(57)【要約】【課題】入射する光のうち互いに直交する２つの直線偏光成分の一方の偏光透過率を高く、かつ、他方の偏光透過率が低い特性を有するワイヤグリッド型偏光子および、該ワイヤグリッド型偏光子を用いた光ヘッド装置を提供する。【解決手段】１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板の１つの側面に金属層を有し、入射する光のうち互いに直交する２つの直線偏光の偏光透過率をＴｐ，Ｔｓとするとき、６６０ｎｍ／７８５ｎｍの光に対してＴｐ（１−Ｔｓ）≧０．９４および／または、４０５ｎｍの光に対してＴｐ（１−Ｔｓ）≧０．８５の特性を有するワイヤグリッド型偏光子を提供するとともに、該ワイヤグリッド型偏光子を用いて安定した記録・再生ができる光ヘッド装置を提供する。【選択図】図１
2011113631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、
前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、
前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第１の直線偏光の光と、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を反射し、
可視光領域を含み長波長側の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．９４以上となるワイヤグリッド型偏光子。
【請求項２】
前記透光性基板に、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光が入射するとき、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．９４以上となる請求項１に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項３】
前記透光性基板に、４０５ｎｍの光が入射するとき、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となる請求項１または請求項２に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項４】
前記金属部は、Ａｌを主成分とする材料からなる請求項１〜３いずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項５】
前記透光性基板は、第１の光学材料部と、前記第１の光学材料部に前記グリッド構造層を有する第２の光学材料部が積層される構成を有する請求項１〜４いずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項６】
前記透光性基板は、前記第２の光学材料部の前記グリッド構造層上に保護膜が積層される構成を有する請求項５に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項７】
一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、
前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、
前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第１の直線偏光の光と、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を吸収し、
可視光領域より短い波長の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．８５以上となるワイヤグリッド型偏光子。
【請求項８】
前記透光性基板に、４０５ｎｍの光が入射するとき、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．８５以上となる請求項７に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項９】
前記金属部は、Ｇｅ、ａ−Ｓｉ、Ｍｏ、Ｏｓ、ＰｂＳ、ＳｉＧｅ、Ｗのうちいずれかの材料からなる請求項７または請求項８に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項１０】
前記透光性基板は、第１の光学材料部と、前記第１の光学材料部に前記グリッド構造層を有する第２の光学材料部が積層される構成を有する請求項７〜９いずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項１１】
前記透光性基板は、前記第２の光学材料部の前記グリッド構造層上に保護膜が積層される構成を有する請求項１０に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項１２】
光源と、
前記光源から発射する光を光ディスクに集光させる対物レンズと、
前記光源から発射する光を光ディスクの方向に導くとともに、前記光ディスクで反射された光を受光する光検出器の方向に偏向するビームスプリッタと、を備える光ヘッド装置において、
前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路中に請求項１〜１１いずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子が配置される光ヘッド装置。
【請求項１３】
光源と、
前記光源から発射する光を光ディスクに集光させる対物レンズと、
前記光源から発射する光を光ディスクの方向とモニタ用光検出器の方向と、に分岐するビームスプリッタと、
前記光ディスクから反射された光を受光する光検出器と、
前記モニタ用光検出器で検出した光の光量に応じて前記光源から発射される光の光量を制御する光量制御手段と、を備える光ヘッド装置において、
