JPH1164615A

JPH1164615A - 回折素子

Info

Publication number: JPH1164615A
Application number: JP9224017A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Sato; 弘昌佐藤
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: JP3978821B2

Abstract

(57)【要約】【課題】位相差板部を内蔵でき、軽量小型で、かつ、格
子方向と入射偏光方向とのなす角度に制約がなく、工業
的生産が可能で高い光利用効率を有する回折素子を提供
する。【解決手段】位相差を有する水晶の透明基板２０を使用
し、その上に高分子液晶の複屈折性膜２４を形成し、フ
ォトリソグラフィ法とドライエッチング法により高分子
液晶膜に周期的な格子２７を形成し、等方性材料２８で
充填した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ビデオディスクなどの光ディスクおよび光磁気ディ
スクなどに光学的情報を書き込んだり、光学的情報を読
み取るための光ヘッド装置に使用する回折素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクおよび光磁気ディスクなどの
光記録媒体に光学的情報を書き込んだり、光記録媒体か
ら光学的情報を読み取ったりするのに光ヘッド装置が用
いられる。光ヘッド装置は、ディスク状の光記録媒体の
記録面から反射された信号光を光検出部へ導光（ビーム
スプリット）するための光学部品を備えている。この光
学部品としては、従来、回折素子またはホログラム素子
を用いたものと、プリズム式ビームスプリッタを用いた
ものとが知られていた。

【０００３】光ヘッド装置用の従来の回折素子またはホ
ログラム素子は、ガラスやプラスチックの基板上に、矩
形の断面を有するレリーフ状の格子をドライエッチング
法または射出成形法よって形成したものであり、格子で
光を回折しビームスプリット機能を付与していた。

【０００４】これらの回折素子またはホログラム素子の
うち、ドライエッチング法を用いるものの例を図４に示
す。下面側に低反射コート１を施されたガラス基板２そ
のものの上面、または、ガラス基板２上に蒸着法やスパ
ッタ法などの真空プロセスを用いて成膜されたＳｉＯ₂
などの無機薄膜３の上面に、フォトリソグラフィによ
り、格子状のフォトレジストマスクを作製し、この状態
で、ドライエッチングを行って無機薄膜３の部分に無機
薄膜３の格子である無機格子４を形成し、さらに、無機
格子４の上に残存しているフォトレジストを除去してか
ら、低反射コート５を施すことにより回折素子を作成
し、偏光無依存型の等方性回折素子として使用する。

【０００５】このような等方性回折素子における光の利
用効率は１０％程度と低く、光の利用効率を１０％より
も上げようとする場合には、偏光を利用することが考え
られる。

【０００６】そこで、偏光を利用した光利用効率の高い
ホログラム（回折素子）を備えた光ヘッド装置が特開平
９−１８０２３６に提案されている。この提案の偏光性
回折素子は図５のものである。まず、ガラス基板６上
に、後述する液晶７などの複屈折性材料の常光屈折率ま
たは異常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する無機系の
等方性薄膜８を成膜し、つぎに、フォトリソグラフィに
より、等方性薄膜８の上に、格子状のフォトレジストマ
スクを作製し、この状態で、ドライエッチングを行って
無機格子９を形成し、さらに、無機格子９の上に残存し
たフォトレジストを除去してから、配向膜１０を塗布焼
成して配向処理を施した後、同様の配向処理を実施した
配向膜１１を有する対向基板１２を向かい合わせるとと
もに、シール材１３を介在させて熱圧着し、内部に液晶
７などの複屈折性材料を充填し封止することにより回折
素子部１４を形成し、さらに、ガラス基板６の下面側に
有機系位相差フィルム１５を貼り付けたガラス基板１６
を挟み込むように取り付けて位相差板部１７を形成し、
両面に低反射コート１８、１９を施す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記図５の偏光性の回
折素子の場合に、通常の液晶７は、格子における凹凸部
の延長方向、すなわち、格子方向に沿って配向されるた
め、格子方向と直交する偏光に対しては液晶７の常光屈
折率が対応し、格子方向と平行な偏光に対しては液晶７
の異常光屈折率が対応する。したがって、上記光ヘッド
装置では、入射光の偏光方向に対して格子方向は、平行
または垂直のいずれかとなり、かつ、回折素子部１４内
でほぼ一様な方向であるという制約があった。

【０００８】また、液晶７を封入するのに、ガラス基板
６と対向基板１２とシール材１３が必要となるため、有
効径に対して素子サイズ上の問題となっていた。さら
に、偏光切り替えのための位相差板部１７を合わせ持つ
回折素子において、位相差板部１７に安価な有機系位相
差フィルム１５を用いる場合には、有機系位相差フィル
ム１５単体が持つ透過波面歪みや、回折素子部１４に充
填する液晶７との反応に対する信頼性が問題となり、こ
れを解消するためにガラスが３枚必要となり、回折素子
の薄型化、軽量化上の問題となっていた。

【０００９】本発明は、上述の各問題を解決し、位相差
板を内蔵でき、軽量小型で、かつ、格子方向と入射偏光
方向とのなす角度に制約がなく、工業的生産が可能で高
い光利用効率を有する回折素子を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板と、
透明基板上に形成された、複屈折性膜の断面が凹凸状の
格子と、前記格子の凹部に充填された、屈折率が前記複
屈折性膜の常光屈折率または異常光屈折率とほぼ等しい
屈折率を有する等方性材料とを備えることを特徴とする
回折素子を提供する。

【００１１】また、複屈折性膜に、屈折率楕円体の屈折
率長軸方向に対して平行でも垂直でもない方向に前記格
子が形成されている上記回折素子を提供する。また、複
屈折性膜が、高分子液晶で形成されている上記回折素子
を提供する。また、透明基板が、光学的な位相差を有す
る透明基板、または、位相差膜を形成されている透明基
板である上記回折素子を提供する。また、回折素子の少
なくとも一方の面における有効径内の少なくとも一部分
に、波長が異なる２種類の光に対してそれぞれ異なる透
過率を示す波長選択性の開口径制限部を一体的に備える
上記回折素子を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明においては、水晶基板など
の光学的な位相差を有する基板、または、位相差膜を形
成されたガラス基板などの透明基板上に、一様に配向し
た光硬化性を有する高分子液晶からなる複屈折性膜を形
成する。この複屈折性膜を構成する高分子液晶の配向方
向としては、透明基板に対して水平で、かつ、入射直線
偏光に対して垂直／平行のいずれでもよく、どちらの場
合でも高透過とできる。

【００１３】成膜し配向した高分子液晶による複屈折性
膜に、断面が凹凸状の格子を形成する。格子を形成する
手段としては、フォトリソグラフィよるエッチング方式
や、格子形状を有する金型によるプレス方式などが使用
できる。

【００１４】この際、格子を複屈折性膜に形成したた
め、格子方向が、高分子液晶の配向方向および入射直線
偏光方向によって制約を受けないので、任意の方向を選
択でき、高分子液晶による複屈折性膜における屈折率楕
円体の屈折率長軸方向に対して平行でも垂直でもない方
向とすることができる。また、回折素子を複数の領域に
分け、各領域について方向の異なる格子を形成すること
もできる。

【００１５】形成された格子の凹凸部には等方性媒体を
充填する。等方性媒体の屈折率は、入射直線偏光方向と
複屈折性膜を構成する高分子液晶の配向方向との関係に
よって決まる。例えば、入射直線偏光と高分子液晶の配
向方向とを垂直とした場合には、高分子液晶の常光屈折
率と屈折率のほぼ等しい等方性媒体にて凹部を充填し、
また、入射直線偏光と高分子液晶の配向方向とを平行と
した場合には、高分子液晶の異常光屈折率と屈折率のほ
ぼ等しい等方性媒体にて凹部を充填する。充填する等方
性材料としては、光硬化型のポリマー、熱硬化型のポリ
マーなどが使用でき、例えばアクリル系紫外線硬化型接
着剤などが使用できる。

【００１６】等方性媒体の充填時に、回折素子全体の透
過波面歪みを抑制するためには低反射コートを施したカ
バーガラスなどで挟み込んで硬化させる方法が容易であ
る。しかし、回折素子の薄型化、軽量化のために、カバ
ーガラスなしで硬化させる方が望ましい。また、前記回
折素子に位相差板部を一体化することができ、光ヘッド
装置および回折素子の小型、軽量化のために望ましい。
そこで、位相差を有する透明基板として、水晶の透明基
板を使用できる。

【００１７】また、水晶の透明基板の代わりに有機系位
相差フィルムを貼り付けたガラス製の透明基板も使用で
きる。有機系位相差フィルムの代わりに透明基板に対し
て水平配向された光硬化性を有する高分子液晶などの有
機系位相差材料も使用できる。これらの、位相差を有す
る基板または有機系位相差材料を１／４波長板（直線偏
光を円偏光に変換する）として用いる場合は、これらの
材料の位相差が使用波長の（ｎ＋１／４）倍となるよう
調整し、複屈折性材料の光学軸と入射直線偏光の方向を
４５゜の角度をなすように配置する。ここでｎは０以上
の整数である。

【００１８】また、光ヘッド装置が２種類の光源、例え
ば波長６５０ｎｍの半導体レーザと波長７８０ｎｍの半
導体レーザを備え、同一の集光レンズを用いて、ＤＶＤ
の読み出しとＣＤの読み出しにそれぞれ使い分ける場
合、ＤＶＤとＣＤのディスクの厚さの違いによって発生
する集光時の収差を改善するために、ＣＤの読み出し時
に、外周部の光量を落とす方法が知られており、そのた
めの手段の一つとして波長選択性の開口径制限部を用い
ることが知られている。本発明においては、この目的の
ために、２つの光源の波長によって２０％以上透過率の
異なる波長選択性の開口径制限部を使用する。

【００１９】例えば、６５０ｎｍの波長の光に対しては
９０％以上を透過し、７８０ｎｍの波長の光に対しては
９０％以上を反射するダイクロイックミラーなどの光学
多層膜からなる波長選択性の開口径制限部を、有効領域
内のＣＤデータの読み出しを行う際に切り捨てられる素
子の外周部に一体化して設置でき、これによって、部品
点数の削減や、光ヘッド装置の小型軽量化などの効果が
得られる。

【００２０】本発明の回折素子は、従来の回折素子に比
べて格子パターンのデザイン自由度も高いうえに、様々
な用途の光学部品を積層一体化できるので、軽量化かつ
薄型化が可能である。

【００２１】位相差板および波長選択性の開口径制限部
を合わせ持つ回折素子の場合、波長が６５０ｎｍの半導
体レーザからのＳ波のレーザ光は、往路（光源側から光
記録媒体側へ向かう方向）においては、まず、波長選択
性の開口径制限部を透過して、高分子液晶による複屈折
性膜の全ての有効領域に入射する。すると、Ｐ波に対応
する方向に配向された高分子液晶の凸部の屈折率は１．
５（常光屈折率）程度であり、凹部もほぼ屈折率が１．
５であるため、レーザ光は回折しないで透過し、位相差
を持つ複屈折性の基板または位相差膜によって直線偏光
が円偏光へ変換される。

【００２２】復路（光記録媒体側から光源側へ向かう方
向）においては、レーザ光は、光記録媒体で反射されて
逆回りの円偏光となって回折素子へ入射し、位相差を持
つ複屈折性基板または位相差膜によって、今度は往路と
直交する直線偏光に変化されＰ波となる。すると、Ｐ波
に対応する方向に配向された高分子液晶によって形成さ
れる凸部の屈折率は１．６（異常光屈折率）程度であ
り、凹部の屈折率はほぼ１．５であるため、回折素子と
して機能し、光の回折が起こる。

【００２３】これに対し、波長が７８０ｎｍのレーザ光
に対しては、上記の波長選択性の開口径制限部が機能す
るため、中央部のみが回折素子の回折素子部へ入射す
る。そして、往路では波長が６５０ｎｍの場合と同様に
屈折率差がほとんどないため、光は回折しないで下方へ
透過する。ここで、位相差板は、６５０ｎｍの波長に対
し、１／４波長板となるように調整されているため７８
０ｎｍの波長に対しては約１／５波長板として機能し、
結果として光記録媒体からの戻り光は完全なＰ波にはな
らないが、その大部分は回折する。

【００２４】また、本発明の位相差板の位相差を６５０
ｎｍの波長に対しては５／４波長板となり、７８０ｎｍ
の波長に対して４／４波長板となるようにすることによ
り、６５０ｎｍの波長に対しては機能し、７８０ｎｍの
波長に対しては機能せずにほとんどが透過する回折素子
とすることもできる。この場合、波長７８０ｎｍの光源
の前に、別途に、回折素子を設置してもよく、６５０ｎ
ｍの入射偏光方向に対して７８０ｎｍの入射偏光方向を
２０〜４５°傾けることにより往路復路ともに回折させ
てもよい。

【００２５】本発明の回折素子は、光源側の面に他の格
子を形成してもよく、その場合には３ビーム法によるト
ラッキングエラー検出ができて好ましい。本発明の回折
素子における格子の凹凸部（光学的異方性回折素子）の
パターンは、光記録媒体からの戻り光のビーム形状が所
望の形状になるように、回折素子面内で曲率をつけた
り、格子間隔に分布をつけたりすることもできる。

【００２６】本発明の回折素子に対しては、半導体レー
ザ、ＹＡＧレーザなどの固体レーザや、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザなどの気体レーザなど、各種の光源が使用できる。小
型軽量化、連続発振、保守点検などの面では半導体レー
ザを使用するのが好ましい。また、半導体レーザなどの
光源部に非線形光学素子を組み込んだ高調波発生装置を
使用して、青色レーザなどの短波長レーザを用いると、
高密度の光記録および読み取りができる。

【００２７】本発明の回折素子を搭載した光ヘッド装置
を使用する光記録媒体は、光により情報を記録および／
または読み取ることができる媒体である。その例として
はＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの光ディスク、およ
び、光磁気ディスク、相変化型光ディスクなどが挙げら
れる。

【００２８】

【実施例】

［実施例１］実施例１を図１、図２を参照しつつ説明す
る。ＣＤで使われる６５０ｎｍの波長の光に対して１／
４波長の位相差を有する、直径３インチ、厚さ０．４ｍ
ｍの水晶の透明基板２０によって位相差板部２１を構成
し、位相差板部２１を構成する水晶の透明基板２０の光
記録媒体側の面（図中下側の面）に低反射コート２２を
施した。

【００２９】つぎに、水晶の透明基板２０の光源側の面
（図中上側の面）にポリイミド配向膜２３を形成し、ポ
リイミド配向膜２３に水晶の透明基板２０の光学軸に対
して４５゜の方向にラビングを施し、まず、光硬化性を
有する高分子液晶の未重合の液体をポリイミド配向膜２
３上に滴下した。つぎに、表面にポリイミドを塗布し水
晶の透明基板２０のラビング方向と１８０゜のラビング
を施した後に離型化処理を施した図示しない対向ガラス
基板を用いて、未重合の高分子液晶を水平配向状態に
し、さらに、光量６００ｍＪの紫外光を照射して重合を
行い、その後、上記の図示しない対向ガラス基板を離型
除去して、厚さ３．５μｍの水平配向された高分子液晶
による複屈折性膜２４を形成し、さらに光量３０００ｍ
Ｊの紫外光を照射して追加重合を行った後、１４０℃に
て３０分間アニール（焼鈍）を実施して複屈折性膜２４
を完全に固化した。

【００３０】この、高分子液晶による複屈折性膜２４上
に、スパッタ法により保護膜としてＳｉＯ₂ 膜２５を約
５０ｎｍ成膜した。つぎに、ＳｉＯ₂ 膜２５の上に、フ
ォトリソグラフィにより格子のストライプ方向がラビン
グ方向に対して＋４５゜および−４５゜の角度をなす２
つの領域を備えたピッチ６μｍの格子状をしたフォトレ
ジストマスクを形成した。

【００３１】そして、まず、格子状をしたフォトレジス
トマスクを利用し、流量１００ＳＣＣＭのＣＦ₄ ガスな
どのフッ化炭素ガスを用いて、圧力０．２Ｔｏｒｒ、出
力３００Ｗの条件下で５分間の反応性イオンエッチング
を実施し、ＳｉＯ₂ 膜２５にフォトレジストマスクの格
子パターンを転写し、ＳｉＯ₂ の選択マスク２６を作製
した。

【００３２】つぎに、作製したＳｉＯ₂ の選択マスク２
６を利用し、流量１００ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用いて、
圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗの条件下で２０分間
のアッシング（灰化処理）を行い、反応性イオンエッチ
ングで残存したフォトレジストマスクを除去すると同時
に、図２に示す深さ３．５μｍ、ピッチ６μｍの格子２
７を高分子液晶による複屈折性膜２４に作製した。

【００３３】その後、今回、複屈折性膜２４に用いた高
分子液晶（常光屈折率ｎ_o ＝１．５、異常光屈折率ｎ_e
＝１．６）の常光屈折率ｎ_o と等しい屈折率（ｎ＝１．
５）を有する紫外線硬化型の等方性材料２８を充填し、
光量５０００ｍＪの紫外光照射により硬化重合させ、回
折素子部２９を形成した。

【００３４】さらに、厚さ０．３ｍｍのガラス基板３０
における、中心の２．１８ｍｍφの部分を除いた外周部
分に、真空蒸着法およびリフトオフ法で、ＤＶＤで使わ
れる６５０ｎｍの波長の光を９０％以上透過し、かつ、
ＣＤで使われる７８０ｎｍの波長の光を９０％以上反射
する光学多層膜３１を形成するとともに、中心の２．１
８ｍｍφの部分に中央部と外周部分の位相を補正するた
めのＳｉＯ₂ コート３２を形成して波長選択性の開口径
制限部３３を構成し、波長選択性の開口径制限部３３の
ガラス基板３０で等方性材料２８をカバーし、光量５０
００ｍＪの紫外光を照射して等方性材料２８を硬化重合
させるとともに、波長選択性の開口径制限部３３を一体
化し、さらに、波長選択性の開口径制限部３３の上から
低反射コート３４を施した。最後に、ダイシングにより
切断して、外径４ｍｍ×４ｍｍ、厚さ約０．７ｍｍの回
折素子３５を作製した。

【００３５】こうして作製された回折素子３５の特性を
調べたところ、高分子液晶による複屈折性膜２４のラビ
ング方向と垂直な方向の偏光に対しては、図示しない半
導体レーザ（光源）からのＤＶＤと同じ波長６５０ｎｍ
のＳ波（図１において紙面に平行な偏光方向の光）の透
過率は９２％であることが確認された。図示しない光記
録媒体からの反射光は、位相差板部２１を往復で２度透
過することにより、Ｐ波（紙面に垂直な偏光方向の光）
となって回折格子部２９へ入射し、その＋１次回折光の
回折効率が３８％、−１次回折光の回折効率が３５％
で、合計７３％となることが確認された。

【００３６】したがって、往復効率は、０．９２×０．
７３＝６７％となり、実用上充分に高い回折効率が得ら
れた。また、ＣＤと同じ７８０ｎｍのレーザ光に対して
は、中央の２．１８ｍｍφの部分のみに対して、往路の
透過率が９１％、復路の＋１次回折光の回折効率が１７
％、−１次回折光の回折効率が１９％で合計３６％とな
ることが確認された。したがって、往復効率は、０．９
１×０．３６＝３３％となった。透過光の波面収差は、
回折素子３５の光の入出射面の中心部（直径２ｍｍの円
形の範囲）で、０．０２０λ_rms （自乗平均）以下であ
った。

【００３７】［実施例２］実施例２を図３を参照しつつ
説明する。光記録媒体側の面（図中下側の面）に低反射
コート３６を施された直径３インチ、厚さ０．５ｍｍの
ガラス製の透明基板３７を用意し、ガラス製の透明基板
３７の光源側の面（図中上側の面）に、ポリイミド配向
膜３８を形成し、ポリイミド配向膜３８にラビングによ
る水平配向処理を施した後、ポリイミド配向膜３８上に
未重合の光硬化性の高分子液晶を塗布し、重合後の高分
子液晶の屈折率差（Δｎ≒０．１）に基づき、位相差が
ＤＶＤの使用波長である６５０ｎｍのほぼ５／４波長倍
となるように紫外光によって高分子液晶を重合硬化さ
せ、約８μｍの高分子液晶による位相差膜３９を形成
し、位相差板部４０を構成した。その後、スパッタ法に
より高分子液晶による位相差膜３９の上に保護膜として
５０ｎｍのＳｉＯ₂ 膜４１を成膜した。

【００３８】つぎに、ＳｉＯ₂ 膜４１の上に、再びポリ
イミド配向膜４２を形成し、ポリイミド配向膜４２に位
相差板部４０の光学軸に対して４５゜の方向に水平配向
するようにラビング処理を実施した。そして、ポリイミ
ド配向膜４２上に未重合の光硬化性の高分子液晶を塗布
し、図示しない対向ガラス基板を用いて、高分子液晶を
水平配向状態にした後、光量６００ｍＪの紫外光を照射
して重合を行い、その後、対向ガラス基板を離型除去し
て、厚さ３．５μｍの水平配向した高分子液晶による複
屈折性膜４３を形成し、さらに光量３０００ｍＪの紫外
光を照射して追加重合を行った後、１４０℃にて３０分
間アニールを実施して、高分子液晶による複屈折性膜４
３を完全に固化した。

【００３９】この高分子液晶による複屈折性膜４３上
に、スパッタ法によりＳｉＯ₂ 膜４４を約５０ｎｍ成膜
した。つぎに、フォトリソグラフィにより格子の方向が
ラビング方向に対して４５゜をなすピッチ６μｍの格子
状をしたフォトレジストマスクを形成した。

【００４０】そして、まず、格子状のフォトレジストマ
スクを利用し、流量１００ＳＣＣＭのＣＦ₄ ガスなどの
フッ化ガスを用いて、圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００
Ｗの条件下で５分間の反応性イオンエッチングを実施
し、ＳｉＯ₂ 膜４４にフォトレジストマスクのパターン
を転写し、ＳｉＯ₂ の選択マスク４５を作製した。

【００４１】つぎに、作製したＳｉＯ₂ の選択マスク４
５を利用し、流量１００ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用いて、
圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗの条件下で２０分間
のアッシングを行い、反応性イオンエッチングで残存し
たフォトレジストを除去すると同時に、深さ３．５μ
ｍ、ピッチ６μｍの格子４６を高分子液晶による複屈折
性膜４３に作製した。

【００４２】その後、今回、複屈折性膜４３に用いた高
分子液晶（常光屈折率ｎ_o ＝１．５、異常光屈折率ｎ_e
＝１．６）の常光屈折率ｎ_o と等しい屈折率（ｎ＝１．
５）を有する紫外線硬化型の等方性材料４７を塗布、充
填し、光量５０００ｍＪの紫外光照射により硬化重合さ
せ、回折格子部４８を形成した。そして、等方性材料４
７の上から保護膜として５０ｎｍのＳｉＯ₂ 膜４９を形
成し、ＳｉＯ₂ 膜４９の上に低反射コート５０を施した
後、ダイシングにより切断して、外径４ｍｍ×４ｍｍ、
厚さ約０．５ｍｍの回折素子５１を作製した。

【００４３】こうして作製された回折素子５１の特性を
調べたところ、回折格子部４８を構成する高分子液晶に
よる複屈折性膜４３のラビング方向と垂直な方向の偏光
に対しては、図示しない半導体レーザ（光源）からのＤ
ＶＤと同じ波長６５０ｎｍのＳ波（図１において紙面に
平行な偏光方向の光）の透過率は９１％であることが確
認された。図示しない光記録媒体からの反射光は、位相
差板を往復で２度透過することにより、Ｐ波（紙面に垂
直な偏光方向の光）となって回折格子部４８へ入射し、
その＋１次回折光の回折効率が３７％、−１次回折光の
回折効率が３５％で、合計７２％となることが確認され
た。

【００４４】したがって、往復効率は、０．９１×０．
７２＝６６％となり、実用上充分に高い回折効率が得ら
れた。透過光の波面収差は、回折素子５１の光の入出射
面の中心部（直径２ｍｍの円形の範囲）で、０．０２５
λ_rms （自乗平均）以下であった。

【００４５】

【発明の効果】本発明の回折素子によれば、位相差板部
を内蔵でき、軽量小型で、かつ、格子方向と入射偏光方
向とのなす角度に制約がなく、工業的生産が可能で高い
光利用効率を有する回折素子を提供できるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の回折素子の側方断面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図。

【図３】実施例２の回折素子の側方断面図。

【図４】ドライエッチング法を用いた回折素子またはホ
ログラム素子の側方断面図。

【図５】偏光性回折素子を示す側方断面図。

【符号の説明】

２０、３７：透明基板２４、４３：複屈折性膜２７、４６：格子２８、４７：等方性材料３３：波長選択性の開口径制限部３９：位相差膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、透明基板上に形成された、複
屈折性膜の断面が凹凸状の格子と、前記格子の凹部に充
填された、屈折率が前記複屈折性膜の常光屈折率または
異常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する等方性材料と
を備えることを特徴とする回折素子。
【請求項２】複屈折性膜に、屈折率楕円体の屈折率長軸
方向に対して平行でも垂直でもない方向に前記格子が形
成されている請求項１記載の回折素子。
【請求項３】複屈折性膜が、高分子液晶で形成されてい
る請求項１または２記載の回折素子。
【請求項４】透明基板が、光学的な位相差を有する透明
基板、または、位相差膜を形成されている透明基板であ
る請求項１、２または３記載の回折素子。
【請求項５】回折素子の少なくとも一方の面における有
効径内の少なくとも一部分に、波長が異なる２種類の光
に対してそれぞれ異なる透過率を示す波長選択性の開口
径制限部を一体的に備える請求項１、２、３または４記
載の回折素子。