WO2023287237A1

WO2023287237A1 - 회절광학소자 제조장치 및 방법

Info

Publication number: WO2023287237A1
Application number: PCT/KR2022/010328
Authority: WO
Inventors: 서대한; 신부건; 임창윤; 추소영; 손현주
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-01-19
Also published as: KR20230012786A; TW202309607A; CN117795384A

Abstract

본 발명의 회절광학소자 제조 장치는, 광반응물질 부착면, 상기 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘, 상기 광반응물질 부착면에 부착되는 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽에 위치하며 상기 광반응물질을 향하여 광을 조사하는 광원을 포함하고, 상기 광원에서 조사되는 조사광과, 상기 조사광이 광반응물질을 투과하고 상기 광반사면에서 반사되는 반사광을 간섭시켜 마스터 없이 오직 하나의 광원만으로 회절광학소자를 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

회절광학소자 제조장치 및 방법

본 명세서는 2021년 7월 16일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2021-0093488 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다.

본 발명은 회절광학소자 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광반사면을 포함하는 프리즘을 이용하여 회절광학소자를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

홀로그래픽 광학소자와 같은 회절광학소자는 동일한 파장과 간섭성 길이(coherent length)를 가지는 두 개의 레이저광을 광반응물질에서 간섭시켜 제작하였다.

두 개의 레이저광을 이용하여 회절광학소자를 제조하는 경우, 진동이나 공기 유동과 같은 외부 환경에 크게 영향을 받아 제조된 회절광학소자의 재현성에 문제가 발생하는 경우가 빈번하였다.

대안으로, 사전에 마스터(Master)를 제작한 후에, 마스터를 이용하여 한 개의 레이저광으로 회절광학소자를 복제하는 기술이 개발되어 회절광학소자의 대량생산에 이르게 되었다.

하나의 레이저광이 마스터에서 회절되어 재생광을 생성하고, 원래의 레이저광과 마스터에 의한 재생광이 광반응물질에서 간섭하여 마스터와 동일한 회절광학소자를 복제하는 과정을 거치게 되는데, 다음과 같은 문제점이 지속적으로 제기되어 오고 있다.

먼저, 마스터를 제작하기 위한 광학 시스템을 셋업하고 외부 환경을 제어하기 용이하지 않고, 레이저 광원과 광학 시스템의 한계로 인하여 마스터 자체를 대형화하기 어려웠다. 대량생산을 위해 마스터의 대면적화가 필수적이었지만, 제작할 수 있는 마스터는 한 변의 길이가 최대 100mm에 그쳐 여러 개의 마스터를 타일 부착 방식으로 마스터 플레이트에 부착하여 사용하였다.

이 경우, 균일한 마스터를 다량 제작해야 하며, 소모품인 마스터의 특성 상 지속적인 생산이 필요하였으며, 복제된 회절광학소자가 일관된 광학적 성능을 유지하기 위해서 마스터는 복제 회절광학소자보다 크게 제작되어야 하는데, 이는 실제 대량 생산 시에 면취 효율을 저하시켜 수율에 부정적인 영향을 초래하였다.

나아가, 복제된 회절광학소자는 마스터의 성능에 의존하게 되며, 마스터 제작 시에 결함이 발생하였다면, 마스터의 결함도 그대로 회절광학소자로 복제되는 문제가 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 회절광학소자를 제조할 수 있도록 구성되는 프리즘을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 프리즘을 이용하여 마스터 없이 하나의 광원으로 회절광학소자를 제조하는 장치와 방법을 제공하고자 한다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘은 광반응물질 부착면과, 이 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘에서 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 소정의 각도는 하기 수학식 1에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 1]

여기에서,

는 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,

는 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽으로부터 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우, 조사광이 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각이며,

는 조사광이 반응물질을 투과하여 광반사면에서 반사된 반사광이 프리즘과 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,

는 광반응물질의 굴절률이며,

는 프리즘의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽으로부터 상기 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우, 조사광이 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각(

)은, 광반응물질과 공기 사이의 전반사 각도(

) 이하이며, 조사광이 광반응물질을 투과하여 광반사면에서 반사된 반사광이 프리즘과 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각(

)은 전반사 각도(

) 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘에서 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 소정의 각도는 하기 수학식 2에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 2]

여기에서,

는, 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽으로부터 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우, 조사광이 공기와 광반응물질의 계면으로 입사되는 조사각이며,

는 조사광이 광반응물질을 투과하여 광반사면에서 반사된 반사광이 프리즘과 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,

