JPS61221708A - ジオデシツクレンズの製造方法 - Google Patents

ジオデシツクレンズの製造方法

Info

Publication number
JPS61221708A
JPS61221708A JP6243385A JP6243385A JPS61221708A JP S61221708 A JPS61221708 A JP S61221708A JP 6243385 A JP6243385 A JP 6243385A JP 6243385 A JP6243385 A JP 6243385A JP S61221708 A JPS61221708 A JP S61221708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
optical waveguide
cavity
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6243385A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobukazu Takado
高堂 宣和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6243385A priority Critical patent/JPS61221708A/ja
Publication of JPS61221708A publication Critical patent/JPS61221708A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/124Geodesic lenses or integrated gratings
    • G02B6/1245Geodesic lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明に平面導波光i4内において集束させる機能金有
するジオデシックレンズの製造方法に関する。
(従来技術] −e[、コヒーレントな光学処理技術は、並列処理がで
き、高速であるという特徴があるため、コリレーション
などのようfx信号処理装置への応用に適している。こ
の信号処理装置を実現するために、光学ガラスや光学結
晶など全基板とし、この表面に基板よりも屈折率の高い
層を設け、この高屈折率層にエネルギーを集中させて伝
搬する平面導波光の波面やエネルギー伝搬方向を制御し
て光回路を形成するいわゆる平面光回路に工って構成す
る方法が、最近さかんに研究されている。このような平
面光回路に用いられる平面レンズに、結像作用やフーリ
エ変換作用の働き全持ち、平面光回路を構成する重要な
部品である。このような平面レンズにに、ジオデシック
レンズ、ルネプルグレンズ、グレーティングレンズ、平
面フレネルレンズ等のレンズが知られている。
ジオデシックレンズに光導波路中にくぼみ(凹部)を形
成してこの部分をレンズ部としているため、くぼみを所
望の形状に加工することにエリ大口径、短焦点つまりF
数の小さなレンズの作成が可能となる。また本質的に色
収差がなく、また焦点距離が導波モードの次数に工らな
い利点がある。
従来、誘電体基板上にくぼみを設け、このくぼみに光導
波路を形成するジオデシックレンズの製造方法の例がア
イ・イー・イー・イー・トランザクション・オン・コン
ポーネンツ・ハイフリット・アンド・マニファクチャリ
ング・テクノロジー(IEEE TRANSACTIO
NS ON C(JMPONENTS。
HYBRIDS、AND MANUFACTURING
 TECHN−OLOGY、VuL CHMT−8,h
2)6月1982年205〜209ページで述べられて
いる。
第4図はこのジオデシックレンズの製造方法を工程順に
示す断面図である。第4図(a)において、リチウムナ
イオベイト基板41の表面にダイヤモンドのバイトt−
用いてくぼみ(凹部)h’?切削形成し、切削径研磨す
る1次に第4図(b)に示す工うにリチウムナイオベイ
ト基板41のくぼみh′も含めた全面に膜厚が均一なチ
タン膜42を設ける。
次[14図(C)に示す工うにチタン膜42を熱拡散し
て光導波路43とジオデシックレンズ部44t−形成す
る。
8g5図(a)、 (blは上記の製造工程にエリ得ら
れたジオデシックレンズを示す平面図と断面図である。
この工うなジオデシックレンズに導波光55が平行に入
射すると、フェル7の原理に従って光路長が最短になる
曲面の測地線に沿って伝搬するので、入射導波光55が
通過するレンズの位置に工ってその光路長が変化し、入
射導波光55は集束作用を受は集束点56に集光される
(発明が解決しエフとする問題点〕 上記のジオデシックレンズに、焦点距離等を設計値通り
にする几めには口径が数mm、  中心の深さがl m
m 程fのレンズの場合、1〜5μmo精度でくぼみの
形状を加工する必要がある。従ってジオデシックレンズ
にはくぼみの形状が少しでも設計値からはずれると大幅
に焦点距離が設計値と異なってしまう欠点がある。
本発明の目的に、従来のジオデシックレンズの欠点を除
去し、くぼみ(凹部)の形状が設計通りに加工できなく
ても、焦点距離を調整して設計値に合わせ込むことが可
能なジオデシックレンズの製造方法を提供することにあ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明に、誘電体基板表面上に凹部を設け、該凹部に光
導波路全形成するジオデシックレンズの製造方法におい
て、誘電体基板表面上に凹部を設けた後、屈折率が誘電
体基板よりも高く、電子ビームや光を照射することにエ
リ屈折率が増加する感光性の材料を凹部を含む誘電体基
板の表面上に膜厚が均一となるLうに設けて光導波路を
形成しt後、電子ビームまたは光の照射量が凹部の周辺
から中心へ徐々に多く変化する工う電子ビームまたは光
を照射することを特徴とする。
(作用・原理) 本発明rtx、ジオデシックレンズの製造方法において
、上記の製造方法にエリ従来技術の欠点を解決した。
本発明に、電子ビームや光の照射に工って屈折率が増加
する感光性で高屈折率な材料をくほみの部分を含む誘電
体基板の表面上に膜厚が一定となる工うに設ける。次に
くぼみの部分に設けた感光性の材料に電子ビームや光全
不均−に照射することにエリ、感光性の材料に導波光に
対して収束作用を持つ工うな屈折率分布を与える。上記
のような製造方法において、電子ビームや光の照射fを
変えて、感光性の材料だけllICる収束作用を調整し
、ジオデシックレンズの実際の焦点距離全設計値に一致
させることが可能となる。
(実施例) 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
(実施例1) 第1図は本発明のジオデシックレンズの製R15法の4
1の実施例を工程順に示す断面図である。
第1図(a)において、リチウムナイオベイト基板11
の表面の一部にダイヤモンドのバイトt−用いて従来同
様にくぼみ(凹部)h’t−切削形成し、切削後表面を
研摩する。次に第1図(blに示す工うにリチウムナイ
オベイト基板110表面に硫化ヒ素全蒸着し、膜厚一定
の硫化ヒ素の光導波路12.13全形成する。
次にi1図(C)に示す工うに紫外線の透過率が円の中
心で最大で周辺に行くに従って小さくなっていく分布金
持った露光用マスク14を通して前記くぼみh′の上に
設けた硫化ヒ素13に紫外線15を照射する。このよう
に紫外線15全照射することにエリ、硫化ヒ累の光導波
路13は、レンズ部を透過する導波光に対してルネブル
クレンズの場合と同様な等側屈折率分布を与える工うな
屈折率分布を持つ。
上記の工うな製造方法によるジオデシックレンズの平面
図と断面図を第2図ta1. (b)に示す。上記のよ
うにして製造した硫化ヒ素の光導波路13の屈折率分布
はレンズの中心で最大で周辺に行くに従って小さくなっ
て行く回転対称の分布になっている。従って上記の工り
な硫化ヒ素の光導波路13は導波光に対して収束作用を
有しレンズ効果を持つ、ここでは上記のようなレンズを
屈折率分布型レンズと呼ぶ。
従って本発明の製造方法によるジオデシックレンズでは
くばみの部分を横切る導波光が異なる入射位置測地線全
伝搬すること、そしてくぼみ上に設けた硫化ヒ素の光導
波路13による等側屈折率の変化との2つの要因に工っ
て、くぼみの中心に近いほど光路長が長く等側屈折率の
変化分も大きいので導波光の位相面は中心部はど遅れる
ことにな9、レンズに平行に入射した導波光25は集束
点26に集光される。
(実施例2) 第3図に、本発明によるジオデシックレンズの製造方法
の第2の実施例を工程順に示した断面図である。第3図
(a)、 (b)は、第1図(al、 (b)の工程と
同じである。まず、リチウムナイオベイト基板11の表
面にくぼみ(凹部)h”k加工し次に基板表面に硫化ヒ
素を蒸着し、膜厚一定の硫化ヒ素の光導波路12.13
’e形成する。次に第3図(clに示す工うに硫化ヒ素
の光導波路13に対して電子ビーム34を照射する。電
子ビーム34の照射はコンビエータ制御された直接描画
で行う。電子ビーム34の照射量はくぼみの中心で最大
で周辺に行くに従って減少する工うに変化させる。ここ
で電子ビーム34の全体の照射量を変えることに19、
本発明によるジオデシックレンズの焦点距離の調整を行
う。上記の工うな製造方法によっても第2図(a)、 
(b)に示したジオデシックレンズを完成することがで
きる。
(発明の効果) 第2図(a)、 (b)に示した本発明の製造方法によ
るジオデシックレンズでは、従来のジオデシックレンズ
とくぼみの部分に設けた硫化ヒ素の収束作用による屈折
率分布型レンズの2つのレンズヲ接着させて配置するこ
とになり、本発明によるジオデシックレンズの焦点距離
Fi、<はみに工って光路差を与える従来のジオデシッ
クレンズの焦点圧*fx と屈折率分布型レンズの焦点
距離f2とから(1)式のようになる。
ここで屈折率分布型レンズの焦点距離f雪に、硫化ヒ素
の薄膜への紫外線または電子ビームの照射量を変えて屈
折率の増加分を変えることにエリ、調整することができ
る。
従ってくぼみの形状が設計値からはずれて従来のジオデ
シックレンズの焦点距離f1が設計値工り長くなった場
合、硫化ヒ素に照射する紫外線量ま友は電子ビームの照
射量を変えて屈折率分布型レンズの焦点距離fsk調整
することに工って合成した焦点距離Ft−ジオデシック
レンズの設計f[iと一致させることができる。
具体例として、2mm厚のリチウムナイオベイト基板に
設計値の口径と焦点距離がそれぞれ2.5mm。
6、Orrlmのジオデシックレンズのくぼみを形成し
、このくぼみを含むリチウムナイオベイト基板の表面に
膜厚が0,87μmで均一な硫化ヒ素の薄膜を設けて光
導波路とする。ここで硫化ヒ素の光導波路は2.46 
で均一な屈折率を持つ。この工うなジオデシックレンズ
の形状が設計からずれて焦点距離が5.4mmとなる場
合がある。この時、くぼみの部分に設けた硫化ヒ素の光
導波路に前記透過率分布を持った露光用マスクを通して
波長400nmの紫外線を照射し、くぼみの中心部での
照射量を33J/cm2とする。
上記の工うに紫外線を照射することにエリ、レンズの中
心部での硫化ヒ素の屈折率!2.46 から2.58へ
増加し、屈折率分布型レンズの焦点距離HHe−Neレ
ーザー光のTE、モードに対してlQQmmとなる。従
って(1)式にエリ合成した焦点距離Fに、5、Qmm
  icなり設計値と一致させることができる。
以上のように本発明によるときににくぼみ(凹部)の加
工精贋に左右されることなく、レンズの焦点距離を目標
とする設計値に調整することができ、したがって、その
生産性を著るしく向上できる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜fcl ld本発明のジオデシックレン
ズの製造方法を工程順に示す断面図、第2図[alはw
E1図の製造方法によるジオデシックレンズの平面図、
tb+ i同断面図、第3図(a)〜(C)ti本発明
のジオデシックレンズの第2の製造方法を工程順に示す
断面図、第4図(al〜(C)14従来のジオデシック
レンズの製造方法を工程順に示す断面図、第5図(a)
は従来のジオデシックレンズを示す平面図、(b)は同
断面図である。 11・・・・・・リチウムナイオベイト基板、12・・
・・・・硫化ヒ素の光導波路、13・・・・・・くぼみ
の上に設けた硫化ヒ素の光導波路、14・・・・・・露
光用マスク、15・・・・・・紫外線%24・・・・・
・ジオデシックレンズ部、25・・・・−・入射導波光
、26・・・・・・入射導波光が集束される集束点、3
4・・・・・・電子ビーム。 第1 図 ん′ lz:1ノテシムナイオベ゛イト基オ反、lz:禾丸止
し索の)ヒ摺12支輝( y3 : / t:L−棚上)、ま乏1すた鑓イiFニ
ーF=’r牧ゆj憂撃4少工414:露光用7スク /4: 紫  ブト 線 N  Z  図 //:  リテサムナイトオベイト」」叉12:  i
A:−ヒ素力光11J]&t、s:<rs−hの上1て
談けた烟回とと素の米中1)bそ(Z4:  ジオテ゛
′シックレ〉ス゛部筋3図 ん′ 34−↓圃j11 11;  リテシムナイオへイ)1(拒/2:1蓬化ヒ
赤の光導彼1獣 t、、5:<rfp力上1て賎げへ基丸止ヒ李J老1C
波ヌ逮y−,電了ビーム 42ニテダン#

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 誘電体基板表面上に凹部を設け、該凹部に光導波路を形
    成するジオデシックレンズの製造方法において、前記誘
    電体基板表面上に凹部を設けた後、屈折率が前記誘電体
    基板よりも高く、電子ビームや光を照射することにより
    屈折率が増加する感光性の材料を前記凹部を含む前記誘
    電体基板の表面上に膜厚が均一となるように設けて光導
    波路を形成した後、電子ビームまたは光の照射量が前記
    凹部の周辺から中心へ徐々に多くなるよう前記電子ビー
    ムまたは光を照射することを特徴とするジオデシックレ
    ンズの製造方法。
JP6243385A 1985-03-27 1985-03-27 ジオデシツクレンズの製造方法 Pending JPS61221708A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6243385A JPS61221708A (ja) 1985-03-27 1985-03-27 ジオデシツクレンズの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6243385A JPS61221708A (ja) 1985-03-27 1985-03-27 ジオデシツクレンズの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61221708A true JPS61221708A (ja) 1986-10-02

Family

ID=13200041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6243385A Pending JPS61221708A (ja) 1985-03-27 1985-03-27 ジオデシツクレンズの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61221708A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7542186B2 (en) 3-D holographic recording method and 3-D holographic recording system
US4445759A (en) Integrated Fresnel lens and its production process
JP2001236002A (ja) ホログラムの製造方法および装置
US4093339A (en) Method and apparatus for fabricating optical waveguide grating resonators
US7031584B2 (en) Method for manufacturing optical waveguide using laser direct writing method and optical waveguide manufactured by using the same
EP0135047B1 (en) A method of producing a hologram lens
US4208637A (en) Tunable optical device
JPS61221708A (ja) ジオデシツクレンズの製造方法
JPS6049306A (ja) 導波路光学系
Kurmer et al. Ion implanted grating couplers for optical waveguides
JPS59116602A (ja) チヤ−プトグレ−テイングの製造方法
JPS6177808A (ja) ジオデシツクレンズの製造方法
JPS6289910A (ja) ジオデシツクレンズおよびその製造方法
JPS61180206A (ja) ジオデシツクレンズとその製造方法
JPS60188909A (ja) グレ−テイングカツプラ−の作製方法
JPS61221707A (ja) ジオデシツクレンズ
EP0093781B1 (en) Method of manufacturing in-line hologram lens
JPS6180108A (ja) ジオデシツクレンズ
Korolkov et al. New fabrication method for diffractive optical elements with deep phase relief
JPS6289911A (ja) ジオデシツクレンズ
JPS6033531A (ja) 光導波路レンズ
JPS6053904A (ja) リッジ型光導波路
Douglass Complex devices fabricated using femtosecond laser direct write
JPS5821211A (ja) 集積光学構造体の薄膜レンズ
JPS61180205A (ja) 平面フレネルレンズとその製造方法