JPS6368802A - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
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- JPS6368802A JPS6368802A JP21354286A JP21354286A JPS6368802A JP S6368802 A JPS6368802 A JP S6368802A JP 21354286 A JP21354286 A JP 21354286A JP 21354286 A JP21354286 A JP 21354286A JP S6368802 A JPS6368802 A JP S6368802A
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- Japan
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- diffraction grating
- grating
- grooves
- shape
- groove
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- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
イ、産業上の利用分野
本発明は回折格子に関する。
口、従来の技術
回折格子の溝の形は製作方法と関係し、て色々な形のも
のが用いられている。通常溝の形が単なる矩形状もしく
は正弦波状のものは、格子を透過又は反射した光のエネ
ルギーが０次回折光に配分される割合が多く、１次、２
次等の実際に波長スペクトルを形成する回折光に分配さ
れるエネルギーは少ない。０次回折光へのエネルギー配
分を減らし、１次回折光等へのエネルギー配分を増大さ
せる工夫として、反射回折格子では溝の形を鋸歯状にし
たエシェレット型の回折格子が一般に用いられており、
透過型回折格子では第６図に示すような階段状断面を持
つ格子が用いられることがある。この格子はプリズムの
一面に鋸歯状の格子溝を形成したものと考えることがで
き、プリズムと云う名称で知られている。この形の回折
格子では階段状の面の側から格子底面に垂直に入射する
光に対して、Ｏ次回折光はプリズムの頂角θによって決
まる矢印０の方向であるが、格子の角階段面を底面と平
行にした場合、入射光は回折作用により屈折を受けず、
入射光のエネルギーは大部分が入射光と同方向の光に配
分されることになる。
のが用いられている。通常溝の形が単なる矩形状もしく
は正弦波状のものは、格子を透過又は反射した光のエネ
ルギーが０次回折光に配分される割合が多く、１次、２
次等の実際に波長スペクトルを形成する回折光に分配さ
れるエネルギーは少ない。０次回折光へのエネルギー配
分を減らし、１次回折光等へのエネルギー配分を増大さ
せる工夫として、反射回折格子では溝の形を鋸歯状にし
たエシェレット型の回折格子が一般に用いられており、
透過型回折格子では第６図に示すような階段状断面を持
つ格子が用いられることがある。この格子はプリズムの
一面に鋸歯状の格子溝を形成したものと考えることがで
き、プリズムと云う名称で知られている。この形の回折
格子では階段状の面の側から格子底面に垂直に入射する
光に対して、Ｏ次回折光はプリズムの頂角θによって決
まる矢印０の方向であるが、格子の角階段面を底面と平
行にした場合、入射光は回折作用により屈折を受けず、
入射光のエネルギーは大部分が入射光と同方向の光に配
分されることになる。
従って階段一段の光路差ｄ（ｎ−１）が波長の整数倍に
なるような波長の光のエネルギーは矢印ｆ方向に強（集
中される。ただし、ｄは格子定数、ｎは基板の屈折率で
ある。このようにして成る波長範囲の光は成る回折次数
において矢印ｆを中心とする成る範囲に強く回折される
ことになり、エネルギー効率の高いスペクトル像が得ら
れる。
なるような波長の光のエネルギーは矢印ｆ方向に強（集
中される。ただし、ｄは格子定数、ｎは基板の屈折率で
ある。このようにして成る波長範囲の光は成る回折次数
において矢印ｆを中心とする成る範囲に強く回折される
ことになり、エネルギー効率の高いスペクトル像が得ら
れる。
ハ０発明が解決しようとする問題点
上述したように回折格子の溝の形を鋸歯状にすることに
よって０次以外の回折光に対して高いエネルギー効率が
得られることが知られており、実用に供されているが、
鋸歯状の回折格子溝を形成すると云うことは工作上かな
り面倒なことであり、特に格子パターンをホログラフィ
によって形成し、イオンエツチング法で溝を作るような
場合、理想的な鋸歯状断面の溝を作ることは大へん困ｔ
ｖｌｔである。
よって０次以外の回折光に対して高いエネルギー効率が
得られることが知られており、実用に供されているが、
鋸歯状の回折格子溝を形成すると云うことは工作上かな
り面倒なことであり、特に格子パターンをホログラフィ
によって形成し、イオンエツチング法で溝を作るような