는 광반응물질의 굴절률이며,

는 프리즘의 굴절률이고,

는 공기의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘의 광반사면은 거울 코팅면 또는 거울 증착면을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘은 삼각 기둥 형상일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치는 광반응물질 부착면과, 이 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘 및 광반응물질 부착면에 부착되는 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽에 위치하며, 광반응물질을 향하여 광을 조사하도록 구성되는 광원을 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치는, 광원에서 조사되고 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 조사광과, 이 조사광이 광반응물질을 투과하여 광반사면에서 반사되고 프리즘과 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 반사광이 간섭하여 광반응물질에 간섭무늬를 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치의 프리즘에서 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 소정의 각도는 아래 수학식 1에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 1]

여기에서,

는, 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽으로부터 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우, 조사광이 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각이며,

는 광반응물질의 굴절률이며,

는 프리즘의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치에서 광원으로부터 조사되는 조사광이 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각(

)은, 광반응물질과 공기 사이의 전반사 각도(

)은 전반사 각도(

) 이상일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치의 프리즘에서 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 소정의 각도는 하기 수학식 2에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 2]

여기에서,

는 광반응물질의 굴절률이며,

는 프리즘의 굴절률이고,

는 공기의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치는 광반응물질이 프리즘의 광반응물질 부착면에 부착되도록 광반응물질 또는 프리즘을 이송하는 이송기구를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치에서 광반응물질은 소정의 폭 방향 크기를 가지며 길이방향으로 연장되는 시트 형상으로 이루어지며, 이송기구는 광반응물질의 시트를 연속적으로 이송하는 이송롤을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치의 프리즘의 광반응물질 부착면은 광반응물질의 폭 방향 크기에 대응하는 크기로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치는 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치는, 광반응물질 부착면과 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘 및 광반응물질 부착면에 부착되는 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽에 위치하며, 광반응물질을 향하여 광을 조사하는 광원을 포함하며, 광원에서 조사되는 조사광과, 이 조사광이 광반응물질을 투과하고 광반사면에서 반사되는 반사광을 간섭시켜 마스터 없이 오직 하나의 광원만으로 회절광학소자를 제조할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법은, 광반응물질 부착면과, 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘을 준비하는 단계와, 간섭무늬를 기록할 광반응물질을 프리즘에 부착하는 단계와, 광반응물질에 대하여 프리즘의 반대쪽에 위치하는 광원에서 광반응물질을 향하여 광을 조사하여 간섭무늬를 기록하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법의 프리즘을 준비하는 단계에서 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 소정의 각도는 아래 수학식 1에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 1]

여기에서,

는 광반응물질의 굴절률이며,

는 프리즘의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법의 프리즘을 준비하는 단계에서 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 소정의 각도는 하기 수학식 2에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 2]

여기에서,

는 광반응물질의 굴절률이며,

는 프리즘의 굴절률이고,

는 공기의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법의 간섭무늬를 기록하는 단계에서는, 광원에서 조사되고 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 조사광과, 이 조사광이 광반응물질을 투과하여 광반사면에서 반사되고 프리즘과 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 반사광이 간섭하여 광반응물질에 간섭무늬를 형성할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법의 간섭무늬를 기록하는 단계에서는, 광원에서 조사되는 조사광이 공기와 광반응물질의 계면에서 굴절되어 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각(

)은, 광반응물질과 공기 사이의 전반사 각도(

)은 전반사 각도(

) 이상일 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법의 간섭무늬를 기록하는 단계에서는, 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법은 광반응물질이 프리즘의 광반응물질 부착면에 부착되도록 광반응물질 또는 프리즘을 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법에서 광반응물질은 소정의 폭 방향 크기를 가지며 길이방향으로 연장되는 시트 형상으로 이루어지며, 광반응물질을 이송하는 단계에서는 광반응물질의 시트를 연속적으로 이송할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법은 간섭무늬가 기록된 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 소정의 크기를 가지는 회절광학소자를 복수개 재단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법에 의해 제조되는 회절광학소자는 홀로그래픽 광학소자(holographic optical element)일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치에 의하여 광원에서 조사되는 조사광과, 이 조사광이 광반응물질을 투과하고 광반사면에서 반사되는 반사광을 간섭시켜 간섭무늬가 기록된 광반응물질은 시트 형상이며, 이 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 회절광학소자를 제조하는 방법에 의하여 간섭무늬가 기록된 광반응물질은 광반응물질은 시트 형상이며, 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 광반사면을 구비하는 프리즘을 이용하여 광원에서 조사되는 조사광과, 프리즘의 광반사면에서 반사되는 반사광을 간섭시킴으로써 마스터 없이 하나의 광원으로 회절광학소자를 제조할 수 있게 된다.

