(57)【要約】【課題】  偏光状態を変化させることなく光の強度を変化させることが可能な回折型可変アッテネータを提供する。【解決手段】  ビームアッテネータ１は、基部２と、基部２の表面に配置された複数の三角形状凸部３とを備える。複数の三角形状凸部３は、基部２の一方端５から延びる方向軸としてのＸ軸に沿って配置される。複数の三角形状凸部３は、入射光を回折する回折格子として作用する。基部２の表面からの三角形状凸部３の高さＴは、Ｘ軸に沿って段階的に大きくなっている。【選択図】        図１
2006138946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を回折する回折型光学素子を用いた回折型可変アッテネータであって、
入射光のうち、入射方向に対して出射方向が変わらず透過する透過光の光量と、回折されることにより入射方向に対して出射方向が変化する回折光の光量との比が互いに異なる複数の部分を有する、回折型可変アッテネータ。
【請求項２】
基部と、
前記基部の表面において、前記基部の一方端から延びる方向軸に沿って配置された複数の凸部とを備え、
前記複数の凸部は、入射光を回折する回折格子として作用し、
前記基部の表面からの前記凸部の高さが、前記方向軸に沿って段階的に大きくなっている、回折型可変アッテネータ。
【請求項３】
前記方向軸に沿った方向における、前記凸部の断面形状が三角形状である、請求項２に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項４】
前記方向軸に沿った方向における前記凸部の幅は、前記複数の凸部のすべてについて同一の値となっており、
前記方向軸に沿った方向における、前記基部の前記一方端からの距離をｘ、当該距離ｘとなる位置に配置された前記凸部の高さをｄx、前記方向軸に沿った方向における前記基部の長さをＬとしたとき、前記凸部の高さｄxは以下の数式（１）
【数１】
2006138946.tif 000020
を満足するように決定されている、請求項３に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項５】
前記方向軸に沿った方向における、前記複数の凸部のうちの隣接する２つの凸部の頂点の間の距離は、前記回折型可変アッテネータに入射される入射光の波長の５倍以上である、請求項３または４に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項６】
前記複数の凸部は、前記方向軸に沿った方向に間隔を隔てて配置され、
前記方向軸に沿った方向における、前記凸部の断面形状が四角形状である、請求項２に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項７】
前記方向軸に沿った方向における、前記凸部の幅と、該凸部と前記一方端から離れる方向において隣接する他の凸部との間の前記間隔との合計は、前記複数の凸部のすべてについて同一の値となっており、
前記方向軸に沿った方向における、前記基部の一方端からの距離をｘ、当該距離ｘとなる位置に配置された前記凸部の高さをｄx、前記方向軸に沿った方向における前記基部の長さをＬとしたとき、前記凸部の高さｄxは以下の数式（２）
【数２】
2006138946.tif 000021
を満足するように決定されている、請求項６に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項８】
基部と、
前記基部の表面において、前記基部の一方端から延びるの方向軸に沿って、間隔を隔てて配置された複数の凸部とを備え、
前記複数の凸部は、入射光を回折する回折格子として作用し、
前記方向軸に沿った方向における、前記凸部の断面形状が四角形状であり、
前記方向軸に沿った方向における、前記凸部の幅と、該凸部と前記一方端から離れる方向において隣接する他の凸部との間の前記間隔との合計は、前記複数の凸部のすべてについて同一の値となっており、
前記方向軸に沿った方向において、前記一方端から離れるに従って前記凸部の幅は徐々に増大する一方、前記間隔は徐々に減少する、回折型可変アッテネータ。
【請求項９】
前記方向軸に沿った方向における、前記基部の前記一方端からの距離をｚ、当該距離ｚとなる位置に配置された前記凸部の幅をＸ、該凸部と前記一方端から離れる方向において隣接する他の凸部との間の前記間隔をＹ、前記幅Ｘと前記間隔Ｙとの比Ｘ：Ｙをｋ：（１−ｋ）としたとき、前記幅Ｘおよび前記間隔Ｙは、以下の数式（３）
【数３】
2006138946.tif 000022
を満足するように決定されている、請求項８に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項１０】
前記方向軸に沿った方向における、前記複数の凸部のうちの１つの凸部の幅と、該凸部と前記一方端から離れる方向において隣接する他の凸部との間の前記間隔との合計は、回折型可変アッテネータに入射される入射光の波長の５倍以上である、請求項６〜９のいずれか１項に記載の回折型可変アッテネータ。
【請求項１１】
炭酸ガスレーザ装置から出射する光が入射されることにより、当該光の強度を変更するために用いられる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回折型可変アッテネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変アッテネータに関し、より特定的には、光の偏光状態を維持したまま強度を任意に変更することが可能な回折型可変アッテネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、露光装置などにおいて処理に用いる光の強度（光量）を調節するための可変アッテネータが知られている。（たとえば、特許文献１参照）。このような可変アッテネータとして、従来、複数の偏光子を光の光路上に配置し、１つの偏光子を他の偏光子に対して相対的に回転させることにより、複数の偏光子のうち最終段に位置する偏光子から出射する光の強度（光量）を変更するものが知られている。