場合、理想的な鋸歯状断面の溝を作ることは大へん困ｔ
ｖｌｔである。
本発明は工作面で有利でしかもエネルギー効率の高い回
折格子を得ようとするものである。
折格子を得ようとするものである。
二１問題点解決のための手段
今まで回折格子の溝と云う語を用いてきたが、こ＼で云
う清々は回折格子の一ビッヂの格子断面のことであって
、今後もこの意味で溝と云う語を用いる。
う清々は回折格子の一ビッヂの格子断面のことであって
、今後もこの意味で溝と云う語を用いる。
本発明では回折格子の溝の形状を格子基準面に対して傾
斜した面とそれに連なる格子基準面に平行な面（平坦面
）とを組合わせた形とし、両者の幅の比率を傾斜面の幅
を１として、平坦面の幅を０．５〜１．５とした。なお
上述した溝形状で平面との交わり稜線が丸みを持つこと
は妨げない。
斜した面とそれに連なる格子基準面に平行な面（平坦面
）とを組合わせた形とし、両者の幅の比率を傾斜面の幅
を１として、平坦面の幅を０．５〜１．５とした。なお
上述した溝形状で平面との交わり稜線が丸みを持つこと
は妨げない。
ホ、イ乍用
鋸歯状の溝を用いるとエネルギー効率がよ（なることは
既に知られており、その理由も説明されていて、それは
大体前述した通りであるが、この説明は光の波動論に基
づく解析的な説明ではなく、幾何光学と波動光学を折衷
したような理論で定量性に欠けているが、現在の所溝の
形状と回折光の工不ルキー分配との関係について詳細な
研究はなされていない。本発明は実験的な立場から、鋸
歯状の格子溝を変形した場合の回折格子のエネルギー効
率を調べ、前項で示したような溝形状にするとき、良好
なエネルギー効率が得られるこｋを見だしたもので、こ
の溝形は典型的な鋸歯に比し、鋭角の溝底或は歯先部分
の鋭い稜線部分等を持たないから工作が大へん容易であ
る。
既に知られており、その理由も説明されていて、それは
大体前述した通りであるが、この説明は光の波動論に基
づく解析的な説明ではなく、幾何光学と波動光学を折衷
したような理論で定量性に欠けているが、現在の所溝の
形状と回折光の工不ルキー分配との関係について詳細な
研究はなされていない。本発明は実験的な立場から、鋸
歯状の格子溝を変形した場合の回折格子のエネルギー効
率を調べ、前項で示したような溝形状にするとき、良好
なエネルギー効率が得られるこｋを見だしたもので、こ
の溝形は典型的な鋸歯に比し、鋭角の溝底或は歯先部分
の鋭い稜線部分等を持たないから工作が大へん容易であ
る。
へ、実施例
紫外用透過型回折格子で、ＣａＦ２基板−１−に５ｉ０
２層を形成し、その上に併重したフォトレジスト膜にホ
ログラフィによって格子パターンを焼付け、イオンエツ
チングによって溝を形成した。
２層を形成し、その上に併重したフォトレジスト膜にホ
ログラフィによって格子パターンを焼付け、イオンエツ
チングによって溝を形成した。
フォトレジストはＣＦ４カスによるイオンエツチングに
対して、５ｉ０２よりもエツチングされ難いので、第５
図に示すように、当所イの形であったフォトレジスト層
は矢印１方向からのイオンエツチングにより、口、ハの
ように削られて行（が、５ｉ０２はその間フォトレジス
トより多く削られて図に斜線をいれたような形に削られ
て行く。ＣａＦ２はイオンｆｆ、 ツガングを殆んと受
けないので、回折格子基準面と平行なＣａＦ２基板面が
露出して来て平坦な面となる。
対して、５ｉ０２よりもエツチングされ難いので、第５
図に示すように、当所イの形であったフォトレジスト層
は矢印１方向からのイオンエツチングにより、口、ハの
ように削られて行（が、５ｉ０２はその間フォトレジス
トより多く削られて図に斜線をいれたような形に削られ
て行く。ＣａＦ２はイオンｆｆ、 ツガングを殆んと受
けないので、回折格子基準面と平行なＣａＦ２基板面が
露出して来て平坦な面となる。
第１図でａは回折格子の溝断面を示し、グラフは横軸が
波長、縦軸が効率で、カーブ中、０はＯ次回折光、ｌは
１次回折光、−１は一１次回折光の効率を示す。格子ピ
ッチは１２．５μｍ１溝形状は約６μ■］の溝底平坦部
と、約６μｍの傾斜部とよりなってりお、波長１７０
＋１ｍ付近で＋１次光が最高効率を示し、１５０〜２１
０ｎｍの範囲て６０％以−Ｆの効率である。これは格子
面に垂直入射に近い場合であって、入射角を変えること
により、最大効率を示す波長は変化する。第２図の例は
第１図の例より、溝の頂部にも平坦部を設けたもので、
溝頂の平坦部の幅は約２μｍで、＋１次光の最大効率波
長が１８０ｎｍに移動している。最大効率は第１図の例
より稍低いが、ブレーズ波長く最大効率波長）における
効率に比し、ブレーズ波長から外れた所の効率低下が小
さく、広い波長範囲て比較的平坦なエネルギー効率が得
られる利点がある。第３図の例は第２図の例で、溝の高
さを高くしたもので、高さは約０．７μｍ０第４図の例
は２方向の傾斜面ＡとＢとで溝を構成したもので、＋１
次回折光の効率は４０〜５０％で前例より若干低いが、
広い波長範囲で略・Ｉ一定したエネルギー効率が得られ
、０次回折光より＋１次回折光に多くエネルギーが分配
されている。
