TW200425539A - Light-emitting device having diffraction optical film on light-emitting surface and its manufacturing method - Google Patents

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200425539 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種在光放射面上具有繞射光學膜之發光 元件及其製造方法，更具體而言，係關於在光放射面上具 有繞射光學膜，其係具有波長合分歧、能量合分歧、偏光 合分歧、波長板或光隔離器之功能之發光元件及其製造方 法。 【先前技術】 熟知產生光繞射之繞射光學元件可用於各種用途上。如 在光通信領域上使用之波長合分波器、光耦合器、光隔離 器等均可利用繞射光學元件來製造。 一般而言，繞射光學元件係藉由在透光性基板上形成繞 射光柵層而製成。依其繞射光柵層構造上之差異，繞射光 學元件大致上區分為折射率調變型與浮雕型。 圖13係以模式剖面圖顯示一種折射率調變型繞射光學元 件。另外，本專利之圖式中，寬度及厚度等尺寸關係，為 求圖式之清晰化與簡要化而適切變1，並未反映實際之尺 寸關係。該折射㈣變型繞射光學元件包含形成於透光性 基板11上之繞射光栅層12a，該繞射光拇層i2a上形成有折 射率凋變構造。亦即，在繞射光栅層12a上周期性交互形成 有7有相對車又小折射率nl之局部區域；與具有相對較大 折射率n2之局部區域。而後，藉由在通過低折射率…區域之 光與通過高折射率〜區域之光間產生之相位差可產生繞射 現象。

0\89\89637.DOC 具有折射率調變構造之繞射光柵層丨 受能束照射而折射率掸加彳 用如猎由接 手日加之材枓來形成。如熟知松雜古蚀 之石英玻璃藉由照射紫外線， 少，、鍺 在W… 外線其折射率增加。並熟知藉由 =央玻璃上照射X射線，其折射率亦增加。亦即 =板11上堆積折射率…之石英系破璃層，藉由 層上以周期性圖案照射能束，局部地將折射率提古成n 即可形成圖丨3所示之繞射光柵層12ae “ 2, 圖14係以模式剖面圖顯示一種浮雕型繞射光學元件。今 ㈣型繞射光學元件包含形成於透光性基板u上之繞射光 柵層心該繞射光栅層12b上形成有浮雕構造。亦即，在 繞射光柵層m上周期性交互形成有：具有相對較大厚^ 局部區域；與具有相對較小厚 又 J平乂』片度之局部區域。而後，藉由 在通過大厚度區域之光與通過小厚度區域之光間產生之相 位差，可產生繞射現象。 ^繞射光㈣m’如可藉由在透光性基板 11上堆積石英系玻璃層’利用光姓刻與姓刻加工其玻璃層 而形成。 _圖15係以模式剖面圖顯示另一種折射率調變型繞射光學 70件。圖15之折射率調變型繞射光學元件與圖时類似， 不過在圖15中之繞射光柵層⑶内周期性排列有具有彼此 不同之三階折射率ηι，n2, n3之局部區域。如此，在繞射光 柵層⑶内具有三階折射率ηι，η2，η3之局部區域，如可藉由 在基板11上堆積折射率…之石英系玻璃層，並對該玻璃層 照射兩個不同之能級之能束而形成。

O:\89\89637 DOC 200425539 包含多（Muhi)階折射率之局部區域之繞射光樹，比包含 單純之兩（Binary)階折射率區域之繞射光栅，可提高繞射 :率。此時’所謂繞射效率’係指繞射光能量對入射光能 量之綜合比率。亦即，從利用繞射光之觀點而言，宜採用 繞射效率大者。 圖16係以模式剖面圖顯示另一種浮雕型繞射光學元件。 Θ 16之浮雕型繞射光學元件與圖14者類似，不過在圖16中 之繞射光栅層12 d内周期性排列有具有彼此不同之三階厚 度之局部區域。如此，在繞射光栅層12d内具有三階厚度之% 局部區域，如可藉由在基板u上堆積石英系玻璃層，並對 該玻璃層藉由重複兩次光蝕刻與蝕刻之加工而形成。此種 包合具有多階厚度之局部區域之繞射光柵，比包含單純之 兩階厚度之繞射光柵，更可提高繞射效率。 另外’圖13與圖1 5中係顯示繞射光栅層中之折射率階段 狀變化之折射率調變型繞射光學元件，不過亦可形成折射 率連續地變化之折射率調變型繞射光學元件。此時，為求0 提高折射率，只須連續改變照射之能束之能量即可。 圖17係模式顯示光通信領域之繞射光學元件之一種利 用。該圖中’於光纖F1，F2之端面分別接合有準直鏡C1， C2。自可放射連續波長光束之半導體雷射元件LE)之光放射 面放射之光束L，藉由繞射光學元件〇Ε可分割成如波長λ 1 之光束與波長；t 2之光束。此因光之繞射角係依波長入而 異。而後’可自準直鏡C1將具有λ 1波長之光束輸入於光纖 F1内’自準直鏡C2將具有久2波長之光束輸入於光纖F2内。

