衍射元件制造技术

实现毋需用特殊液晶、无波长依赖性的衍射元件。在使入射光衍射的衍射元件（１）中，在透明基片（３０）上交错地排列着使入射光发生衍射的多个第一相位差区域（１０）与第二相位差区域（２０），形成衍射图案。在此第一与第二相位差区域中为使入射光中的多种波长的相位差一致，按照比多个波长中最短波长还短的节距间隔纳米级地排列许多微小凹凸结构，且使此第一与第二相位差区域中的微小凹凸结构正交。通过纳米级的微小凹凸结构使相位差一致，通过衍射图案可发挥衍射效率对波长依赖性小的衍射功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使入射光衍射的衍射元件，特别涉及到对波长依赖性少的衍射元件。
技术介绍
光学元件中存在有使入射光衍射的衍射元件，衍射元件例如可用于光拾波器等之中。光拾波器除能把光源发出的光用作光信号，还能将其用作聚焦误差，探测信号与跟踪误差探测信号。这样，衍射元件在入射光之中将信号光作为0阶光衍射，而将聚焦误差探测信号与跟踪误差探测信号作为±1阶光衍射。为此，衍射元件便采用按微米级于玻璃基片上形成凹凸构造的结构。但是近年来的光拾波器除CD(激光唱盘利用波长780mm的光的光盘)与DVD(数字多用途光盘利用波长650nm的光的光盘)外，正渐次普及到大容量光盘(利用波长405nm的蓝色激光的光波)。由于对上述三个波段的光分别设置各自独立的光拾波器时会使装置总体大型化，故企图使光拾波器的结构部件与三个波长相对应以使光拾波器小型化。伴随着这种企图，光拾波器中所用的衍射元件也需要采用与这三个波长相对应的。近来，用于光拾波器中的光学部件多为在各个特定波长下能发挥其光学特性的部件。因而用于光拾波器的衍射元件也设计成能在CD、DVD或大容量光盘之中使其衍射效率最优化。为此，当使用与这三个波长中的某个相对应的衍射元件时，就会有对一个波长范围的光虽可求得预定的衍射效率而对其他波长范围的光则会使衍射效率劣化的问题。使衍射效率劣化的波长范围的光不仅会降低其光功率，还会带来恶化0阶光与±1阶光之间功率分配比的问题。这样就不能供给稳定的信号光与提供聚焦误差探测信号以及跟踪误差信号。作为解决这种问题的技术方案已公开于特许文献1中。按照特许文献1，将具有双折射的光学各向异性媒体与光学各向同性媒体作周期性地交错排列，让光学异性媒体在与光透过的光轴方向垂直的面内或与之接近的面内使折射率椭圆的主轴方向绕平行光轴方向的轴的周围扭转。然后通过旋转偏振方向以相对于各偏振方向进行亮度调制。特开平2005-141033公报但在特许文献1中，为了在各个格栅子形区域中旋转偏振方向而采用了光学各向异性媒体。作为光学异性媒体，可以采用将扭转取向的低分子液晶聚合成的高分子液晶来旋转偏振方向。因而需要调整布儒斯特角和扭转角以调整光学各向异性的取向。但此时必须微调充填了光学各向异性媒体的凹部的沟的角度。此外，在光学各向异性媒体中，为了控制偏振方向的旋转角度，还需要调整布儒斯特角、扭转角、高分子液晶材料与格栅部分的高度，等等。这样，采用将低分子液晶聚合成的特殊高分子液晶来旋转偏振方向就需要进行上述种种微调。在光拾波器等之中所利用的波长是纳米级的极短的波长，因而在上述各项调整内容中都有极严格的要求。这就是说，若不完全进行这种种调整项目，衍射效率就会产生波动。相反，若是去追求种种调整项目的严格性，则衍射元件的制作就会极度困难，制作成本便成为大的问题。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提供不用特殊的液晶，衍射效率对波长依赖性少的衍射元件。本专利技术的衍射元件的特征在于，在透明基片上将用于使入射光衍射的第一相位差区域与第二相位差区域交错地排列着多个，形成衍射图案；在上述第一相位差区域与第二相位差区域中，为使上述入射光中多个波长的相位差一致，以比上述多个波长中最短波长还短的节距排列许多微小的凹凸结构；且使上述第一相位差区域的微小凹凸结构与上述第二相位差区域的微小凹凸结构正交。专利技术效果本专利技术可不用特殊的液晶来实现衍射效率对波长依赖性少且不依赖入射光偏振方向的衍射元件。附图说明图1是衍射元件的平面图。图2是衍射元件的侧视图。图3是衍射元件的一部分的放大图。图4是示明相对于波长/微小节距比的有效折射率特性的曲线图。图5是根据入射光的偏振方向示明衍射作用的说明图。