【特許文献１】特開平６−１１６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述のような偏光子を利用した可変アッテネータでは、得られる光について、強度とともに偏光状態も変化する。たとえば、特定の偏光成分（たとえばｓ成分）が除去されることにより、可変アッテネータから出射した光では、所定の偏光成分（たとえばｐ成分）の割合が高くなった状態（偏った偏光状態）になる。このような偏った偏光状態の光をレーザ加工などに用いる場合を考える。この場合、レーザ光の加工対象物に対する移動方向と、レーザ光の偏光状態との関係によっては、当該移動方向によって加工対象物を当該レーザ光により加工（切断）する速度（加工速度）が異なる場合があった。また、レーザ光の強度を変更するために、可変アッテネータを構成する偏光子の回転角度を変更すると、結果的に得られる光の偏光状態も変化する。この結果、上述した移動方向対する加工速度の依存性も変化することになるため、レーザ加工を安定した条件で行なうことが難しかった。このため、偏光状態を維持したままで光の強度を変更することが可能な可変アッテネータが求められていた。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、偏光状態を変化させることなく光の強度を変化させることが可能な回折型可変アッテネータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従った回折型可変アッテネータは、入射光を回折する回折型光学素子を用いた回折型可変アッテネータであって、入射光のうち、入射方向に対して出射方向が変わらず透過する透過光の光量と、回折されることにより入射方向に対して出射方向が変化する回折光の光量との比が互いに異なる複数の部分を有する。
【０００６】
この発明に従った回折型可変アッテネータは、基部と、基部の表面に配置された複数の凸部とを備える。複数の凸部は、基部の一方端から延びる方向軸に沿って配置される。複数の凸部は、入射光を回折する回折格子として作用する。基部の表面からの凸部の高さは、方向軸に沿って段階的に大きくなっている。
【０００７】
この発明に従った回折型可変アッテネータは、基部と、基部の表面に配置された複数の凸部とを備える。複数の凸部は、基部の表面において、基部の一方端から延びる方向軸に沿って、間隔を隔てて配置される。複数の凸部は、入射光を回折する回折格子として作用する。方向軸に沿った方向における、凸部の断面形状は四角形状である。方向軸に沿った方向における、凸部の幅と、該凸部と一方端から離れる方向において隣接する他の凸部との間の間隔との合計は、複数の凸部のすべてについて同一の値となっている。方向軸に沿った方向において、一方端から離れるに従って凸部の幅は徐々に増大する一方、間隔は徐々に減少する。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明による回折型可変アッテネータによれば、回折を利用して透過光の強度を変更するので、偏光状態を維持したまま、透過光の強度を任意に偏光することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明によるビームアッテネータの実施の形態１を示す断面模式図である。図２〜図４は、図１に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。図１〜図４を参照して、本発明によるビームアッテネータの実施の形態１を説明する。
【００１１】
図１に示すように、本発明によるビームアッテネータ１は、平板状の基部２の一方表面に三角形状凸部３が複数形成された構造となっている。なお、図１の紙面に垂直な方向において各三角形状凸部３は延在するように形成されている。つまり、三角形状凸部３は、Ｘ軸方向に垂直な方向（紙面に垂直な方向）に延びる線状の凸部となっている。ビームアッテネータ１の一方端５においては、三角形状凸部３の高さＴは０であり、この一方端５と反対側に位置する他方端７においては、三角形状凸部３の高さＴは後述する所定の高さとなっている。そして、ビームアッテネータ１の一方端５から他方端７にかけて複数形成された三角形状凸部３の高さＴは、一方端５と他方端７との間の中間領域９において、一方端５から他方端７に向かうＸ軸方向に沿って他方端７に近づくのにつれて徐々に高くなっている。なお、三角形状凸部３の１つの幅Ｄは、それぞれの三角形状凸部３において同じ値となっている。このようないわゆるブレーズ形状のビームアッテネータ１においては、矢印１１に示す入射光の入射位置を一方端５から他方端７までの間の任意の位置とすることにより、矢印１２に示す透過光（矢印１１により示す入射光の進行方向と同じ方向に進む光）の光量と、ビームアッテネータ１において回折されることにより矢印１３に示す方向に進行方向を変えた回折光の光量との割合を任意に変更することができる。以下、より詳しく説明する。
【００１２】
まず、図２に示したような断面形状の回折型素子１５を考える。この回折型素子１５は、Ｘ軸方向に沿って、基部２の一方表面に高さＴ１の三角形状凸部３が複数個形成されたものである。なお、図２の紙面に垂直な方向において各三角形状凸部３は延在するように形成されている。このような回折型素子１５においては、矢印１１に示した方向から入射する入射光をたとえば矢印１３に示すような特定の方向へ回折させることができる。そして、この高さＴ１が以下の数式（１）によって定義される場合、回折効率は１００％となる。
【００１３】
【数１】
2006138946.tif 000003
【００１４】
なお、上述した数式（１）において、λは矢印１１に示す方向から入射する入射光としてのレーザ光の波長を示し、ｎは回折型素子１５を構成する材料の屈折率を示す。また、ここで回折効率とは、回折型素子１５から出射する光全体の強度に対する、回折型素子１５において回折することで進行方向が変化した回折光の強度の割合を言う。図１に示したビームアッテネータ１の他方端７における三角形状凸部３の高さＴは上記高さＴ１に設定される。
【００１５】
次に、図３に示すように、回折型素子１５において図２に示したような三角形状凸部３が形成されていない場合、つまり回折型素子１５が単なる平板である場合、上述した回折効率は０％となる。すなわち、矢印１１に沿った方向から入射した入射光はすべてその進行方向を変えることなく、矢印１２に示すように回折型素子１５を透過する。
【００１６】
次に、図４に示すように、回折型素子１５において、形成される三角形状凸部３の高さが、図２に示した高さＴ１よりも小さい高さＴ２である場合を考える。この場合、図４に示すように矢印１１に示した方向から入射する入射光を、矢印１２に示す方向に進行方向を変えずにそのまま回折型素子１５を透過する非回折光（透過光）と、矢印１３に示す方向に進行方向を変えた回折光とに分離することができる。また、この高さＴ２を変更することにより、上記透過光と回折光との割合を任意に変更できる。
【００１７】
このため、図１に示したビームアッテネータ１においては、他方端７における一番端部の三角形状凸部３の高さＴを図２に示したＴ１とし、中間領域９においては、一方端５から他方端７に向かうにつれて三角形状凸部３の高さＴが上記高さＴ１より小さく、かつ当該高さＴが徐々に大きくなるように、三角形状凸部３の高さＴを段階的に変化させる。すると、ビームアッテネータ１において一方端５と他方端７との間のどの場所に光を入射させるかによって、ビームアッテネータ１から出射する非回折光（透過光）の光量を任意に変えることができる。
【００１８】
図５は、図１に示した本発明によるビームアッテネータの実施の形態１の変形例を示す部分断面模式図である。図５を参照して、本発明によるビームアッテネータの実施の形態１の変形例を説明する。
【００１９】
図５に示したビームアッテネータ１は、基本的には図１に示したビームアッテネータ１と同様の構造を備えるが、三角形状凸部３の表面形状が異なっている。すなわち、図５に示したビームアッテネータ１においては、三角形状凸部３の表面、特に傾斜面の表面が階段状になっている。このような構造とすれば、ビームアッテネータ１を製造する製造方法として、半導体装置などの製造において用いられるフォトリソグラフィを適用することができる。たとえば、ビームアッテネータ１を構成する材料からなる平板状の基板を準備し、その基板の表面上にレジスト膜を形成する。当該レジスト膜に対して露光処理および現像処理を行なうことにより、三角形状凸部３の形成されるべき置上に三角形状凸部３と同様の形状となるレジスト膜部分を残存させる。上記露光処理では、たとえば電子ビームまたはレーザビームを用いた露光処理、あるいはグレースケールマスクを用いた露光処理を用いることができる。そして、当該基板に対して上記レジスト膜部分をマスクとしたエッチングを行なう。
【００２０】
このエッチングにおいては、基板とともにレジスト膜も除去されるようなエッチング条件を用いる。この結果、レジスト膜の厚みが厚い部分では基板がエッチングされない、またはエッチングされる時間が短くなる一方、レジスト膜の厚みが薄い部分では基板においてエッチングされる時間が長くなる。つまり、レジスト膜の厚みに応じて、エッチングされる時間を基板表面の場所によって任意に変えることができる。この結果、基板表面の場所毎にエッチングにより除去される部分の深さを変えることができる。すなわち、三角形状凸部３の突出部（頂点側）に近い領域においては、基板がエッチングされる時間を短くする一方、隣接する三角形状凸部３の間の凹部に対応する部分においては、相対的に基板がエッチングされる時間を長くできる。そして、このようなエッチング処理を行なうことにより、図５に示すような構造を得ることができる。もちろん、通常の機械加工を用いて図５に示すような構造を形成してもよい。図５に示したような構造のビームアッテネータ１においても、図１に示したビームアッテネータ１と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
（実施の形態２）
図６は、本発明によるビームアッテネータの実施の形態２を示す断面模式図である。図７〜図９は、図６に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。図６〜図９を参照して、本発明によるビームアッテネータの実施の形態２を説明する。
【００２２】
図６に示すように、本発明によるビームアッテネータ１は、基本的には図１に示したビームアッテネータ１と同様の構造を備えるが、その表面には図１に示したような三角形状凸部３ではなく四角形状凸部２３が形成されている。四角形状凸部２３は、互いに間隔を隔てて一方端５から他方端７に向かうＸ軸方向に配置されている。この結果、四角形状凸部２３は、凹部２４を介して離散的に配置された状態となっている。なお、四角形状凸部２３は、図６の紙面に垂直な方向に直線状に延在している。そして、一方端５から他方端７に向かうにつれて、四角形状凸部２３の高さＴは、徐々に高くなるように形成されている。図６に示したビームアッテネータ１においては、四角形状凸部２３と隣接する凹部２４との合計幅Ｄはビームアッテネータ１全体において均一になっている。
【００２３】
次に、図７〜図９を用いて、図６に示したいわゆるバイナリ形状のビームアッテネータ１の構造をより詳しく説明する。
【００２４】
まず、図７に示したような回折型素子１５を考える。この回折型素子１５は、基部２の一方表面上に凹部２４を介して（間隔を隔てて）四角形状凸部２３が離散的に配置されている。この四角形状凸部２３の高さをＴ１とする。このような回折型素子１５を用いて、矢印１１に示す方向から入射した入射光をたとえば矢印１３に示すような特定の方向へ回折させることができる。そして、上述した高さＴ１が以下の数式（２）を満足する場合、回折効率は１００％となる。
【００２５】
【数２】
2006138946.tif 000004
【００２６】
ここで、λは回折型素子１５に矢印１１に沿った方向から入射する光（レーザ光）の波長を表わし、ｎは回折型素子１５を構成する基板の屈折率を示す。
【００２７】
次に、図８に示すように、四角形状凸部２３の高さが高さＴ２となった場合を考える。この高さＴ２は、以下の数式（３）を満足する。
【００２８】
【数３】
2006138946.tif 000005
【００２９】
四角形状凸部２３の高さが上述した数式（３）を満足するような高さＴ２である場合、回折効率は０％となる。すなわち、図８に示すように、矢印１１に示した方向から入射した光はすべて矢印１２に示すように入射光と同じ方向に出射（透過）する。
【００３０】
そして、図９に示すように、四角形状凸部２３の高さが高さＴ３となった場合を考える。なお、この高さＴ３は、図７に示した高さＴ１よりも大きく、かつ、図８に示した高さＴ２よりも小さい。この場合、図９に示すように、矢印１１に示した方向から入射した光を、矢印１２に示す方向に出射する非回折光（透過光）と、矢印１３に示す方向に出射する回折光とに分離することができる。そして、この四角形状凸部２３の高さＴ３を変更することにより、上述した回折効率を変えることができる。
【００３１】
この結果、図６に示したビームアッテネータ１において、一方端５における四角形状凸部２３の高さＴを図７に示した高さＴ１とし、他方端７における四角形状凸部２３の高さＴを図８に示した高さＴ２とし、中間領域９において、四角形状凸部２３の高さＴを一方端５から他方端７側に向けて段階的に大きくしていくことにより、ビームアッテネータ１のＸ軸方向の位置によって回折効率を変化させることができる。つまり、矢印１１に示す方向からビームアッテネータ１に入射する入射光の入射位置を、一方端５から他方端７までの間の任意の位置に変更することにより、矢印１２に示す方向に出射する透過光の光量（強度）を任意に変更することができる。
【００３２】
（実施の形態３）
図１０は、本発明によるビームアッテネータの実施の形態３を示す断面模式図である。図１１および図１２は、図１０に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。図１０〜図１２を参照して、本発明によるビームアッテネータの実施の形態３を説明する。
【００３３】
図１０に示すように、本発明によるビームアッテネータ１は、基部２の一方表面上に図６に示したビームアッテネータと同様に四角形状凸部２３が間隔を隔てて複数個配置されている。四角形状凸部２３は図１０の紙面に垂直な方向に直線状に延在している。ただし、図１０に示したビームアッテネータ１においては、四角形状凸部２３の高さＴはすべての四角形状凸部２３において同じである。一方、図１０に示したビームアッテネータ１においては、四角形状凸部２３の幅Ｘとその他方端７側に位置する凹部２４の幅Ｙとの合計の幅Ｄをビームアッテネータ１全体について同じとする一方で、四角形状凸部２３の幅Ｘを、一方端５から他方端７に向かうにつれて徐々に大きくなるように、四角形状凸部２３を形成している。また、異なる観点からいえば、凹部２４の幅Ｙは、一方端５から他方端７に向かうにつれて徐々に小さくなっている。
【００３４】
次に、図１１および図１２を参照して、図１０に示したビームアッテネータ１の構造を説明する。まず、図１１に示すような回折型素子１５を考える。図１１に示した回折型素子１５は、基部２の一方表面において、Ｘ軸方向に沿って離散的に四角形状凸部２３が形成されている。この四角形状凸部２３の幅Ｘと、凹部２４の幅Ｙとは同じ値となるように設定されている。そして、四角形状凸部２３の高さＴ１は、以下の数式（４）を満足する。
【００３５】
【数４】
2006138946.tif 000006
【００３６】
なお、上述した数式（４）において、λは入射するレーザ光の波長を示し、ｎは回折型素子１５を構成する基板の屈折率を示す。この結果、図１１に示した回折型素子１５では、矢印１１に示す方向から入射する入射光をたとえば矢印１３に示すような特定の方向へと１００％回折することができる。
【００３７】
次に、図１２に示すように、回折型素子１５において、四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとの割合を図１１に示した構造から変化させた場合を考える。この場合、四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとの割合に応じて回折効率を変化させることができる。なお、この場合であっても、四角形状凸部２３の高さは、図１１に示した四角形状凸部２３の高さＴ１と同様とする。このように、四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとの間の比率を図１１に示した回折型素子１５での比率から変更することにより、矢印１１に示した方向から入射する光を、矢印１２に示す方向に出射する非回折光（透過光）と、矢印１３に示す方向に出射する回折光とに分離できる。つまり、四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとの間の比率を変更することにより、非回折光（透過光）の光量と回折光の光量との割合を任意に変更することができる。なお、凹部２４の幅Ｙをゼロにすれば、結果的に図３に示した場合と同様になり、回折型素子１５から出射する光における、図１２の矢印１２に示した方向に出射する非回折光（透過光）の割合を１００％にすることができる。
【００３８】
そして、このような知見に基づいて、図１０で示したビームアッテネータ１においては、一方端５において四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとを図１１に示すように同じ値とし、四角形状凸部２３の高さＴを図１１に示した高さＴ１とし、また、他方端７において凹部２４の幅Ｙをゼロにしている。この結果、一方端５から他方端７までの間の任意の場所に、矢印１１に示す方向から入射光を照射することにより、矢印１２に示す方向に出射する透過光と矢印１３に示す方向に出射する回折光との光量の割合を任意に変更することができる。すなわち、矢印１２に示す方向に出射する透過光の光量を任意に変更することができる。
【実施例１】
【００３９】
本発明によるビームアッテネータの効果を確認するため、以下のようなサンプルを作製し、入射した光の強度に対して透過光の強度を変更可能であることを確認した。具体的には、図１に示したビームアッテネータ１のサンプルを作製した。作成したビームアッテネータ１のサンプルは、炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ装置から出射するレーザ光であって、波長が１０．６μｍの光の強度を変更するために用いられる。ただし、同様の構成において、基板材質、凸部の幅、高さを変更することで、固体レーザ（ＹＡＧレーザ、ＹＡＧ第２高調波、ＹＡＧ第３高調波レーザ等）や他波長のレーザへの適用も可能である。ビームアッテネータ１を構成する基板の材料としては、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を用いた。また、図１に示した三角形状凸部３の幅Ｄ（周期Ｄ）は２００μｍとした。また、このビームアッテネータ１を構成する基板の屈折率ｎは２．４０２７という値であった。そして、図１の他方端７における三角形状凸部３の高さＴの値として７．５５７μｍという値を用いた。また、高さＴについて、一方端５側から他方端７側へと三角形状凸部３が１つ移動する毎に高くなる高さＴの増加量（増加ピッチ）を０．０５μｍとした。そして、当該ビームアッテネータ１について、三角形状凸部３の高さＴ（段差ともいう）と、透過率との関係を求めた。その結果を図１３に示す。図１３は、上述したビームアッテネータ１における、三角形状凸部３の高さＴ（段差）と、図１のビームアッテネータ１から出射する光全体の光量に対する、図１の矢印１２に示す方向（入射光と同じ方向）に出射する透過光の光量の割合（透過率）との関係を示すグラフである。
【００４０】
図１３からもわかるように、段差（高さＴ）が大きくなるにつれて透過率が低下していくことがわかる。これは、段差（三角形状凸部３の高さＴ）が大きくなるにつれて、矢印１３（図１参照）に示す方向に回折された回折光の強度（光量）が大きくなる一方で、矢印１２に示す方向に出射する非回折光（透過光）の強度（光量）が小さくなっていくことを示している。そして、ビームアッテネータ１において光を入射させる位置をＸ軸方向において変更すれば、段差の大きさの異なる三角形状凸部３が形成された部分により当該入射光を回折することができる。すなわち、ビームアッテネータ１に対して光を入射させる位置を変える（光が照射される部分の三角形状凸部３の高さＴを変える）ことにより、矢印１２に示す方向に出射する透過光の強度を変えることができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、図６に示したビームアッテネータの１サンプルを作製した。なお、透過率のデータを得るために、ビームアッテネータ１に照射してその強度を変更する光は、実施例１と同様にＣＯ2レーザ装置から出射するレーザ光（波長が１０．６μｍのＣＯ2レーザ光）を用いた。ただし、同様の構成において、基板材質、凸部の幅、高さを変更することで、固体レーザ（ＹＡＧレーザ、ＹＡＧ第２高調波、ＹＡＧ第３高調波レーザ等）や他波長のレーザへの適用も可能である。ビームアッテネータ１を構成する基板の材料としては、上述した実施例１と同様にセレン化亜鉛を用いた。また、当該基板の屈折率ｎの値も２．４０２７であり、上述した実施例１の場合と同様である。そして、一方端５における四角形状凸部２３の高さＴを３．７７８μｍとした。また、他方端７における四角形状凸部２３の高さＴを７．５５８μｍとした。図６に示した周期Ｄは２００μｍとした。なお、一方端５側から他方端７側へと四角形状凸部２３が１つずれる毎に増加する高さＴの増加量（増加ピッチ）を０．０２５μｍとした。また、上述した一方端５における四角形状凸部２３の高さＴの値（３．７７８μｍ）は、既に説明した数式２に示した条件を満足する高さＴ１に対応するものであり、他方端７における四角形状凸部２３の高さＴの値（７．５５７μｍ）は、数式（３）に示した条件を満たす高さＴ２に対応するものである。このようなビームアッテネータ１に対して上述した１０．６μｍの波長のレーザ光を照射した場合の、四角形状凸部２３の高さＴ（段差ともいう）と透過率との関係を、図１４に示す。図１４は、ビームアッテネータ１における、四角形状凸部２３の高さＴ（段差）と透過率との関係を示すグラフである。
【００４２】
図１４からもわかるように、ビームアッテネータ１の一方端５（高さＴ（段差）が３．７７８μｍである場合）においては透過率は０％であるのに対して、他方端７（高さＴ（段差）が７．５５７μｍである場合）においては透過率は１００％であり、ビームアッテネータ１の一方端５側から他方端７側に向かうにつれて透過率が徐々に大きくなっていくことがわかる。つまり、ビームアッテネータ１に対して光を入射させる位置を変更することにより、透過率を任意に変更することができる。このため、ビームアッテネータ１に対して光を入射させる位置を変える（光が照射される部分の四角形状凸部２３の高さＴを変える）ことにより、矢印１２に示す方向に出射する透過光の強度を変えることができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、図１０に示したビームアッテネータのサンプルを作製した。具体的には、ビームアッテネータ１を構成する基板として上述した実施例１、２と同様にセレン化亜鉛を用いた。そのため、当該基板の屈折率ｎも同様に、２．４０２７という値である。また、図１０に示した周期Ｄは２００μｍとした。四角形状凸部２３の高さＴは３．７７８μｍとした。この高さＴの値は、全ての四角形状凸部２３について同一とした。
【００４４】
そして、一方端５においては、四角形状凸部２３の幅Ｘと、当該四角形状凸部２３から見て他方端７側に隣接する凹部２４の幅Ｙとが同じ値（すなわち、相対的凹部幅が１００％となる状態）とした。ここで、相対的凹部幅とは、四角形状凸部の幅Ｘに対する、当該四角形状凸部２３から見て他方端７側に隣接する凹部２４の幅Ｙの比率である。一方、他方端７においては、凹部２４の幅Ｙを０とした。この結果、他方端７においては相対的凹部幅が０％となる。また、Ｚ軸に沿った方向において、一方端５側から他方端７側へ向かうにつれて四角形状凸部２３の幅Ｘが増加する増加量（増加ピッチ）を１．５μｍとした。このような構成のビームアッテネータ１では、相対的凹部幅と透過率との関係は、図１５に示すような関係となる。図１５は、ビームアッテネータ１における、相対的凹部幅と透過率との関係を示すグラフである。
【００４５】
図１５からもわかるように、相対的凹部幅が増加するにつれ、透過率が低下することがわかる。このため、ビームアッテネータ１に入射する光の入射位置を、一方端５側から他方端７側に移動すると、透過率が増大する。すなわち、ビームアッテネータ１に対して光を入射させる位置を変えることにより、矢印１２に示す方向に出射する透過光の強度を変えることができる。
【実施例４】
【００４６】
次に、図１に示したような構成のビームアッテネータ１において、図１のＸ軸方向における位置の変化と透過率の変化とをリニアにするための条件を検討する。図１を参照して、ビームアッテネータ１における一方端５側の端部をＸ軸方向の原点とし、ビームアッテネータ１の長さをＬとした場合、Ｘ軸方向の位置を示す距離Ｘは、一方端５においてＸ＝０となり、他方端７においてＸ＝Ｌとなる。そして、上述した実施例１の場合のように、一方端５側（Ｘ＝０）における透過率を１００％とする一方、他方端７側（Ｘ＝Ｌ）での透過率を０％とする場合には、Ｘ軸方向における一方端５からの距離Ｘ＝ｘでの三角形状凸部３の高さＴをｄxと表わす場合、ｄ0＝０であり、ｄL＝λ／（ｎ−１．０）となる。そして、発明者が検討した結果、高さｄxとなっている三角形状凸部３が形成された部分での透過率Ｉ0xは、以下の数式（５）を用いて算出できる。
【００４７】
【数５】
2006138946.tif 000007
【００４８】
したがって、図１に示したＸ軸方向における距離Ｘの変化と、透過率Ｉ0xの変化とをリニアに対応させるためには、以下の数式（６）に示す条件を満たす必要がある。
【００４９】
【数６】
2006138946.tif 000008
【００５０】
上述のような条件を満たすように高さ（段差）ｄxを決定すれば、Ｘ方向での位置の変化と透過率の変化とを線形に対応させることができる。
【実施例５】
【００５１】
次に、図６に示した本発明によるビームアッテネータ１において、図６のＸ軸方向における距離の変化と透過率の変化とをリニアに対応させるための条件を検討した。ビームアッテネータ１の構成は、具体的には上述した実施例２に示した構成と同様である。すなわち、一方端５側（距離Ｘ＝０）において透過率は０％であり、他方端７側（距離Ｘ＝Ｌ）においては透過率が１００％である。そして、距離Ｘ＝ｘでの四角形状凸部２３の高さＴ（段差）をｄxと表わした場合、距離Ｘ＝０での段差は、以下の数式（７）のように示される。
【００５２】
【数７】
2006138946.tif 000009
【００５３】
また、距離Ｘ＝Ｌでの段差は以下の数式（８）に示すとおりである。
【００５４】
【数８】
2006138946.tif 000010
【００５５】
そして、距離Ｘ＝ｘでの透過率Ｉ0xは、以下の数式（９）により算出できる。
【００５６】
【数９】
2006138946.tif 000011
【００５７】
したがって、横軸方向（Ｘ軸方向）の距離Ｘの変化と、透過率の変化とをリニアに対応させるためには、以下の数式（１０）に示す条件を満足する必要がある。
【００５８】
【数１０】
2006138946.tif 000012
【００５９】
上述した条件を満足するように段差の値を決定する（四角形状凸部２３の高さＴの値を決定する）ことにより、横軸方向（Ｘ軸方向）の距離Ｘと透過率とをリニアに対応させることができる。
【実施例６】
【００６０】
次に、図１０に示したビームアッテネータ１において横軸方向（図１０に示したＺ軸方向）での距離の変化と透過率の変化とをリニアに対応させるための条件を検討した。検討したビームアッテネータ１は、基本的には上述した実施例３において示したビームアッテネータと同様の構成である。ただし、図１０に示した一方端５側（Ｚ軸方向の距離Ｚ＝０）においては透過率が０％であり、また、他方端７側（距離Ｚ＝Ｌ）での透過率は１００％である。距離Ｚ＝０の場合の四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙの比は、周期Ｄを用いて以下の数式（１１）に示すように表わされる。
【００６１】
【数１１】
2006138946.tif 000013
【００６２】
また、距離Ｚ＝Ｌでの、四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとの比は、以下の数式（１２）により表わされる。
【００６３】
【数１２】
2006138946.tif 000014
【００６４】
ここで、Ｚ＝ｚという位置での四角形状凸部２３の幅Ｘと凹部２４の幅Ｙとの比Ｘ：ＹをｋＤ：（１−ｋ）Ｄとした場合、当該位置での透過率Ｉ0zは以下の数式（１３）に示した式により算出できる。
【００６５】
【数１３】
2006138946.tif 000015
【００６６】
したがって、横軸方向（Ｚ軸方向）の距離Ｚの変化と、透過率の変化をリニアにするためには、以下の数式（１４）に示す条件を満足する必要がある。
【００６７】
【数１４】
2006138946.tif 000016
【００６８】
このような条件を満足すれば、Ｚ軸方向における距離Ｚと透過率とをリニアに対応づけることができる。
次に、上記の実施の形態および実施例と一部重複するものもあるが、本発明の特徴的な構成を羅列的に挙げて説明する。
【００６９】
この発明に従った回折型可変アッテネータとしてのビームアッテネータ１は、入射光を回折する回折型光学素子（基部２上に図１に示したような三角形状凸部３や図６、図１０に示したような四角形状凸部２３を形成した回折型光学素子）を用いたビームアッテネータ１であって、入射光のうち、矢印１１により示した入射方向に対して出射方向が変わらず透過する透過光（矢印１２に示した方向に透過する光）の光量と、回折されることにより入射方向に対して出射方向が変化する回折光（矢印１３に示す方向に回折された光）の光量との比が互いに異なる複数の部分、すなわち図１、図６のＸ軸方向または図１０のＺ軸方向における、一方端５からの距離が互いに異なる部分、を有する。これらの部分では、三角形状凸部３または四角形状凸部２３の高さＴや幅Ｘなどの形状が互いに異なることから、透過率が異なる。
【００７０】
この場合、光量を変更したい光を、本発明によるビームアッテネータ１に入射させるときに、透過光の光量と回折光の光量との比が互いに異なる複数の部分のいずれかに選択的に当該光を入射させれば（つまり、一方端５からの距離が異なる位置に光を入射させれば）、光を入射させた部分に応じて透過光の強度を任意に変更できる。また、このとき、透過光の光量を変更するために回折を利用しているので、透過光の偏光状態が入射した光と比べて変化することはない。つまり、偏光状態を維持したまま、光の強度を変更することができる。
【００７１】
また、回折型光学素子を構成する三角形状凸部３または四角形状凸部２３の構成によっては、ビームアッテネータ１から出射する光の全てを透過光とする（出射する光における透過光の割合を１００％とする）部分や、出射する光の全てを回折光とする（出射する光における透過光の割合を０％とする）部分をビームアッテネータ１において形成できる。また、回折型光学素子の構成を調整することで、出射する光における透過光の割合を任意の割合（％）にした部分も形成できる。このため、ビームアッテネータ１への入射光の入射位置を適宜変更することで、ビームアッテネータ１から出射する光全体に対する透過光（ビームアッテネータ１から、入射光と同じ方向に出射する光量が調整された光）の割合を０％〜１００％の間で任意に変更することができる。
【００７２】
上記ビームアッテネータ１において、上記複数の部分は、ビームアッテネータ１の一方端５から他方端７にむけて、透過光の光量と回折光の光量との上記比が段階的に変化するように配置されている。具体的には、三角形状凸部３または四角形状凸部の高さＴや四角形状凸部の幅Ｘおよび凹部２４の幅Ｙが、一方端５から他方端７に向けて徐々に変化するように、三角形状凸部３および四角形状凸部２３は形成されている。この場合、ビームアッテネータ１に入射する光の光軸に対して、一方端５から他方端７に向かう方向（図１、図６のＸ軸方向または図１０のＺ軸方向）においてビームアッテネータ１の位置を相対的に移動させることにより、容易に透過光の強度（光量）を変化させることができる。
【００７３】
上記ビームアッテネータ１は、一方端５から他方端７に向けて、透過光の光量と回折光の光量との上記比が増大するように変化してもよい（たとえば、回折光の光量に対する透過光の光量の比とした場合、実施例２、３のようにビームアッテネータ１を構成してもよい）。あるいは、上記回折型可変アッテネータでは、一方端５から他方端７に向けて、上記比が減少するように変化してもよい（たとえば、回折光の光量に対する透過光の光量の比とした場合、実施例１のようにビームアッテネータ１を構成してもよい）。この場合、ビームアッテネータ１に入射する光の光軸に対して、一方端５から他方端７に向かう方向においてビームアッテネータ１の位置を移動させることにより、容易に透過光の強度を増大／減少させることができる。また、ビームアッテネータ１の移動量と透過光の強度との間にある程度の比例関係を設定することができるので、ビームアッテネータ１の操作性が向上する。
【００７４】
この発明に従った回折型可変アッテネータとしてのビームアッテネータ１は、図１および図６に示すように、基部２と、基部２の表面に配置された複数の凸部としての三角形状凸部３（図１参照）および四角形状凸部２３（図６参照）とを備える。複数の三角形状凸部３または四角形状凸部２３は、基部２の一方端５から延びる方向軸としてのＸ軸に沿って配置される。複数の三角形状凸部３または四角形状凸部２３は、入射光を回折する回折格子として作用する。基部２の表面からの三角形状凸部３または四角形状凸部２３の高さＴは、Ｘ軸に沿って段階的に大きくなっている。
【００７５】
このようにすれば、Ｘ軸に沿った方向において、回折条件の異なる回折格子を複数並べた状態とみなすことができる。このため、上記ビームアッテネータ１では、Ｘ軸に沿った方向において異なる位置に光（入射光）を入射させると、ビームアッテネータ１から入射光と同じ方向（矢印１２に示す方向）に出射する透過光の強度（光量）を任意に変更できる。これは、当該光がビームアッテネータ１を透過して出射する出射光における、回折されて入射光の進行方向（矢印１１に示す方向）と異なる方向（矢印１３に示す方向）に出射する回折光の強度（光量）と、回折されずに入射光と同じ方向（矢印１２に示す方向）に出射する透過光の強度（光量）との割合が、Ｘ軸に沿った方向での位置により異なるからである。つまり、Ｘ軸に沿った方向において入射光の入射位置を変更することで、透過光の強度（光量）を変化させることができる。
【００７６】
また、上述のように回折を利用して透過光の光量を変更するので、偏光状態を維持したままで、光の強度を変更することができる。また、三角形状凸部３や四角形状凸部２３の高さＴの構成を調整することで、ビームアッテネータ１から出射する光全体の強度（矢印１３に示す方向に出射する光と矢印１２に示す方向に出射する光の合計の強度）に対する透過光の強度（矢印１２に示す方向に出射する光の強度）の割合を０％〜１００％の間で任意に変更することができる。
【００７７】
上記ビームアッテネータ１において、上述した実施例４および実施例５のように、Ｘ軸に沿った方向における基部２の一方端５からの距離Ｘと、ビームアッテネータ１を透過する光の強度（矢印１３に示す方向に出射する光と矢印１２に示す方向に出射する光の合計の強度）に対する、透過する光のうち回折されることなく透過する光の強度（矢印１２に示す方向に出射する光の強度）の割合である透過率とが正比例するように、三角形状凸部３や四角形状凸部２３の高さは決定されていてもよい。
【００７８】
この場合、ビームアッテネータ１に入射する光の光軸（矢印１１に示す方向と平行である入射光の光軸）に対して、Ｘ軸に沿った方向においてビームアッテネータ１の位置を移動させることにより、容易に透過光の強度（光量）を変化させることができる。また、一方端からの距離Ｘに比例して透過率が大きくなるので、所定の透過率となるようにビームアッテネータを入射光の光軸に対してセットする操作を容易に行なうことができる。
【００７９】
図１に示すように、上記ビームアッテネータ１では、Ｘ軸に沿った方向における、三角形状凸部３の断面形状が三角形状であってもよい。また、この三角形状凸部３の２つの辺のうち、図１に示すように、一方は基部２の表面に対して垂直な方向に延び、他方は基部２の表面に対して傾斜するように延びていてもよいが、上記２つの辺が両方とも基部２の表面に対して傾斜するように延びていてもよい。このような形状であれば、機械加工などにより三角形状凸部３を形成することができる。そのため、機械加工により、本発明によるビームアッテネータ１を容易に製造することができる。
【００８０】
上記ビームアッテネータ１において、図１に示すように、Ｘ軸に沿った方向における三角形状凸部３の幅Ｄは、複数の三角形状凸部３のすべてについて同一の値となっていることが好ましい。実施例４で示したように、Ｘ軸に沿った方向における、基部２の一方端５からの距離をｘ、当該距離ｘとなる位置に配置された三角形状凸部３の高さＴをｄx、Ｘ軸に沿った方向における基部２の長さをＬとしたとき、三角形状凸部３の高さｄxは以下の数式（１５）を満足するように決定されていることが好ましい。
【００８１】
【数１５】
2006138946.tif 000017
【００８２】
この場合、Ｘ軸に沿った方向における一方端５からの上記距離ｘと、ビームアッテネータ１から出射する透過光（矢印１２に示す方向に出射する透過光）の強度との間の関係を線形の比例関係とすることができる。そのため、ビームアッテネータ１に入射する光の光軸に対して、Ｘ軸に沿った方向においてビームアッテネータ１の位置を移動させることにより、容易に透過光の強度（光量）を変化させることができる。また、一方端５からの距離ｘに比例して透過率が変化するので、所定の透過率となるようにビームアッテネータ１を入射光の光軸に対してセットする操作を容易に行なうことができる。
【００８３】
図１および図６に示した上記ビームアッテネータ１において、Ｘ軸に沿った方向における、複数の三角形状凸部３または四角形状凸部２３が形成される繰返し周期（幅Ｄ）、または図１のＸ軸に沿った方向における、複数の三角形状凸部３のうちの隣接する２つの三角形状凸部３の頂点の間の距離（幅Ｄ）は、ビームアッテネータ１に入射する入射光の波長の５倍以上であることが好ましい。また、好ましくは、幅Ｄは入射光の波長の５倍以上１００倍以下であり、より好ましくは１０倍以上５０倍以下である。この場合、Ｘ軸に沿った方向に複数の三角形状凸部３または四角形状凸部２３が配置された構造を、確実に回折格子として作用させることができる。したがって、ビームアッテネータ１における、回折を利用した光の強度の調整を確実に行なうことができる。
【００８４】
図６に示すように、上記ビームアッテネータ１において、複数の凸部は、Ｘ軸に沿った方向に間隔を隔てて配置されていてもよい。Ｘ軸に沿った方向における、四角形状凸部２３の断面形状は四角形状である。この場合、上記四角形状凸部２３を機械加工や写真製版加工などを用いて容易に形成することができる。このため、上記ビームアッテネータ１を容易に製造することができる。
【００８５】
上記ビームアッテネータ１において、Ｘ軸に沿った方向における、四角形状凸部２３の幅と、該四角形状凸部２３と一方端５から離れる方向において隣接する他の四角形状凸部２３との間の間隔（該四角形状凸部２３から見て一方端５とは反対側に位置する凹部２４の幅）の合計（幅Ｄ）は、複数の四角形状凸部２３のすべてについて同一の値となっていてもよい。Ｘ軸に沿った方向における、基部２の一方端５からの距離をｘ、当該距離ｘとなる位置に配置された四角形状凸部２３の高さをｄx、Ｘ軸に沿った方向における基部２の長さをＬとしたとき、四角形状凸部２３の高さｄxは以下の数式（１６）を満足するように決定されていてもよい。
【００８６】
【数１６】
2006138946.tif 000018
【００８７】
この場合、四角形状凸部２３が形成されたビームアッテネータ１においても、Ｘ軸に沿った方向における一方端５からの上記距離ｘと、ビームアッテネータ１から出射する透過光の強度との間の関係を線形の比例関係とすることができる。そのため、ビームアッテネータ１に入射する光の光軸（矢印１１に示す方向の光軸）に対して、Ｘ軸に沿った方向においてビームアッテネータ１の位置を移動させることにより、容易に透過光の強度（光量）を変化させることができる。また、一方端５からの距離ｘに比例して透過率が変化するので、所定の透過率となるようにビームアッテネータ１を入射光の光軸に対してセットする操作を容易に行なうことができる。
【００８８】
この発明に従った回折型可変アッテネータとしてのビームアッテネータ１は、図１０に示すように、基部２と、基部２の表面に配置された複数の凸部としての四角形状凸部２３とを備える。複数の四角形状凸部２３は、基部２の表面において、基部２の一方端５から延びるの方向軸としてのＺ軸に沿って、間隔（凹部２４の幅）を隔てて配置される。複数の四角形状凸部２３は、入射光を回折する回折格子として作用する。Ｚ軸に沿った方向における、四角形状凸部２３の断面形状は四角形状である。Ｚ軸に沿った方向における、四角形状凸部２３の幅Ｘと、該四角形状凸部２３と一方端５から離れる方向において隣接する他の四角形状凸部２３との間の間隔（四角形状凸部２３と他の四角形状凸部２３との間の凹部の幅Ｙ）との合計（幅Ｄ）は、複数の四角形状凸部２３のすべてについて同一の値となっている。Ｚ軸に沿った方向において、一方端５から離れるに従って四角形状凸部２３の幅Ｘは徐々に増大する一方、間隔（凹部２４の幅Ｙ）は徐々に減少する。
【００８９】
このようにすれば、Ｚ軸に沿った方向において、回折条件の異なる回折格子を複数並べた状態とみなすことができる。このため、上記ビームアッテネータ１では、Ｚ軸に沿った方向において異なる位置に光（入射光）を入射させると、ビームアッテネータ１から入射光と同じ方向（矢印１２に示す方向）に出射する透過光の強度（光量）を任意に変更できる。これは、当該光がビームアッテネータ１を透過して出射する出射光における、回折されて入射光の進行方向と異なる方向（矢印１３に示す方向）に出射する回折光の強度（光量）と、回折されずに入射光と同じ方向（矢印１２に示す方向）に出射する透過光の強度（光量）との割合が、方向軸に沿った方向での位置により異なるからである。なお、凸部の形状としては、上述した形状に限られず、回折格子として作用することが可能な構造であればどのような形状を用いてもよい。また、基部２および凸部を構成する材料は、強度を変更する対象となる光の波長などの条件に合わせて、適宜選択することができる。また、基部２と凸部とは、同じ材料から構成されていてもよいが、基部２と凸部とが異なる材料により構成されていてもよい。また、基部２の平面形状は、四角形状であってもよいが、たとえば円形状、ドーナツ状など、任意の形状とすることができる。また、方向軸としてのＸ軸やＺ軸は、直線状であってもよいが、曲線状となっていてもよい。
【００９０】
また、上述のように回折を利用して透過光の光量を変更するので、偏光状態を維持したままで、光の強度を変更することができる。また、四角形状凸部２３の幅Ｘや凹部２４の幅Ｙなどを調整することで、ビームアッテネータ１から出射する光全体に対する透過光の割合を０％〜１００％の間で任意に変更することができる。
【００９１】
上記ビームアッテネータ１において、Ｚ軸に沿った方向における、基部２の長さをＬとし、基部２の一方端５からの距離をｚ、当該距離ｚとなる位置に配置された四角形状凸部２３の幅をＸ、該四角形状凸部２３と一方端５から離れる方向において隣接する他の四角形状凸部２３との間の間隔（四角形状凸部２３の他方端７側に位置する凹部２４の幅）をＹ、幅Ｘと間隔Ｙとの比Ｘ：Ｙをｋ：（１−ｋ）としたとき、幅Ｘおよび間隔Ｙ（凹部２４の幅Ｙ）は、以下の数式（１７）を満足するように決定されていることが好ましい。
【００９２】
【数１７】
2006138946.tif 000019
【００９３】
この場合、Ｚ軸に沿った方向における一方端５からの上記距離ｚと、ビームアッテネータ１から出射する透過光の強度との間の関係を線形の比例関係とすることができる。そのため、ビームアッテネータ１に入射する光の光軸（矢印１１に示す方向と平行な入射光の光軸）に対して、Ｚ軸に沿った方向においてビームアッテネータ１の位置を移動させることにより、容易に透過光（矢印１２に示す方向に透過する透過光）の強度（光量）を変化させることができる。また、一方端５からの距離ｚに比例して透過率が変化するので、所定の透過率となるようにビームアッテネータ１を入射光の光軸に対してセットする操作を容易に行なうことができる。
【００９４】
図１０に示した上記ビームアッテネータ１において、Ｚ軸に沿った方向における、複数の四角形状凸部２３のうちの１つの四角形状凸部２３の幅Ｘと、該四角形状凸部２３と一方端５から離れる方向において隣接する他の四角形状凸部２３との間の間隔（四角形状凸部２３の他方端７側に位置する凹部２４の幅Ｙ）との合計（幅Ｄ）は、ビームアッテネータ１に入射される入射光の波長の５倍以上であることが好ましい。また、好ましくは、幅Ｄは入射光の波長の５倍以上１００倍以下であり、より好ましくは１０倍以上５０倍以下である。この場合、Ｚ軸に沿った方向に複数の四角形状凸部２３が配置された構造を、確実に回折格子として作用させることができる。したがって、ビームアッテネータ１における、回折を利用した光の強度の調整を確実に行なうことができる。
【００９５】
上記ビームアッテネータ１は、炭酸ガスレーザ装置から出射する光が入射されることにより、当該光の強度を変更するために用いられる。この場合、ビームアッテネータ１への入射光と比較して偏光状態を変えることなく透過光（矢印１２に示す方向に出射する透過光）の強度を変えることができるので、当該透過光を用いてレーザ加工などを行なう場合、偏光状態の偏りに起因する処理条件の変化などの問題の発生を避けることができる。そして、炭酸ガスレーザ装置は、レーザ加工用の光源として広く用いられるものであるため、炭酸ガスレーザ装置から出射する光について本発明によるビームアッテネータ１を適用することは、上述のような問題の発生を避けるという点で特に有効である。また、上記ビームアッテネータ１において、炭酸ガスレーザ装置から出射される光の波長は１０．６ｎｍであってもよい。
【００９６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明によるビームアッテネータの実施の形態１を示す断面模式図である。
【図２】図１に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図３】図１に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図４】図１に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図５】図１に示した本発明によるビームアッテネータの実施の形態１の変形例を示す部分断面模式図である。
【図６】本発明によるビームアッテネータの実施の形態２を示す断面模式図である。
【図７】図６に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図８】図６に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図９】図６に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図１０】本発明によるビームアッテネータの実施の形態３を示す断面模式図である。
【図１１】図１０に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図１２】図１０に示した本発明によるビームアッテネータの構造を説明するための回折型素子の断面模式図である。
【図１３】ビームアッテネータにおける、三角形状凸部の高さ（段差）と、ビームアッテネータから出射する光全体の光量に対する、入射光と同じ方向に出射する透過光の光量の割合（透過率）との関係を示すグラフである。
【図１４】ビームアッテネータにおける、四角形状凸部の高さ（段差）と透過率との関係を示すグラフである。
【図１５】ビームアッテネータにおける、相対的凹部幅と透過率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９８】
１  ビームアッテネータ、２  基部、３  三角形状凸部、５  一方端、７  他方端、９  中間領域、１１〜１３  矢印、１５  回折型素子、２３  四角形状凸部、２４  凹部。
【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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