波長、縦軸が効率で、カーブ中、０はＯ次回折光、ｌは
１次回折光、−１は一１次回折光の効率を示す。格子ピ
ッチは１２．５μｍ１溝形状は約６μ■］の溝底平坦部
と、約６μｍの傾斜部とよりなってりお、波長１７０
＋１ｍ付近で＋１次光が最高効率を示し、１５０〜２１
０ｎｍの範囲て６０％以−Ｆの効率である。これは格子
面に垂直入射に近い場合であって、入射角を変えること
により、最大効率を示す波長は変化する。第２図の例は
第１図の例より、溝の頂部にも平坦部を設けたもので、
溝頂の平坦部の幅は約２μｍで、＋１次光の最大効率波
長が１８０ｎｍに移動している。最大効率は第１図の例
より稍低いが、ブレーズ波長く最大効率波長）における
効率に比し、ブレーズ波長から外れた所の効率低下が小
さく、広い波長範囲て比較的平坦なエネルギー効率が得
られる利点がある。第３図の例は第２図の例で、溝の高
さを高くしたもので、高さは約０．７μｍ０第４図の例
は２方向の傾斜面ＡとＢとで溝を構成したもので、＋１
次回折光の効率は４０〜５０％で前例より若干低いが、
広い波長範囲で略・Ｉ一定したエネルギー効率が得られ
、０次回折光より＋１次回折光に多くエネルギーが分配
されている。
ト、効果
本発明回折格子は平坦部と傾斜部を組合わせた溝形を有
し、そのためイオンエツチング等の製法による製作が容
易であり、しかも０次以外の回折光へのエネルギーが高
く、効率の良い回折格子が容易に得られる。
し、そのためイオンエツチング等の製法による製作が容
易であり、しかも０次以外の回折光へのエネルギーが高
く、効率の良い回折格子が容易に得られる。
なお上側では透過型の回折格子のみを扱っているが、本
発明が反射型回折格子でも適用できることは云うまでも
なく、また本発明がホログラフィ等で形成される不等間
隔或は曲線格子パターンの場合でも適用されることはも
ちろんである。
発明が反射型回折格子でも適用できることは云うまでも
なく、また本発明がホログラフィ等で形成される不等間
隔或は曲線格子パターンの場合でも適用されることはも
ちろんである。
第１図は本発明、の一実施例回折格子の効率特性グラフ
で、第１図ａは溝断面の拡大図、第２図は本発明の他の
実施例の効率特性グラフ、第２図ａは溝断面拡大図、第
３図は本発明の第３実施例の効率特性グラフ、第３図ａ
は溝の拡大断面図、第４図は本発明の第４実施例におけ
る効率特性グラ′フ、第４図ａは溝断面拡大図、第５図
は本発明回折格子の製作過程の一例を示す断面図、第６
図は従来のグリズムの断面図である。 代理人 弁理士 縣 浩 介 第４図 第５図 第６図 手 続 補 正 書 （方式゛）１、事件の表
示 昭和６１年特許願第２７３．５−４２号２、発明
の名称 回オ庁オ令千 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代 埋入 住 所 大阪市東区横堀５丁目１６番地 中甚ビル内
氏 名 （７０４５）弁理士 縣 浩
介５、補正命令の日付 昭和乙１年 ７７月 、５−ｓ、Ｐり≧）６、補正によ
り増加する発明の数 ｒ、ｔ７、補正の対象
、− −’；４＋−メ′ ｇ 面 ′：Ｘｌ四オ２０才３ ８、補正の内容 別紙の通り パ・一式４＼１、 特願昭６１−２１３５４２号 補正の内容別紙ｌ）明細
書第５頁第１２行目の、「第１図でａ本発明の・・・第
４図ａは溝断面拡大図、」を欧文のように補正する。 「第１図は本発明の一実施例の回折格子の溝断面と効率
特性グラフ、第２図は本発明の他の実施例の溝断面と効
率特性グラフ、第３図は本発明の第３実施例の回折格子
の溝断面と効率特性グラフ、第４図は本発明の第４実施
例の回折格子の溝断面と効率特性グラフ、」 代理人 弁理士 縣 浩 介 ＝ １−
で、第１図ａは溝断面の拡大図、第２図は本発明の他の
実施例の効率特性グラフ、第２図ａは溝断面拡大図、第
３図は本発明の第３実施例の効率特性グラフ、第３図ａ
は溝の拡大断面図、第４図は本発明の第４実施例におけ
る効率特性グラ′フ、第４図ａは溝断面拡大図、第５図
は本発明回折格子の製作過程の一例を示す断面図、第６
図は従来のグリズムの断面図である。 代理人 弁理士 縣 浩 介 第４図 第５図 第６図 手 続 補 正 書 （方式゛）１、事件の表
示 昭和６１年特許願第２７３．５−４２号２、発明
の名称 回オ庁オ令千 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代 埋入 住 所 大阪市東区横堀５丁目１６番地 中甚ビル内
氏 名 （７０４５）弁理士 縣 浩
介５、補正命令の日付 昭和乙１年 ７７月 、５−ｓ、Ｐり≧）６、補正によ
り増加する発明の数 ｒ、ｔ７、補正の対象
、− −’；４＋−メ′ ｇ 面 ′：Ｘｌ四オ２０才３ ８、補正の内容 別紙の通り パ・一式４＼１、 特願昭６１−２１３５４２号 補正の内容別紙ｌ）明細
書第５頁第１２行目の、「第１図でａ本発明の・・・第
４図ａは溝断面拡大図、」を欧文のように補正する。 「第１図は本発明の一実施例の回折格子の溝断面と効率
特性グラフ、第２図は本発明の他の実施例の溝断面と効