O:\89\89637.DOC 亦即，此時係利用繞射光學元件DE之波長分歧功能。 §然，圖1 7所示之繞射光學元件DE中，反方向入射波長 入1之光束與波長λ2之光束時，亦可結合成單一之光束乙。 亦即，圖17中之繞射光學元件DE可發揮波長合分歧功能。 而具有此種波長合分歧功能之繞射光學元件在波長分割多 重（WDM)光通信中可發揮重要之角色。 雖然在原理上可製造上述之折射率調變型繞射光學元 件不過獲得貫用之折射率調變型繞射光學元件卻困難。 此口如藉由在石英系玻璃上照射能束而可獲得之折射率 夂化里至夕僅約〇·〇〇2，而不易形成有效之繞射光柵層。 但是，目前如專利文獻1之特開昭61_2138〇2號公報及非 專利文獻 1 之Applied Optics，ν〇1·41，2〇〇2, ρρ·3558_3566所 Τ ’繞射光學元件通常係利用浮雕型。但是，製造浮雕型 繞射光學元件所需之光蝕刻及蝕刻係相當複雜之加工步 驟，且需要相當之時間與功夫。此外，不易精確地控制其 _深度。再者’由於浮雕型繞射光學元件之表面形成有 U細之凹凸’因此亦存在塵埃及污垢容易附著之問題。 一另外，如圖17所示之光分波電路中，在支撐座（圖上未顯 不）上，半導體雷射LD與光纖Fl，F2須調芯約數咖直徑之 繞射光學㈣DE來配置㈣。亦即，先前之繞射光學元件 係與半導體雷射及域不同之光學零件，不但處理費事， 且光電路小型化困難。 有鑑於以上先前技術之情況，本發明之目的在以有效且 低成本提供-種實用之於光放射面上具有小繞射光學膜之

O:\89\89637.DOC 200425539 發光元件。 (專利文獻1) 特開昭61-213802號公報 (非專利文獻1)

Applied Optics，Vol.41，2002, Pp.3558-3566 【發明内容】 本發明之發光元件包含形成於其光放射面上之繞射光學 膜’该繞射光學膜包含透光性DLC (Diamond Like Carbon : 鑽石狀碳）層，該DLC層包含繞射光柵，其包含：相對較高 折射率之局部區域與相對較低折射率之局部區域。 此種繞射光學膜具有可將包含數個波長之一條光束依波 長而分割成數條光束’且可將具有不同波長之數條光束結 合成單一光束之波長合分歧功能。 此外此種繞射光學膜具有可將單一波長之光束分割成數 條光束，且可將單一波長之數條光束結合成單一光束之功 率合分歧功能。 再者’此種繞射光學膜具有可分離並結合單一波長之光 束内所3之TE波與TM波之偏光合分歧功能。再者，此種繞 射光學膜對於單一波長之光束内所含之TE波或TM波具有 波長板之功能。 再者亦可組合包含具有上述偏光分歧功能之繞射光栅 之第DLC層，與包含具有波長板功能之繞射光柵之第二 DLC層，而產生光隔離器之功能。具有此種光隔離器功能 之’凡射光學膜的厚度在20㈣以下日夺，不需要準直鏡及聚光

O:\89\89637.DOC -10 - ^425539 透鏡’而可經由該繞射光學膜，將光纖端面抵接連接於發 光元件之光放射部。此因僅有20 μιη以下小距離之光發散。 另外’具有光隔離器功能之繞射光學膜中，亦可在第一 Dlc 層與第二DLC層之間插入透光性之中間層。 再者，此種繞射光學膜可包含可對包含〇·8 μιη〜2 〇 圍内之波長光作用之繞射光柵。 製造上述本發明之發光元件用之方法，可藉由在]〇1^<：：層 上，以特定之圖案照射能束，提高折射率，來形成繞射光 柵内所含之高折射率區域。 為求產生光隔離态功能，而在第一Dlc層與第二dlC!声 之間插入透光性之中間層時，係在發光元件之光放射面上 =積第-DLC層，在該第—DLC層上以第—特定圖案照射 能束’而形成高折射㈣域’依序堆積透純中間層與第 DLC層，在该第：DLC層上，以第二特定圖案昭射 ㈣成高折射率區域，透光性中間層在以第二特定圖案於 弟二DLC層上照射能束時，可發揮防止其能束影響第一 DLC層之作用。 提高折射率用之能束，可自χ射線、電子線及離子束中選 擇。此外’ DLC層可藉由電漿CVD法來堆積。 【實施方式】 ' 圖係杈式圖解本發明之一種發光元件。該發光元件] 其先放射面上形成有包含透光性DLC(鑽石狀碳）層之 射光學膜DF。i DLC屏6人― σ 一 八 9匕έ精由離子束等能束照射，局 提π折射率所形成之折射率調變型繞射光柵。因此，自

O:\89\89637 DOC 200425539 光元件LD放射之光束藉由繞射光學膜DF而繞射，並依其繞 射角，如分離成數條光束Ll，L2, L3等。 (第一種實施形態） 圖2至圖4係圖解本發明第一種實施形態之折射率調變型 繞射光學膜之一種製造方法之模式剖面圖。 如圖2所示，在具有折射率丨.44,且具有5_χ5_之主 面之氧化矽（Si〇2)基板1上，01^：層2藉由電漿cvd堆積成 2 μιη之厚度。 圖3中，在DLC層2上，藉由剝落法形成有金罩3。該金罩 3中，見度為〇·5 μιη，長度為5 mm之金帶隔以〇·5 μιη之間隔 反覆排列。亦即，該金罩3具有線及空間之圖案。而後，: 由金罩3之開口部，在8〇〇keV之加速電壓下，氦離子束々以 5xl〇17/cm2之摻雜量，佈植於與1)1^層2正交之方向。 、口而，DLC層2中未佈植氦離子之區域具有155之折射 率而佈植有氦離子之區域2a之折射率則提高至2·〇5。此 種DLC層之折射率變化遠大於在石英系玻璃中獲得之折射 率變化，而可形成繞射效率足夠大之繞射光柵層。 圖4中，藉由蝕刻除去金罩3，可獲得折射率調變型繞射 光予膜DF。另外，該繞射光學膜DF之繞射光柵層2係包含 折射率為155與2 〇5之兩種區域之所謂兩階繞射光栅層。 圖5係以模式剖面圖來圖解將所獲得之折射率調變型繞 射光學膜DF用作波長合分歧器時之波長分支作用。該剖Z 圖中之黑色剖面區域表示相對較高折射率之區域，白色剖 區或表示相對車父低折射率之區域。如圖5所示，如將包含

