JPS6172202A - 曲面回折格子の製造方法 - Google Patents
曲面回折格子の製造方法Info
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- JPS6172202A JPS6172202A JP19369984A JP19369984A JPS6172202A JP S6172202 A JPS6172202 A JP S6172202A JP 19369984 A JP19369984 A JP 19369984A JP 19369984 A JP19369984 A JP 19369984A JP S6172202 A JPS6172202 A JP S6172202A
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- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 abstract 1
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- 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】
〔発明の分野〕
本発明は曲面回折格子の製造方法、さらに詳しくは良好
な性能を有する光部品の曲面格子を容易に製造する方法
に関するものである。
な性能を有する光部品の曲面格子を容易に製造する方法
に関するものである。
従来、曲面回折格子においては、凹面回折格子が紫外光
の分光器などに主として用いられてきたが、近年光通信
における光多重伝送方式の進展に伴い、光分波器、合波
器の必要が増しくＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５ＬＥＴＴＥＲ
Ｓ １７ （１９８１） ９３４．Ａｐｐｌｉｅｄ ０
ｐｔｉｃｓ １９（１９８０） ３５８８） 、回折格
子、特に高性能な凹面回折格子の経済的な製造法が望ま
れている。
の分光器などに主として用いられてきたが、近年光通信
における光多重伝送方式の進展に伴い、光分波器、合波
器の必要が増しくＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５ＬＥＴＴＥＲ
Ｓ １７ （１９８１） ９３４．Ａｐｐｌｉｅｄ ０
ｐｔｉｃｓ １９（１９８０） ３５８８） 、回折格
子、特に高性能な凹面回折格子の経済的な製造法が望ま
れている。
従来は、精密加工した凹面に高制度のルーリングマシン
で機械的に溝をきり、これを型としてレプリカを作製す
るという方法が採用されていた。
で機械的に溝をきり、これを型としてレプリカを作製す
るという方法が採用されていた。
この方法においては、機械的に溝を高密度に作製するた
めに、高価な装置を必要とするばかりでなく、第１図（
ａｌに示すように、凹面に対する回折格子の主な回折面
のなす角（以下ブレーズ角と略す）が凹面内の位置によ
って異なるため、回折効率を高くすることができなかっ
た。従来法で作製した回折格子（７５０ｌ ｉｎｅ／
ｍ１）、曲率半径３．８ ｃｍ、中心でのブレーズ角１
８．６°）の曲面の位置によるブレーズ角の変化を下記
の第１表に示す。
めに、高価な装置を必要とするばかりでなく、第１図（
ａｌに示すように、凹面に対する回折格子の主な回折面
のなす角（以下ブレーズ角と略す）が凹面内の位置によ
って異なるため、回折効率を高くすることができなかっ
た。従来法で作製した回折格子（７５０ｌ ｉｎｅ／
ｍ１）、曲率半径３．８ ｃｍ、中心でのブレーズ角１
８．６°）の曲面の位置によるブレーズ角の変化を下記
の第１表に示す。
これに対し、第１図中）に示すように面内においてブレ
ーズ角を一定にできれば、曲面全体にわたってブレーズ
条件を満足させることができ、回折効率を向上させるこ
とができる。
ーズ角を一定にできれば、曲面全体にわたってブレーズ
条件を満足させることができ、回折効率を向上させるこ
とができる。
ブレーズ角を凹面内で一定とする手法として、イオンビ
ームエツチングが考えられる（腰囲ら、信学論（Ｃ１、
Ｊ ６４−Ｃ，１０，ＰＰ６５２ （、昭５６−６）”
）。
ームエツチングが考えられる（腰囲ら、信学論（Ｃ１、
Ｊ ６４−Ｃ，１０，ＰＰ６５２ （、昭５６−６）”
）。
しかし、高価な装置を必要とし、経済性および生産性に
劣るという欠点がある。
劣るという欠点がある。
また数十μｍの厚さのシリコンウェハに回折格子お作製
し、ウェハを曲面にそって曲げることにより凹面内でブ
レーズ角が一定な凹面回折格子を作製する手法も報告さ
れている（藤井、Ｅｌｅｃｔｏｒ。
し、ウェハを曲面にそって曲げることにより凹面内でブ
レーズ角が一定な凹面回折格子を作製する手法も報告さ
れている（藤井、Ｅｌｅｃｔｏｒ。
ｎ１ｃｓ １ｅｔｔｅｒｓ １７ （１９８１） ９
３４ ）。しかし、この手法も量産性に乏しいという欠
点がある。
３４ ）。しかし、この手法も量産性に乏しいという欠
点がある。
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、凹面内で
ブレーズ角が一定の凹面回折格子を量産性よく、かつ経
済的に製造できる方法を提供することを目的とするもの
である。
ブレーズ角が一定の凹面回折格子を量産性よく、かつ経
済的に製造できる方法を提供することを目的とするもの
である。
したがって、本発明による曲面回折格子の製造方法は、
所定形状の平面回折格子を形成した柔軟な材料を所定曲
面に変形させ、この曲面化した柔軟材料を曲面回折格子
材料に接触させ、硬化せしめることを特徴とするもので
ある。
所定形状の平面回折格子を形成した柔軟な材料を所定曲
面に変形させ、この曲面化した柔軟材料を曲面回折格子
材料に接触させ、硬化せしめることを特徴とするもので
ある。
本発明による曲面回折格子の製造方法によれば、従来技
術で容易に製造可能な平面回折格子を用い、ブレーズ角
が曲面内で一定な回折効率の高い曲面回折格子を経済的
に製造できるという利点がある。
術で容易に製造可能な平面回折格子を用い、ブレーズ角
が曲面内で一定な回折効率の高い曲面回折格子を経済的
に製造できるという利点がある。
第２図は本発明による曲面回折格子の製造方法を模式的
に示した図であり、図中、１は平面回折格子を形成した
柔軟材料、２は基部、３は曲面回折格子材料、４は曲面
回折格子を示す。
に示した図であり、図中、１は平面回折格子を形成した
柔軟材料、２は基部、３は曲面回折格子材料、４は曲面
回折格子を示す。
本発明による曲面回折格子の製造方法によれば、まず、
柔軟な材料に平面的な回折格子を形成する（第１図（ａ
））。この回折格子を形成する方法は本発明において限
定されるものではなく、従来の方法により作製すること
ができる。
柔軟な材料に平面的な回折格子を形成する（第１図（ａ
））。この回折格子を形成する方法は本発明において限
定されるものではなく、従来の方法により作製すること
ができる。
このような平面回折格子を形成した柔軟な材料１は曲面
状に湾曲可能な柔軟性を有していれば、本発明において
基本的に限定されるものではない。
状に湾曲可能な柔軟性を有していれば、本発明において
基本的に限定されるものではない。
たとえば、プラスティックあるいは金属のフィルム状の
ものを用いることができる。特に、弾性があり、曲面回
折格子材料３に対し、耐性を有する材料であるのがよい
。このような柔軟な材料としては、特にシリコーン樹脂
が優れている。
ものを用いることができる。特に、弾性があり、曲面回
折格子材料３に対し、耐性を有する材料であるのがよい
。このような柔軟な材料としては、特にシリコーン樹脂
が優れている。
次ぎにこのような平面回折格子を形成された材料１を曲
面状に変形させるものであるが、この変形方法は基本的
に限定されるものではない。たとえば、第２図に示すよ
うに、所定の曲率半径に湾曲した基部２の前記湾曲面に
柔軟な材料１を貼着することにより変形させることがで
きる。この場合、回折格子が形成されている面を外側に
来るように貼着する（第２図（ｂ））。
面状に変形させるものであるが、この変形方法は基本的
に限定されるものではない。たとえば、第２図に示すよ
うに、所定の曲率半径に湾曲した基部２の前記湾曲面に
柔軟な材料１を貼着することにより変形させることがで
きる。この場合、回折格子が形成されている面を外側に
来るように貼着する（第２図（ｂ））。
次ぎにこのように変形された柔軟材料１の回折格子面を
液状の曲面回折格子材料３に接触させ（第１図（Ｃ））
、硬化せしめる（第１図（ｄ））。これを容器より取り
出すことにより曲面回折格子４を製造できる（第１図（
ｅ））。
液状の曲面回折格子材料３に接触させ（第１図（Ｃ））
、硬化せしめる（第１図（ｄ））。これを容器より取り
出すことにより曲面回折格子４を製造できる（第１図（
ｅ））。
このような曲面格子材料３としては、曲面に変形した柔
軟材料１の回折格子により成形されうるものであればい
かなるものでもよい。たとえば、低粘度の溶液よりガラ
ス成形品を得る、ゾル・ゲル法を用いた微細パターンの
作製方法（特願昭５８−１２９５２３号）に記載された
金属アルコレート溶液あるいはエポキシ樹脂などのプラ
スティック、さらにはセラミックなどを用いることがで
きる。すなわち、この曲面格子材料３としては、通常の
成形材料を有効に用いることができ、本発明において基
本的に限定されるものではない。
軟材料１の回折格子により成形されうるものであればい
かなるものでもよい。たとえば、低粘度の溶液よりガラ
ス成形品を得る、ゾル・ゲル法を用いた微細パターンの
作製方法（特願昭５８−１２９５２３号）に記載された