率特性グラフ、第３図は本発明の第３実施例の回折格子
の溝断面と効率特性グラフ、第４図は本発明の第４実施
例の回折格子の溝断面と効率特性グラフ、」 代理人 弁理士 縣 浩 介 ＝ １−
Claims (1)
- 溝の形を傾斜部と平坦部との組合せ形状としたことを特
徴とする回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213542A JP2532070B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213542A JP2532070B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6368802A true JPS6368802A (ja) | 1988-03-28 |
| JP2532070B2 JP2532070B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=16640916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61213542A Expired - Fee Related JP2532070B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532070B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8092701B2 (en) | 2000-07-26 | 2012-01-10 | Shimadzu Corporation | Grating, negative and replica gratings of the grating, and method of manufacturing the same |
| CN104385345A (zh) * | 2014-08-06 | 2015-03-04 | 长春理工大学 | 一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法 |
| JP2019527576A (ja) * | 2016-07-15 | 2019-10-03 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | スペクトル符号化プローブ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5288042A (en) * | 1976-01-19 | 1977-07-22 | Toshiba Corp | Production of optical waveguides having more than two kinds of diffrac tion gratings |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61213542A patent/JP2532070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5288042A (en) * | 1976-01-19 | 1977-07-22 | Toshiba Corp | Production of optical waveguides having more than two kinds of diffrac tion gratings |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8092701B2 (en) | 2000-07-26 | 2012-01-10 | Shimadzu Corporation | Grating, negative and replica gratings of the grating, and method of manufacturing the same |
| CN104385345A (zh) * | 2014-08-06 | 2015-03-04 | 长春理工大学 | 一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法 |
| CN104385345B (zh) * | 2014-08-06 | 2016-10-26 | 长春理工大学 | 一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法 |
| JP2019527576A (ja) * | 2016-07-15 | 2019-10-03 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | スペクトル符号化プローブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2532070B2 (ja) | 1996-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |