JPH085811A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
- Publication number
- JPH085811A JPH085811A JP6132975A JP13297594A JPH085811A JP H085811 A JPH085811 A JP H085811A JP 6132975 A JP6132975 A JP 6132975A JP 13297594 A JP13297594 A JP 13297594A JP H085811 A JPH085811 A JP H085811A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- glass
- mold
- shape
- base plate
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ガラス性の高性能な回折格子を、大量に、安価
に製造する方法を提供する。 【構成】石英ガラス基板３の表面を回折格子の形状に加
工し、基板３上に金属薄膜４を成膜し、基板を熱軟化し
たガラス部材に押し当てて、ガラス部材の表面に回折格
子の形状を転写する。
に製造する方法を提供する。 【構成】石英ガラス基板３の表面を回折格子の形状に加
工し、基板３上に金属薄膜４を成膜し、基板を熱軟化し
たガラス部材に押し当てて、ガラス部材の表面に回折格
子の形状を転写する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば透過型としても
用いられる、ガラス製の回折格子の製造方法に関するも
のである。
用いられる、ガラス製の回折格子の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】最近、マイクロオプティックスのめざま
しい発展により微細な形態を持った光学素子が盛んに利
用されているが、そのなかでもサブミクロンの精度で形
状形成された回折格子も幅広い分野で活用されている。
しい発展により微細な形態を持った光学素子が盛んに利
用されているが、そのなかでもサブミクロンの精度で形
状形成された回折格子も幅広い分野で活用されている。
【０００３】その製造方法としては、以前から知られて
いるように高精度なルーリングエンジンを用いて基板に
直接刻印する方法や、レジスト膜を形成した基板を物理
的にエッチングして鋸状のパターンを形成する方法、等
が用いられてきた。
いるように高精度なルーリングエンジンを用いて基板に
直接刻印する方法や、レジスト膜を形成した基板を物理
的にエッチングして鋸状のパターンを形成する方法、等
が用いられてきた。
【０００４】しかしながら、これらの製作方法では、１
個の回折格子を製作するのに、多大な時間を要するこ
と、高精度なものを安定して製作することが難しい。そ
こで、最近になって、特開平２−１９９４０２のよう
に、超硬合金等の型の母材上に貴金属合金薄膜を成膜
し、その上にレジストを形成して貴金属合金薄膜を物理
的にエッチングすることにより回折格子パターンを形成
し、これを型として用いて（図４）、平板ガラス上に押
しつけて、上記型の反転形状を転写して回折格子を作製
するような方法も提案されている。
個の回折格子を製作するのに、多大な時間を要するこ
と、高精度なものを安定して製作することが難しい。そ
こで、最近になって、特開平２−１９９４０２のよう
に、超硬合金等の型の母材上に貴金属合金薄膜を成膜
し、その上にレジストを形成して貴金属合金薄膜を物理
的にエッチングすることにより回折格子パターンを形成
し、これを型として用いて（図４）、平板ガラス上に押
しつけて、上記型の反転形状を転写して回折格子を作製
するような方法も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法では、やはり高性能のものを安定して
大量に製作することができなかった。その理由として
は、このような貴金属合金膜をエッチングすることによ
り得られた型によって加圧成形され、その反転形状を持
った回折格子では十分な回折効率が得られないという問
題点があった。さらに、加圧成形を続けるに従い、型の
溝パターンの高さが徐々に変化し、そのため反転転写さ
れた回折格子も徐々に性能が劣化するという問題点もあ
った。
ような従来の方法では、やはり高性能のものを安定して
大量に製作することができなかった。その理由として
は、このような貴金属合金膜をエッチングすることによ
り得られた型によって加圧成形され、その反転形状を持
った回折格子では十分な回折効率が得られないという問
題点があった。さらに、加圧成形を続けるに従い、型の
溝パターンの高さが徐々に変化し、そのため反転転写さ
れた回折格子も徐々に性能が劣化するという問題点もあ
った。
【０００６】又、他の型材料を考えた場合、ガラスレン
ズの成形に用いられるような、例えば、超硬合金やセラ
ミックス等では、高性能な回折格子の製作に対応できる
ような、高い表面粗さを持ち且つ高精度な形状に格子パ
ターンを製作することが難しく、実際には型の製作が困
難であるというのが実状であった。
ズの成形に用いられるような、例えば、超硬合金やセラ
ミックス等では、高性能な回折格子の製作に対応できる
ような、高い表面粗さを持ち且つ高精度な形状に格子パ
ターンを製作することが難しく、実際には型の製作が困
難であるというのが実状であった。
【０００７】本発明は、高性能な回折格子を安定して安
価に供給するための製造方法を提供することを目的とす