图6是将第一相位差区域与第二相位差区域的图案按斜向形成时衍射元件的平面图。图7是示明相对于波长的相位差特性的曲线图。图8是示明相对于波长的衍射效率特性的曲线图。图9是取环带状的衍射元件的平面图。图中各标号的意义如下1 衍射元件10 第一相位差区域11 凹部12 凸部20 第二相位差区域30 透明基片Pd 微小节距Pg 衍射节距λ 波长具体实施方式A.本专利技术的衍射元件的说明下面根据附图说明本专利技术的实施形式。如图1与2所示，本专利技术的衍射元件1中其第一相位差区域10与第二相位差区域20是形成于玻璃基片等透明基片30的一侧面上。如图1所示，采用第一相位差区域10与第二相位差区域20取交错排列的周期结构。在第一相位差区域10与第二相位差区域20中，如图3所示形成微小节距的凹凸结构。这种微小节距的凹凸结构是通过将该凹凸结构复制到树脂等之上或通过于透明基片30自身上刻挖沟槽形成。据此，凹凸结构的凹部(以下设为凹部11)为空气层，凸部(以下设为凸部12)则为树脂或玻璃元件等媒体层，于是在空气层凹部11与媒体层凸部12两者的折射率不同，且凹部11的折射率比凸部12的折射率低，从而沿凹部11行进的光的传播速度比沿凸部12行进的光的传播速度要快。第一相位差区域10的凹凸结构与第二相位差区域20的凹凸结构成相互正交的关系。第一相位差区域10与第二相位差区域20的微小节距由具有纳米级的取亚波长周期的微小结构组成。另一方面，第一相位差区域10与第二相位差区域20交错排列成的图案设定为微米级组成的周期结构。因此衍射元件1便具有了两种图案(1)由第一相位差区域10与第二相位差区域20的凹凸结构组成的微小节距图案；(2)第一相位差区域10与第二相位差区域20交错排列成的图案。上述的(1)具有使所用的波长(成为入射到衍射元件1上的靶波长)的相位差一致的功能，上述的(2)则能发挥衍射功能。借助于上述(1)与(2)这两种功能，衍射元件1便能够起到衍射效率对波长依赖性小的折射元件的作用。下面对此作详细说明。如上所述，在第一相位差区域10与第二相位差区域20中形成了相互正交的微小节距(以下作为微小节距Pd)的凹凸结构。现在说明第一相位差区域10与第二相位差区域20中各自的凹凸结构的微小节距Pd，。各相位差区域的微小节距Pd，是由比入射到衍射元件1上的入射光衍射时所用光的波长范围中最短波长还要短的(以下称为不到最短波长的)节距形成。第一相位差区域10与第二相位差区域20的凹凸结构由于起到使成为靶的波长的相位差一致的作用，作为这些单个的凹凸结构就不应发生衍射现象。在此，设入射光的波长为λ，设m阶光的衍射角为θ，则与微小间距Pd之间有Pd×Sinθ＝m×λ的式子成立。于是，为了不使发生衍射现象，微小节距Pd需满足Pd＜λ。因此，微小节距Pd设定为不到最短波长。此外，再如图2中所示，第一相位差区域10的间隔与第二相位差区域20的间隔合并到一起的间隔(以下作为衍射节距Pg)，它与微小节距Pd的关系为Pg＞Pd。微小节距Pd作为凸部12的间隔L1与凹部11的间隔L2时，Pd＝L1+L2。在此，若是L1＝L2，亦即设第一相位差区域10与第二相位差区域20的微小节距Pd各自相等。但显然，第一相位差区域的微小节距与第二相位差区域的微小距也可不相等，但两者的微小节距应满足不到入射光的波长范围中最短波长的条件。此外，凸部12的间隔L1与凹部11的间隔L2也可以不相等。也就是说，凸部12(以及凹部11)相对于微小节距Pd的占有率(充填系数)可以不达一半。在此，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衍射元件，其特征在于：在透明基片上将用于使入射光衍射的第一相位差区域与第二相位差区域交错地排列着多个，形成衍射图案；在上述第一相位差区域与第二相位差区域中，为使上述入射光中多个波长的相位差一致，以比上述多个波长中最短波长还短的节距排列许多微小的凹凸结构；且使上述第一相位差区域的微小凹凸结构与上述第二相位差区域的微小凹凸结构正交。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川村宜司，仓桥肇，
申请(专利权)人：富士能佐野株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]