JPWO2019093146A1 - 回折光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
sinθyo=sinθyi+myλ/Py
・・・(1)
(1−β)×λ/4<nr×dr<(1+β)×λ/4
・・・(2)
本例は、図2に示す回折光学素子10の例である。ただし、本例では、設計波長を850nm、凹部を空気(n=1)とした。また、凹凸部12は、X方向に21点、Y方向に21点の合計441点の光スポットを発生させる8段の凹凸パターンであり、該凹凸パターンにおける格子は規則配置であって、隣り合う光スポットの分離角は全て等しいとした。また、本例の回折光学素子10は、凹凸部12から出社される回折光群による出射角度範囲θout(より具体的には、対角の視野角θd)が110°となるように凹凸パターンを設計した。また、基材11の材料には屈折率が1.51のガラス基板を用い、凹凸部12の材料には屈折率が2.19のTa2O5を用いた。表2に、本例の凹凸部12の具体的構成を示す。
これにより、本例の回折光学素子10を得る。
本例は、例1と同様に図2に示す回折光学素子10の例である。ただし、本例では、凹凸部12は、X方向に11点、Y方向に11点の合計121点の光スポットを発生させる8段の凹凸パターンである。本例の凹凸部12の具体的構成は例1と同様で表2に記載されている。また作製方法も例1と同様である。
また、本例の回折光学素子10の凹凸部12から発生する0次光の光量をRCWAによって計算すると、0.08%であった。したがって、入射側界面及び回折光学素子内での反射や吸収による損失がないとする場合、波長850nmの光を垂直に入射した場合の本例の回折光学素子から出射される0次光の光量は、0.07%未満となる。
本例は、例1と同様に図2に示す回折光学素子10の例である。ただし、本例では、凹凸部12は、X方向に31点、Y方向に31点の合計961点の光スポットを発生させる8段の凹凸パターンである。本例の凹凸部12の具体的構成は例1と同様で表2に記載されている。また作製方法も例1と同様である。
また、本例の回折光学素子10の凹凸部12から発生する0次光の光量をRCWAによって計算すると、0.08%であった。したがって、入射側界面及び回折光学素子内での反射や吸収による損失がないとする場合、波長850nmの光を垂直に入射した場合の本例の回折光学素子から出射される0次光の光量は、0.07%未満となる。
本例は、例1と同様に図2に示す回折光学素子10の例である。ただし、本例では、設計波長を780nm、凹凸部12は、X方向に21点、Y方向に21点の合計441点の光スポットを発生させる8段の凹凸パターンである。本例の凹凸部12の具体的構成は例1と同様で表3に記載されている。また作製方法も例1と同様である。
また、本例の回折光学素子10の凹凸部12から発生する0次光の光量をRCWAによって計算すると、0.32%であった。したがって、入射側界面及び回折光学素子内での反射や吸収による損失がないとする場合、波長780nmの光を垂直に入射した場合の本例の回折光学素子から出射される0次光の光量は、0.28%未満となる。
本例は、例1と同様に図2に示す回折光学素子10の例である。ただし、本例では、設計波長を1550nm、凹凸部12は、X方向に21点、Y方向に21点の合計441点の光スポットを発生させる8段の凹凸パターンである。本例の凹凸部12の具体的構成は例1と同様で表4に記載されている。また作製方法も例1と同様である。
また、本例の回折光学素子10の凹凸部12から発生する0次光の光量をRCWAによって計算すると、0.03%であった。したがって、入射側界面及び回折光学素子内での反射や吸収による損失がないとする場合、波長780nmの光を垂直に入射した場合の本例の回折光学素子から出射される0次光の光量は、0.03%未満となる。
なお、2017年11月08日に出願された日本特許出願2017−215510号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
11 基材
12 凹凸部
121 凸部
122 凹部
13 内面反射防止層
14 反射防止層
21 光束
22 回折光群
23 光スポット
Claims (13)
- 基材と、
前記基材の一方の面上に設けられ、入射光に対して所定の回折作用を発現させる凹凸部と、
前記基材と前記凹凸部との間に備えられる反射防止層とを備え、
前記凹凸部の凸部を構成する第1の媒質と、前記凹凸部の凹部を構成する第2の媒質の、前記入射光の波長帯における屈折率差が、0.70以上であり、
前記入射光が前記基材の法線方向から入射したときに前記凹凸部から出射される回折光が形成する光パターンの広がりを示す角度範囲である出射角度範囲が60°以上である
ことを特徴とする回折光学素子。 - 前記第2の媒質が空気であり、
前記第1の媒質の前記入射光の波長帯における屈折率が1.70以上である
請求項1に記載の回折光学素子。 - 前記第1の媒質と前記第2の媒質の前記入射光の波長帯における屈折率差をΔn、前記出射角度範囲をθoutとしたとき、
Δn/sin(θout/2)≧1.0
を満たす
請求項1または請求項2に記載の回折光学素子。 - 前記入射光の波長帯における0次光の光量が、3.0%未満である
請求項1から請求項3のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記出射角度範囲が100°以上であり、
前記入射光の波長帯における0次光の光量が、1.5%未満である
請求項1から請求項4のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記出射角度範囲が140°未満であり、
前記入射光の波長帯における0次光の光量が、0.5%未満である
請求項1から請求項5のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記第1の媒質が無機材料である
請求項1から請求項6のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記凹凸部は、少なくとも有効領域内において前記基材と接していない
請求項1から請求項7のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記反射防止層は、誘電体多層膜であり、前記基材の法線方向に対して前記出射角度範囲の1/4の角度で素子から出射される前記入射光の波長帯の少なくとも特定の偏光光に対する反射率が、0.5%以下である
請求項1から請求項8のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記反射防止層は、前記基材の法線方向に対して40°以内で当該反射防止層に入射する前記入射光の波長帯の少なくとも特定の偏光光に対する反射率が、0.5%以下である
請求項1から請求項9のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記入射光は、波長700nm〜1200nmのうちの少なくとも一部の波長帯の光であり、
前記反射防止層は、前記基材の法線方向に対して20°以内で当該反射防止層に入射する波長360〜370nmの少なくとも特定の偏光光に対する反射率が、1.0%以下である
請求項1から請求項10のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記基材の前記凹凸部が設けられた側と反対側の表面上に、第2の反射防止層を備える
請求項1から請求項11のうちのいずれかに記載の回折光学素子。 - 前記第2の反射防止層は、前記基材の法線方向に対して前記出射角度範囲の1/4の角度で素子から出射される前記入射光の波長帯の少なくとも特定の偏光光に対する反射率が、0.5%以下である
請求項12に記載の回折光学素子。
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