る。
価に供給するための製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決し、高性能な回折格子を安定して安価に供給するため
に鋭意研究した結果、石英ガラス基板の表面を回折格子
の形状に加工し、この基板上に貴金属薄膜を成膜し、こ
れを型として用いて、熱軟化したガラス部材に押し当て
て、ガラス部材の表面に回折格子の形状を転写すること
により所望の高い性能の回折格子を安定して製造できる
ことを見いだし、本発明を成すに至った。
決し、高性能な回折格子を安定して安価に供給するため
に鋭意研究した結果、石英ガラス基板の表面を回折格子
の形状に加工し、この基板上に貴金属薄膜を成膜し、こ
れを型として用いて、熱軟化したガラス部材に押し当て
て、ガラス部材の表面に回折格子の形状を転写すること
により所望の高い性能の回折格子を安定して製造できる
ことを見いだし、本発明を成すに至った。
【０００９】
【作用】本発明のように、石英ガラス基板の平面上に回
折格子の形状を形成することにより、高い表面粗さと高
精度な形状を持った回折格子の成形用の型としての形状
仕様を十分満足することができるようになる。また、こ
れをガラス成形用の型として用いる場合には、このまま
では、加熱軟化した際にガラス素材との間で、加圧成形
の工程において融着を起こしてしまう。それに対処する
ため、格子形状の形成された基板面の上に、ガラスに対
して離型効果のある貴金属薄膜を成膜しておく。この貴
金属薄膜には、よく知られているような、白金、パラジ
ウム、イリジウム、ロジウム等の周期律表のＶIII族元
素及びその合金が使用できる。成膜したままでは型とし
ての強度上十分でないものについては、成膜後にベーキ
ング処理を行うことによって、膜強度を改善することが
可能である。
折格子の形状を形成することにより、高い表面粗さと高
精度な形状を持った回折格子の成形用の型としての形状
仕様を十分満足することができるようになる。また、こ
れをガラス成形用の型として用いる場合には、このまま
では、加熱軟化した際にガラス素材との間で、加圧成形
の工程において融着を起こしてしまう。それに対処する
ため、格子形状の形成された基板面の上に、ガラスに対
して離型効果のある貴金属薄膜を成膜しておく。この貴
金属薄膜には、よく知られているような、白金、パラジ
ウム、イリジウム、ロジウム等の周期律表のＶIII族元
素及びその合金が使用できる。成膜したままでは型とし
ての強度上十分でないものについては、成膜後にベーキ
ング処理を行うことによって、膜強度を改善することが
可能である。
【００１０】このような処理を行った石英ガラス製の型
を用いて、加熱軟化したガラス素材を加圧成形すること
により、回折格子の形状がガラス素材の上に反転転写さ
れる。これによって、光学性能の高い回折格子を安定し
て大量安価に製造することができる。ガラス素材を加熱
軟化する条件および加圧成形する条件は、用いるガラス
素材の熱的性質、機械的性質に応じて、当然やや異なる
条件が必要になるので、使用する硝種によって、最適に
設定して成形工程を行えばよい。
を用いて、加熱軟化したガラス素材を加圧成形すること
により、回折格子の形状がガラス素材の上に反転転写さ
れる。これによって、光学性能の高い回折格子を安定し
て大量安価に製造することができる。ガラス素材を加熱
軟化する条件および加圧成形する条件は、用いるガラス
素材の熱的性質、機械的性質に応じて、当然やや異なる
条件が必要になるので、使用する硝種によって、最適に
設定して成形工程を行えばよい。
【００１１】このように、本発明を用いることにより、
いままで高価であったガラス製の高性能な回折格子を安
価に安定して製造することが可能になる。
いままで高価であったガラス製の高性能な回折格子を安
価に安定して製造することが可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１３】図２は、本実施例で用いた型の断面図であ
る。型として用いたものは１０ｍｍ×１０ｍｍで厚さが
３ｍｍの石英ガラス基板である。この基板の一面を鏡面
研磨した後、その平面上にエッチングによって回折格子
のパターンを形成した。形成したパターンはピッチが１
００μｍで、溝幅は５０μｍ、深さが約０．３μｍであ
る。
る。型として用いたものは１０ｍｍ×１０ｍｍで厚さが
３ｍｍの石英ガラス基板である。この基板の一面を鏡面
研磨した後、その平面上にエッチングによって回折格子
のパターンを形成した。形成したパターンはピッチが１
００μｍで、溝幅は５０μｍ、深さが約０．３μｍであ
る。
【００１４】このパターンの上に、純白金（Ｐｔが９
９．９重量％以上）膜４をスパッタリングによって、膜
厚３００Åの厚さに成膜した。さらに今回は、成膜後、
５×１０~5Torrの真空中において８００゜Ｃで６０分間
のベーキングを行った。
９．９重量％以上）膜４をスパッタリングによって、膜
厚３００Åの厚さに成膜した。さらに今回は、成膜後、
５×１０~5Torrの真空中において８００゜Ｃで６０分間
のベーキングを行った。
【００１５】貴金属膜の厚さは、回折格子パターンの溝
の深さによっても異なるが、膜の安定性などを考慮する
と、１０００Å以下が好ましく、３０Å以上で３００Å
以下であれば十分な効果を発揮する。
の深さによっても異なるが、膜の安定性などを考慮する
と、１０００Å以下が好ましく、３０Å以上で３００Å
以下であれば十分な効果を発揮する。
【００１６】このようにして得られた回折格子パターン
を形成した石英ガラス基板を、図１のように加圧成型時
の上型２として用いて、光学ガラス部材１の加圧成形を
行った。
を形成した石英ガラス基板を、図１のように加圧成型時
の上型２として用いて、光学ガラス部材１の加圧成形を
行った。
【００１７】ガラス部材１を上型２と下型５との間に挿
入したワーク２０の、加圧成形状態の断面図を図１に示
す。実施例で用いたガラス部材１の硝種はＦＣ３、形状
は両面を鏡面研磨した平行平板で、大きさは８ｍｍ×８
ｍｍ、厚さは１．５ｍｍである。
入したワーク２０の、加圧成形状態の断面図を図１に示
す。実施例で用いたガラス部材１の硝種はＦＣ３、形状
は両面を鏡面研磨した平行平板で、大きさは８ｍｍ×８
ｍｍ、厚さは１．５ｍｍである。
【００１８】本実施例の回折格子の製造手順を図１、図
３を用いて説明する。本実施例では、図３に示すような
構造の加圧成型装置を用いて、回折格子を製造する。
３を用いて説明する。本実施例では、図３に示すような
構造の加圧成型装置を用いて、回折格子を製造する。
【００１９】まず、図１のように、ガラス部材１を、下
型５の鏡面研磨した平面部の上に載せ、その上に上述の
石英ガラスの上型２をセットする。この時、石英ガラス
の上型２の回折格子パターンが形成された面が、ガラス
部材１と接するように配置する。この成形用のワーク２
０を、図３の加圧成形装置の載せ台６の上に設置する。
そして、リークバルブ１７を閉じ、バルブ１４、１５、
１６を操作して、ワーク２０が配置された装置本体１１
のチャンバー１８内を、油回転ポンプ１２、油拡散ポン
プ１３により、真空計１９が５×１０~5Torrを示すまで
真空に引く。その後、ヒーター８によって、ワーク２０
全体を加熱することにより、ガラス部材１を４５０゜Ｃ
に加熱し軟化させる。そして、プレス軸７を介して、シ
リンダー１０により１２０ｋｇｆの荷重を、下型５と上
型２との間に負荷し、ガラス部材１を加圧成形した。ワ
ーク２０の熱がシリンダー１０に伝導しないように、プ
レス軸７には、断熱板９が取り付けられている。
型５の鏡面研磨した平面部の上に載せ、その上に上述の
石英ガラスの上型２をセットする。この時、石英ガラス
の上型２の回折格子パターンが形成された面が、ガラス
部材１と接するように配置する。この成形用のワーク２
０を、図３の加圧成形装置の載せ台６の上に設置する。
そして、リークバルブ１７を閉じ、バルブ１４、１５、
１６を操作して、ワーク２０が配置された装置本体１１
のチャンバー１８内を、油回転ポンプ１２、油拡散ポン
プ１３により、真空計１９が５×１０~5Torrを示すまで
真空に引く。その後、ヒーター８によって、ワーク２０
全体を加熱することにより、ガラス部材１を４５０゜Ｃ
に加熱し軟化させる。そして、プレス軸７を介して、シ
リンダー１０により１２０ｋｇｆの荷重を、下型５と上
型２との間に負荷し、ガラス部材１を加圧成形した。ワ
ーク２０の熱がシリンダー１０に伝導しないように、プ
レス軸７には、断熱板９が取り付けられている。
【００２０】このような条件で、ガラス部材１を１００
０個、加圧成形を行った後でも、石英ガラスの上型２は
変化すること無く、又、得られた回折格子はその光学性
能においても、最初の成形品と同様な性能が安定して得
られた。
０個、加圧成形を行った後でも、石英ガラスの上型２は
変化すること無く、又、得られた回折格子はその光学性
能においても、最初の成形品と同様な性能が安定して得
られた。
【００２１】本実施例では、貴金属薄膜の成膜に物理的
蒸着法としてスパッタリングを用いたが、本発明ではこ
れに限るものではなく、真空蒸着、イオンプレーティン
グ、イオンミキシング等いずれを用いてもよい。
蒸着法としてスパッタリングを用いたが、本発明ではこ
れに限るものではなく、真空蒸着、イオンプレーティン
グ、イオンミキシング等いずれを用いてもよい。
【００２２】又、本実施例では、ガラス部材としてはＦ
Ｃ３を用いたが、これに限るものではなく、必要な光学
性能を満足するガラスであれば、ＢＳＣ７他、常用され
ている光学ガラスのいかなるものにも、回折格子を形成
することができる。もちろん硝種が異なれば、その屈折
率に応じて、格子の溝の深さが微妙に異なってくるの
で、石英ガラスの型の製作の際に対応すればよい。
Ｃ３を用いたが、これに限るものではなく、必要な光学
性能を満足するガラスであれば、ＢＳＣ７他、常用され
ている光学ガラスのいかなるものにも、回折格子を形成
することができる。もちろん硝種が異なれば、その屈折
率に応じて、格子の溝の深さが微妙に異なってくるの
で、石英ガラスの型の製作の際に対応すればよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、いままで高価であった
ガラス製の高性能な回折格子を、比較的簡易な方法によ
って供給することができるようになると共に、高性能を
維持しながら安定してかつ大量安価に供給することも実
現することができる。
ガラス製の高性能な回折格子を、比較的簡易な方法によ
って供給することができるようになると共に、高性能を
維持しながら安定してかつ大量安価に供給することも実
現することができる。
【図１】 本発明の実施例の加圧成形装置のワーク２０
の断面図である。
の断面図である。
【図２】 本発明の実施例の石英ガラスで形成した上型
２の断面図である。
２の断面図である。
【図３】 本発明で実施例に用いた加圧成形装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】 従来技術の型の斜視図である。
１・・・ガラス部材、２・・・石英ガラス型、３・・・
石英ガラス、４・・・純白金膜、５・・・下型、６・・
・載せ台、７・・・プレス軸、８・・・ヒーター、９・
・・断熱板、１０・・・シリンダー、１１・・・装置本
体、１２・・・油回転ポンプ、１３・・・油拡散ポン
プ、１４、１５、１６・・・バルブ、１７・・・リーク
バルブ、１８・・・チャンバー、１９・・・真空計、２
０・・・ワーク、４１・・・母材、４２・・・保護膜。
石英ガラス、４・・・純白金膜、５・・・下型、６・・
・載せ台、７・・・プレス軸、８・・・ヒーター、９・
・・断熱板、１０・・・シリンダー、１１・・・装置本
体、１２・・・油回転ポンプ、１３・・・油拡散ポン
プ、１４、１５、１６・・・バルブ、１７・・・リーク
バルブ、１８・・・チャンバー、１９・・・真空計、２
０・・・ワーク、４１・・・母材、４２・・・保護膜。
Claims (6)
- 【請求項１】石英ガラス基板の表面を回折格子の形状に
加工する工程と、 前記基板上に金属薄膜を成膜する工程と、 前記基板を熱軟化したガラス部材に押し当てて、ガラス
部材の表面に前記回折格子の形状を転写する工程とを有
することを特徴とする回折格子の製造方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記基板上に金属薄膜
を形成した後に、前記金属薄膜を熱処理することを特徴
とする回折格子の製造方法。 - 【請求項３】請求項１において、前記金属薄膜を周期律
表のＶIII族元素およびその合金のうちいずれかの材料
により形成することを特徴とする回折格子の製造方法。 - 【請求項４】請求項１において、前記金属薄膜の厚さが
１０００Å以下であることを特徴とする回折格子の製造
方法。 - 【請求項５】石英ガラス基板の表面を回折格子の形状に
加工する工程と、 前記基板上に金属薄膜を成膜する工程とを有することを
特徴とする回折格子製造用の型の製造方法。 - 【請求項６】基板表面に回折格子の形状の凹凸が形成さ
れた石英ガラス基板と、 前記石英ガラス基板上に配置された金属薄膜とを有する
ことを特徴とする回折格子製造用の型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6132975A JPH085811A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6132975A JPH085811A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085811A true JPH085811A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15093872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6132975A Pending JPH085811A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085811A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110540357A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-12-06 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 热压成型玻璃及其加工方法 |
| US11072185B2 (en) | 2019-02-15 | 2021-07-27 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting apparatus |
| US11167560B2 (en) | 2019-03-05 | 2021-11-09 | Seiko Epson Corporation | Damper unit and liquid ejecting apparatus |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP6132975A patent/JPH085811A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11072185B2 (en) | 2019-02-15 | 2021-07-27 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting apparatus |
| US11167560B2 (en) | 2019-03-05 | 2021-11-09 | Seiko Epson Corporation | Damper unit and liquid ejecting apparatus |
| CN110540357A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-12-06 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 热压成型玻璃及其加工方法 |
| WO2021000131A1 (zh) * | 2019-06-30 | 2021-01-07 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 热压成型玻璃及其加工方法 |
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