金属アルコレート溶液あるいはエポキシ樹脂などのプラ
スティック、さらにはセラミックなどを用いることがで
きる。すなわち、この曲面格子材料３としては、通常の
成形材料を有効に用いることができ、本発明において基
本的に限定されるものではない。
特に上述の金属アルコレートを用いる方法は、温度、湿
度の変化に対し信頼性が高いガラス回折格子をえること
ができる。
度の変化に対し信頼性が高いガラス回折格子をえること
ができる。
このような金属アルコレートを用いるとき、金属アルコ
レート溶液（曲面回折格子材料３）を用意し、この金属
アルコレート溶液３に回折格子の形成された柔軟材料１
を接触させ、一定時間放置しゲル化させる。このように
ゲル化したのち、前記柔軟材料１を取り除き（第１図（
ｄ））、さらに容器より取り出し、乾燥加熱してガラス
回折格子４（第１図（ｅ））とするものである。
レート溶液（曲面回折格子材料３）を用意し、この金属
アルコレート溶液３に回折格子の形成された柔軟材料１
を接触させ、一定時間放置しゲル化させる。このように
ゲル化したのち、前記柔軟材料１を取り除き（第１図（
ｄ））、さらに容器より取り出し、乾燥加熱してガラス
回折格子４（第１図（ｅ））とするものである。
上述の金属アルコレート溶液は少なくとも一種以上の金
属アルコレート、水および必要ならばメタノール、エタ
ノール、プロパツールなどのアルコール系溶媒、酸、塩
基な−どを含む溶液である。
属アルコレート、水および必要ならばメタノール、エタ
ノール、プロパツールなどのアルコール系溶媒、酸、塩
基な−どを含む溶液である。
このような金属アルコレートとしては、たとえばテトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシランなどを例として
挙げることができるが、本発明においてこれに限定され
るものではない。
メトキシシラン、テトラエトキシシランなどを例として
挙げることができるが、本発明においてこれに限定され
るものではない。
次ぎに本発明の実施例について説明する。
実施例１
市販の平面回折格子をマスクとして厚さ２ ｍｍのシリ
コーン樹脂表面に３００１ｉｎｅ／ｍｍのレプリカ回折
格子を形成した。これを曲率半径９．５ ｃｍの凸状の
基部に貼着し、テトラメトキシシラン：メチルアルコー
ル：水（モル比 １ ：４ ：４）の混合溶液に接
触させ、金属アルコレート溶液がゲル化した後、離型し
た。充分乾燥した後、９５０ ’Ｃまで加熱焼結し、第
３図に示すような石英凹面回折格子を得た。
コーン樹脂表面に３００１ｉｎｅ／ｍｍのレプリカ回折
格子を形成した。これを曲率半径９．５ ｃｍの凸状の
基部に貼着し、テトラメトキシシラン：メチルアルコー
ル：水（モル比 １ ：４ ：４）の混合溶液に接
触させ、金属アルコレート溶液がゲル化した後、離型し
た。充分乾燥した後、９５０ ’Ｃまで加熱焼結し、第
３図に示すような石英凹面回折格子を得た。
得られた回折格子は型として使用したシリコーン樹脂回
折格子に対して、０．４５倍に収縮しており、溝数は７
５０１ｉｎｅ ／ｍｍ、曲率半径は３．８ ｃｍであっ
た。
折格子に対して、０．４５倍に収縮しており、溝数は７
５０１ｉｎｅ ／ｍｍ、曲率半径は３．８ ｃｍであっ
た。
ブレーズ角の凹面内の位置変化を調べたところ、第２表
の結果が得られた。前述の第１表とともに下記に示す。
の結果が得られた。前述の第１表とともに下記に示す。
この第１表、第２表に示されるように、ブレーズ角は凹
面内でほぼ一定で、従来のものより著しく優れているこ
とがわかった。
面内でほぼ一定で、従来のものより著しく優れているこ
とがわかった。
（以下、余白）
第１表
第２表
実施例２
厚さ３０μｍのシリコーン樹脂表面に３００１ ｉｎｅ
／１）Ｈ１）のピッチでエシュレット回析格子をイオン
ビームエンヂングで形成した。これを曲率半径２０ｃｍ
の凹状の基部に貼着し、テトラメトキンシラン：エチル
アルコール：水；塩酸（モル比 ｔ：ｔｏ：ｔ。
／１）Ｈ１）のピッチでエシュレット回析格子をイオン
ビームエンヂングで形成した。これを曲率半径２０ｃｍ
の凹状の基部に貼着し、テトラメトキンシラン：エチル
アルコール：水；塩酸（モル比 ｔ：ｔｏ：ｔ。
： ０．０２）の混合溶液に接触させ、金属アルコレー
ト溶液がゲル化した後、離型した。充分乾燥した後、９
５０ ’ｃまで加熱焼結し、次ぎに薄片状に切り出し、
第４図に示すようなガラス薄片端面に溝数９６８１ｉｎ
ｅ ／ｍｍ、曲率半径は６．２ ｃｍの凸面回折格子面
５を作製した。
ト溶液がゲル化した後、離型した。充分乾燥した後、９
５０ ’ｃまで加熱焼結し、次ぎに薄片状に切り出し、
第４図に示すようなガラス薄片端面に溝数９６８１ｉｎ
ｅ ／ｍｍ、曲率半径は６．２ ｃｍの凸面回折格子面
５を作製した。
実施例３
厚さ２ ｍｍのシリコーン樹脂表面に５００１ｉｎｅ
／ｍｍのエシエレノト回折格子を作製し、これを曲率半
ｆ条４ ｃｍの凸状基部に付着させ、次いで未硬化エポ
キシ樹脂に接触させ、樹脂の硬化後、離型し、第３図に
示すような５００１ｉｎｅ ／ｍｍのプラスティック凹
面回折格子を作製した。
／ｍｍのエシエレノト回折格子を作製し、これを曲率半
ｆ条４ ｃｍの凸状基部に付着させ、次いで未硬化エポ
キシ樹脂に接触させ、樹脂の硬化後、離型し、第３図に
示すような５００１ｉｎｅ ／ｍｍのプラスティック凹
面回折格子を作製した。
この回折格子によってエボキン樹脂層内を導波してきた
光を分光することができる。薄膜型の光分波器を簡便に
装造可能になる。
光を分光することができる。薄膜型の光分波器を簡便に
装造可能になる。
以上説明したように本発明による曲面回折格子の製造方
法によれば、従来技術で容易に製造可能な平面回折格子
を用いて、ブレーズ角が凸面内で一定な回折効率の高い
凸面回折格子を製造することができるという利点がある
。
法によれば、従来技術で容易に製造可能な平面回折格子
を用いて、ブレーズ角が凸面内で一定な回折効率の高い
凸面回折格子を製造することができるという利点がある
。
第１図は凹面回折格子におけるブレーズ角の状態を説明
するための説明図、第２図は本発明による製造方法を説
明するための説明図、第３図は実施例１および実施例３
で製造された回折格子の斜視図、第４図は実施例２にお
いて製造された回折格子の斜視図である。 ■ ・・・柔軟材料、２ ・・・基部、３ ・・・曲面
回折格子材料、４ ・・・凹面回折格子、５ ・・・凸
面回折格子。
するための説明図、第２図は本発明による製造方法を説
明するための説明図、第３図は実施例１および実施例３
で製造された回折格子の斜視図、第４図は実施例２にお
いて製造された回折格子の斜視図である。 ■ ・・・柔軟材料、２ ・・・基部、３ ・・・曲面
回折格子材料、４ ・・・凹面回折格子、５ ・・・凸
面回折格子。
Claims (2)
- （１）所定形状の平面回折格子を形成した柔軟な材料を
所定曲面に変形させ、この曲面化した柔軟材料を曲面回
折格子材料に接触させ、この曲面格子材料を硬化せしめ
ることを特徴とする曲面回折格子の製造方法。 - （２）前記曲面格子材料は金属アルコレート溶液である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の曲面回折
格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19369984A JPS6172202A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 曲面回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19369984A JPS6172202A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 曲面回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172202A true JPS6172202A (ja) | 1986-04-14 |
Family
ID=16312311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19369984A Pending JPS6172202A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 曲面回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6172202A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0750207A2 (en) * | 1995-06-19 | 1996-12-27 | Eastman Kodak Company | Color separating diffractive optical array and image sensor |
| CN103018893A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-04-03 | 中国海洋大学 | 透过式可调节液态衍射光栅 |
| WO2013183601A1 (ja) | 2012-06-08 | 2013-12-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 曲面回折格子の製造方法、曲面回折格子の型およびそれを用いた曲面回折格子 |
| WO2014148118A1 (ja) | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 曲面回折格子及びその製造方法、並びに光学装置 |
| WO2019130835A1 (ja) | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 凹面回折格子の製造方法、凹面回折格子及びそれを用いた分析装置 |
| WO2024171522A1 (ja) * | 2023-02-17 | 2024-08-22 | 株式会社日立ハイテク | 回折格子及びそれを用いた分析装置、回折格子の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP19369984A patent/JPS6172202A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0750207A2 (en) * | 1995-06-19 | 1996-12-27 | Eastman Kodak Company | Color separating diffractive optical array and image sensor |
| EP0750207A3 (en) * | 1995-06-19 | 1998-02-25 | Eastman Kodak Company | Color separating diffractive optical array and image sensor |
| WO2013183601A1 (ja) | 2012-06-08 | 2013-12-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 曲面回折格子の製造方法、曲面回折格子の型およびそれを用いた曲面回折格子 |
| JP2014013366A (ja) * | 2012-06-08 | 2014-01-23 | Hitachi High-Technologies Corp | 曲面回折格子の製造方法、曲面回折格子の型およびそれを用いた曲面回折格子 |
| US9709714B2 (en) | 2012-06-08 | 2017-07-18 | Hitachi High-Technologies Corporation | Curved face diffraction grating fabrication method, curved face diffraction grating cast, and curved face diffraction grating employing same |
| CN103018893A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-04-03 | 中国海洋大学 | 透过式可调节液态衍射光栅 |
| WO2014148118A1 (ja) | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 曲面回折格子及びその製造方法、並びに光学装置 |
| US9945993B2 (en) | 2013-03-19 | 2018-04-17 | Hitachi High-Technologies Corporation | Curved grating, method for manufacturing the same, and optical device |
| WO2019130835A1 (ja) | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 凹面回折格子の製造方法、凹面回折格子及びそれを用いた分析装置 |
| EP3745166A4 (en) * | 2017-12-27 | 2021-09-15 | Hitachi High-Tech Corporation | PROCESS FOR MANUFACTURING A CONCAVE DIFFRACTION NETWORK, CONCAVE DIFFRACTION NETWORK, AND ANALYSIS DEVICE USING IT |
| US11391871B2 (en) | 2017-12-27 | 2022-07-19 | Hitachi High-Tech Corporation | Manufacturing method of concave diffraction grating, concave diffraction grating, and analyzer using the same |
| WO2024171522A1 (ja) * | 2023-02-17 | 2024-08-22 | 株式会社日立ハイテク | 回折格子及びそれを用いた分析装置、回折格子の製造方法 |
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