(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向から入射する光を少なくとも二方向に分離する光分離機能および少なくとも二方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有したホログラフィック光学素子の製造方法であって、
各々が同一波長のレーザ光を発生させる少なくとも二つのレーザ光源から発生されるレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材に同時に入射させて、前記感光材に干渉縞を記録する工程を含む、
ことを特徴とするホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記干渉縞を記録する工程において、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの同一のレーザ光源から発生されたレーザ光を分離して得られた前記複数の光が干渉してなる干渉縞のみが記録される、
ことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記干渉縞を記録する工程において、前記少なくとも二つのレーザ光源の各々から発生されたレーザ光が、それぞれ、第１光と第２光とに分離され、各レーザ光源から発生されたレーザ光のうちの第１光が互いに同一の方向から前記感光材に入射する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記干渉縞を記録する工程において、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの一のレーザ光源から発生された第１レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの前記一のレーザ光源とは異なる他のレーザ光源から発生された第２レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、を前記感光材に同時に入射させ、
前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光は、同一の方向から、前記感光材に入射し、
前記第１レーザ光の前記第２光は、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光とは異なる方向から、前記感光材に入射し、
前記第２レーザ光の前記第２光は、前記第１レーザ光の前記第１光、前記第２レーザ光の前記第１光および前記第１レーザ光の前記第２光とは異なる方向から、前記感光材に入射する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記干渉縞を記録する工程において、
前記第１レーザ光の前記第１光と前記第１レーザ光の前記第２光とが干渉してなる第１干渉縞と、前記第２レーザ光の前記第１光と前記第２レーザ光の前記第２光とが干渉してなる第２干渉縞と、が前記感光材に記録され、
前記第１レーザ光の前記第２光と前記第２レーザ光の前記第２光とが干渉してなる干渉縞は、前記感光材に記録されない、
ことを特徴とする請求項４に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記干渉縞を記録する工程において、前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光と同一の側から前記感光材に入射させる、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記干渉縞を記録する工程において、前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光とは逆の側から前記感光材に入射させる、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記干渉縞を記録する工程において、
前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光のうちの一方を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光と同一の側から前記感光材に入射させ、
前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光のうちの他方を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光とは逆の側から前記感光材に入射させる、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のホログラフィック光学素子の製造方法。
【請求項９】
一方向から入射する光を少なくとも二方向に分離する光分離機能および少なくとも二方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有したホログラフィック光学素子であって、
各々が同一波長のレーザ光を発生させる少なくとも二つのレーザ光源から発生されるレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材に同時に入射させることによって記録された干渉縞を備え、
前記干渉縞は、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの同一のレーザ光源から発生されたレーザ光を分離して得られた複数の光が干渉してなる干渉縞のみを含んでいる、
ことを特徴とするホログラフィック光学素子。
【請求項１０】
前記少なくとも二つのレーザ光源の各々から発生されたレーザ光が、それぞれ、第１光と第２光とに分離され、各レーザ光源から発生されたレーザ光のうちの第１光を互いに同一の方向から前記感光材に入射させることによって、前記干渉縞は記録されている、
ことを特徴とする請求項９に記載のホログラフィック光学素子。
【請求項１１】
前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの一のレーザ光源から発生された第１レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの前記一のレーザ光源とは異なる他のレーザ光源から発生された第２レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、を前記感光材に同時に入射させることによって、前記干渉縞は記録されており、
前記干渉縞は、
前記感光材に入射した前記第１レーザ光の前記第１光と、前記第１レーザ光の前記第１光とは異なる方向から前記感光材に入射した前記第１レーザ光の前記第２光と、が干渉してなる第１干渉縞と、
