diffraction grating 1 having a
（実施例１）
図７の実施例１に示されるブレーズド回折格子１を、温度６０℃、湿度８５％の環境（高温かつ高湿の環境）下に１０００時間置いた。図８は、実施例１のブレーズド回折格子の試験後の外観を示す写真である。図９は、図８に示すブレーズド回折格子の顕微鏡画像である。図１０は、図８に示すブレーズド回折格子の表面状態を示す図である。図１０において、縦軸は、ブレーズド回折格子１の表面の高さを示し、横軸は、基板１０の主表面１０Ｓと平行な方向についてのブレーズド回折格子１の表面の位置を示す。図８〜図１０に示されるように、試験後、ブレーズド回折格子１の表面の劣化（凹凸の発生）は見られなかった。(Example 1)
The blazed diffraction grating 1 shown in Example 1 of FIG. 7 was placed in an environment (high temperature and high humidity environment) at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 85% for 1000 hours. FIG. 8 is a photograph showing the appearance of the blazed diffraction grating of Example 1 after the test. FIG. 9 is a microscope image of the blazed diffraction grating shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing the surface state of the blazed diffraction grating shown in FIG. In FIG. 10, the vertical axis indicates the height of the surface of the blazed diffraction grating 1, and the horizontal axis indicates the position of the surface of the blazed diffraction grating 1 in a direction parallel to the
（実施例２）
図７の実施例２に示されるブレーズド回折格子１を、温度６０℃、湿度８５％の環境（高温かつ高湿の環境）下に１０００時間置いた。図１１は、実施例２のブレーズド回折格子の試験後の顕微鏡画像である。図１２は、図１１に示すブレーズド回折格子の表面状態を示す図である。図１１および図１２に示されるように、試験後、ブレーズド回折格子１の表面の劣化（凹凸の発生）は見られなかった。(Example 2)
The blazed diffraction grating 1 shown in Example 2 of FIG. 7 was placed in an environment (high temperature and high humidity environment) at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 85% for 1000 hours. FIG. 11 is a microscope image of the blazed diffraction grating of Example 2 after the test. FIG. 12 is a diagram showing the surface state of the blazed diffraction grating shown in FIG. As shown in FIGS. 11 and 12, no deterioration (generation of unevenness) on the surface of the blazed diffraction grating 1 was observed after the test.
図１３は、実施例２のブレーズド回折格子における試験時間と相対回折効率との関係を示すグラフである。なお、グラフの縦軸は、試験開始時（試験時間が０ｈのとき）の相対回折効率に対する相対回折効率の変化量を意味する。図１３には、実施例２の結果に加え、リファレンス（実施例２のブレーズド回折格子１を常温、常湿の環境下に置いた場合の結果）も示されている。図１３から、実施例２の相対回転効率の変化の挙動は、リファレンスの相対回転効率の変化の挙動とほぼ同じであることが分かった。すなわち、実施例２のブレーズド回折格子１を高温かつ高湿の環境下に置いたとしても、当該ブレーズド回折格子１を常温、常湿の環境下に置いた場合に比べて、表面の劣化がほぼ見られないという結果が得られた。なお、リファレンスにおいて、５００ｈにおける相対回折効率が０％よりも大きいのは、測定誤差と考えられる。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the test time and the relative diffraction efficiency in the blazed diffraction grating of Example 2. The vertical axis of the graph means the amount of change in the relative diffraction efficiency with respect to the relative diffraction efficiency at the start of the test (when the test time is 0 h). In addition to the results of Example 2, FIG. 13 also shows a reference (results when the blazed diffraction grating 1 of Example 2 is placed in an environment of normal temperature and humidity). From FIG. 13, it was found that the behavior of the change in the relative rotation efficiency of Example 2 was almost the same as the behavior of the change in the relative rotation efficiency of the reference. That is, even if the blazed diffraction grating 1 of Example 2 is placed in a high temperature and high humidity environment, the surface deterioration is almost the same as in the case where the blazed diffraction grating 1 is placed in an environment of normal temperature and normal humidity. The result was that it could not be seen. In the reference, the fact that the relative diffraction efficiency at 500 h is larger than 0% is considered to be a measurement error.
（比較例）
図７の比較例に示されるブレーズド回折格子を、温度６０℃、湿度８５％の環境（高温かつ高湿の環境）下に８６９時間置いた。図１４は、比較例のブレーズド回折格子の試験後の外観を示す写真である。図１５は、図１４に示すブレーズド回折格子の顕微鏡画像である。図１６は、図１４に示すブレーズド回折格子の表面状態を示す図である。図１４〜図１６に示されるように、試験後、比較例のブレーズド回折格子１の表面に凹部Ｃの発生（表面の劣化）が確認された。(Comparison example)
The blazed diffraction grating shown in the comparative example of FIG. 7 was placed in an environment (high temperature and high humidity environment) at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 85% for 869 hours. FIG. 14 is a photograph showing the appearance of the blazed diffraction grating of the comparative example after the test. FIG. 15 is a microscope image of the blazed diffraction grating shown in FIG. FIG. 16 is a diagram showing the surface state of the blazed diffraction grating shown in FIG. As shown in FIGS. 14 to 16, after the test, the occurrence of recess C (deterioration of the surface) was confirmed on the surface of the blazed diffraction grating 1 of the comparative example.
図１７は、比較例のブレーズド回折格子における試験時間と相対回折効率との関係を示すグラフである。図１７から、リファレンス（比較例のブレーズド回折格子を常温、常湿の環境下に置いた場合の結果）の相対回転効率と比較例の相対回転効率との差は、時間の経過とともに次第に大きくなることが分かった。すなわち、比較例のブレーズド回折格子を高温かつ高湿の環境下に置いた場合、当該ブレーズド回折格子を常温、常湿の環境下に置いた場合に比べて、時間の経過とともに表面の劣化が進行するという結果が得られた。 FIG. 17 is a graph showing the relationship between the test time and the relative diffraction efficiency in the blazed diffraction grating of the comparative example. From FIG. 17, the difference between the relative rotation efficiency of the reference (result when the blazed diffraction grating of the comparative example is placed in an environment of normal temperature and humidity) and the relative rotation efficiency of the comparative example gradually increases with the passage of time. It turned out. That is, when the blazed diffraction grating of the comparative example is placed in a high temperature and high humidity environment, the surface deterioration progresses with the passage of time as compared with the case where the blazed diffraction grating is placed in an environment of normal temperature and normal humidity. The result was that it did.
以上より、温度６０℃、湿度８５％、１０００時間の環境耐性を持つためには、金属膜３０の厚さｘ２が、実施例１と同等の２７０ｎｍ以上が必要であることが分かった。たとえば、溝本数が１８００（本／ｍｍ）の場合で厚さｘ２を２７０ｎｍ以上確保するには、金属膜３０の高さｔを４００ｎｍ以上にすればよい。
From the above, it was found that the thickness x2 of the
ここで、樹脂層２０への水分の進入を抑制するために、金属膜３０の表面に、ＳｉＯ２などの耐湿性を有する材料からなる被膜を設けることが考えられる。図１８は、比較例のブレーズド回折格子における波長と相対回折効率との関係を示すグラフである。このグラフには、表面が、アルミニウムからなる金属膜３０で構成される場合の結果と、表面が、アルミニウムからなる金属膜３０の表面に設けられたＳｉＯ２からなる５０ｎｍの被膜で構成される場合の結果とが示されている。図１８に示されるように、比較例のブレーズド回折格子１では、アノマリーが５００ｎｍ付近に存在するため、アルミニウムからなる金属膜３０の表面に、耐湿性を有する材料からなる被膜が設けられると、著しく相対回折効率が低下することが確認された。このため、比較例のブレーズド回折格子１に耐湿性を有する材料からなる被膜を設けることは、回折効率を踏まえると、樹脂層２０への水分の進入を抑制するための手段として、好適なものとはいえない。換言すれば、実施例１および実施例２のように、金属膜３０の厚さｘ２を２７０ｎｍ以上確保することにより、樹脂層２０への水分の進入を抑制することと、回折効率の低下を回避することとの双方を達成することができる。Here, in order to suppress the ingress of moisture into the
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments disclosed this time are examples in all respects and should not be considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
この発明は、ブレーズド回折格子に適用される。 The present invention applies to blazed diffraction gratings.
１ ブレーズド回折格子、１０ 基板、１０Ｓ 主表面、２０ 樹脂層、２０Ａ 格子溝、２１ 第１斜面、２２ 第２斜面、３０ 金属膜、３１ ブレーズ面、３２ 段差面、４０ マスター回折格子、４０Ａ 反転格子溝、４１ 第１傾斜部、４２ 第２傾斜部、θ 段差角、θＢ ブレーズ角。 1 Blazed diffraction grating, 10 substrate, 10S main surface, 20 resin layer, 20A lattice groove, 21 first slope, 22 second slope, 30 metal film, 31 blazed surface, 32 stepped surface, 40 master diffraction grating, 40A inversion grating Groove, 41 1st inclined part, 42 2nd inclined part, θ step angle, θB blazed angle.
Claims (3)
前記主表面上に設けられており、断面が鋸歯状に形成された格子溝を有する樹脂層と、
前記格子溝の表面に沿うように設けられており、ブレーズ面と、前記格子溝のブレーズ方向の反対側の表面である段差面とを有する金属膜とを備え、
前記主表面と直交する方向における前記金属膜の高さは、前記格子溝上において一定であり、
前記ブレーズ面は、前記ブレーズ方向と前記ブレーズ面との間に鋭角のブレーズ角を形成し、
前記段差面は、前記ブレーズ方向と前記段差面との間に前記ブレーズ角よりも大きく、かつ、９０°以下の角度を有する段差角を形成し、
前記主表面と直交する方向における前記金属膜の高さをｔ（ｎｍ）とし、前記段差角をθ（°）とすると、ｔ≧２７０／ｃｏｓθの関係を満たす、ブレーズド回折格子。A substrate with a main surface and
A resin layer provided on the main surface and having a lattice groove having a serrated cross section, and a resin layer.