O:\89\89637.DOC -12- 200425539 皮長λ A 2，Λ % λ 4之單一光束入射於繞射光學膜 寺通過其繞射光學膜之光繞射角係依波長而互異。因 而包含數個波長之單-人射光束係可分離成各波長行進方 向不同之數條繞射光束者。 當然，將圖5之箭頭所示之入射光束與繞射光束之方向顛 倒吩，圖5之繞射光學膜DF可用作合波器。另外，繞射光學 膜用作波長分歧器時，光束通常係以對繞射光學膜之表面 法線約在〇〜70度範圍内之適切角度入射。但是，該角度範 圍與高折射區域形成於與DLC層面正交之方向時有關，如 對DLC層面傾斜方向照射離子束，高折射區域與層面 傾斜而形成時，係考慮其傾斜角，來調整光束之入射角。 第一種實施形態中，藉由離子束之傾斜照射，具有寬度 為〇·5 μιη之金帶以〇·5 μιη之間隔反覆排列之線及空間圖案 之繞射光學膜DF，如圖1所示，係形成於ase(放大自然放 出）雷射元件LD之光放射面上。另外，asE雷射元件係可放 射包含連續波長之雷射光之雷射元件。 圖6係模式顯示形成於此種aSΕ雷射元件LD之光放射面 上之繞射光學膜DF之一種波長分歧結果圖。該圖之橫軸表 不繞射光之波長（nm)，縱軸以任意單位表示繞射光之強 度。此時自ASE雷射元件LD經由繞射光學膜DF放射之光 束’如圖6所示，可獲得具有在1.5 μπι至1.6 μιη之間以20 nm 間隔而分布之波長之5條繞射光束，此等5條繞射光束具有 大致相等之強度。而此時之繞射效率約為99%，可獲得極 佳之波長分支特性。 O:\89\89637.DOC -13- 200425539 另外’第一種實施形態中係使用線條狀之一次元繞射光 栅圖案，因此數條繞射光束係沿著包含入射光束之一個平 面而存在。但是，藉由使用以下所述之第二種實施形態之 二次元繞射光柵圖案，當然可二次元分布地獲得數條繞射 光束之正交剖面。 (第一種實施形態） 圖7係以模式平面圖顯示第二種實施形態之繞射光學膜 之二次元繞射光柵圖案。第二種實施形態之繞射光學膜亦 可藉由與第一種實施形態相同之步驟製造。亦即，圖7中之 黑色區域表示DLC層中照射氦離子束而提高折射率之區 或白色區域表示未照射氦離子束之區域。黑色圖案係以 4 μπιΧ4 0瓜之最小胞之組合而形成，且具有132 之周期 性。亦即，圖7之繞射光栅圖案中之最小線寬為4μιη。 圖8係以模式剖面圖來圖解將第二種實施形態之折射率 調變型繞射光學膜用作光耦合器（功率分支裝置）時之功率

刀歧作用。亦即，使單一波長之光束入射於繞射光學膜DF 時，通過其繞射光學膜之光之繞射角依其繞射次數而互 異。因而單一波長之入射光束可分離成數條繞射光束。 圖9係顯示與藉由圖7之光耦合器，如圖8所示功率分支之 數條繞射光束正交之面内之光束分布平面圖。亦即，具有 功率p之入射光束可分支成分別具有p/16功率之16條繞射 光束。 、 第一種貫施形態中，具有圖7所示之繞射光柵圖案之繞射 光學膜DF，係形成於放射丨.55 μιη波長光之DFB(分布返回

O:\89\89637 DOC -14- 200425539 型）雷射疋件之光放射面上（參照圖1)。丨外，DFB雷射元件 :可放射半值寬極窄之單波長雷射光者。時，自該Dfb 田射兀件LD經由繞射光學膜DF而放射之光束，如圖$所 示，可獲得四次對稱分布之16分歧之繞射光束。 另外，熟知可實現圖9所示之數條繞射光束之分布圖案之 圖7之繞射光柵圖案，可利用傅里葉轉換而求出。 (弟二種貫施形態） 第三種實施形態中，製出包含具有偏光合分支功能之繞 射光學膜之發光元件。第三種實施形態中亦係以第一種實% 施形態相同之步驟形成具有線及空間圖案之dlc之繞射光 拇層。但是，第三種實施形態中之寬度為〇·4 μιη之高折射 率區域係隔以0.4 μηι之間隔而反覆排列。 圖10係以模式剖面圖來圖解將第三種實施形態之折射率 調變型繞射光學膜DF用作偏光合分歧器時之偏光分支作 用。亦即，使包含ΤΕ成分與ΤΜ成分之ΤΕΜ波入射於第三種 實施形態之繞射光學膜DF時，ΤΕ波與ΤΜ波係以依其偏光 0 差異而互異之繞射角繞射。如圖10所示，0次繞射光可獲得 ΤΕ波，_ 1次繞射光可獲得ΤΜ波。如此可分歧ΤΕ波與ΤΜ 波0

第三種實施形態中，藉由離子束之傾斜照射，具有寬度 為0.4 μηι之高折射率區域隔以〇·4 μηι之間隔而反覆排列之 繞射光栅圖案之繞射光學膜DF，形成於放射丨.55 μΐΏ波長光 之DFB雷射元件LD之光放射面上（參照圖1 )。此時，自該DFB 雷射元件LD經由繞射光學膜而放射之光束’可分歧成TE 200425539 波束與TM波束。 (第四種實施形態） 第四種實施形態中，具有波長板功能之繞射光學膜DF， 形成於放射波長為1·55 μιη之光之DFB雷射元件LD之光放 射面上（參照圖1)。第四種實施形態之繞射光學膜中，亦以 與第一種實施形態相同之步驟形成具有線及空間圖案之 DLC之繞射光栅層。但是，第四種實施形態中之寬度為 〇·2 μιη之高折射率區域係隔以〇.2 μιη之間隔而反覆排列。 自DFB雷射元件放射之雷射光通常為直線偏光，不過， 第四種實施形態中之自光放射面上形成有繞射光學膜df之 DFB雷射元件放射之光，轉換成波長為155 μιη之圓偏光。 亦即’第四種實施形態之繞射光學膜Df具有1/4波長板之 功能，而產生偏光轉換作用。 (弟五種實施形態） 圖Π之模式立體圖係模式圖解應用於第五種實施形態之 發光7G件之繞射光學元件作為光隔離器之功能。該繞射光 學元件中，於石英玻璃基板31之第一主面上形成有第一 DLC膜32 ’在第二主面上形成有第二〇；1(：：膜33。而後，第 一DLC膜32上形成有與第三種實施形態同樣之繞射光柵， 第一 DLC膜33上形成有與第四種實施形態同樣之繞射光 柵。 使波長為1·55 μηι之雷射光束34入射於圖丨丨之繞射光學 元件時，通過用作偏光分歧器之第一繞射光柵層32與用作 1/4波長板之第二繞射光學層33之光35，即使被某物體反射 O:\89\89637.DOC -16 - 200425539 而返回，仍無法通過共同發揮光隔離器作用之1/4波長板33 與偏光分歧器3 2而返回。 第五種實施形態中，如圖12之模式圖所示，dfb雷射元 件LD之光放射面上形成具有光隔離器功能之繞射光學膜 DF。該繞射光學膜中，在雷射元件]：1)之光放射面上形成有 第一 DLC層D1，在該第一 DLC層〇1上形成具有與第三種實 施形態相同偏光分歧功能之繞射光柵。而後，在第一 DLC 層D1上依序形成有氧化矽之中間層“與第二]〇]^(：層][)2。另 外，氧化矽之中間層Μ可藉由CVD法及EB(電子束）蒸鍍法I 而形成。而後，第二DLC層D2上形成具有與第四種實施形 態相同之1 /4波長板功能之繞射光栅。此時，中間層μ於第 二DLC層D2上照射離子束時，可確實防止該離子束入射於 第一 DLC層 D1。

另外，圖12中，繞射光學膜DF具有20 μπι以下之全厚。 如此，在繞射光學膜DF具有20 μιη以下厚度時，光纖F之端 面不需要準直透鏡及聚光透鏡，可經由該繞射光學膜而抵 接於發光元件LD之光放射區域。此因20 μπι以下之小距離 無須考慮光束發散之影響。 圖18係模式顯示光通信中使用之先前之隔離器，來做為 參考。該圖中，自發光元件LD放射之光束藉由準直透鏡CL1 而形成平行光。該平行光通過隔離器IL内所含之第一偏振 器Ρ卜法拉第轉子FR及第二偏振器Ρ2後，經由聚光透鏡CL2 而導至光纖F内。 從圖12與圖18之比較可知，第五種實施形態中，遠比先 O:\89\89637.DOC -17- 200425539 前緊密地，可經由光隔離器將光纖抵接連接於發光元件 LD 〇 如圖12所示，波長為155 μηι之光束自發光元件ld經由繞 射光學膜DF而導至光纖F内。此時，通過用作偏光分歧器 之第一繞射光栅層D1與用作1/4波長板之第二繞射光學層 D2之光L0導至光纖!^内後，即使被某個界面等反射而射回 射回光Lb ’仍無法通過共同發揮光隔離器功能之ι/4波長板 D2與偏光分歧器D1，而返回發光元件？内。此時，射回光 對第一繞射光柵層D1之入射光強度對通過光強度之比率之I 消光比，可獲得40 dB以上之值。

另外，以上實施形態係以為求提高DLC膜之折射率而利 用氦離子照射為例作說明，不過，為求提高DLc膜之折射 率，亦可利用其他種類之離子照射、X射線照射及電子線照 射等。此外，上述實施形態係說明自1·5 (^❾至^ μηι之波長 範圍内之入射光，不過本發明可製造具有即使對具有可利 用於光通信領域中之〇·8 μηι〜2.0 μιη範圍内任何波長之光仍 可使用之繞射光學膜之發光元件。 再者，上述實施形態係說明具有包含兩階之繞射光栅層 之繞射光學膜之發光元件，當然在DLC層中亦可形成多階 及連續調變型之繞射光柵。此時可在DLC層上照射如改變 能階或/及摻雜量之能束。 再者，上述實施形態係列舉DFB雷射元件與ASE雷射元 件，當然本發明亦可適用於如法布里佩洛型等其他型式之 雷射元件。此外，本發明並不限定於雷射元件，當然亦可 O:\89\89637.DOC -18- 2P〇425539 適用於發光二極體等其他發光元件。 產業上之利用可行性 如以上所述，本發明可以有效且低成本提供實用之在光 放射面上具有折射率調變型繞射光學膜之發光元件。此 卜藉由利用DLC層可實現之折射率調變型繞射光學膜 中不存在如浮雕型繞射光學元件表面上之微細凹凸，因 此，、表面不易污染，且即使受污染，其淨化亦容易。再者， 由於DLC層具有高度耐磨損&，因此，從其表面不易破損 之觀點而s，宜採用本發明之形成於發光元件之光放射面 上之繞射光學膜。 【圓式簡單說明】 圖1係顯示本發明之在光放射面上具有繞射光學膜之發 光元件之模式圖。 义 圖2係圖解本發明之繞射光學膜一種製造法過程之模 剖面圖。 ' 圖3係圖解本發明之繞射光學膜一種製造法過程之 剖面圖。 、式 圖4係圖解本發明 剖面圖。 之繞射光學膜一種製造法過程之模气 圖5係圖解本發明之波長合分歧器之波長分歧作用 式剖面圖。 又杈 圖6係顯示藉由本發明之波長合分歧器而分歧之 長與強度分布之一種關係圖。 波 圖7係顯示本發明之光功率分歧器之一種繞射光柵圖案

O:\89\89637.DOC -19- 200425539 之模式平面圖。 用之模 圖8係圖解本發明之光功率分歧器之功率分歧作 式剖面圖。 圖9係顯示正交於藉由圖7之光功率分歧器而功率 數個繞射光束之面内之光束分布平面圖。 圖U)係圖解本發明之偏光分歧器之偏光分歧作

剖面圖。 果X 圖11係圖解本發明之可發輝光 功能之模式立體圖。 隔離器作用之繞射光學 m 凡件之 圖12係圖解在端部具有本發明之光隔離器之發光天 模式圖。 圖13係顯示先前之一種折射率調變型繞射光學元件之模 式剖面圖。 圖14係顯示先前之一種浮雕型繞射光學元件之模式剖 圖。 ^ 圖1 5係顯示先前之另一種折射率調變型繞射光學元件 模式剖面圖。 圖16係顯示先前之另一種浮雕型繞射光學元件之模式剖 面圖。 圖1 7係顯示光通信之先前波長分歧電路之模式圖。 圖1 8係顯示光通信中使用之先前隔離器之模式圖。 【囷式代表符號說明】 1 氧化矽（Si02)基板 2 DLC 層 O:\89\89637.DOC -20- 200425539 2a 區域 3 金罩 11 透光性基板 12a 繞射光柵層 12b 繞射光柵層 12c 繞射光柵層 12d 繞射光柵層 31 石英玻璃基板 32 第一 DLC膜 33 第二繞射光學層 34 雷射光束 35 光 L 光束 LI 光束 L2 光束 L3 光束 LD 發光元件 DF 繞射光學膜 P 功率 TM 波 TE 波 L0 光 Lb 光 D1 第一 DLC層 O:\89\89637 DOC .21 - 200425539 D2 第二DLC層 Μ 中間層 DE 繞射光學元件 FI 光纖 F2 光纖 Cl 準直鏡 C2 準直鏡 CL1 準直透鏡 CL2 聚光透鏡 IL 隔離器 PI 第一偏振器 P2 第二偏振器 λ 1 〜λ 4 波長 O:\89\89637 DOC - 22 -

Claims (1)

1. 200425539 拾、申請專利範圍： 1.-種發光元件’其特徵為：於光放射面上具有繞 膜者；且 前述繞射光學膜包含透光性Dlc層； 忒DLQ &含繞射光栅，其包含··相對較高折射率之局 部區域與相對較低折射率之局部區域。 2·如申請專利範圍第工項之發光气件，其中前述繞射光學膜 具有波長分合功能，其係可將包含數個波長之一條光束 依波長而分割成數條光束，且可將具有不同波長之數條 光束合併成單一光束。 3·如申請專利範圍第丨項之發光元件，其中前述繞射光學膜 具有功率分合功能，其係可將單一波長之光束分割成數 條光束，且可將單一波長之數條光束合併成單一光束。 4.如申請專利範圍第1項之發光元件，其中前述繞射光學膜 具有偏光分合功能，其係可分離並合併單一波長之光束 内所含之TE波與TM波。 5 ·如申清專利範圍第丨項之發光元件，其中前述繞射光學膜 對於單一波長之光束内所含之TE波或TM波具有波長板 功能。 6· 一種發光元件，其特徵為：於光放射面上具有繞射光學 膜者；且 河述繞射光學膜包含依序堆疊於前述光放射面上之第 一透光性DLC層與第二透光性DLC層； 月|J述第一與第二DLC層分別包含繞射光柵，其係包含： 0 \89\89637 DOC 200425539 7· 8· 9. 10. 11. 12. :I Γ7折射率之局部區域與相對較低折射率之局部區 域； 前述第一DLC層具有偏光分支功能，其係可偏光分離單 一波長之光束内所含之丁£波與ΤΜ波，· 月il述第_ DLC層對單一波長之光束内所含之丁ε波或 丁Μ波具有波長板功能； / 前述第一與第二DLC層協作而具有光隔離器之功能。 如申請專利範圍第6項之發光元件，其中前述繞射光學膜 具有20 μχη以下之全厚。 如申請專利範圍第6或7項之發光元件’其中在前述第一 C層/、蚰述第一 DLC層之間插入有透光性中間層。 如申請專利範圍第丨至7項中任一項之發光元件，其中前 述繞射光學膜包含可對包含Q8 _〜2G _範圍内之波長 之光起作用之前述繞射光柵。 如申請專利範圍第8項中任一項之發光元件，其中前述繞 射光學膜包含可對包含〇·8 μπι〜2·〇 μιη範圍内之波長之光 起作用之前述繞射光柵。 一種發光元件之製造方法，其特徵為：係製造申請專利 範圍第1至10項中任一項之發光元件，且藉由在前述£^〇 層上，以特定圖案照射能量射束而提高折射率，來形成 前述繞射光栅内所含之前述高折射率區域。 一種發光元件之製造方法，其特徵為：係製造申請專利 範圍第8項之發光元件者；且 在刖述發光元件之光放射面上沈積前述第一 DLC層； O:\89\89637.DOC -2- 200425539 藉由在該第一 DLC層上，以第一特定圖案照射能量射 束，提高折射率，來形成前述高折射率區域； 依序沈積前述透光性中間層與前述第二D]LC層； 藉由在該第二DLC層上，以第二特定圖案照射能量射 束’提南折射率，來形成前述高折射率區域； 前述透光性中間層起作用成，在以前述第二特定圖案 於刚述第二DLC層上照射能量射束時，防止該能量射束影 響前述第一 DLC層。 13. 如申凊專利範圍第11項之發光元件之製造方法，其中前 述月b里射束係選自X射線、電子束及離子束。 14. 如申請專利範圍第12項之發光元件之製造方法，其中前 述能量射束係選自X射線、電子束及離子束。 15. 如申請專利範圍第丨丨至^項中任一項之發光元件之製造 方法，其中前述DLC層係藉由電漿CVD法沈積。 O:\89\89637 DOC