前記第１レーザ光の前記第１光と同一の方向から前記感光材に入射した前記第２レーザ光の前記第１光と、前記第１レーザ光の前記第１光、前記第２レーザ光の前記第１光および前記第１レーザ光の前記第２光とは異なる方向から前記感光材に入射した前記第２レーザ光の前記第２光と、が干渉してなる第２干渉縞と、を含む、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載のホログラフィック光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向から入射する光を少なくとも二方向に分離する光分離機能および少なくとも二方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有したホログラフィック光学素子、および、ホログラフィック光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光源やＬＥＤ光源等の狭波長帯域の光を発生させる光源を含んだ光学アプリケーションが、種々の分野において使用されている。また、このような光学アプリケーションとともに、ホログラフィック光学素子が利用されている。
【０００３】
ホログラフィック光学素子は、ホログラフィー技術を用いて作製された素子（ホログラム）であり、特定波長の光を高効率で回折することができる。したがって、ホログラフィック光学素子を光学アプリケーションとの組み合わせで使用することによって、光学アプリケーションからの狭波長帯域の光を有効に用いることができる。
【０００４】
このようなホログラフィック光学素子として、例えば特許文献１や特許文献２に、光分離機能および光合成機能を有した光学素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−７６７０５号公報
【特許文献２】特開平６−３０９６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光分離機能および光合成機能を有したホログラフィック光学素子は、ホログラフィック光学素子をなすようになる感光材を、合成光の進行方向と平行な方向および各分離光の進行方向と平行な方向から露光して、感光材に干渉縞を記録することにより、作製され得る。この際、合成光の進行方向に進む露光光と、各分離光の進行方向に進む露光光と、が干渉することによって形成された干渉縞によって、合成光の進行方向に進む光が各分離光の進行方向に回折し、あるいは、各分離光の進行方向に進む光が合成光の進行方向に回折するようになる。
【０００７】
しかしながら、合成光の進行方向に進む露光光と、複数の分離光の進行方向にそれぞれ進む複数の露光光と、を同時に感光材へ入射させた場合、複数の分離光の進行方向にそれぞれ進む複数の露光光の間での干渉に起因した干渉縞も、感光材に記録される。この場合、光が不要な方向へ回折し、光の利用効率が低下するといった不具合が生じる。さらには、意図しない方向への光の回折により、アプリケーションがもはや意図した機能を果たさなくなることさえもある。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、光分離機能および光合成機能を有したホログラフィック光学素子であって、高い回折効率で光を回折することができるホログラフィック光学素子を提供することを目的とする。また、本発明は、光分離機能および光合成機能を有したホログラフィック光学素子であって、高い回折効率で光を回折することができるホログラフィック光学素子を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
なお、特許文献２には、複数の分離光の進行方向にそれぞれ平行な複数の方向からの露光光の間での干渉を防止するため、複数の分離光の進行方向とそれぞれ平行な複数の方向からの露光を順次行っていく方法が開示されている。しかしながら、順次露光により同一の感光材に複数の干渉縞を順次形成していく場合、単に作製工程数が増加しこれにともなって光学素子の製造コストが増加してしまうだけでなく、回折効率を調節するための感光材の調整や露光条件の最適化が著しく困難となってしまう。したがって、本発明によるホログラフィック光学素子が、同時露光で複数の干渉縞のみを形成されるようになっていれば、生産効率、これにともなって製造コスト、さらには、光学特性の面において、非常に好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法は、一方向から入射する光を少なくとも二方向に分離する光分離機能および少なくとも二方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有したホログラフィック光学素子の製造方法であって、
各々が同一波長のレーザ光を発生させる少なくとも二つのレーザ光源から発生されるレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材に同時に入射させて、前記感光材に干渉縞を記録する工程を含む、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの同一のレーザ光源から発生されたレーザ光を分離して得られた前記複数の光が干渉してなる干渉縞のみが記録されてもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記少なくとも二つのレーザ光源の各々から発生されたレーザ光が、それぞれ、第１光と第２光とに分離され、各レーザ光源から発生されたレーザ光のうちの第１光が互いに同一の方向から前記感光材に入射してもよい。
【００１３】
さらに、本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの一のレーザ光源から発生された第１レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの前記一のレーザ光源とは異なる他のレーザ光源から発生された第２レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、を前記感光材に同時に入射させ、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光は、同一の方向から、前記感光材に入射し、前記第１レーザ光の前記第２光は、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光とは異なる方向から、前記感光材に入射し、前記第２レーザ光の前記第２光は、前記第１レーザ光の前記第１光、前記第２レーザ光の前記第１光および前記第１レーザ光の前記第２光とは異なる方向から、前記感光材に入射してもよい。このような本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記第１レーザ光の前記第１光と前記第１レーザ光の前記第２光とが干渉してなる第１干渉縞と、前記第２レーザ光の前記第１光と前記第２レーザ光の前記第２光とが干渉してなる第２干渉縞と、が前記感光材に記録され、前記第１レーザ光の前記第２光と前記第２レーザ光の前記第２光とが干渉してなる干渉縞は、前記感光材に記録されないようにしてもよい。
【００１４】
また、このような本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光と同一の側から前記感光材に入射させてもよい。
【００１５】
あるいは、このような本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光とは逆の側から前記感光材に入射させてもよい。
【００１６】
あるいは、このような本発明の一態様によるホログラフィック光学素子の製造方法の前記干渉縞を記録する工程において、前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光のうちの一方を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光と同一の側から前記感光材に入射させ、前記第１レーザ光の前記第２光および前記第２レーザ光の前記第２光のうちの他方を、前記第１レーザ光の前記第１光および前記第２レーザ光の前記第１光とは逆の側から前記感光材に入射させてもよい。
【００１７】
本発明の一態様によるホログラフィック光学素子は、一方向から入射する光を少なくとも二方向に分離する光分離機能および少なくとも二方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有したホログラフィック光学素子であって、
各々が同一波長のレーザ光を発生させる少なくとも二つのレーザ光源から発生されるレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材に同時に入射させることによって記録された干渉縞を備え、
前記干渉縞は、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの同一のレーザ光源から発生されたレーザ光を分離して得られた複数の光が干渉してなる干渉縞のみを含んでいる、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明の一態様によるホログラフィック光学素子において、前記少なくとも二つのレーザ光源の各々から発生されたレーザ光が、それぞれ、第１光と第２光とに分離され、各レーザ光源から発生されたレーザ光のうちの第１光を互いに同一の方向から前記感光材に入射させることによって、前記干渉縞は記録されていてもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様によるホログラフィック光学素子において、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの一のレーザ光源から発生された第１レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、前記少なくとも二つのレーザ光源のうちの前記一のレーザ光源とは異なる他のレーザ光源から発生された第２レーザ光を分離して得られた第１光および第２光と、を前記感光材に同時に入射させることによって、前記干渉縞は記録されており、
前記干渉縞は、前記感光材に入射した前記第１レーザ光の前記第１光と、前記第１レーザ光の前記第１光とは異なる方向から前記感光材に入射した前記第１レーザ光の前記第２光と、が干渉してなる第１干渉縞と、前記第１レーザ光の前記第１光と同一の方向から前記感光材に入射した前記第２レーザ光の前記第１光と、前記第１レーザ光の前記第１光、前記第２レーザ光の前記第１光および前記第１レーザ光の前記第２光とは異なる方向から前記感光材に入射した前記第２レーザ光の前記第２光と、が干渉してなる第２干渉縞と、を含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い回折効率で光を回折することが可能な光分離機能および光合成機能を有したホログラフィック光学素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態におけるホログラフィック光学素子およびその光分離作用を説明するための図である。
【図２】図２は、図１のホログラフィック光学素子の光合成作用を説明するための図である。
【図３】図３は、図１および図２のホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図４】図４は、図１および図２のホログラフィック光学素子の製造方法および製造に用いられる光学系を説明するための図である。
【図５】図５は、二つのレーザ光源から発生されるレーザ光の干渉の有無を調査した光学系を示す図である。
【図６】図６は、マッハツェンダー干渉法で干渉の有無を調査した光学系を示す図である。
【図７】図７は、図５の光学系でスクリーンに投影された光の像を示す図である。
【図８】図８は、図６の光学系でスクリーンに投影された光の像を示す図である。
【図９】図９は、図１に対応する図であって、ホログラフィック光学素子の一変形例およびその光分離作用を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図２に対応する図であって、図９のホログラフィック光学素子の光合成作用を説明するための図である。
【図１１】図１１は、図３に対応する図であって、図９および図１０のホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図４に対応する図であって、図９および図１０のホログラフィック光学素子の製造方法および製造に用いられる光学系を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図１に対応する図であって、ホログラフィック光学素子の他の変形例およびその光分離作用を説明するための図である。
【図１４】図１４は、図２に対応する図であって、図１３のホログラフィック光学素子の光合成作用を説明するための図である。
【図１５】図１５は、図３に対応する図であって、図１３および図１４のホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図１６】図１６は、図４に対応する図であって、図１３および図１４のホログラフィック光学素子の製造方法および製造に用いられる光学系を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２３】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態におけるホログラフィック光学素子およびホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。このうち、図１および図２は、ホログラフィック光学素子を説明するための図であって、図３および図４は、ホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。
【００２４】
以下に説明するホログラフィック光学素子１０は、一方向から入射する特定波長の光を少なくとも二方向に分離する光分離機能および少なくとも二方向から入射する特定波長の光を一方向に合成する光合成機能を有した素子である。このホログラフィック光学素子１０は、ホログラム、より詳細には、図３に示すように複数の干渉縞１１ａ，１１ｂが記録された体積型ホログラムから構成されている。とりわけ、本実施の形態において、ホログラフィック光学素子１０は、反射型体積ホログラム（リップマンホログラム）から構成されている。
【００２５】
一例として、図１および図２に示すように、ホログラフィック光学素子１０は、狭波長帯域の光を発生させるＬＥＤ光源やレーザ光源等の光源２ａ，２ｂを有したアプリケーション１ａ，１ｂとともに使用される。
【００２６】