It is provided along the surface of the lattice groove, and includes a metal film having a blaze surface and a stepped surface which is a surface on the opposite side of the lattice groove in the blaze direction.
The height of the metal film in the direction orthogonal to the main surface is constant on the lattice groove.
The blaze surface forms an acute blaze angle between the blaze direction and the blaze surface.
The stepped surface forms a stepped angle between the blaze direction and the stepped surface, which is larger than the blaze angle and has an angle of 90 ° or less.
A blazed diffraction grating that satisfies the relationship of t ≧ 270 / cos θ, where t (nm) is the height of the metal film in a direction orthogonal to the main surface and θ (°) is the step angle.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/033584 WO2020053950A1 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Blazed grating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2020053950A1 true JPWO2020053950A1 (en) | 2021-08-30 |
| JP7078914B2 JP7078914B2 (en) | 2022-06-01 |
Family
ID=69777707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020546571A Active JP7078914B2 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Blazed diffraction grating |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7078914B2 (en) |
| WO (1) | WO2020053950A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141324A (en) * | 1987-11-27 | 1989-06-02 | Shimadzu Corp | Diffraction grating spectroscope |
| JPH07253519A (en) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Fujitsu Ltd | Optical connector |
| JPH10209533A (en) * | 1997-01-17 | 1998-08-07 | Cymer Inc | Reflective protection film for replica diffraction grating |
| JP2001092366A (en) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Toppan Printing Co Ltd | Display device |
| JP2002148115A (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-22 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Spectroscope, and light wavelength multiplexer using the same |
| JP2013092756A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-16 | Canon Inc | Echelle diffraction grating, excimer laser, echelle diffraction grating manufacturing method and argon fluoride excimer laser |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1026707A (en) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Surface relief type diffraction grating and its manufacture |
| JP6256018B2 (en) * | 2014-01-14 | 2018-01-10 | 凸版印刷株式会社 | Diffraction structure and anti-counterfeit medium using the same |
| JP6414620B2 (en) * | 2017-08-23 | 2018-10-31 | 株式会社島津製作所 | Blazed diffraction grating and method for producing blazed diffraction grating |
-
2018
- 2018-09-11 JP JP2020546571A patent/JP7078914B2/en active Active
- 2018-09-11 WO PCT/JP2018/033584 patent/WO2020053950A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141324A (en) * | 1987-11-27 | 1989-06-02 | Shimadzu Corp | Diffraction grating spectroscope |
| JPH07253519A (en) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Fujitsu Ltd | Optical connector |
| JPH10209533A (en) * | 1997-01-17 | 1998-08-07 | Cymer Inc | Reflective protection film for replica diffraction grating |
| JP2001092366A (en) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Toppan Printing Co Ltd | Display device |
| JP2002148115A (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-22 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Spectroscope, and light wavelength multiplexer using the same |
| JP2013092756A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-16 | Canon Inc | Echelle diffraction grating, excimer laser, echelle diffraction grating manufacturing method and argon fluoride excimer laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020053950A1 (en) | 2020-03-19 |
| JP7078914B2 (en) | 2022-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10422934B2 (en) | Diffraction gratings and the manufacture thereof | |
| JP6777029B2 (en) | Silicon wafer and its manufacturing method | |
| GB2509536A (en) | Diffraction grating | |
| EP2752691A1 (en) | Variable-efficiency diffraction grating | |
| JP2019016748A (en) | Manufacturing method for silicon wafer | |
| JP5965698B2 (en) | Diffraction grating and manufacturing method thereof | |
| JP2020522021A (en) | Method of manufacturing diffraction grating | |
| JP2001235611A (en) | Holographic grating | |
| EP1298735A3 (en) | Thin film piezoelectric element and its manufacturing method and actuator unit using same | |
| JPWO2016059928A1 (en) | Method for manufacturing curved diffraction grating mold, method for manufacturing curved diffraction grating, curved diffraction grating, and optical apparatus | |
| JP7078914B2 (en) | Blazed diffraction grating | |
| JPWO2015052748A1 (en) | Blazed diffraction grating and method for producing blazed diffraction grating | |
| JP2006330221A (en) | Polarizer | |
| JP2015504237A (en) | Method for manufacturing a refractive or diffractive optical device | |
| JP3675314B2 (en) | Diffraction grating | |
| US20170267519A1 (en) | Covering for a component and method for producing a covering for a component | |
| FI128410B (en) | Method of manufacturing a height-modulated optical diffractive grating | |
| JP2020522023A5 (en) | ||
| JP7096738B2 (en) | Concave diffraction grating and its manufacturing method | |
| JP2005271428A (en) | Manufacturing method for aspheric surface optical element | |
| RU175420U1 (en) | X-ray convergence control device | |
| JP2003227913A (en) | Diffraction optical element | |
| JP5445128B2 (en) | Optical element and method for processing optical element mold | |
| JP2006220899A (en) | Manufacturing method of phase level difference element | |
| JP2005143943A (en) | Processing method of corrosion resistant mirror |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211214 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220322 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220420 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220503 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7078914 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |