(57)【要約】少なくとも２つの光ビームを用いて干渉パターンを生成するステップと、基板内の光作用感応部材を変化させるために干渉パターンに基板を晒すステップと、光作用感応構造内に機能上の欠損を形成するためにビームの少なくとも一つの波面を制御することによって干渉パターン内に不規則性を形成するステップとを含む感光性部材基板に光作用感応構造を書き込む方法。
2005531797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光ビームを用いて干渉パターンを生成するステップと、
基板内の光作用感応部材を変化させるために干渉パターンに基板を晒すステップと、
光作用感応構造内に機能上の欠損を形成するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御することによって干渉パターン内に不規則性を形成するステップと
を含む感光性部材基板に光作用感応構造を書き込む方法。
【請求項２】
ビームの少なくとも一つの波面を制御するステップが、波面を変えるための適切な光学手段を利用することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
適切な光学手段が、適切な反射又は伝達光学手段であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
適切な光学手段が、マイクロエレクトロニクスメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ＭＥＭＳデバイスが移動自在のマイクロミラーのアレイを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
適切な光学手段が、結晶技術、強誘電体液晶技術、及び電気制御自在強誘電体液晶抑制剤プレートを含むグループの一つ又はそれ以上を基にした伝達デバイスを含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項７】
波面を制御するための適切な光学手段が、更に、干渉パターンの形成のための少なくとも２つの光ビームを生成する到来光ビームを分解するために利用されることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
機能上の欠損が線形の欠損を含み、結果として１次元光作用感応構造が伝達共振を示すことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
２次元干渉パターン又は３次元干渉パターンを形成するステップを含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
機能上の欠損が、２次元の欠損又は３次元の欠損を含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
２次元の欠損又は３次元の欠損が拡張された欠損を含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
機能上の欠損が転位の欠損を含み、結果として生じる光作用感応構造が非対称であることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
基板とビームの干渉領域との間の相対移動を含むステップと、
干渉パターン内の変化を減少させるためビーム間での相対位相差を制御するステップと、
基板内に拡張された光作用感応構造を書き込むために干渉パターン内の変化の速度を制御するステップと
を更に含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
相対移動が、基板の移動及び／又はビームの走査により、実施されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
相対移動が、基板の移動と、基板の移動に対して横方向のビームの同時の走査との組み合わせにより実施されることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
相対移動の関数としてビームの少なくとも一つの波面を制御するステップを更に含み、
結果として生じる光作用感応拡張構造に沿った機能上の欠陥の位置及び／又はサイズ及び／又は形状が制御されることを特徴とする請求項１３〜１５のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１７】
光作用感応拡張構造に沿って形成される欠損の数を変更するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３〜１６のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１８】
干渉パターンのピッチを変化させるため、又は干渉パターンのコントラストを変化させるため、ビーム間の相対位相差を制御するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３〜１７のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
干渉パターンのコントラストが光作用感応屈折構造を書き込むためにゼロとなるよう制御されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
干渉パターンへの基板の晒しを制御するためにビームの形を作るステップを更に含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２１】
適切な光学手段がビームの形を作る際に利用されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
干渉領域内に光ビームを集束するステップを更に含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２３】
光作用感応構造の書き込みの間にフィードバック修正を適用し、書き込まれる光作用感応構造の所望の特性を達成するステップを更に含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２４】
フィードバック修正がコンピュータ制御処理を利用して為されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
感光性部材基板が非線形の感光性を有し、ビームの一つ又はそれ以上がパルス状のレーザビームであり、生成された干渉パターン内の強度変動を利用して３次元光作用感応構造が基板内に書き込まれることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
部材の変化が、屈折率の変化、溶解度の変化、密度の変化、光伝達性／吸収性の変化、及び／又は次の技術的処理への感受性の変化を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも一つの光ビームの極性を制御するステップを更に含むことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２８】
適切な光学手段が、相対位相差の制御において利用されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも２つの光ビームを用いて干渉パターンを生成するように配置される干渉ユニットと、
光作用感応構造内に機能上の欠損を形成するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御し干渉パターン内に不規則性を形成する制御ユニットと
を含む感光性部材基板に光作用感応構造を書き込む干渉計。
【請求項３０】
制御ユニットが、ビームの少なくとも一つの波面を制御するための、波面を変える適切な光学エレメントを含むことを特徴とする請求項２９に記載の干渉計。
【請求項３１】
適切な光学エレメントが、適切な反射又は伝達光学エレメントであることを特徴とする請求項３０に記載の干渉計。
【請求項３２】
適切な光学エレメントが、マイクロエレクトロニクスメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを含むことを特徴とする請求項３０又は請求項３１に記載の干渉計。
【請求項３３】
ＭＥＭＳデバイスが移動自在のマイクロミラーのアレイを含むことを特徴とする請求項３２に記載の干渉計。
【請求項３４】
適切な光学エレメントが、結晶技術、強誘電体液晶技術、及び電気制御自在強誘電体液晶抑制剤プレートを含むグループの一つ又はそれ以上を基にした伝達デバイスを含むことを特徴とする請求項３０又は請求項３１に記載の干渉計。
【請求項３５】
波面を制御するための適切な光学エレメントが、更に、干渉パターンの形成のための少なくとも２つの光ビームを生成する到来光ビームを分解するために配置されていることを特徴とする請求項２９〜３４のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項３６】
制御ユニットが、更に、
干渉パターン内の変化を減少させるためビーム間での相対位相差を制御し、
基板内に拡張された光作用感応構造を書き込むために干渉パターン内の変化の速度を制御するように配置されていることを特徴とする請求項２９〜３５のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項３７】
光作用感応構造の書き込みの間にビームの走査を行う走査ユニットを、更に含むことを特徴とする請求項２９〜３６のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項３８】
制御ユニットが更に、
結果として生じる光作用感応拡張構造に沿った機能上の欠陥の位置及び／又はサイズ及び／又は形状を制御するために、相対移動の関数としてビームの少なくとも一つの波面を制御するように配置されていることを特徴とする請求項３６に記載の干渉計。
【請求項３９】
制御ユニットが更に、
光作用感応拡張構造に沿って形成される欠損の数を変更するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御するように配置されていることを特徴とする請求項３６又は請求項３８に記載の干渉計。
【請求項４０】
制御ユニットが更に、
干渉パターンのピッチを変化させるため、又は干渉パターンのコントラストを変化させるため、ビーム間の相対位相差を制御するように配置されていることを特徴とする請求項３６、３８又は３９のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項４１】
制御ユニットが更に、
相対位相差の制御のための適切な光学エレメントを利用するように配置されていることを特徴とする請求項４０に記載の干渉計。
【請求項４２】
干渉パターンへの基板の晒しを制御するためのビームの形を作るビーム成形ユニットを、更に含むことを特徴とする請求項２９〜４１のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項４３】
ビーム成形ユニットが、適切な光学エレメントを含むことを特徴とする請求項４２に記載の干渉計。
【請求項４４】
干渉領域内に光ビームを集束する収束ユニットを、更に含むことを特徴とする請求項２９〜４３のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項４５】
光作用感応構造の書き込みの間にフィードバック修正を適用し、書き込まれる光作用感応構造の所望の特性を達成するフィードバックユニットを、更に含むことを特徴とする請求項２９〜４４のうちのいずれか一つに記載の干渉計。
【請求項４６】
フィードバックユニットがコンピュータプロセッサを含むことを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、概略、光作用感応構造を感光性部材基板の中に書き込む方法、光作用感応構造を感光性部材基板の中に書き込むための干渉計、及び、感光性部材基板の中に書き込まれる光作用感応構造に関する。本発明は、感光性部材の中への回折性及び屈折性構造の直接の書き込みに関して、以下説明しているが、しかしながら、本発明は、例えば、マスクの書き込み、若しくは、スクリーン／モニタや画像干渉リソグラフィでの利用のためなどの高解像アレイ構造の製作を含む、より広い用途を備えることは、明白である。
【０００２】
［発明の背景］
光作用感応構造を感光性部材基板に書き込むことは、様々な用途に適切な技術である。そのような用途には、波動管などの感光性部材での光学構造の製作、光学屈折マスク若しくはリソグラフィタイプやエッチングタイプのプロセスのマスクなどのマスク製作、又は、スクリーン／モニタで利用するような高解像アレイ構造の製作などが、含まれる。
【０００３】
ブラッグ格子を光ファイバの中に書き込むなどの、回折構造を感光性部材に直接書き込むことは、光子技術の内部では主要な研究分野である。ブラッグ格子を光ファイバの中に書き込むことは、世界中の多数の商業生産プロセスにて、成功裏に実現されてきたが、この分野での現在及び将来の努力は、例えば、光子回路をウエファタイプ基板の中に書き込むことのような、２次元構造への直接の光作用感応構造書き込みプロセスを拡張することに集中すると、見込まれている。
【０００４】
その領域への直接の光作用感応構造書き込み技術を拡張することにおけるキーチャレンジの一つは、そのような拡張された領域構造の書き込みにおける２次元高解像を達成することである。
【０００５】
直接の回折書き込みで利用される光ビームの干渉領域をできるだけ、例えば５〜１０ミクロンまで減少させ、ビームの移動や横方向振動／走査の組み合わせにより２次元高解像を達成することが、提案されている。
【０００６】
達成可能な２次元解像が、ビームサイズのみに強く依存するだけでなく、連続的な振動／走査の間に“継ぎ目なく”移動するようなビームの横平行方向の振動／走査を制御できる能力にも依存するということが、そのアプローチの主要な利点である。その能力は明確な光学特性の構造を形成するために必要とされることである。
【０００７】
少なくとも好適な実施形態では、本発明は、書き込み処理の間に利用されるビームの干渉領域のサイズよりも、達成可能な２次元解像が小さい、新しい直接の光作用感応構造書き込み技術を提供することを目的とする。従って、少なくとも好適な実施形態では、本発明は、同時に２次元解像を達成しつつ拡張された光通信回路の継ぎ目のない書き込みを達成するのにより適切なより大きいサイズに、干渉領域を保持できる技術を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の第１の形態によると、感光性部材基板に光作用感応構造を書き込む方法が提示されており、該方法は、少なくとも２つの光ビームを用いて干渉パターンを生成するステップと、基板内の光作用感応部材を変化させるために干渉パターンに基板を晒すステップと、光作用感応構造内に機能上の欠損を形成するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御することによって干渉パターン内に不規則性を形成するステップとを含む。
【０００９】
従って、干渉領域のサイズより解像度が小さい光作用感応構造が書き込まれ得る。換言すれば、本発明は、先行技術と対照して、解像度がビームサイズより小さい光作用感応構造を書き込む方法を提示し得る。
【００１０】
ビームの少なくとも一つの波面を制御するステップが、波面を変えるための適切な光学手段を利用することを含むことが好ましい。適切な光学手段が、適切な反射又は伝達光学手段であってもよい。適切な光学手段が、マイクロエレクトロニクスメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを含んでもよい。ＭＥＭＳデバイスが、移動自在のマイクロミラーのアレイを含んでもよい。
【００１１】
適切な光学手段が、結晶技術（ＬＣ）基にした伝達デバイスを含んでもよい。装置が更に、強誘電体液晶（ＦＬＣ）技術を基にしてもよい。装置が更に、電気制御自在ＦＬＣ抑制剤プレートを基にしてもよい。このように、デバイスは伝達位相モジュレータアレイとして動作し得る。交差された極性間に配置されると、デバイスは伝達強度モジュレータアレイとして動作し得る。
【００１２】
一つの実施形態では、適切な光学手段が更に、干渉パターンの形成のための少なくとも２つの光ビームを生成する到来光ビームを分解するために利用されてもよい。
【００１３】
機能上の欠損が線形の欠損を含み、結果として１次元光作用感応構造が伝達共振を示してもよい。
【００１４】
方法は、２次元干渉パターン又は３次元干渉パターンを形成するステップを含んでもよい。その実施形態において、機能上の欠損が、２次元の欠損又は３次元の欠損を含んでもよい。２次元の欠損又は３次元の欠損が拡張された欠損を含み、結果として生じる２次元又は３次元の光作用感応構造が所望の方向へ光を進めるのに用いられ得るのが好ましい。
【００１５】
機能上の欠損が転位の欠損を含み、結果として生じる光作用感応構造が非対称であってもよい。
【００１６】
方法は更に、基板とビームの干渉領域との間の相対移動を含むステップと、干渉パターン内の変化を減少させるためビーム間での相対位相差を制御するステップと、基板内に拡張された光作用感応構造を書き込むために干渉パターン内の変化の速度を制御するステップとを含んでもよい。相対移動が、基板の移動及び／又はビームの走査により、実施されてもよい。一つの実施形態では、相対移動が、基板の移動と、基板の移動に対して横方向のビームの同時の走査との組み合わせにより実施される。
【００１７】
そのような実施形態では、方法は更に、相対移動の関数としてビームの少なくとも一つの波面を制御するステップを含み、結果として生じる光作用感応拡張構造に沿った機能上の欠陥の位置及び／又はサイズ及び／又は形状が制御されてもよい。方法は更に、光作用感応拡張構造に沿って形成される欠損の数を変更するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御するステップを含んでもよい。
【００１８】
方法は更に、干渉パターンのピッチを変化させるため、又は干渉パターンのコントラストを変化させるため、ビーム間の相対位相差を制御するステップを含んでもよい。干渉パターンのコントラストが、光作用感応屈折構造を書き込むためにゼロとなるよう制御されてもよい。適切な光学手段が、ビーム間の位相差の制御に用いられてもよい。
【００１９】
一つの実施形態では、方法は更に、干渉パターンへの基板の晒しを制御するためにビームの形を作るステップを含む。適切な光学手段がビームの形を作る際に利用されてもよい。
【００２０】
方法は更に、干渉領域内に光ビームを集束するステップを含んでもよい。
【００２１】
一つの実施形態では、方法は更に、光作用感応構造の書き込みの間にフィードバック修正を適用し、書き込まれる光作用感応構造の所望の特性を達成するステップを含む。フィードバック修正がコンピュータ制御処理を利用して為されることが好ましい。
【００２２】
一つの実施形態では、感光性部材基板が非線形の感光性を有し、ビームの一つ又はそれ以上がパルス状のレーザビームであり、生成された干渉パターン内の強度変動を利用して３次元光作用感応構造が基板内に書き込まれる。
【００２３】
部材の変化が、屈折率の変化、溶解度の変化、密度の変化、光伝達性／吸収性の変化、及び／又は次の技術的処理、例えば現像液溶解への感受性の変化を含んでもよい。
【００２４】
方法は更に、少なくとも一つの光ビームの極性を制御するステップを含んでもよい。したがって、結果として生じるパターンの対称性が制御されうる。
【００２５】
方法は更に、適切な光学手段から反復特性及び高空間周波数上方を捕獲するために干渉リソグラフィを画像化する原理を適用するステップを含んでもよい。
【００２６】
本発明の第２の実施形態では、少なくとも２つの光ビームを用いて干渉パターンを生成するように配置される干渉ユニットと、光作用感応構造内に機能上の欠損を形成するためにビームの少なくとも一つの波面を制御し干渉パターン内に不規則性を形成する制御ユニットとを含む感光性部材基板に光作用感応構造を書き込む干渉計が提示される。
【００２７】
制御ユニットが、ビームの少なくとも一つの波面を制御するための、波面を変える適切な光学エレメントを含むことが好ましい。適切な光学エレメントが、適切な反射又は伝達光学エレメントであってもよい。適切な光学エレメントが、マイクロエレクトロニクスメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを含んでもよい。ＭＥＭＳデバイスが移動自在のマイクロミラーのアレイを含んでもよい。
【００２８】
適切な光学エレメントが、結晶技術（ＬＣ）を基にした伝達デバイスを含んでもよい。デバイスは更に、強誘電体液晶（ＦＬＣ）技術を基にしてもよい。デバイスは更に、電気制御自在（ＦＬＣ）抑制剤プレート基にしてもよい。このように、デバイスは伝達位相モジュレータアレイとして動作し得る。交差された極性間に配置されると、デバイスは伝達強度モジュレータアレイとして動作し得る。
【００２９】
一つの実施形態では、適切な光学エレメントが更に、干渉パターンの形成のための少なくとも２つの光ビームを生成する到来光ビームを分解するために配置されていてもよい。
【００３０】
機能上の欠損が線形の欠損を含み、結果として１次元光作用感応構造が伝達共振を示してもよい。
【００３１】
干渉ユニットが、２次元干渉パターン又は３次元干渉パターンを形成するために配置されていてもよい。その実施形態において機能上の欠損は、２次元の欠損又は３次元の欠損を含んでもよい。２次元の欠損又は３次元の欠損が拡張された欠損を含み、結果として生じる２次元又は３次元の光作用感応構造が所望の方向へ光を進めるのに用いられ得るのが好ましい。
【００３２】
機能上の欠損が転位の欠損を含み、結果として生じる光作用感応構造が非対称であってもよい。
【００３３】
制御ユニットが、更に、干渉パターン内の変化を減少させるためビーム間での相対位相差を制御し、基板内に拡張された光作用感応構造を書き込むために干渉パターン内の変化の速度を制御するように配置されていてもよい。
【００３４】
干渉計が更に、光作用感応構造の書き込みの間にビームの走査を行う走査ユニットを含んでもよい。
【００３５】
制御ユニットが更に、結果として生じる光作用感応拡張構造に沿った機能上の欠陥の位置及び／又はサイズ及び／又は形状を制御するために、相対移動の関数としてビームの少なくとも一つの波面を制御するように配置されていてもよい。制御ユニットが更に、光作用感応拡張構造に沿って形成される欠損の数を変更するために、ビームの少なくとも一つの波面を制御するように配置されていてもよい。
【００３６】
制御ユニットが更に、干渉パターンのピッチを変化させるため、又は干渉パターンのコントラストを変化させるため、ビーム間の相対位相差を制御するように配置されていてもよい。干渉パターンのコントラストが光作用感応屈折構造を書き込むためにゼロとなるよう制御されてもよい。制御ユニットが更に、相対位相差の制御のための適切な光学エレメントを利用するように配置されていてもよい。
【００３７】
干渉計が更に、干渉パターンへの基板の晒しを制御するためのビームの形を作るビーム成形ユニットを含んでもよい。ビーム成形ユニットが、適切な光学エレメントを含んでもよい。
【００３８】
干渉計が更に、干渉領域内に光ビームを集束する収束ユニットを含んでもよい。
【００３９】
一つの実施形態では、干渉計が更に、光作用感応構造の書き込みの間にフィードバック修正を適用し、書き込まれる光作用感応構造の所望の特性を達成するフィードバックユニットを含んでもよい。フィードバックユニットがコンピュータプロセッサを含むことが好ましい。
【００４０】
一つの実施形態では、感光性部材基板が非線形の感光性を有し、ビームの一つ又はそれ以上がパルス状のレーザビームであり、生成された干渉パターン内の強度変動を利用して３次元光作用感応構造が基板内に書き込まれる。
【００４１】
部材の変化が、屈折率の変化、溶解度の変化、密度の変化、光伝達性／吸収性の変化、及び／又は次の技術的処理、例えば現像液溶解への感受性の変化を含んでもよい。
【００４２】
制御ユニットが更に、少なくとも一つのビームの極性を制御するように配置されていてもよい。
【００４３】
本発明の第３の実施形態では、第１の実施形態の方法若しくは第２の実施形態の干渉計の夫々を利用して感光性部材基板に書き込まれる光作用感応構造が提示される。
【００４４】
［実施の形態の詳細な説明］
図１は、本発明を実施する干渉計セットアップ１０の概略図を示す。干渉計１０は、光源を、例示の形透ではＵＶレーザビーム１４を生成するためのＵＶレーザ源１２を含む。レーザビーム１４は、ビーム１４を３つの可干渉性書き込みビーム１８〜２０に分離するビームスプリッタユニット１６に当てられる。書き込みビーム１８〜２０を感光性基板２８の実質的な平面内の干渉領域２６の中に集束するビーム結合システム２４に、当てる前に、３つの書き込みビーム１８〜２０はビームコントロールユニット２２に当てられる。光作用感応部材の変化、例えば屈折率の変化が、基板２８内の光作用感応構造、例えば回折構造を“書き込む”ために、利用される。
【００４５】
基板２８は感光性ポリマを含んでもよい。基板２８は、反応イオンエッチングなどのプロセスにより光通信回路をベース基板部材自身に後でエッチングする際のレジストとして利用するための、ベース基板上に材料層として形成される光通信部材を含んでもよい。ベース基板自身は、例えば、シリカガラス、シリコンなどの半導体部材、ＩＩ−Ｖ半導体（ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ）若しくはニオブ酸リチウムなどの結晶部材を含み得る。更に、必要があれば、例えば、後の機能層の間の保護層としての薄金属層を伴うような、処理ステップを繰り返すことによって、多重層回路が書かれ得る。
【００４６】
図２では、例示の形態のビームコントロールユニット２２の詳細が示される。ビームコントロールユニット２２は、個々の書き込みビーム１８〜２０に対して、コントロールエレメント３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのセットを含む。個々のセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、位相／周波数モジュレータ３２、極性モジュレータ３４、及び強度モジュレータ３６を含む。個々のセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは更に、適応光学ユニット３８を含む。個々の適応光学ユニット３８は、例示の形態では書き込みビーム１８〜２０の波長若しくは副次波長での、書き込みビーム１８〜２０の一つの波面を制御／変更するように構成されている。
【００４７】
図１に戻ると、干渉計セットアップ１０では、移動する基板２８のフレーム内で光作用感応構造が書き込まれ、その移動は、書かれるべき光通信回路を辿るＸ軸に沿ってなされ、Ｙ軸コントローラ（図示せず。）によってゆっくりとした変更が為され得る。基板２８の移動は、移動ステージ２９によって為される。
【００４８】
利用時には、移動ステージ２９の位置及び速度の正確な計測により、フィードバックコントロール（ＣＰＵ３１）が干渉計セットアップ１０内の書き込みビーム１８〜２０の位相に為され、移動基板２８のフレーム内に回折性構造が書き込まれ、これらは、基板２８の移動に対する干渉領域２６の範囲内の干渉パターンの変化速度を制御することによる。
【００４９】
干渉計セットアップ１０により、感光性基板２８にて、回折性構造に対向して、波動管構造を書き込んでもよい。波動管構造は、屈折により光をガイドする屈折率プロファイルにより定義され、ストレートガイド、ベンド、マルチモード干渉構造（ＭＭＩ）及びカプラなどの部分を含む。書き込みビーム１８〜２０を適切に制御することにより、干渉が抑えられ得る。そのような構成では、実質的に一様な光作用感応部材率の変化が、感光性基板２８で発生する。基板２８と干渉領域２６との間の相対的な移動を介して、例示の形態では移動ステージ２９の適切な制御を介して、屈折の、即ち波動管の構造が書かれ得る、ということは当業者には理解されるところである。
【００５０】
更なる実施形態では、波動管／屈折性構造書き込み専用の別の光ビームが与えられ得る。即ち、そのような形態では、書き込みは、波動管／屈折性構造書き込みのための専用の単一ビームの利用と、回折性構造の書き込みのための干渉書き込みビームの利用との間で、スイッチされる。
【００５１】
書かれるべき光作用感応構造のピッチは、夫々の書き込みビーム１８〜２０に加えられる更なる位相又は周波数調整（図２の位相／周波数モジュレータ３２）により変化し得る。適切な制御は、フーリエ統合により、多数の周期の重ね合わせを可能にする。フーリエ統合は、複雑な光作用感応構造、例えば回折密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）フィルタの書き込みのために用いられる。
【００５２】
書き込まれるべき光作用感応構造のレイアウトは、個々のビームの極性に依存し、これらは個別に制御され得る（図２の極性モジュレータ３４）。
【００５３】
図３Ａ）及びＢ）は、最大限のコントラスト及び等しいコントラストを生じる書き込みビーム１８〜２０のための、及び、Ｘ軸周りの対称軸を伴う２次元回折構造のための、例示の極性セッティングを示す。
【００５４】
図４Ａ）及びＢ）は更に、２次元光作用感応構造の書き込みを生じる極性セッティングを示し、図４Ｃ）及びＤ）は、１次元回折構造の書き込みを生じる例示の極性セッティングを示す。
【００５５】
以下では、書き込みビーム１８〜２０の波面を制御するための適切な光学ユニット３８（図２）の利用と、書き込み光作用感応構造における機能上の欠損を導入するために用いられ得る、結果として生じる干渉パターンにおける不規則性を形成する技術の利用とを、説明する。
【００５６】
最初に図５を参照すると、結果として生じる干渉パターンが、より高い強度のスポット（例えば、５２）の２次元アレイ５０を含むように制御されていることが想定される。図５で示されているように、書き込みビーム１８〜２０の波面５３〜５５は夫々変更されていない。
【００５７】
図６を参照すると、一つの書き込みビーム１８の波面５３Ｂが、ビーム１８の横方向における符号６２のλ／２位相を伴うステッププロファイルに変更されている例示の構成が示される。結果として、干渉パターンはより高い強度のスポット（例えば、５２）の修正されたアレイ５０Ｂを含んでいるが一つの“コラム”がキャンセルされていることが、当業者には理解されるところである。
【００５８】
それゆえに本発明の実施形態では、干渉パターン５０、５０Ｂの制御での２次元解像が干渉パターン５０、５０Ｂのサイズより小さくなり得るということは、当業者には理解されるところである。
【００５９】
例示の実施形態での３つのレーザビームの同時の干渉は制御されて、書き込みビームの相対位相、極性及び大きさの制御を介するフーリエ重畳原理による全ての可能な２次元ユニットセルを与える。これらのラチス構造は、単純構造（四辺形及び六辺形の点アレイ）から、範囲における直線格子を生じる伸長フォームまで、実に様々となり得る。図７は、基板７２と干渉領域／パターン７６との間の矢印７４で示される相対動作を伴う、基板７２に書き込まれる例示の拡張２次元回折構造７０を示す。
【００６０】
光作用感応構造の機能は、複数の処理により実施され／変更され得る。
【００６１】
アポディゼーションは、光作用感応構造の大きさが例えば１０−１０００ミクロンの長さスケールで如何に変更されるかを示す。アポディゼーションは、例えば（ａ）ビームの大きさの制御により、又は（ｂ）縞の可視度を変更する移動調整若しくは極性調整の利用により、達成されうる。後者（ｂ）は、（構造周期で平均された）構造の平均照度は変化しないという利点がある。
【００６２】
光作用感応構造の欠損は、例えば線形及び２次元構造におけるデバイスの開発に決定的影響がある。例えば、これらは波面間で識別する共振を生成し得る。機能の程度は、欠損の寸法に依存し、半波長サイズから複数波長サイズまでで変わり得る。光フィールドに関する欠損の方向は機能に依存する。以下では、光構造の欠損の例を示す。
【００６３】
線形（１次元）格子欠損（例えば、ブラッグ格子）が、伝達共振を生成するのに用いられる。図８は、感光性基板８２に書き込まれた線形ブラッグ格子８２での線形欠損８０を示し、該欠損は伝達共振を生成する。
【００６４】
例えば、光通信バンドギャップデバイスでのチャネル光に利用される、２次元欠損。図９は、感光性基板９４に書き込まれた、２次元光作用感応構造９２全体におけるキャンセルされた光作用感応エレメントのチャネル９０の形態の２次元格子欠損を示す。
【００６５】
半無限の欠損。これらは、ビームを種々の方向に向けるために利用される反射帯を生成する。この欠損のクラスは、光作用感応構造の欠如であり、より一般的には光作用感応構造の変形例である。図１０は、光ビーム１０４を方向付けるために感光性基板１０に書き込まれた、波動管１０２での光伝搬方向に対して角度をもって方向付けられている光作用感応構造部位１００の例を示す。
【００６６】
転位欠損は、基礎的な波動管と組み合わせた非対称回折デバイスを形成するのに、用いられ得る。図１１は、感光性基板１１４に書き込まれた線形光作用感応構造１１２の転位欠損１１０を示し、図１２は、感光性基板１２４に書き込まれた２次元光作用感応構造１２２の転位欠損１２０を示す。
【００６７】
図７〜図１２において、個々の光作用感応構造は、横方向での干渉領域のサイズで決定される（基板とビームの干渉領域との間の相対動作に関する）横方向のサイズを備えるように示されている。しかしながら、基板フレームに構造を書き込むための、波面変更と干渉パターン変更の速度とを適切に制御することで、干渉ビームは相対動作方向に対して横方向で走査／振動し、結果としてＹ次元の光作用感応構造を拡張する、ということが理解される。欠損のサイズは干渉領域のサイズより小さくてよい、ということが注目される。
【００６８】
図１３では、例示の光通信回路１３０が示され、屈折性及び光作用感応性の構造の組み合わせ、即ち、波動管トレース１３１〜１３７、（波動管トレース１３１〜１３７を介して伸展する）格子構造１３８、及び光操作構造１４０を含み、これらは全て一つの感光性基板１４２に書き込まれる。光通信回路１３０の書き込みでは、基板１４２は矢印１４５で示されるように移動され、同時にビーム（図示せず。）を走査して基板１４２の動作に対し横向きの方向で干渉領域１４４を走査し、Ｙ方向だけでなくＸ方向にも拡張される構造の書き込みを可能にする。書き込みの間に基板の所望の露出を達成するために、例えば、走査と走査の間に“オーバラップする”周縁の干渉領域によって過剰な露出を少なくするために、適切なビーム形状が利用され得る。
【００６９】
本発明の精神若しくは範囲から乖離することなく広く記載された特定の実施形態で示されるように、多数の修正及び／又は変形が為され得ることは、当業者には理解されるところである。従って、これらの実施形態は全てに関して限定としてではなく例示としてのみとらえられるべきである。
【００７０】
例えば、記載の好適な実施形態は、３つの書き込みビームが光作用感応構造の書き込みのために干渉を生じる干渉計を利用する。しかしながら、Ｎ個のビーム（Ｎ≧２）が本発明を実施する干渉計で干渉を生じ、例えば３次元光作用感応構造を含む光作用感応構造の書き込みにおける様々な程度の自由な設計を可能にする、ということが理解される。更に、記載の好適な実施形態では、適切な反射光学手段が用いられているが、適切な伝達光学手段や、書き込みビームの少なくとも一つの波面を制御するためのべつの手段が、利用されてもよい。
【００７１】
以下の請求の範囲及び発明の要約では、言語や必要な願意を表現する為に文脈が別途要求する場合以外は、“含む”は“含む”の意味で利用され、即ち、特定の特性は発明の種々の実施形態での更なる特性に関連し得る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明を具体化する干渉計セットアップの概略図である。
【図２】図１の詳細部分の概略図である。
【図３】例示たる実施形態の光作用感応構造のための書き込みビームの極性状態を示す概略図である。
【図４】例示たる実施形態の光作用感応構造のための書き込みビームの極性状態を示す概略図である。
【図５】例示たる実施形態の書き込みビームの一つにおける波面の制御の効果を示す概略図である。
【図６】例示たる実施形態の書き込みビームの一つにおける波面の制御の効果を示す概略図である。
【図７】本発明を実施する光作用感応構造の概略図である。
【図８】本発明を実施する光作用感応構造の概略図である。
【図９】本発明を実施する光作用感応構造の概略図である。
【図１０】本発明を実施する光作用感応構造の概略図である。
【図１１】本発明を実施する光作用感応構造の概略図である。
【図１２】本発明を実施する光作用感応構造の概略図である。
【図１３】本発明を実施する光通信回路の概略図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・・干渉計１０、１２・・・ＵＶレーザ源、１４・・・ＵＶレーザビーム、１６・・・ビームスプリッタユニット、２２・・・ビームコントロールユニット、２６・・・干渉領域、２８・・・基板、２９・・・移動ステージ。
【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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【国際調査報告】
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