図１に示す例においては、一つの光源２ａを有するアプリケーション１ａとともに、ホログラフィック光学素子１０が用いられている。ホログラフィック光学素子１０をなす体積型ホログラムは、ブラッグの回折条件を満たす入射光を、干渉縞１１ａ，１１ｂ（図３参照）によって高い回折効率で回折する。そして、図１に示す例においては、アプリケーション１ａから発生される特定波長を中心とする狭波長帯域内の波長を有する光束Ｌ１１が、ホログラフィック光学素子１０をなすホログラムに記録された複数の干渉縞１１ａ，１１ｂのブラッグ回折条件を同時に満たす入射角度で、ホログラフィック光学素子１０へ入射し、当該光束Ｌ１１は、複数の干渉縞１１ａ，１１ｂによって、複数の方向に反射される。この結果、図１に示す例では、第１方向ｄ１から入射した光束Ｌ１１が、第２方向ｄ２へ回折された第１の分離光束Ｌ１２と、第３方向ｄ３へ回折された第２の分離光束Ｌ１３と、に分離されるようになる。すなわち、ホログラフィック光学素子１０は光分離機能を発揮している。
【００２７】
一方、図２に示す例においては、二つの光源２ｂを有するアプリケーション１ｂとともに、ホログラフィック光学素子１０が用いられている。図２に示す例においては、アプリケーション１ｂの各光源２ｂから発生される特定波長を中心とする狭波長帯域内の波長を有する光束Ｌ２２，Ｌ２３が、ホログラフィック光学素子１０をなすホログラムに記録された各干渉縞１１ａ，１１ｂのブラッグ回折条件を満たす入射角度で、ホログラフィック光学素子１０へ入射している。具体的には、光束Ｌ２２，Ｌ２３は、図１に示された光束Ｌ１２，１３と平行且つ逆向きに進んで、それぞれホログラフィック素子１０に入射している。この結果、複数の光束Ｌ２２，Ｌ２３は、それぞれ対応する干渉縞１１ａ，１１ｂによってある一つの方向に反射されるようになる。より詳細には、各光束Ｌ２２，Ｌ２３は、対応する干渉縞１１ａ，１１ｂで反射されて、図１に示された光束Ｌ１１と平行且つ逆向きに進むようになる。すなわち、図２に示す例では、第２方向ｄ２から入射した光Ｌ２２および第３方向ｄ３から入射した光Ｌ２３が、ともに第１方向ｄ１へ反射され、合成光Ｌ２１として合成されるようになる。すなわち、ホログラフィック光学素子１０は光合成機能を発揮している。
【００２８】
とりわけ、本実施の形態によるホログラフィック光学素子１０には、以下に説明するその製造方法に起因して、不要な干渉縞が記録されていない。このため本実施の形態によるホログラフィック光学素子１０によれば、光が不要な方向に回折されることを効果的に防止することができる。これにより、入射光を期待した方向へ極めて高い回折効率で回折することができ、アプリケーション１ａ，１ｂからの光の利用効率を効果的に上昇させることができる。また、不要な干渉縞によって、入射光が、意図しない方向へ回折されることが防止されるので、アプリケーション１ａ，１ｂの予定した光学的機能を安定して確保することができる。
【００２９】
次に、以上のようなホログラフィック光学素子１０を製造する方法の一例について説明する。以下に説明する方法では、複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂを含んだ光学系（露光装置）２０を用いて、反射型体積ホログラムからなるホログラフィック光学素子１０を作製する。
【００３０】
まず、ホログラフィック光学素子１０に用いられる光学系（露光装置）２０について説明する。光学系２０は、複数のレーザ光源、より詳細には、光分離機能を有したホログラフィック光学素子１０で分離される光（分離光）の出射方向の数、言い換えると、光合成機能を有したホログラフィック光学素子１０で合成されるようになる光（分離光）の入射方向の数と同数のレーザ光源を有している。したがって、図１および図２に示すホログラフィック光学素子１０を作製する光学系２０は、図４に示すように、二つのレーザ光源（第１レーザ光源２１ａおよび第２レーザ光源２１ｂ）を含んでいる。
【００３１】
光学系２０に含まれる複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂは、互いに同一の波長のレーザ光を発振させるようになっている。とりわけ本実施の形態において、光学系２０に含まれる複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂは、ホログラフィック光学素子１０とともに用いられるアプリケーション１ａ，１ｂの光源２ａ，２ｂから発生される光の波長と同一の波長を有したレーザ光を発生させる。
【００３２】
以上のようなレーザ光源２１ａ，２１ｂとして、種々の公知のレーザ光源を用いることができる。例えば、レーザ光源２１ａ，２１として、高出力でレーザ光を発振させることができる、ヘリウム−ネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、クリプトンイオンレーザー、ネオジウムヤグレーザー、半導体レーザー等を用いることができる。
【００３３】
図４に示すように、光学系（露光装置）２０は、各レーザ光源２１ａ，２１ｂから発生されるレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材１３に入射させるように構成されている。このため、光学系（露光装置）２０は、各レーザ光源２１ａ，２１ｂからのレーザ光を分離させるビームスプリッタＢＳ、各レーザ光源２１ａ，２１ｂからのレーザ光を反射させるためのミラーＭ、各レーザ光源２１ａ，２１ｂからのレーザ光を広げるためのスペイシャルフィルタＳＦ、および、スペイシャルフィルタＳＦによって広げられたレーザ光を平行光化するレンズＣ等を含んでいる。
【００３４】
なお、感光材１３としては、種々の公知の感光材を用いることができる。例えば、感光材１３として、フォトポリマー、銀塩乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト等を用いることができる。
【００３５】
次に、このような光学系（露光装置）２０を用いてホログラフィック光学素子１０を作製する方法について、説明する。図４に示すように、光学系（露光装置）２０の第１レーザ光源２１ａから発生された第１レーザ光Ｌ４１は、ミラーＭで反射されることによって、進行方向を変更しながら進む。第１レーザ光Ｌ４１は、ビームスプリッタＢＳによって、所望の光量比で第１光Ｌ４１ａおよび第２光Ｌ４１ｂの二つの光に分離される。第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａおよび第２光Ｌ４１ｂは、スペイシャルフィルタＳＦおよびレンズＣによって、感光材１３の所望の領域の全域へ入射し得る程度まで広げられた平行光束として、感光材１３へ入射する。この結果、図３に示すように、第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａと第１レーザ光Ｌ４１の第２光Ｌ４１ｂとの干渉による第１の干渉縞１１ａが、感光材１３の所望の領域に記録されるようになる。ここで記録される第１干渉縞１１ａは、第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａの感光材１３への入射方向ｄ１と、第１レーザ光Ｌ４１の第２光Ｌ４１ｂの感光材１３への入射方向ｄ２と、によってなされる角の二等分線と平行な方向に延びるようになる。
【００３６】
光学系（露光装置）２０の第２レーザ光源２１ｂから発生された第２レーザ光Ｌ４２も、第１レーザ光源２１ａから発生された第１レーザ光Ｌ４１同様にして、感光材１３へ入射するようになる。すなわち、第２レーザ光Ｌ４２は、ミラーＭで反射されることによって、進行方向を変更しながら進む。第２レーザ光Ｌ４２は、ビームスプリッタＢＳによって、所望の光量比で第１光Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４２ｂの二つの光に分離される。第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４２ｂは、スペイシャルフィルタＳＦおよびレンズＣによって、感光材１３の所望の領域の全域へ入射し得る程度まで広げられた平行光束として、感光材１３へ入射する。この結果、第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａと第１レーザ光Ｌ４２の第２光Ｌ４２ｂとの干渉による第２の干渉縞１１ｂが、感光材１３の所望の領域に記録されるようになる。ここで記録される第２干渉縞１１ｂは、第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａの感光材１３への入射方向ｄ１と、第２レーザ光Ｌ４２の第２光Ｌ４２ｂの感光材１３への入射方向ｄ３と、によってなされる角の二等分線と平行な方向に延びるようになる。
【００３７】
上述したように、第１レーザ光源２１ａから発生される第１レーザ光Ｌ４１および第２レーザ光源２１ｂから発生される第２レーザ光Ｌ４２は、作製されたホログラフィック光学素子１０へ入射するようになる光、すなわち、アプリケーション１ａ，１ｂからの光と、同一の波長を有している。したがって、アプリケーション１ａ，１ｂからの光を第１方向ｄ１および第２方向ｄ２の間で回折させる第１干渉縞１１ａを記録する際、当該第１干渉縞１１ａを形成するための第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａおよび第２光Ｌ４１ｂを、それぞれ、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２から感光材１３へ入射させる。同様に、アプリケーション１ａ，１ｂからの光を第１方向ｄ１および第３方向ｄ３の間で回折させる第２干渉縞１１ｂを記録する際、当該第２干渉縞１１ｂを形成するための第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４２ｂを、それぞれ、第１方向ｄ１および第３方向ｄ３から感光材１３へ入射させる。
【００３８】
このため、図４に示すように、第１レーザ光源２１ａから発生された第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａおよび第２レーザ光源２１ｂから発生された第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａは、同一の方向に進むように、ハーフミラーＨＭを介して合成される。そして、図３に示すように、合成光として、スペイシャルフィルタＳＦおよびレンズＣによって所望の程度にまで広げられた平行光束として、上述した第１方向ｄ１から、感光材１３へ入射する。このように、干渉縞１１ａ，１１ｂの記録に複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂが用いられることによって、多数の光が感光材１３へ入射するようになるものの、各レーザ光源からのレーザ光のうちの一方（第１光）は同一方向から感光材１３へ入射するようになっている。したがって、光学系２０に設定を比較的に容易化することができる。
【００３９】
また、上述したように、本実施の形態において、ホログラフィック光学素子１０は、反射型体積ホログラムとして構成されている。したがって、第１干渉縞１１ａを形成する第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａおよび第２光Ｌ４１ｂを、互いに異なる側から、シート状の感光材１３に入射させる。同様に、第２干渉縞１１ｂを形成する第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４２ｂを、互いに異なる側から、シート状の感光材１３に入射させる。すなわち、第１レーザ光Ｌ４１の第２光Ｌ４１ｂおよび第２レーザ光Ｌ４２の第２光Ｌ４２ｂを、第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１aおよび第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａとは逆の側から感光材１３に入射させる。
【００４０】
以上のようにして、複数の干渉縞１１ａ，１１ｂを感光材１３に記録することができる。干渉縞の記録工程が終了すると、その後、後処理工程が感光材１３に施され、反射型体積ホログラムからなるホログラフィック光学素子１０が得られるようになる。なお、後処理の内容は、感光材１３をなす材料によって異なるが、一例として、紫外線照射および加熱処理が、一連の後処理として感光材１３に実施され得る。
【００４１】
ところで、本実施の形態においては、第１レーザ光源２１ａからの第１レーザ光Ｌ４１の第１光Ｌ４１ａおよび第２光Ｌ４１ｂと、第２レーザ光源２１ｂからの第２レーザ光Ｌ４２の第１光Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４２ｂと、を感光材１３に同時に入射させている。このように同時露光によって感光材１３に複数の干渉縞１１ａ，１１ｂを形成することにより、ホログラフィック光学素子１０を短時間で形成することができる。また、煩雑な作業を伴う光学系２０の準備を、複数回行う必要がない。さらに、各光Ｌ４１ａ，Ｌ４１ｂ，Ｌ４２ａ，Ｌ４２ｂの光量を調節するといった簡易な操作により、各干渉縞１１ａ，１１ｂでの回折効率を調節することができる。すなわち、所望の光学特性を有する干渉縞１１ａ，１１ｂが精度良く形成されたホログラフィック光学素子１０を、安価に形成することができる。
【００４２】
またさらに、上述した方法で製造されたホログラフィック光学素子１０が、図１および図２を参照して説明した光分離用光学素子または光合成用光学素子として用いられる場合に、非常に優れた回折効率を呈すること、が確認された。これは、ホログラフィック光学素子１０をなすホログラムに不要な干渉縞が記録されていないことに起因している。
【００４３】
図３に示すように感光材１３を三方向から同時露光した場合、第１方向ｄ１からの入射光と第２方向ｄ２からの入射光とによる第１干渉縞１１ａおよび第１方向ｄ１からの入射光と第３方向ｄ３からの入射光とによる第２干渉縞１１ｂだけでなく、図３に仮想線（二点鎖線）で示すように、第２方向ｄ２からの入射光と第３方向ｄ３からの入射光とによる第３干渉縞１１ｃも感光材１３に記録され得る。
【００４４】
しかしながら、本実施の形態においては、上述したように、複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂから発生されたレーザ光Ｌ４１，Ｌ４２がそれぞれ第１光Ｌ４１ａ，Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４１ｂ，Ｌ４２ｂの二つの光に分離され、その後、各レーザ光Ｌ４１，Ｌ４２の第１光Ｌ４１ａ，Ｌ４２ａおよび第２光Ｌ４１ｂ，Ｌ４２ｂが感光材１３に同時に入射している。そして、異なるレーザ光源から発振されたレーザ光の干渉性は、レーザ光が互いに同一な波長を有していたとしても、極めて低くなる。上述したホログラフィック光学素子１０の製造方法は、このようなレーザ光の干渉に関する特性に基づいて、発明されたものである。
【００４５】
なお、図５〜図８には、本件発明者が、同一のレーザ光源２３ｃから発生されたレーザ光Ｌ６１を分離してなる分離光間での干渉と、異なる二つのレーザ光源２３ａ，２３ｂから発生されたレーザ光Ｌ５１，Ｌ５２の間での干渉と、を調査した結果が示されている。図５に示すように、異なる二つのレーザ光源２３ａ，２３ｂから発振された二つのレーザ光Ｌ５１，Ｌ５２を、ハーフミラーＨＭで合成して、その後スペイシャルフィルタＳＦによって広げ、スクリーン２５上に投影した。この場合、図７に示すように、スクリーン２５上の、スペイシャルフィルタＳＦによる拡散方向に対応する略円形領域に、光２７が投影されており、明暗縞からなる干渉模様は観察されなかった。一方、図６に示すように、単一のレーザ光源２３ｃから発生されたレーザ光Ｌ６１を、ビームスプリッタＢＳでいったん分離した後に分離光Ｌ６１ａ，Ｌ６１ｂをハーフミラーＨＭで再度合成し、その後スペイシャルフィルタＳＦによって広げ、スクリーン２５上に投影した。この場合、図８に示すように、スクリーン２５上の、スペイシャルフィルタＳＦによる拡散方向に対応する円形領域内に、光２８が縞状に投影され、明暗縞からなる干渉模様が明瞭に観察された。すなわち、図５〜図８に示す実験によっても、異なるレーザ光源２３ａ，２３ｂから発振された同一波長のレーザ光Ｌ５１，Ｌ５２の干渉性が著しく低くなることが確認された。なお、図５〜図８に示す実験においては、波長が５３２ｎｍのレーザ光を発振する市販されている半導体励起固体（DPSS: Diode pumped Solid State）レーザーをレーザ光源２３ａ，２３ｂ，２３ｃとして用いた。
【００４６】
このようなレーザ光の干渉特性に基づき、複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂを用いた同時露光によれば、複数のレーザ光源２１ａ，２１ｂのうちの、同一のレーザ光源から発生されて、その後、分離された光（すなわち、同一レーザ光源から発振されたレーザ光を分離してなる第1光および第２光）の間での干渉縞１１ａ，１１ｂのみが、感光材１３に記録されるようになる。すなわち、複数のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光がそれぞれ二つの光に分離される場合、感光材１３には、レーザ光源の数と同じ数の干渉縞のみが形成されるようになる。したがって、図３の例において、第１レーザ光Ｌ４１と第２レーザ光Ｌ４２との間での干渉縞は形成されず、結果として、第１レーザ光Ｌ４１の第２光Ｌ４１ｂと第２レーザ光Ｌ４２の第２光Ｌ４２ｂとが干渉してなる干渉縞１１ｃは感光材１３に記録されない。
【００４７】
以上のような本実施の形態によれば、ホログラフィック光学素子１０をなすホログラムに不要な干渉縞１１ｃが記録されることを防止することができる。これにより、不要な干渉縞１１ｃによって入射光が意図しない方向に回折されてしまうことを防止することができ、ホログラフィック光学素子１０が高い回折効率を呈するようになる。したがって、ホログラフィック光学素子１０を光分離用光学素子または光合成用光学素子として用いた場合に、光の利用効率を顕著に上昇させることができる。また、このホログラフィック光学素子１０は、同時露光により、干渉縞が記録されているので、安価に且つかつ高精度に製造され得るとともに、光学特性を容易に調節され得る。
【００４８】
以上、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。以下に、変形の一例を説明する。  
（変形例１）
例えば、上述した実施の形態において、ホログラフィック光学素子１０が反射型体積ホログラムとして形成されている例を示したが、これに限られない。図９〜図１２に示すように、ホログラフィック光学素子１０が透過型体積ホログラムとして構成されていてもよい。なお、図９〜図１２において、上述した実施の形態と同一に構成され得る部分については、図１〜図８において用いた符号と同一の符号を付している。
【００４９】
図９に示す例においては、一つの光源２ａを有するアプリケーション１ａとともに、ホログラフィック光学素子１１０が用いられている。ホログラフィック光学素子１１０をなす透過型体積ホログラムは、ブラッグの回折条件を満たす入射光を、干渉縞１１１ａ，１１１ｂ（図１１参照）によって高い回折効率で回折する。そして、図９に示す例においては、アプリケーション１ａから発生される特定波長を中心とする狭波長帯域内の波長を有する光束Ｌ９１が、ホログラフィック光学素子１１０をなすホログラムに記録された複数の干渉縞１１１ａ，１１１ｂのブラッグ回折条件を同時に満たす入射角度で、ホログラフィック光学素子１１０へ入射し、当該光束Ｌ９１は、複数の干渉縞１１１ａ，１１１ｂによって、複数の方向に回折されて、それぞれホログラフィック光学素子１１０を透過する。この結果、図９に示す例では、第１方向ｄ１から入射した光束Ｌ９１が、第２方向ｄ２へ回折されてホログラフィック光学素子１１０を透過する第１の分離光束Ｌ９２と、第３方向ｄ３へ回折されてホログラフィック光学素子１１０を透過する第２の分離光束Ｌ９３と、に分離されるようになる。したがって、図９に示されたホログラフィック光学素子１１０は光分離機能を発揮している。
【００５０】
一方、図１０に示す例においては、二つの光源２ｂを有するアプリケーション１ｂとともに、ホログラフィック光学素子１１０が用いられている。図１０に示す例においては、アプリケーション１ｂの各光源２ｂ，２ｂから発生される特定波長を中心とする狭波長帯域内の波長を有する光束Ｌ１０２，Ｌ１０３が、ホログラフィック光学素子１１０をなすホログラムに記録された各干渉縞１１１ａ，１１１ｂのブラッグ回折条件を満たす入射角度で、ホログラフィック光学素子１１０へ入射している。具体的には、光束Ｌ１０２，Ｌ１０３は、図９に示された光束Ｌ９２，９３と平行且つ逆向きに進んで、それぞれホログラフィック素子１１０に入射している。この結果、複数の光束Ｌ１０２，Ｌ１０３は、それぞれ対応する干渉縞１１１ａ，１１１ｂによってある一つの方向に回折されて、ホログラフィック光学素子１１０を透過するようになる。より詳細には、各光束Ｌ１０２，Ｌ１０３は、対応する干渉縞１１１ａ，１１１ｂで回折されてホログラフィック光学素子１１０を透過し、図９に示された光束Ｌ９１と平行且つ逆向きに進むようになる。すなわち、図１０に示す例では、第２方向ｄ２から入射した光Ｌ１０２および第３方向ｄ３から入射した光Ｌ１０３が、ともに第１方向ｄ１へ回折され、合成光Ｌ１０１として合成されるようになる。したがって、図１０に示されたホログラフィック光学素子１１０は光合成機能を発揮している。
【００５１】
図９および図１０に示された光分離機能および光合成機能を有したホログラフィック光学素子１１０は、上述した実施の形態におけるホログラフィック光学素子１０と概ね同様にして、干渉縞１１１ａ，１１１ｂを感光材１３に記録することによって、形成され得る。図１２に示すように、ホログラフィック光学素子１１０は、各々が同一波長のレーザ光Ｌ１２１，Ｌ１２２を発生させる少なくとも二つのレーザ光源２１ａ，２１ｂから発生されるレーザ光Ｌ１２１，Ｌ１２２を、それぞれ複数の光Ｌ１２１ａ，１２１ｂ，Ｌ１２２ａ，１２２ｂに分離した後、感光材１３に同時に入射させて、感光材１３に干渉縞１１１ａ，１１１ｂを記録することによって、製造され得る。
【００５２】
より具体的には、図１１および図１２示すように、第１レーザ光Ｌ１２１の第１光Ｌ１２１ａおよび第２レーザ光Ｌ１２２の第１光Ｌ１２２ａを第１方向から感光材１３に入射させる。同時に、第１レーザ光Ｌ１２１の第２光Ｌ１２１ｂを第２方向から感光材１３に入射させるとともに、第２レーザ光Ｌ１２２の第２光Ｌ１２２ｂを第３方向から感光材１３に入射させる。また、第１レーザ光Ｌ１２１の第２光Ｌ１２２ｂおよび第２レーザ光Ｌ１２２の第２光Ｌ１２２ｂを、第１レーザ光Ｌ１２１の第１光Ｌ１２１ａおよび第２レーザ光Ｌ１２２の第１光Ｌ１２２ａと同一の側から感光材１３に入射させる。
【００５３】
このようにして干渉縞１１１ａ，１１１ｂを感光材１３に記録することができる。干渉縞１１１ａ，１１１ｂが記録された感光材１３に後処理を施すことにより、透過型体積ホログラムからなるホログラフィック光学素子１１０を作製することができる。
【００５４】
このようにして得られたホログラフィック光学素子１１０には、第１レーザ光Ｌ１２１の第１光Ｌ１２１ａと第１レーザ光Ｌ１２１の第２光Ｌ１２１ｂとが干渉してなる第１干渉縞１１１ａと、第２レーザ光Ｌ１２２の第１光Ｌ１２２ａと第２レーザ光Ｌ１２２の第２光Ｌ１２２ｂとが干渉してなる第２干渉縞１１１ｂと、が含まれている。ただし、異なる第１レーザ光源２１ａから発生された第１レーザ光Ｌ１２１と第２レーザ光源２１ｂから発生された第２レーザ光Ｌ１２２とが干渉してなる干渉縞は感光材１３に形成されない。
【００５５】
したがって、本変形例によっても上述した実施の形態と同一の作用効果を得ることができる。すなわち、ホログラフィック光学素子１１０をなすホログラムに不要な干渉縞が記録されることを防止することができる。これにより、不要な干渉縞によって入射光が意図しない方向に回折されてしまうことを防止することができ、ホログラフィック光学素子１１０が高い回折効率を呈するようになる。したがって、ホログラフィック光学素子１１０を光分離用光学素子または光合成用光学素子として用いた場合に、光の利用効率を顕著に上昇させることができる。また、このホログラフィック光学素子１１０は、同時露光により、干渉縞が記録されているので、安価に且つかつ高精度に製造され得るとともに、光学特性を容易に調節され得る。
【００５６】
（変形例２）
また、図１３〜図１６に示すように、ホログラフィック光学素子１０が反射兼透過型体積ホログラムとして構成されていてもよい。なお、図１３〜図１６において、上述した実施の形態または上述した変形例と同一に構成され得る部分については、図１〜図１２において用いた符号と同一の符号を付している。
【００５７】
図１３に示す例においては、一つの光源２ａを有するアプリケーション１ａとともに、ホログラフィック光学素子２１０が用いられている。ホログラフィック光学素子２１０をなす反射兼透過型体積ホログラムは、ブラッグの回折条件を満たす入射光を、干渉縞２１１ａ，２１１ｂ（図１５参照）によって高い回折効率で回折する。そして、図１３に示す例においては、アプリケーション１ａからの特定波長を中心とする狭波長帯域内の波長を有する光束Ｌ１３１が、ホログラフィック光学素子２１０をなすホログラムに記録された複数の干渉縞２１１ａ，２１１ｂのブラッグ回折条件を同時に満たす入射角度で、ホログラフィック光学素子２１０へ入射し、当該光束Ｌ１３１は、複数の干渉縞２１１ａ，２１１ｂによって、複数の方向に回折されて、それぞれホログラフィック光学素子２１０で反射またはホログラフィック光学素子２１０を透過する。この結果、図１３に示す例では、第１方向ｄ１から入射した光束Ｌ１３１が、第２方向ｄ２へ反射された第１の分離光束Ｌ１３２と、第３方向ｄ３へ回折されてホログラフィック光学素子２１０を透過する第２の分離光束Ｌ１３３と、に分離されるようになる。したがって、図１３に示されたホログラフィック光学素子２１０は光分離機能を発揮している。
【００５８】
一方、図１４に示す例においては、二つの光源２ｂを有するアプリケーション１ｂとともに、ホログラフィック光学素子２１０が用いられている。図１４に示す例においては、アプリケーション１ｂの各光源２ｂ，２ｂから発生される特定波長を中心とする狭波長帯域内の波長を有する光束Ｌ１４２，Ｌ１４３が、ホログラフィック光学素子２１０をなすホログラムに記録された各干渉縞２１１ａ，２１１ｂのブラッグ回折条件を満たす入射角度で、ホログラフィック光学素子２１０へ入射している。具体的には、光束Ｌ１４２，Ｌ１４３は、図１３に示された光束Ｌ１３２，１３３と平行且つ逆向きに進んで、それぞれホログラフィック素子２１０に入射している。この結果、複数の光束Ｌ１４２，Ｌ１４３は、それぞれ対応する干渉縞２１１ａ，２１１ｂによって、ある一つの方向に進むように、ホログラフィック光学素子２１０で反射またはホログラフィック光学素子２１０を透過する。より詳細には、各光束Ｌ１４２，Ｌ１４３は、対応する干渉縞２１１ａ，２１１ｂで回折されて、図１３に示された光束Ｌ１３１と平行且つ逆向きに進むようになる。すなわち、図１４に示す例では、第２方向ｄ２から入射した光Ｌ１４２および第３方向ｄ３から入射した光Ｌ１４３が、ともに第１方向ｄ１へ回折され、合成光Ｌ１４１として合成されるようになる。したがって、図１４に示されたホログラフィック光学素子２１０は光合成機能を発揮している。
【００５９】
図１３および図１４に示された光分離機能および光合成機能を有したホログラフィック光学素子２１０は、上述した実施の形態におけるホログラフィック光学素子１０または変形例１におけるホログラフィック光学素子１１０と概ね同様にして、干渉縞２１１ａ，２１１ｂを感光材１３に記録することによって、形成され得る。図１６に示すように、ホログラフィック光学素子２１０は、各々が同一波長のレーザ光Ｌ１６１，Ｌ１６２を発生させる少なくとも二つのレーザ光源２１ａ，２１ｂから発生されるレーザ光Ｌ１６１，Ｌ１６２を、それぞれ複数の光Ｌ１６１ａ，１６１ｂ，Ｌ１６２ａ，１６２ｂに分離した後、感光材１３に同時に入射させて、感光材１３に干渉縞２１１ａ，２１１ｂを記録することによって、製造され得る。
【００６０】
より具体的には、図１５および図１６示すように、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａを第１方向から感光材１３に入射させる。同時に、第１レーザ光Ｌ１６１の第２光Ｌ１６１ｂを第２方向から感光材１３に入射させるとともに、第２レーザ光Ｌ１６２の第２光Ｌ１６２ｂを第３方向から感光材１３に入射させる。また、第１レーザ光Ｌ１６１の第２光Ｌ１６２ｂを、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａとは逆の側から、感光材１３に入射させるとともに、第２レーザ光Ｌ１６２の第２光Ｌ１６２ｂを、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａと同一の側から感光材１３に入射させる。
【００６１】
このようにして干渉縞２１１ａ，２１１ｂを感光材１３に記録することができる。干渉縞２１１ａ，２１１ｂが記録された感光材１３に後処理を施すことにより、反射兼透過型体積ホログラムからなるホログラフィック光学素子２１０を作製することができる。
【００６２】
このようにして得られたホログラフィック光学素子２１０には、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａと第１レーザ光Ｌ１６１の第２光Ｌ１６１ｂとが干渉することによって形成され反射型体積ホログラムをなす第１干渉縞２１１ａと、第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａと第２レーザ光Ｌ１６２の第２光Ｌ１６２ｂとが干渉することによって形成され透過型体積ホログラムをなす第２干渉縞２１１ｂと、が含まれている。ただし、異なる第１レーザ光源２１ａから発生された第１レーザ光Ｌ１６１と第２レーザ光源２１ｂから発生された第２レーザ光Ｌ１６２とが干渉してなる干渉縞は形成されない。
【００６３】
したがって、本変形例によっても上述した実施の形態と同一の作用効果を得ることができる。すなわち、ホログラフィック光学素子２１０をなすホログラムに不要な干渉縞が記録されることを防止することができる。これにより、不要な干渉縞によって入射光が意図しない方向に回折されてしまうことを防止することができ、ホログラフィック光学素子２１０が高い回折効率を呈するようになる。したがって、ホログラフィック光学素子２１０を光分離用光学素子または光合成用光学素子として用いた場合に、光の利用効率を顕著に上昇させることができる。また、このホログラフィック光学素子２１０は、同時露光により、干渉縞が記録されているので、安価に且つかつ高精度に製造され得るとともに、光学特性を容易に調節され得る。
【００６４】
なお、本変形例においては、第１レーザ光Ｌ１６１の第２光Ｌ１６１ｂが、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａとは逆の側から、感光材１３に入射し、第２レーザ光Ｌ１６２の第２光Ｌ１６２ｂが、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａと同一の側から感光材１３に入射する例を説明したが、これに限られない。第１レーザ光Ｌ１６１の第２光Ｌ１６１ｂが、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａと同一の側から、感光材１３に入射し、第２レーザ光Ｌ１６２の第２光Ｌ１６２ｂが、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａおよび第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａとは逆の側から感光材１３に入射するようにしてもよい。この場合、第１レーザ光Ｌ１６１の第１光Ｌ１６１ａと第１レーザ光Ｌ１６１の第２光Ｌ１６１ｂとの干渉による第１干渉縞２１１ａが透過型体積ホログラムを構成し、第２レーザ光Ｌ１６２の第１光Ｌ１６２ａと第２レーザ光Ｌ１６２の第２光Ｌ１６２ｂとの干渉による第２干渉縞２１１ｂが反射型体積ホログラムを構成する。
【００６５】
（変形例３）
上述した実施の形態において、ホログラフィック光学素子１０が、一方向から入射する光を二方向に分離する光分離機能および二方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有するように作製されている例を示したが、これに限られない。例えば、ホログラフィック光学素子１０が、一方向から入射する光を三以上の方向に分離する光分離機能および三以上の方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を有するように作製されていてもよい。このようなホログラフィック光学素子は、次のようにして作製することができる。
【００６６】
三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材１３に同時に入射させて、感光材１３に干渉縞を記録する。この際、三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光を、それぞれ、例えば第１光および第２光の二つの光に分離する。三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光の第１光を、互いに同一な一の方向から感光材１３に入射させる。その一方で、三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光の第２光を、互いに異なる方向であって且つ第１光の入射方向とも異なる方向から、それぞれ感光材１３に入射させる。これにより、一方向から入射する光を三以上の方向に分離する光分離機能および三以上の方向から入射する光を一方向に合成する光合成機能を、ホログラフィック光学素子に付与することができる。
【００６７】
また、ホログラフィック光学素子１０が、二以上の方向から入射する光を、入射方向よりも多い三以上の方向に分離する光分離機能、および、三以上の方向から入射する光を、入射方向よりも少ない二以上の方向に合成する光合成機能を有するように作製されていてもよい。このようなホログラフィック光学素子は、次のようにして作製することができる。
【００６８】
三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光を、それぞれ複数の光に分離した後、感光材１３に同時に入射させて、感光材１３に干渉縞を記録する。この際、三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光を、それぞれ、例えば第１光および第２光の二つの光に分離する。三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光の第１光を、二以上の方向から感光材１３に入射させる。その一方で、三以上のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光の第２光を、同一のレーザ光から分離された第１光の入射方向とも異なる方向であって、且つ、対応し合う第１光が互いに同一方向から感光材に入射するようになる他の第２光とは異なる方向から、それぞれ感光材１３に入射させる。これにより、二以上の方向から入射する光を入射方向よりも多数の方向に分離する光分離機能、および、三以上の方向から入射する光を入射方向よりも少数の方向に合成する光合成機能を、ホログラフィック光学素子に付与することができる。
【００６９】
変形例３によっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、ホログラフィック光学素子をなすホログラムに不要な干渉縞が記録されることを防止することができる。これにより、不要な干渉縞によって入射光が意図しない方向に回折されてしまうことを防止することができ、ホログラフィック光学素子が高い回折効率を呈するようになる。したがって、ホログラフィック光学素子を光分離用光学素子または光合成用光学素子として用いた場合に、光の利用効率を顕著に上昇させることができる。また、このホログラフィック光学素子は、同時露光により、干渉縞が記録されているので、安価に且つかつ高精度に製造され得るとともに、光学特性を容易に調節され得る。
【００７０】
なお、この変形例３は、上述した実施の形態だけでなく、変形例１または変形例２に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ａ，１ｂ  アプリケーション
２ａ，２ｂ  光源
１０，１１０，２１０  ホログラフィック光学素子
１１ａ，１１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ  干渉縞
１３  感光材
２１ａ，２１ｂ  レーザ光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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