이에 따라, 소모품인 마스터를 계속 생산할 필요가 없으며, 마스터의 결함이 회절광학소자에 그대로 복제되는 경우를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 회절광학소자 제조장치는 롤투롤 장치로 구현 가능하여 균일한 성능을 가지는 회절광학소자를 대량 생산할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 회절광학소자 제조장치의 프리즘은 대면적으로 제작할 수 있어 회절광학소자의 대량 생산 시에 면취 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 종래 타일 부착 방식 마스터를 사용하여 회절광학소자를 제조하는 경우, 마스터와 마스터 사이의 간극에는 간섭무늬가 기록되지 않아 광반응 물질에 단속적인 간섭무늬가 형성되므로 재단 시에 - 특히, 사선 재단 시에 - 재단 효율이 저하된다.

이에 반하여, 본 발명에 의하면, 광반응물질에 간섭무늬를 연속적으로 형성할 수 있어 재단 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 개념도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치에서 조사광의 광경로를 도시하는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치의 프리즘을 나타내는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치를 나타내는 개략도이다.

도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 투과율(transmittance)을 나타내는 그래프이다.

도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 반사율(reflectance)을 나타내는 그래프이다.

도 6(a)는 본 발명의 비교 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 투과율(transmittance)을 나타내는 그래프이다.

도 6(b)는 본 발명의 비교 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 반사율(reflectance)을 나타내는 그래프이다.

[부호의 설명]

1: 회절광학소자 제조장치

2: 광반응물질

10: 회절광학소자 제조용 프리즘

11: 광반응물질 부착면

12: 광반사면

20: 광원

30: 이송기구

40: 공급롤

50: 회수롤

La: 조사광

Lb: 반사광

: 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서 전체에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서 전체에서, 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않으며, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 명세서 전체에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에서, 용어 "회절광학소자"는 소정의 방향을 따라 고굴절부와 저굴절부가 서로 교번하여 배치되는 회절 격자 패턴으로 구비하는 광학소자를 의미하며, 회절광학소자에 도달하는 광은 회절되어 광경로가 변경될 수 있다.

본 명세서 전체에서, 용어 "홀로그래픽 회절광학소자"는 소정의 방향을 따라 고굴절부와 저굴절부가 서로 교번하여 배치되는 홀로그래픽 격자 패턴을 구비하는 광학소자를 의미하며, 홀로그래픽 회절광학소자에 도달하는 광은 회절되어 광경로가 변경될 수 있다. 이러한 홀로그래픽 격자 패턴은 포토폴리머(photopolymer)와 같은 감광 재료에 복수의 레이저가 간섭되어 기록될 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치의 구성과 작용을 도시하고 있으며, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 개념도이고, 도 2는 회절광학소자 제조장치에서 조사광의 광경로를 도시하는 단면도이며, 도 3은 회절광학소자 제조장치의 프리즘을 나타내는 사시도이고, 도 4는 회절광학소자 제조장치를 나타내는 개략도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)는 광반응물질(2)에 빛을 조사하고 간섭시켜 간섭 무늬를 기록함으로써 회절광학소자를 제조할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)는 광반응물질(2)에 빛을 조사하는 광원(20)과, 이 광원(20)으로부터 조사되는 빛을 간섭시키는 프리즘(10)을 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 회절광학소자 제조용 프리즘(10)은 광반응물질(2)이 부착되는 광반응물질 부착면(11)과 이 광반응물질 부착면(11)으로부터 소정의 각도(

)만큼 경사진 광반사면을 포함하여 구성될 수 있다.

광원(20)은 광반응물질 부착면(11)에 부착되는 광반응물질(2)에 대하여 프리즘(10)의 반대쪽에 위치하고 있으며, 광반응물질(2)을 향하여 광을 조사하도록 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)는 프리즘(10)에 부착되는 광반응물질(2)에 광을 조사하고 광원(20)에서 조사되는 조사광(La)과, 이 조사광(La)이 광반응물질(2)을 투과하고 광반사면(12)에서 반사되는 반사광(Lb)을 간섭시킴으로써 광반응물질(2)에 간섭무늬를 기록하여 마스터 없이 오직 하나의 광원만으로 회절광학소자를 제조할 수 있다.

도 2를 참조하여 본 발멸의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)를 사용하여 광반응물질(2)에 간섭무늬를 기록하기 위한 광경로를 살펴보면, 광원(20)에서 소정의 조사각(

)으로 조사되는 조사광(La)은 공기와 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되며, 이 때의 입사각을 제1 입사각(

)이라 할 수 있다.

이 조사광(La)은 광반응물질(2)을 투과하여 광반사면(12)에서 반사된 이후에, 프리즘(10)과 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되며, 광반사면(12)에서 반사된 이후의 광을 반사광(Lb)이라 지칭하기로 하며, 이때의 입사각을 제2 입사각(

)이라 할 수 있다.

한편, 조사광(La)과 반사광(Lb)은 하나의 광원(20)에서 생성된 광으로, 조사광(La)이 프리즘(10)의 광반사면(12)에서 반사된 이후에 반사광(Lb)이 되며, 조사광(La)과 반사광(Lb)이 간섭하여 광반응물질(2)에 간섭무늬를 형성하여 회절광학소자를 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)에서 광원(20)으로부터 조사되는 조사광(La)과 이 조사광(La)이 프리즘(10)의 광반사면(12)에서 반사된 반사광(Lb)이 광경로를 따라 간섭하여 간섭무늬를 형성하기 위해서는 조사광(La)이 공기와 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사될 때의 제1 입사각(

)과, 반사광(La)이 프리즘(19)과 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사될 때의 제2 입사각(

)이 각각 광반응물질(2)과 공기 사이의 전반사 각도(

)와 소정의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 제1 입사각(

)은 전반사 각도(

) 이하가 되고, 제2 입사각(

) 전반사 각도(

) 이상이 된다면, 조사광(La)과 반사광(Lb)이 광반응물질(2) 내에서 간섭하여 간섭무늬를 형성할 수 있다.

다른 관점에서, 회절광학소자를 제조하기 위해 광반응물질(2)에 입사되어야 하는 두 개의 광의 각도를 맞추기 위해 프리즘(10)의 각도, 즉 프리즘(10)의 광반응물질 부착면(11)과 광반사면(12) 사이의 각도는 아래의 [수학식 1]에 의해 정해질 수 있다.

[수학식 1]

여기에서,

는 프리즘(10)의 광반응물질 부착면(11)과 광반사면(12) 사이의 각도이고,

는 광원(20)으로부터 조사되는 조사광(La)이 공기와 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되는 제1 입사각이며,

는 조사광(La)이 광반응물질(2)을 투과하고 광반사면(12)에서 반사되는 반사광(Lb)이 프리즘(10)과 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되는 제2 입사각이고,

는 광반응물질(2)의 굴절률이며,

는 프리즘(10)의 굴절률에 해당한다.

광원(20)으로부터 조사되는 조사광이 공기와 광반응물질의 계면으로 입사될 때의 각도를 조사각(

)으로 정의하면, 스넬의 법칙을 이용하여 제1 입사각(

)은 조사각(

)으로 치환될 수 있으며, [수학식 1]은 아래의 [수학식 2]와 같이 변경되어 프리즘(10)의 각도(

)는 조사각(

)과 제2 입사각(

) 사이의 관계로 나타낼 수 있다.

[수학식 2]

여기에서,

는 광원(20)으로부터 조사되는 조사광(La)이 공기와 광반응물질(2)의 계면으로 입사되는 조사각이며,

는 조사광(La)이 광반응물질(2)을 투과하여 광반사면(12)에서 반사된 반사광(Lb)이 프리즘(10)과 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되는 제2 입사각이고,

는 광반응물질(2)의 굴절률이며,

는 프리즘(10)의 굴절률이고,

는 공기의 굴절률에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘(10)의 광반사면(12)은 광반응물질 부착면(11)을 투과하여 프리즘(10) 내로 입사되는 광을 거울반사할 수 있도록 구성되며, 코팅 내지 증착을 통하여 거울 코팅면 또는 거울 증착면을 형성할 수 있지만, 이에 한정되지 아니하고, 반사가 가능한 광학 소자를 프리즘(10)에 부착하여 광반사면(12)을 구현하는 것도 가능하며, 프리즘(10) 내로 입사되어 광반사면(12)에 도달한 광을 반사시킬 수 있는 구성이면 가능하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘(10)은 삼각 기둥 형상일 수 있으며, 삼각 기둥 일측면이 광반응물질 부착면(11)이 되고, 이에 인접하는 타측면이 광반사면(12)이 될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 광반응물질 부착면(11)과 소정의 각도 관계를 만족하면서 이에 인접하는 광반사면(12)을 구비하고 있는 구성이면 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘(10)은 쿼츠, BK7, PMMA(Poly(methyl methacrylate))로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)에서 광원(20)은 레이저 광원일 수 있으며, 소정의 파장 및 간섭성 길이(coherent length)를 가지는 하나의 광을 조사하도록 구성될 수 있다.

여기에서, “하나”라는 의미는 광원이 물리적으로 한 개라는 의미 이외에 조사광(La)과 반사광(Lb)이 “동일”한 광원에 의해 생성되는 것을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시에 따르면, 광반응물질은 감광재료를 포함할 수 있으며, 소정의 폭 방향 및/또는 길이 방향 크기를 가지는 시트 형상 내지 롤 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 홀로그래픽 광학소자를 포함한 회절광학소자의 제조에 사용될 수 있는 다양한 종류의 감광재료가 공지되어 있으며, 이러한 재료가 제한없이 본 발명에서도 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 감광재료는, 포토폴리머(photopolymer), 포토레지스트(photoresist), 실버 팔라이드 에멀젼(silver halide emulsion), 중크롬산 젤라틴(dichromated gelatin), 포토그래픽 에멀젼(photographic emulsion), 포토써모플라스틱(photothermoplastic) 또는 광회절(photorefractive) 재료 등이 사용될 수 있다. 상기한 감광재료를 사용하여 간섭무늬를 용이하게 기록할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 회절광학소자는 홀로그래픽 광학소자(holographic optical element)일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)는 회절광학소자를 대량 생산할 수 있도록 롤투롤 장치로 구성될 수 있다.

도 4를 참조하여 이를 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)에서 광반응물질(2)은 소정의 폭 방향 크기를 가지며 길이방향으로 연장되는 시트 형상으로 이루어질 수 있다. 이 때, 광반응물질(2)의 폭 방향 크기는 500mm 이상이 되도록 구성할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 생산할 회절광학소자의 크기에 맞추어 다양하게 설정할 수 있다.

시트 형상의 광반응물질(2)은 롤 형상으로 감겨 있는 공급롤(40)에 의해 공급될 수 있으며, 간섭무늬가 기록되어 회절광학소자로 제조된 시트 형상의 광반응물질(2)은 회수롤(50)에 의해 권취되어 롤 형태로 회수하는 것 또한 가능하다.

시트 형상의 광반응물질(2)을 회절광학소자 제조장치(1)에 공급하는 경우, 광반응물질(2)이 프리즘(10)의 광반응물질 부착면(11)에 부착되도록 광반응물질(2)을 이송하는 이송기구(30)를 설치할 수 있으며, 이송기구(30)는 광반응물질(2)의 시트를 연속적으로 이송하는 이송롤 형태로 구성할 수 있다.

광반응물질(2)을 이송하는 이외에 프리즘(10)을 이송하도록 이송기구(50)를 구성하는 것 또한 가능하다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘(10)의 광반응 부착면(11)은 시트 형상의 광반응물질(2)의 폭 방향 크기에 대응하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 구성하면, 종래 기술인 마스터를 사용하는 경우에 비하여 광반응물질(2)로부터 회절광학소자 생산 시의 면취 효율을 대폭 개선될 수 있어 효과적이다.

종래 기술의 마스터는 레이저 및 광학적인 한계로 인하여 대면적으로 제작할 수 없어 대량 생산을 위해서는 타일식으로 여러 개의 마스터를 기판에 부착하여 사용할 밖에 없었는데, 이와 같이 여러 개의 마스터를 타일식으로 부착하게 되면 회절광학소자 생산 시에 면취 효율이 저하되는 문제가 있었다.

이에 비하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자 제조용 프리즘(10)은 한 변의 길이를 500mm 이상의 대면적으로 제작할 수 있기 때문에, 종래 기술과 같이 타일식으로 부착할 때의 면취 효율 저하를 방지할 수 있다.

프리즘(10)에 의해 간섭무늬가 기록된 시트 형상의 광반응물질(2)은 소정의 크기를 가지는 개별 회절광학소자로 절단하여 재단하는 과정을 거칠 수 있다.

이러한 재단은 시트 형상 광반응물질(2)의 폭 방향, 길이 방향, 또는 폭 방향 내지 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향을 따라 이루어질 수 있게 된다.

여기에서, 시트 형상 광반응물질(2)의 단위 크기, 예를 들어 500mm×500mm, 내에 개별 회절광학소자가 최대한 많이 배치될 수 있도록 효율적으로 재단하는 것이 필요하다.

시트 형상 광반응물질(2)의 단위 면적에 대하여 배치된 개별 회절광학소자의 면적의 합을 재단 효율로 정의하고, 재단 효율을 향상시켜 생산 수율을 높일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 제조되는 회절광학소자의 재단 효율은 종래의 타일 부착 방식 마스터를 이용하여 제조되는 회절광학소자의 재단 효율보다 높게 되고, 특히, 사선 방향 재단의 경우, 양 발명의 재단 효율의 차이는 훨씬 커지게 된다.

종래 타일 부착 방식 마스터를 이용하게 되면, 마스터 플레이트에 마스터가 타일 방식으로 부착됨에 따라 마스터와 마스터 사이에 물리적인 간극이 발생하고, 이러한 물리적인 간극에서는 간섭무늬가 기록될 수 없어 재단되기 전의 광반응물질 시트에 기록되는 간섭무늬가 연속적으로 형성되지 않고 마스터 사이의 간극에서 단속적으로 간섭무늬가 기록된다.

이러한 단속적인 간섭무늬는 재단 효율을 높이는데 악영향을 초래하게 된다.

반면에, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시트 형상 광반응물질(2)에 연속적으로 간섭무늬가 기록될 수 있어 종래 기술 대비 대폭 개선된 재단 효율을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 시트 형상 광반응물질(2)의 폭 방향, 길이 방향 또는 폭 방향 내지 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성되고, 시트 형상 광반응물질(2)의 단위 크기 내의 전영역을 이용하여 개별 회절광학소자를 배치하고 재단할 수 있게 된다.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 회절광학소자를 제조하는 방법은 광반응물질 부착면(11)과, 광반응물질 부착면(11)으로부터 소정의 각도(

)로 경사진 광반사면(12)을 포함하는 프리즘(10)을 준비하는 단계와, 간섭무늬를 기록할 광반응물질(2)을 프리즘(10)에 부착하는 단계와, 광반응물질(2)에 대하여 프리즘(10)의 반대쪽에 위치하는 광원(20)에서 광반응물질(2)을 향하여 광을 조사하여 간섭무늬를 기록하는 단계를 포함한다.

프리즘(10)을 준비하는 단계에서 프리즘(10)은 앞선 실시예들에 따른 회절광학소자 제조장치(1)의 구성과 동일하게 구성할 수 있다.

광반응물질(2)을 프리즘(10)에 부착한 이후에, 간섭무늬를 기록하는 단계에서는, 광원(20)에서 조사되고 공기와 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되는 조사광(La)과, 이 조사광(La)이 광반응물질(2)을 투과하여 광반사면(12)에서 반사되고 프리즘(10)과 광반응물질(2)의 계면에서 굴절되어 광반응물질(2) 내로 입사되는 반사광(Lb)이 간섭하여 광반응물질(2)에 간섭무늬를 형성할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법에서는 광반응물질(2)이 프리즘(10)의 광반응물질 부착면(11)에 부착되도록 광반응물질(2) 또는 프리즘(10)을 이송하는 단계를 더 포함시킴으로써 광반응물질(2)을 연속적으로 공급하여 회절광학소자를 제조할 수 있도록 구성할 수 있다.

이 경우, 광반응물질(2)을 소정의 폭 방향 크기를 가지며 길이방향으로 연장되는 시트 형상으로 구성하여 광반응물질의 시트를 연속적으로 이송할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라 회절광학소자를 제조하는 방법에서는 간섭무늬가 기록된 시트 형상의 광반응물질(2)를 복수개의 회절광학소자로 절단하여 재단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 간섭무늬를 기록하는 단계에서 시트 형상 광반응물질(2)에 연속적으로 간섭무늬가 기록될 수 있다.

보다 구체적으로, 시트 형상 광반응물질(2)의 폭 방향, 길이 방향 또는 폭 방향 내지 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성되므로, 시트 형상 광반응물질(2)의 단위 크기 내의 전영역을 이용하여 개별 회절광학소자를 배치하고 재단할 수 있어 재단 효율을 향상시킬 수 있다.

실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치(1)를 준비하여, 광반응물질(2)을 프리즘(10)의 광반응물질 부착면(11)에 부착한 후 광원(20)으로부터 조사각(

)을 60°로 조사광(La)을 입사시킨 후에, 프리즘(10)의 광반사면(12)에서 반사된 반사광(Lb)의 제2 입사각(

)을 66°로 설정하여 조사광(La)과 반사광(Lb)을 간섭시켜 회절광학소자를 제작하였다.

여기에서, 광원(20)은, 파장이 660nm이고 간섭성 길이가 2m인 레이저 광원이 사용되었으며, 광반응물질(2)은 포토폴리머를 사용하고, 프리즘(10)의

는 15°로 설정하였다.

제작된 회절광학소자의 광학적 특성은 도 5(a) 및 도 5(b)로 나타내었다.

도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 효율을 측정한 도면으로, 도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 투과율을 나타내는 그래프이고, 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다.

도 5(a) 및 도 5(b)에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자는 0°로 입사할 때, 50°로 회절하며, 피크 파장은 986nm이고, 투과율은 39.7%이고, 반사율은 49.9%를 나타내었다.

비교예

본 발명의 비교 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치를 준비하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자 제조장치와는 달리, 프리즘이 아닌 종래 기술에 따른 마스터를 제작하고 마스터 플레이트를 제작하였다. 마스터 플레이트 이외의 구성은 본 발명의 일 실시예와 동일하게 구성하였다.

보다 구체적으로, 마스터로는 포토폴리머를 사용하고, 광원은 파장 660nm, 간섭성 길이 2m인 레이저 광원을 사용하여, 광원을 두 개로 분리하고 이들 두 개의 광원을 간섭시켜 마스터를 제작하였다.

광반응물질을 마스터플레이트의 광반응물질 부착면에 부착한 후 광원으로부터 조사각을 60°로 조사광을 입사시킨 후에, 마스터에서 회절된 회절광의 입사각을 66°로 설정하여 조사광과 회절광을 간섭시켜 광반응물질에 마스터와 동일한 복제 회절광학소자를 제작하였다.

여기에서, 광원은, 파장이 660nm이고 간섭성 길이가 2m인 레이저 광원이 사용되었으며, 광반응물질(2)은 포토폴리머를 사용하였다.

비교예에 따라 제작된 회절광학소자의 광학적 특성은 도 6(a) 및 도 6(b)로 나타내었다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 비교 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 효율을 측정한 도면으로, 도 6(a)는 본 발명의 비교 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 투과율을 나타내는 그래프이고, 도 6(b)는 본 발명의 비교 실시예에 따라 제조된 회절광학소자의 파장에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다.

도 6(a) 및 도 6(b)에 의하면, 본 발명의 비교 실시예에 따른 회절광학소자는 0°로 입사할 때, 50°로 회절하며, 피크 파장은 987nm이고, 투과율은 46.0%이고, 반사율은 44.8%를 나타내었다.

따라서, 앞선 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 데이터와 비교 실시예에 따른 측정 데이터를 비교하여 보면, 실시예는 비교예와 대비하여 대략 5% 이상 높은 효율을 가지는 회절광학소자를 제조할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

광반응물질 부착면과,

상기 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는

회절광학소자 제조용 프리즘.
청구항 1에 있어서,

상기 소정의 각도는 하기 수학식 1에 의하여 정해지는, 회절광학소자 제조용 프리즘.

[수학식 1]

여기에서,
는 상기 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,
는, 상기 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽으로부터 상기 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우, 상기 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각이며,
는 상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,
는 광반응물질의 굴절률이며,
는 프리즘의 굴절률에 해당한다.
청구항 1에 있어서,

상기 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽으로부터 상기 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우,

상기 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각(
)은, 상기 광반응물질과 공기 사이의 전반사 각도(
) 이하이며,

상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각(
)은 상기 전반사 각도(
) 이상인, 회절광학소자 제조용 프리즘.
청구항 1에 있어서,

상기 소정의 각도는 하기 수학식 2에 의하여 정해지는, 회절광학소자 제조용 프리즘.

[수학식 2]

여기에서,
는 상기 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,
는, 상기 프리즘에 부착되는 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽으로부터 상기 광반응물질을 향하여 조사광이 조사되는 경우, 상기 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면으로 입사되는 조사각이며,
는 상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,
는 광반응물질의 굴절률이며,
는 프리즘의 굴절률이고,
는 공기의 굴절률에 해당한다.
청구항 1에 있어서,

상기 광반사면은 거울 코팅면 또는 거울 증착면을 포함하는, 회절광학소자 제조용 프리즘.
청구항 1에 있어서,

삼각 기둥 형상인, 회절광학소자 제조용 프리즘.
광반응물질 부착면과, 상기 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘; 및

상기 광반응물질 부착면에 부착되는 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽에 위치하며, 상기 광반응물질을 향하여 광을 조사하도록 구성되는 광원;을 포함하는

회절광학소자 제조장치.
청구항 7에 있어서,

상기 광원에서 조사되고 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 조사광과,

상기 조사광이 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사되고 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 반사광이 간섭하여 상기 광반응물질에 간섭무늬를 형성하는

회절광학소자 제조장치.
청구항 7에 있어서,

상기 소정의 각도는 아래 수학식 1에 의하여 정해지는, 회절광학소자 제조장치.

[수학식 1]

여기에서,
는 상기 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,
는 상기 광원으로부터 조사되는 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각이며,
는 상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,
는 광반응물질의 굴절률이며,
는 프리즘의 굴절률에 해당한다.
청구항 7에 있어서,

상기 광원으로부터 조사되는 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각(
)은, 상기 광반응물질과 공기 사이의 전반사 각도(
) 이하이며,

상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각(
)은 상기 전반사 각도(
) 이상인, 회절광학소자 제조장치.
청구항 7에 있어서,

상기 소정의 각도는 하기 수학식 2에 의하여 정해지는, 회절광학소자 제조장치.

[수학식 2]

여기에서,
는 상기 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,
는 상기 광원으로부터 조사되는 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면으로 입사되는 조사각이며,
는 상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,
는 광반응물질의 굴절률이며,
는 프리즘의 굴절률이고,
는 공기의 굴절률에 해당한다.
청구항 7에 있어서,

상기 광반응물질이 상기 프리즘의 광반응물질 부착면에 부착되도록 상기 광반응물질 또는 상기 프리즘을 이송하는 이송기구를 더 포함하는 회절광학소자 제조장치.
청구항 12에 있어서,

상기 광반응물질은 소정의 폭 방향 크기를 가지며 길이방향으로 연장되는 시트 형상으로 이루어지며,

상기 이송기구는 상기 광반응물질의 시트를 연속적으로 이송하는 이송롤을 포함하는, 회절광학소자 제조장치.
청구항 7에 있어서,

상기 프리즘의 광반응물질 부착면은 상기 광반응물질의 폭 방향 크기에 대응하는 크기로 이루어지는, 회절광학소자 제조장치.
청구항 7에 있어서,

상기 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성되는, 회절광학소자 제조장치.
광반응물질 부착면과, 상기 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘; 및

상기 광반응물질 부착면에 부착되는 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽에 위치하며, 상기 광반응물질을 향하여 광을 조사하는 광원;을 포함하며,

상기 광원에서 조사되는 조사광과, 상기 조사광이 광반응물질을 투과하고 상기 광반사면에서 반사되는 반사광을 간섭시켜 마스터 없이 오직 하나의 광원만으로 회절광학소자를 제조하는 장치.
광반응물질 부착면과, 상기 광반응물질 부착면으로부터 소정의 각도로 경사진 광반사면을 포함하는 프리즘을 준비하는 단계;

간섭무늬를 기록할 광반응물질을 상기 프리즘에 부착하는 단계; 및

상기 광반응물질에 대하여 상기 프리즘의 반대쪽에 위치하는 광원에서 상기 광반응물질을 향하여 광을 조사하여 간섭무늬를 기록하는 단계;를 포함하는

화절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 프리즘을 준비하는 단계에서 상기 소정의 각도는 아래 수학식 1에 의하여 정해지는, 회절광학소자를 제조하는 방법.

[수학식 1]

여기에서,
는 상기 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,
는 상기 광원으로부터 조사되는 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각이며,
는 상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하고 상기 광반사면에서 반사되는 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,
는 광반응물질의 굴절률이며,
는 프리즘의 굴절률에 해당한다.
청구항 17에 있어서,

상기 프리즘을 준비하는 단계에서 상기 소정의 각도는 하기 수학식 2에 의하여 정해지는, 회절광학소자를 제조하는 방법.

[수학식 2]

여기에서,
는 상기 프리즘의 광반응물질 부착면과 광반사면 사이의 각도이고,
는 상기 광원으로부터 조사되는 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면으로 입사되는 조사각이며,
는 상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각이고,
는 광반응물질의 굴절률이며,
는 프리즘의 굴절률이고,
는 공기의 굴절률에 해당한다.
청구항 17에 있어서,

상기 간섭무늬를 기록하는 단계에서는,

상기 광원에서 조사되고 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 조사광과,

상기 조사광이 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사되고 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 반사광이 간섭하여 상기 광반응물질에 간섭무늬를 형성하는,

회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 간섭무늬를 기록하는 단계에서는,

상기 광원에서 조사되는 조사광이 공기와 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제1 입사각(
)은, 상기 광반응물질과 공기 사이의 전반사 각도(
) 이하이며,

상기 조사광이 상기 광반응물질을 투과하여 상기 광반사면에서 반사된 반사광이 상기 프리즘과 상기 광반응물질의 계면에서 굴절되어 상기 광반응물질 내로 입사되는 제2 입사각(
)은 상기 전반사 각도(
) 이상인, 회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 간섭무늬를 기록하는 단계에서는,

상기 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성되는, 회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 광반응물질이 상기 프리즘의 광반응물질 부착면에 부착되도록 상기 광반응물질 또는 상기 프리즘을 이송하는 단계를 더 포함하는 회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 23에 있어서,

상기 광반응물질은 소정의 폭 방향 크기를 가지며 길이방향으로 연장되는 시트 형상으로 이루어지며,

상기 광반응물질을 이송하는 단계에서는 상기 광반응물질의 시트를 연속적으로 이송하는, 회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 간섭무늬가 기록된 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 소정의 크기를 가지는 회절광학소자를 복수개 재단하는 단계를 더 포함하는 회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 회절광학소자는 홀로그래픽 광학소자(holographic optical element)인, 회절광학소자를 제조하는 방법.
청구항 7에 기재된 회절광학소자 제조장치에 의하여 상기 광원에서 조사되는 조사광과, 상기 조사광이 광반응물질을 투과하고 상기 광반사면에서 반사되는 반사광을 간섭시켜 간섭무늬가 기록된 광반응물질에 있어서,

상기 광반응물질은 시트 형상이며,

상기 광반응물질은 상기 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성되어 있는 광반응물질.
청구항 17에 기재된 회절광학소자를 제조하는 방법에 의하여 간섭무늬가 기록된 광반응물질에 있어서,

상기 광반응물질은 시트 형상이며,

상기 광반응물질은 상기 광반응물질의 폭 방향, 길이 방향, 폭 방향 또는 길이 방향과 소정의 각도를 이루는 사선 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 간섭무늬가 연속적으로 형성되어 있는 광반응물질.