前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路中および／または、前記ビームスプリッタと前記モニタ用光検出器の光路中に請求項１〜１１いずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子が配置される光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する光のうち、特定の偏光方向の光のみを透過する偏光子として、ワイヤグリッド型偏光子に関し、また、光ストレージを扱う光学系として、「Ｂｌｕ−ｒａｙ」（登録商標：以下ＢＤ）などの高密度光記録媒体および、ＣＤ、ＤＶＤ、光磁気ディスクなどの光記録媒体（以下、「光ディスク」という）に情報の記録および／または再生（以下、「記録・再生」という。）を行う光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクを扱う光学系や、液晶ディスプレイをはじめとする画像表示機能を有する光学系において、半導体レーザなどの光源より出射される光のうち、特定の直線偏光の光のみを透過させる偏光子が使用されている。例えば、光ディスクの記録・再生を行う光ヘッド装置において、光ディスクの情報記録面に集光する光の強度が安定すると、安定した記録・再生を行うことができる。ところが、半導体レーザから出射する光の偏光状態が温度の変化などによって動作中に変動すると、半導体レーザから光ディスクに至るまでの光路中に配置された偏光依存性を有する光学部品によって、透過する光が所望の偏光状態から変化するため、光ディスクの情報記録面に集光する光の強度が変動し、安定した記録・再生を行うことができなくなる。このため、半導体レーザの光出射側の近傍に偏光子（偏光板）を配置し、例えば、特定の直線偏光の光のみを直進透過させることで、光ディスクに集光する光の強度を安定化させる光ヘッド装置が実現されている。
【０００３】
この偏光子としては、例えば、特定の偏光方向の光を吸収する吸収型の偏光子があり、ヨウ素などの二色性色素を、樹脂フィルムに挟んで延伸して作製されるものが知られている。また、この他に、特定の偏光方向の光を回折する回折型の偏光子として偏光性回折格子がある。偏光性回折格子は、例えば、光ヘッド装置において、光ディスクで反射された光が半導体レーザの方向に戻ってくると、半導体レーザから出射する光と戻り光との間で発振ノイズが発生してしまう可能性があるが、偏光性回折格子と１／４波長板とを組み合わせて、この発振ノイズを低減する例も示されている（（社）応用物理学会  日本光学会  光設計研究グループ監修「回折光学素子入門  増補改訂版」ｐｐ．２１６−２１７）。
【０００４】
しかし、従来の吸収型の偏光子は、特定の偏光方向（例えば、第１の偏光方向）の光を透過して、第１の偏光方向と直交する第２の直線偏光の光を吸収する場合、第１の直線偏光の光に対しても、一定の割合の吸収が発生してしまい、透過させるべき第１の直線偏光の光の透過率（特定の偏光方向の透過率を「偏光透過率」という。）を十分に高くすることができない、という問題があった。また、回折型の偏光子である偏光性回折格子は、第１の直線偏光の光において、高い偏光透過率が得られるが、第２の直線偏光の光が回折されて光ヘッド装置などの光学装置においてノイズとなる、という問題があった。
【０００５】
そして、上記のような問題の発生が小さい偏光子として、特定の偏光方向の光を反射する反射型の偏光子がある。反射型の偏光子のうち、特定の直線偏光の光を反射するものとして、例えば、複屈折性樹脂の積層体からなる偏光子、ワイヤグリッド型の偏光子がある。また、直線偏光の光ではなく、特定の円偏光の光を反射するものとして、コレステリック相液晶からなる偏光子もある。この中で、所望の偏光方向の光に対して高い偏光透過率が得られるとともに、所望の偏光方向と直交する偏光方向の光に対して低い偏光透過率（高い偏光反射率）が得られるものとして、透明基板上に複数の金属部（金属細線）が平行に配列した構造を有する、ワイヤグリッド型偏光子が注目されている。なお、互いに直交する２つの偏光方向の偏光透過率の比を、消光比または偏光分離能ともいう。
【０００６】
ワイヤグリッド型偏光子は一般的に、この金属細線のピッチが、入射する光の波長よりも十分に短い場合、入射する光のうち、金属細線の長手方向と直交する電場ベクトルを有する（第１の直線偏光の）成分は透過させ、金属導体（細線）の長手方向の電場ベクトルを有する（第２の直線偏光の）成分を反射する機能を有する。また、上記の特性とは異なり、上記の第１の直線偏光の成分は吸収または反射させ、上記の第２の直線偏光の成分を透過する機能を有するものもある。後者の機能を有するものとして、具体的に、金属１次元格子を用いた光学ピックアップ装置があって、とくにＣＤ用の波長７８０ｎｍの光に対して、この金属１次元格子となる金属導体のピッチを比較的広くしても、所望の光学特性が得られることが報告されている（特許文献１）。
【０００７】
また、平面基板上に、例えば、Ａｌからなる金属ワイヤと、ＭｇＦ２からなる誘電層とが、平面基板と平行に交互に積層された構造が、周期的な間隔を置いて配置されたワイヤグリッド型偏光子が報告されている（特許文献２）。このワイヤグリッド型偏光子は、基板面の法線より斜め方向から入射する、波長７８０ｎｍより短波長側の可視光領域の光のうち、第１の直線偏光方向（ｐ偏光）の光に対して高い透過率を示すとともに、第２の直線偏光（ｓ偏光）の光に対して低い透過率（高い反射率）を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５１９６１８号公報
【特許文献２】特許第４１５２６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に係る光ヘッド装置に用いられる金属１次元格子は、格子の厚さ（ｈ）と格子周期（ｄ）の比ｈ／ｄ＝０．１付近からの共鳴領域を用いて、ｄの値を大きくできるとしている。しかし、この共鳴領域を利用する金属１次元格子の場合、入射する光の波長をλとして、λ／ｄが１．４程度となるｄを設定すると、実際には回折光も生じてしまうので、ノイズ（迷光）となる。また、不要な回折光を生じさせずに所望の特性を得るには、ｄの値を小さくしなければならず、さらに、入射する光のピーク波長の変動によって、偏光透過率が大きく変動しやすい。したがって、特許文献１の金属１次元格子では、入射する光に対して回折光を発生させずかつ、安定した偏光透過率を得ることが困難であるという問題があった。さらに、入射光が紫外線の領域（４５０ｎｍ以下）とする場合、ｄの値をより小さくしなければならず、製造上、高い精度が要求される、という問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に係るワイヤグリッド型偏光子は、可視光領域の光において、ｐ偏光の光とｓ偏光の光の透過ビームコントラストが均一性を有するものの、高い透過率となるｐ偏光の光の偏光透過率は８３％程度である。しかしながら、ｐ偏光の光に対する偏光透過率である８３％は、とくに高いものではない。さらに、可視光領域よりも短い波長であり、例えば、光ヘッド装置のＢＤ用の波長帯域に含まれる波長４００ｎｍの光に対して、ｐ偏光の光の透過率はさらに低くなる傾向がある。したがって、可視光領域の波長の光および可視光領域よりも短い波長の光のうち、第１の直線偏光（ｐ偏光）の光に対して、さらに高い偏光透過率を有するとともに、第２の直線偏光（ｓ偏光）の光に対して低い偏光透過率（高い偏光反射／吸収率）を有するワイヤグリッド型偏光子が望まれていた。
【００１１】
また、従来のワイヤグリッド型偏光子は、例えば、波長４００ｎｍ近傍の光に対して高い偏光透過率を得るためには、金属細線を有する回折格子のピッチを８０ｎｍよりも短くなるように加工しなければならない。ここで、例として、透明基板上に金属部（金属細線）が形成された構成を有するワイヤグリッド型偏光子の偏光透過率について考える。図１９は、従来のワイヤグリッド型偏光子２００の断面模式図であって、透明基板２０１上に矩形状となる金属部２０２が周期的なピッチｐで形成された単純ワイヤグリッド、と称される構成を有する。また、金属部２０２は、幅ｗ、高さｈを有する。
【００１２】
ワイヤグリッド型偏光子の光学特性は、厳密結合波（ＲＣＷＡ：Rigorous Coupled Wave Analysis）法に基づくシミュレーションによって求めることが知られている。ここで、米国G-solver社のソフトウエアG-solverを用いて、例として、金属部２０２の材料をＡｌとし、ワイヤグリッド型偏光子２００のピッチｐ、幅ｗおよび高さｈを変えたときの偏光透過率について計算した。具体的に、図２０（ａ）は、波長４０５ｎｍの光が、透明基板２０１の面の法線方向から入射するとき、透過させる第１の直線偏光（Ｐ偏光）の光の偏光透過率Ｔｐ、図２０（ｂ）は、遮断（反射）させる第２の直線偏光（Ｓ偏光）の光の偏光透過率Ｔｓの特性を示したものである。なお、このとき、デューティ（ｗ／ｐ）は、０．５とした。
【００１３】
偏光子としては、Ｔｐが高く、Ｔｓが低い特性を有するものが好ましい。ここで、図２０（ａ）より、Ｔｐを高くするには、金属部２０２のピッチｐを短くすることが好ましく、また、図２０（ｂ）より、Ｔｓを低くするには金属部２０２の高さｈを高くすることが好ましいことがわかる。また、図２１（ａ）は、波長６５０ｎｍの光が、透明基板２０１の面の法線方向から入射するときのＳ偏光の光の偏光透過率Ｔｐ、図２１（ｂ）は、同条件でのＳ偏光の光の偏光透過率Ｔｓの特性を示したものである。さらに、図２１（ｃ）は、波長７８５ｎｍの光が、透明基板２０１の面の法線方向から入射するときのＳ偏光の光の偏光透過率Ｔｐ、図２１（ｄ）は、同条件でのＳ偏光の光の偏光透過率Ｔｓの特性を示したものである。図２１（ａ）〜図２１（ｄ）においても、Ｔｐを高くするには、金属部２０２のピッチｐを短く、そして、Ｔｓを低くするには金属部２０２の高さｈを高くすることが好ましい。
【００１４】
また、偏光子の特性を示す指標として、消光比（またはコントラスト）ＣＲがあり、ＣＲ＝Ｔｐ／Ｔｓで表される。このＣＲは、偏光子の用途によって異なるが、例えば、液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタなどの表示装置においては、消光比を上げるため、Ｔｐの値を高くするよりも、優先的にＴｓの値を低くできる偏光子を用いて、高いＣＲを得ている。
【００１５】
また、偏光子の特性として上記のように優先的にＴｓの値を低くすることでＣＲを高くするものに対して、優先的にＴｐの値が高い偏光子を得るためには、図２０（ａ）より、ピッチｐが短い方が好ましい。しかし、高いＴｐを得るためには、金属部２０２のピッチｐを１００ｎｍ以下にしなければならず、そのために高い精度での製造が困難となり、安定した光学特性が得られない、という問題があった。また、高い精度での製造ができたとしても、図２１（ａ）〜図２１（ｄ）より、６５０ｎｍおよび、７８５ｎｍの光に対し、ピッチｐが１００ｎｍ以下においてＴｐが０．９程度の値を示すものの、それでも十分に大きなＴｐの値が得られない、という問題があった。
【００１６】
本発明は、従来技術のかかる問題を解決するためになされたものであり、入射する光に対する偏光透過率および偏光分解能が高く、かつ互いに直交する偏光成分に対する消光比が高いワイヤグリッド型偏光子を提供する。さらに、このワイヤグリッド型偏光子を用いることで、光利用効率が高く安定した記録・再生ができる光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第１の直線偏光の光と、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を反射し、可視光領域を含み長波長側の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．９４以上となるワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００１８】
また、前記透光性基板に、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光が入射するとき、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．９４以上となる上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００１９】
また、前記透光性基板に、４０５ｎｍの光が入射するとき、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となる上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２０】
また、前記金属部は、Ａｌを主成分とする材料からなる上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２１】
また、前記透光性基板は、第１の光学材料部と、前記第１の光学材料部に前記グリッド構造層を有する第２の光学材料部が積層される構成を有する上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２２】
また、前記透光性基板は、前記第２の光学材料部の前記グリッド構造層上に保護膜が積層される構成を有する上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２３】
また、一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第１の直線偏光の光と、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を吸収し、可視光領域より短い波長の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．８５以上となるワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２４】
また、前記透光性基板に、４０５ｎｍの光が入射するとき、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．８５以上となる上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２５】
また、前記金属部は、Ｇｅ、ａ−Ｓｉ、Ｍｏ、Ｏｓ、ＰｂＳ、ＳｉＧｅ、Ｗのうちいずれかの材料からなる上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２６】
また、前記透光性基板は、前記第２の光学材料部の前記グリッド構造層上に保護膜が積層される構成を有する上記のワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【００２７】
また、光源と、前記光源から発射する光を光ディスクに集光させる対物レンズと、前記光源から発射する光を光ディスクの方向に導くとともに、前記光ディスクで反射された光を受光する光検出器の方向に偏向するビームスプリッタと、を備える光ヘッド装置において、前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路中に上記のワイヤグリッド型偏光子が配置される光ヘッド装置を提供する。
【００２８】
さらに、光源と、前記光源から発射する光を光ディスクに集光させる対物レンズと、前記光源から発射する光を光ディスクの方向とモニタ用光検出器の方向と、に分岐するビームスプリッタと、前記光ディスクから反射された光を受光する光検出器と、前記モニタ用光検出器で検出した光の光量に応じて前記光源から発射される光の光量を制御する光量制御手段と、を備える光ヘッド装置において、前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路中および／または、前記ビームスプリッタと前記モニタ用光検出器の光路中に上記のワイヤグリッド型偏光子が配置される光ヘッド装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、入射する光に対する偏光透過率および偏光分解能が高く、かつ互いに直交する偏光成分に対する消光比が高いワイヤグリッド型偏光子、そして、光ディスクを記録・再生する光ヘッド装置において、光利用効率が高く、かつ、光ディスクに集光する光量を安定させることによって安定した記録・再生を実現できる効果を有する光ヘッド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ワイヤグリッド型偏光子の斜視模式図（第１の実施形態）。
【図２】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程図（第１の実施形態）。
【図３】ワイヤグリッド型偏光子の斜視模式図（第２の実施形態）。
【図４】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程図（第２の実施形態）。
【図５】ワイヤグリッド型偏光子の斜視模式図（第３の実施形態）。
【図６】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程図（第３の実施形態）。
【図７】（ａ）１つの光源（半導体レーザ素子）およびワイヤグリッド型偏光子を用いる光ヘッド装置。（ｂ）２つの光源（半導体レーザ素子）およびワイヤグリッド型偏光子を用いる光ヘッド装置。
【図８】２つの光源（半導体レーザ素子）およびワイヤグリッド型偏光子を用いる他の光ヘッド装置。
【図９】（ａ）実施例１に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１０】（ａ）実施例８に係るワイヤグリッド型偏光子のＡｌの蒸着角度θに対する偏光透過率の特性を示すグラフ（４０５ｎｍ）。（ｂ）実施例８に係るワイヤグリッド型偏光子のＡｌの蒸着角度θに対する偏光分離能の特性を示すグラフ（４０５ｎｍ）。
【図１１】（ａ）実施例９に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例９に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１２】実施例１０に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１０に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１３】実施例１１に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１１に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１４】実施例１２に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１２に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１５】実施例１３に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１３に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１６】実施例１４に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１４に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１７】実施例１５に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１５に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１８】実施例１７に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光透過率の特性を示すグラフ。（ｂ）実施例１７に係るワイヤグリッド型偏光子に入射する光の波長に対する偏光分離能の特性を示すグラフ。
【図１９】従来のワイヤグリッド型偏光子の断面模式図。
【図２０】（ａ）従来のワイヤグリッド型偏光子における、ピッチ（ｐ）高さ（ｈ）に対する、Ｐ偏光方向の偏光透過率Ｔｐの特性（４０５ｎｍ）。（ｂ）従来のワイヤグリッド型偏光子における、ピッチ（ｐ）高さ（ｈ）に対する、Ｓ偏光方向の偏光透過率Ｔｓの特性（４０５ｎｍ）。
【図２１】（ａ）従来のワイヤグリッド型偏光子における、ピッチ（ｐ）高さ（ｈ）に対する、Ｐ偏光方向の偏光透過率Ｔｐの特性（６５０ｎｍ）。（ｂ）従来のワイヤグリッド型偏光子における、ピッチ（ｐ）高さ（ｈ）に対する、Ｓ偏光方向の偏光透過率Ｔｓの特性（６５０ｎｍ）。（ｃ）従来のワイヤグリッド型偏光子における、ピッチ（ｐ）高さ（ｈ）に対する、Ｐ偏光方向の偏光透過率Ｔｐの特性（７８５ｎｍ）。（ｄ）従来のワイヤグリッド型偏光子における、ピッチ（ｐ）高さ（ｈ）に対する、Ｓ偏光方向の偏光透過率Ｔｓの特性（７８５ｎｍ）。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（ワイヤグリッド型偏光子の第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子の構成を示す斜視模式図である。ワイヤグリッド型偏光子１０は、一方の面に、断面が三角形状または台形形状のパターンが周期的に形成された格子形状を有する透光性基板１１と、この三角形状または台形形状の格子パターンのうち、一方の側面に形成された金属部１２と、を有する。また、透光性基板１１のうち、格子パターン形状とは反対側の面に、反射防止膜１３を備えると、界面反射が抑制され、入射する光の利用効率が向上するので、好ましい。
【００３２】
透光性基板１１のうち、格子パターン形状を構成する部分、つまり、図１において高さがＨとなる層をグリッド構造層１１ａとすると、グリッド構造層１１ａは、頭頂部が３０ｎｍ以下の平面となる台形形状であることが好ましく、頭頂部が１０ｎｍ以下の平面となる台形形状がより好ましく、三角形状（頭頂部の幅が０）であればさらに好ましい。例えば、台形形状の場合、頭頂部の平面の幅が３０ｎｍより大きい場合、金属部１２が頭頂部にも形成され、後述する所望の偏光透過率が得られなくなることがある。
【００３３】
図１において、グリッド構造層１１ａの断面を三角形状とし、周期的な格子の１周期に相当するピッチをＰとし、三角形状の高さ、幅をそれぞれＨ、Ｗとする。また、デューティ（Ｄｕｔｙ）をＷ／Ｐとして表す。また、グリッド層１１ａの断面が台形形状である場合、さらにグリッド層１１ａの頭頂部の幅をＷｔとし、Ｗｔ＜Ｗの関係とする。以下、グリッド層１１ａが三角形状の場合、つまり、Ｗｔ＝０として説明する。ここで、まず、ピッチＰは、可視光領域より短い波長に比べて短い距離とすることで、入射する光に対して後述する所望の光学特性を得ることができる。
【００３４】
また、ピッチＰは、短くしようとすると、グリッド構造層１１ａを作製するためのモールドの形状に高い精度が要求され、グリッド構造層１１ａの作製上の困難性が生じるため、偏光子として光学特性が安定しない場合がある。一方で、ピッチＰを長くすると、所望の直線偏光の光に対して高い偏光透過率を得ることが困難となる。そのため、例えば、ここで、λを可視光領域よりも短い波長とすると、ピッチＰは、０．２λ〜０．５λの範囲が好ましく、０．３λ〜０．４λの範囲がより好ましい。なお、ここでは、高い偏光透過率を得る直線偏光の光を、格子の長手方向と直交する方向（Ｘ軸方向）の直線偏光の光とする。
【００３５】
このように可視光領域の波長λに対して上記のピッチＰを与え、それに合わせてＨ、Ｗ、Ｗｔを調整し設定することによって、図１において、ワイヤグリッド型偏光子１０に、Ｚ方向に光が入射する場合、Ｘ軸方向の電磁波成分となる直線偏光の光（＝Ｐ偏光の光）に対して高い偏光透過率Ｔｐが得られるとともに、Ｙ軸方向の電磁波成分となる直線偏光の光（＝Ｓ偏光の光）に対して低い偏光透過率Ｔｓ（高い偏光反射率／偏光吸収率）が得られる。高さＨは、その値が大きいほど高いＴｐ、低いＴｓが得られ、また、幅Ｗは、その値が小さいほど高いＴｐ、低いＴｓが得られる。つまり、アスペクト比Ｈ／Ｗの値が大きいほど所望の特性が得られる。また、ワイヤグリッド型偏光子の作製においては、Ｈ≧２Ｗの関係、そして、Ｗ≦０．５Ｐ（Ｄｕｔｙ≦０．５）が好ましい。さらに、３Ｗ≧Ｈ≧２Ｗ、０．２５≦Ｗ／Ｐ≦０．５であるとより好ましい。
【００３６】
例えば、可視光領域よりも短い波長の光として、λ＝４０５ｎｍとする場合、ピッチＰは８０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、１２０〜１６０ｎｍの範囲がより好ましい。また、このとき、入射する光の波長が例えば、光ヘッド装置に用いられる青色レーザの波長の光として、波長４０５ｎｍの光または、波長６６０ｎｍの光および波長７８５ｎｍの光に対して、高いＴｐ、低いＴｓが得られる。
【００３７】
透光性基板１１としては、入射する光に対して透明であれば、樹脂板、樹脂フィルムなど種々の材料を用いることができるが、ガラスや石英ガラスなどの光学的等方性材料を用いると、透過光に複屈折性の影響を与えないため好ましい。金属部１２は、周囲の媒質によって種々の金属材料を用いることができるが、一般的には屈折率が低いことが好ましい。また、図１に示すように、金属部１２を、グリッド構造層１１ａの一方の側面に形成することで、金属部１２のうち、グリッド構造層１１ａと対向する側の媒質は空気（屈折率＝１）となる。そのため、例えば、金属をガラス基板や樹脂基板（屈折率≒１．５）に埋め込むような構造に比べ、偏光子として所望の光学特性が得られやすい。
【００３８】
例えば、ワイヤグリッド型偏光子１０が偏光反射機能を発生する光反射型である場合、ＡｌまたはＡｌ合金が好ましく用いられる。例えば、Ａｌは、波長４０５ｎｍの光に対して、屈折率（ｎ）が０．５０９３２、消衰係数（ｋ）が４．９５３４を有し、ワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２とすると、非常に高い偏光分離能、つまり一方の直線偏光の光に対して高い透過率を示すとともに、直交する他方の直線偏光の光に対して低い透過率（高い反射率）を示す。また、Ａｌは表面部が自己的に酸化し、その部分が保護膜として機能する。また、金属部１２として、Ａｌの機械的性質の１つである、硬さの度合いをより高めるために、Ａｌ合金を用いてもよい。
【００３９】
また、光反射型のワイヤグリッド型偏光子１０は、透光性基板１１の面の法線方向に対して斜め方向から光が入射する場合、Ｐ偏光の光を高い透過率で透過させるとともに、Ｓ偏光の光を高い反射率で正規反射させる偏光ビームスプリッタとして機能させることもできる。なお、ワイヤグリッド型偏光子１０は、偏光ビームスプリッタとして機能するものに限らず、透光性基板１１の面の法線方向に対して斜め方向から光が入射する場合、入射する光のうち、格子の長手方向と平行となる光の成分がＳ偏光の光であり、それを直交する光がＰ偏光の光と定義する。
【００４０】
また、ワイヤグリッド型偏光子１０が偏光吸収機能を発生する光吸収型である場合、偏光吸収機能を発生させる金属部１２としては、対象となる波長（例えば４０５ｎｍ）の光に対して、高い屈折率（ｎ）と高い消衰係数（ｋ）を有する材料が好ましい。金属部１２の材料として、例えば、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｏｓ、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＰｂＳ、ＧｅまたはＳｉ合金、Ｇｅ合金などが挙げられる。この中で、とくに、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金は、入手性、加工容易性の面から好ましく用いられる。
【００４１】
ワイヤグリッド型偏光子１０の構造については、グリッド構造層１１ａが三角形状のパターンであるとき、金属部１２を三角形状のパターンの一方の側のほぼ全面に蒸着されて形成されることが好ましい。ここで、透光性基板１１のうち、格子パターンのない側の平面を基準として、金属部１２の厚さ方向（蒸着方向）の角度θを与えたとき、三角形状のパターンの一方の側のほぼ全面に蒸着される角度の閾値をθｔをとすると、θｔは、
θｔ＝Ｔａｎ−１（Ｈ／（Ｐ（１−０．５Ｗ／Ｐ）））      ・・・  （１）
で表すことができ、上記の式（１）をほぼ満たすように金属部１２を形成するとよい。
【００４２】
また、上記の式（１）において、このθが閾値θｔよりも大きくなると、図１において、透光性基板１１の平面の法線方向（Ｚ軸方向）に進行する、Ｐ偏光の光に対する偏光透過率Ｔｐが低下するとともに、Ｓ偏光の光に対する偏光透過率Ｔｓも低下する。一方、θが閾値θｔよりも小さくなると、Ｐ偏光の光に対する偏光透過率Ｔｐは大きく低下しないが、Ｓ偏光の光に対する偏光透過率Ｔｓが高くなるため、所望の特性が得られない。したがって、θｔ、θの単位を［°］とするとき、θｔ−８≦θ≦θｔ＋８の範囲であると好ましく、θｔ−５≦θ≦θｔ＋５の範囲であるとより好ましい。
【００４３】
また、θ＝θｔとするとき、蒸着方向に形成される金属部１２の厚さＴを最適な値とすることで、偏光子としての所望の光学特性が得られる。所望の光学特性としては、Ｔｐの値が、とくに可視光領域の光およびそれよりも短い波長の光に対して高いとともに、同波長の光に対してＴｓの値が低いことがよく、Ｔｐ（１−Ｔｓ）の値が大きいことが好ましい。具体的に、Ｔｐ（１−Ｔｓ）の値は、０．８５以上が好ましく、０．９以上であるとより好ましく、０．９４以上であるとさらに好ましい。例えば、ワイヤグリッド型偏光子１０に入射する光が、光ヘッド装置に用いられる波長の光として、λ＝４０５ｎｍの光、赤色となるλ＝６６０ｎｍの光、近赤外となる波長λ＝７８５ｎｍとし、金属部１２の材料がＡｌの場合、厚さＴが３０ｎｍ程度であると、Ｔｐ（１−Ｔｓ）を最大に近い値とすることができる。
【００４４】
また、例えば、金属部１２としてＡｌを用いてＳ偏光の光を反射する機能を発生させる場合、λ＝６６０ｎｍの光および／またはλ＝７８５ｎｍの光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）≧０．９４を満足する特性を得ることができ、さらに、λ＝４０５ｎｍの光に対応できるワイヤグリッド型偏光子の構造とすると、λ＝４０５ｎｍの光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）≧０．８５を満足する特性を得ることができる。金属部１２としては、屈折率（ｎ）が低く、消衰係数（ｋ）が高い材料が好ましく、Ａｇなどもその対象となるものであるが、Ａｌがとくに消衰係数が高く好ましく用いられる。
【００４５】
また、金属部１２として、例えばＧｅを用いてＳ偏光の光を吸収する機能を発生させる場合、λ＝４０５ｎｍの光に対応できるワイヤグリッド型偏光子の構造とすると、例えば、λ＝４０５ｎｍの光に対してＴｐ（１−Ｔｓ）≧０．８５を満足する特性が得られる。
【００４６】
次に、ワイヤグリッド型偏光子１０の製造方法の例について説明する。図２は、ワイヤグリッド型偏光子１０を得るための製造工程を示した模式図であって、図２（ａ）〜図２（ｆ）の順に進む。図２（ａ）は、図１の透光性基板１１の加工前の透光性基板２１である。なお、図示しないが、最初に、透光性基板１１の一方の平面に反射防止膜に相当する光学多層膜などを形成する工程があってもよい。図２（ｂ）は、透光性基板２１上に硬化性樹脂２２が形成されたものであり、透光性基板２１に硬化性樹脂２２を塗布し、スピンコーター等で均一の膜厚を得る。図２（ｃ）は、硬化性樹脂２２にモールド金型２３を押し当て、その状態でＵＶ光２４を照射する工程（光インプリント工程）を示す。なお、モールド金型２３の材料としてはＳｉや石英、ＰＥＴなどの樹脂フィルム上に形成された樹脂モールドなどが用いられる。また、硬化性樹脂としては、ＵＶ光で硬化するＵＶ光硬化性樹脂や、熱によって硬化する熱硬化性樹脂、ゾルゲル材料を用いて、モールド金型２３を押し当てて、熱硬化させる工程としてもよい。
【００４７】
図２（ｄ）は、モールド金型２３を離型する工程を示すものであり、透光性基板２１上に、三角形状の格子パターンが形成された樹脂２２ａを得る。図２（ｅ）は、透光性基板２１の平面の法線方向に沿って、樹脂２２ａ側からドライエッチングなどエッチング加工を施す工程を示すものであり、エッチングガス２５などにより、透光性基板２１の表面がエッチングされて三角形状の格子パターンであるグリッド構造層１１ａを有する透光性基板１１を得る。図２（ｆ）は、グリッド構造層１１ａの一方の側の面に金属部１２を形成する工程を示すものであり、透光性基板１１のうち、グリッド構造層１１ａと対向する側の平面を基準に角度θｔ方向から、厚さＴの金属部１２を真空蒸着などで形成することで、ワイヤグリッド型偏光子１０を得ることができる。なお、金属部１２は、斜方蒸着に限らず、スパッタ蒸着、プラズマ源から放射する角度を調整したマスクによって選択的に成膜する方法であってもよい。
【００４８】
（ワイヤグリッド型偏光子の第２の実施形態）
図３は、本実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子の構成を示す斜視模式図である。ワイヤグリッド型偏光子３０は、一方の面に、断面が三角形状または台形形状のパターンが周期的に形成された格子形状を有する透光性基板３１と、この三角形状または台形形状の格子パターンのうち、一方の側面に形成された金属部３２と、を有する。また、透光性基板３１のうち、格子パターン形状とは反対側の面に、反射防止膜３３を備えると、界面反射が抑制され、入射する光の利用効率が向上するので、好ましい。また、透光性基板３１は、第１の光学材料部３１ａと第２の光学材料部３１ｂからなり、例えば、第１の光学材料部３１ａは平面基板形状を有し、第２の光学材料部３１ｂは、格子パターンとなるグリッド構造層３１ｃを含む。そして、第１の光学材料部３１ａの屈折率と第２の光学材料部３１ｂの屈折率が略等しくなる材料の組み合わせとすると、これらの間の界面反射が抑制され好ましい。本実施形態では、後述するように製造工程においてエッチングを施さないので、格子パターンの形状が変化しにくく、より安定した光学特性を得ることができる。
【００４９】
また、図３において、格子ピッチをＰ、三角形状の高さ、幅をそれぞれＨ、Ｗとする場合、所望の光学特性を得るために与えられる、これらの好ましい値の範囲については、第１の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子１０と同じである。第１の光学材料部３１ａとしては、入射する光に対して透明であれば、樹脂板、樹脂フィルムなど種々の材料を用いることができるが、ガラスや石英ガラスなどの光学的等方性材料を用いると、透過光に複屈折性の影響を与えないため好ましい。また、第２の光学材料部３１ｂとしては、加工の容易性の点から、入射する光に対して透明な樹脂材料からなることが好ましい。金属部３２としては、第１の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２と同様に、Ａｌ、Ｇｅなどが用いられる。
【００５０】
次に、ワイヤグリッド型偏光子３０の製造方法について説明する。図４は、ワイヤグリッド型偏光子４０を得るための製造工程を示した模式図であって、図４（ａ）〜図４（ｅ）の順に進む。図４（ａ）は、図３の第１の光学材料部３１ａに相当する透明基板であり、図示しないが、最初に、第１の光学材料部３１ａの一方の平面に反射防止膜に相当する光学多層膜などを形成する工程があってもよい。図４（ｂ）は、第１の光学材料部３１ａ上に硬化性樹脂４１が形成されたものであり、第１の光学材料部３１ａに硬化性樹脂４１を塗布し、スピンコーター等で均一の膜厚を得る。図４（ｃ）は、硬化性樹脂４１にモールド金型４２を押し当て、その状態でＵＶ光４３を照射する工程（光インプリント工程）を示す。なお、モールド金型４２の材料としてはＳｉや石英、ＰＥＴなどの樹脂フィルム上に形成されたモールドなどが用いられる。また、ＵＶ光硬化性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂やゾルゲル材料を用いて、モールド金型４２を押し当てて、熱硬化させる工程としてもよい。
【００５１】
図４（ｄ）は、モールド金型４２を離型する工程を示すものであり、第１の光学材料部３１ａ上に、三角形状の格子パターンであるグリッド構造層３１ｃが形成された、樹脂からなる第２の光学材料部３１ｂを得る。図４（ｅ）は、グリッド構造層３１ｃの一方の側の面に金属部３２を形成する工程を示すものであり、第１の光学材料部３１ａの平面を基準に角度θｔ方向から、厚さＴの金属部３２を真空蒸着などで形成することで、ワイヤグリッド型偏光子３０を得ることができる。なお、金属部３２は、斜方蒸着に限らず、スパッタ蒸着、プラズマ源から放射する角度を調整したマスクによって選択的に成膜する方法であってもよい。
【００５２】
（ワイヤグリッド型偏光子の第３の実施形態）
図５は、本実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子の構成を示す斜視模式図である。ワイヤグリッド型偏光子５０は、ワイヤグリッド型偏光子３０の構成に対して保護膜５１ａを有する構造であって、ワイヤグリッド型偏光子３０と同じものには同一の番号を付して説明の重複を避ける。具体的に、ワイヤグリッド型偏光子５０は、透光性基板５１が、グリッド構造層３１ｃ側の面を覆うように保護膜５１ａが形成され、保護膜５１ａ上の一方の側面に金属部５２を有する。保護膜５１ａは、第２の光学材料部３１ｂが樹脂材料で構成される場合、樹脂材料の機械的損傷または光学的損傷を抑制でき安定した光学特性を得ることができる。保護層５１ａとしては、例えば、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５などの材料が用いられる。
【００５３】
次に、ワイヤグリッド型偏光子５０の製造方法について説明する。図６は、ワイヤグリッド型偏光子５０を得るための製造工程を示した模式図であって、図６（ａ）〜図６（ｆ）の順に進む。まず、図６（ａ）〜図６（ｄ）は、図４（ａ）〜図４（ｄ）と同じ工程であるので、第２の実施形態に係る、ワイヤグリッド型偏光子３０における製造方法の説明に基づき、ここでは説明を省略する。図６（ｅ）は、樹脂からなる第２の光学材料部３１ｂのうち、グリッド構造層３１ｃ側に保護膜５１ａを形成する工程を示すものであり、第２の光学材料部３１ｂを覆うように真空蒸着、スパッタ蒸着などの方法で、保護膜５１ａを形成する。図６（ｆ）は、保護膜５１ａのうち、グリッド構造層３１ｃの一方の側に対応する面に金属部５２を形成する工程を示すものであり、第１の光学材料部３１ａの平面を基準に角度θｔ方向から、厚さＴの金属部５２を真空蒸着などで形成することで、ワイヤグリッド型偏光子５０を得ることができる。なお、金属部５２は、斜方蒸着に限らず、スパッタ蒸着、プラズマ源から放射する角度を調整したマスクによって選択的に成膜する方法であってもよい。
【００５４】
（光ヘッド装置の実施形態）
図７（ａ）および図７（ｂ）は、本実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子１０、３０または５０を用いた光ヘッド装置の構成を示す模式図である。図７（ａ）に示す、光ヘッド装置６０ａは、ＢＤ用の４０５ｎｍ波長帯の光、ＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯の光、ＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯の光のうち、少なくとも１つを発射する半導体レーザ素子等の光源６１から発射された光がワイヤグリッド型偏光子５５を透過し、特定の偏光方向となった光が、偏光ビームスプリッタ６３に入射する。ここで、光源６１は、例えば６６０ｎｍ波長帯の光のみを発射する１波長レーザであってもよく、６６０ｎｍ波長帯の光と、７８５ｎｍ波長帯の光を発射する２波長レーザ、さらに４０５ｎｍ波長帯の光も発射する３波長レーザとしてもよい。また、光源６１と、ワイヤグリッド型偏光子５５と、を一体化した構造を有するものであってもよく、例えば、ＣＡＮパッケージ内に実装するものであってもよい。
【００５５】
ここで、光源６１からは、Ｐ偏光の光が発射されるものとするが、使用温度の変化等によってＳ偏光の光の成分も発生し、実際には楕円偏光の光が発射される場合も含む。このとき、ワイヤグリッド型偏光子５５は、Ｐ偏光の光を透過し、Ｐ偏光と直交するＳ偏光の光を遮断するものとして説明する。これによって、光源６１で発生した一部のＳ偏光の光が、ワイヤグリッド型偏光子５５で遮断され、Ｐ偏光の光のみが透過する。なお、ワイヤグリッド型偏光子５５は、前述したワイヤグリッド型偏光子１０、３０または５０を配置することができる。なお、ワイヤグリッド型偏光子５５は、光が基板面の法線方向から入射する配置に限らず、大きな非点収差を発生しない程度であれば基板面の法線方向から傾けて配置してもよい。この場合は、正規反射するＳ偏光の光のうち光源６１に戻る光量が低減するので、光源６１からの光の発振を安定化させることができる。
【００５６】
ワイヤグリッド型偏光子５５を透過したＰ偏光の光が偏光ビームスプリッタ６３に入射すると、偏光ビームスプリッタ６３の特定の反射率ＲＢＰ［％］で光ディスク６７の方向へ向かって反射する。偏光ビームスプリッタ６３で反射されたＰ偏光の光は１／４波長板６５を透過して円偏光（ここでは右回りの円偏光、とする）の光となって対物レンズ６６により光ディスク６７の情報記録面に集光する。なお、対物レンズ６６の配置によって、偏光ビームスプリッタ６３と１／４波長板６５との間の光路中に、進行方向を９０°偏向させる図示しない立ち上げミラーを配置してもよい。
【００５７】
そして、光ディスク６７で反射された戻り光は、左回りの円偏光の光となって再び対物レンズ６６および１／４波長板６５を透過してＳ偏光の光となり、偏光ビームスプリッタ５３を特定の透過率ＴＢＳ［％］で直進透過して、光検出器６８に集光される。この場合、偏光ビームスプリッタ６３の特性として、透過率ＴＢＳは１００［％］に近い特性であれば、光検出器６８で検出する光量が大きくなって光の利用効率が高くなるので、好ましい。また、偏光ビームスプリッタ６３でＳ偏光の光の一部が、ワイヤグリッド型偏光子５５側に反射されても、Ｓ偏光の光を十分に反射または吸収できるため、光源６１側に光が進行しないので、光源６１からの発射する光の安定化も併せて実現できる。
【００５８】
また、ワイヤグリッド型偏光子５５を透過したＰ偏光の光の一部は、偏光ビームスプリッタ６３を透過率ＴＢＰ（≠０）［％］で直進透過して、モニタ用光検出器６４に到達する。このとき、偏光ビームスプリッタ６３に入射する光は、ほとんどがＰ偏光の光の成分であるので、このＲＢＰとＴＢＰとの比は、偏光ビームスプリッタ６３に入射する全光量に対して、光ディスク６７側とモニタ用光検出器６４側に分岐するそれぞれの光量の比と等しい。したがって、モニタ用光検出器６４で受光する光の光量を一定に保つように、図示しない光量制御手段によって、光源６１から発射する光の光量を制御することで、光ディスク５７の情報記録面に集光させる光の光量を一定に保つことができる。
【００５９】
また、光源６１と偏光ビームスプリッタ６３との間の光路中にワイヤグリッド型偏光子５５を配置する代わりに、偏光ビームスプリッタ６３とモニタ用光検出器６４との間の光路中に同じ機能を有するワイヤグリッド型偏光子５６を配置してもよい。さらに、光源６１と偏光ビームスプリッタ６３との間の光路中にワイヤグリッド型偏光子５５を配置するとともに、偏光ビームスプリッタ６３とモニタ用光検出器６４との間の光路中にワイヤグリッド型偏光子５６を配置してもよい。このようにすると、モニタ用光検出器６４で検出される光に重畳するノイズとなる光成分を低減させることもでき、より安定した記録・再生が可能な光ヘッド装置を実現できる。
【００６０】
光ヘッド装置の構成は、図７（ａ）に限らず、図７（ｂ）に示す光ヘッド装置６０ｂの構成であってもよい。光ヘッド装置６０ｂは、光ヘッド装置６０ａに対して、光源からワイヤグリッド型偏光子に至るまでの光路が異なる以外は同じ構成であり、光ヘッド装置６０ａと同じものには同じ番号を付して、説明の重複を避ける。光ヘッド装置６０ｂは、特定の波長帯の光を発射する光源６１ａ、６１ｂがそれぞれ独立に配置されたものであり、例えば、ダイクロイックプリズム６２によって、例えば、光源６１ａから発射する４０５ｎｍ波長帯の光は直進透過させ、光源６１ｂから発射する６６０ｎｍ波長帯の光は反射させ、これらの波長の光の光軸をほぼ揃えるように調整するものである。したがって、ワイヤグリッド型偏光子５５に入射する、複数の波長帯の光は、光ヘッド装置６０ａと同じ光路を辿って、モニタ用光検出器６４および光検出器６８へ到達する。
【００６１】
また、さらに、もう一つの波長帯の光、例えばＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯の光を発射する光源があって、互いに異なる３つの波長帯の光に共通する光路中にワイヤグリッド型偏光子５５を配置し、各波長の光に対して所望の特性を得るものであってもよい。例えば、光ヘッド装置６０ａの光源６１が、３つの波長帯の光を発射する半導体レーザであったり、光ヘッド装置６０ｂの光源６１ｂは、２つの波長帯の光を発射する半導体レーザであったりしてもよい。なお、４０５ｎｍ波長帯は３８５ｎｍ〜４３０ｎｍ、６６０ｎｍ波長帯は６３０ｎｍ〜６９０ｎｍ、７８５ｎｍ波長帯は７６０ｎｍ〜８１０ｎｍの範囲とする。
【００６２】
図８は、本実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子１０、３０または５０を用いた別の光ヘッド装置７０の構成を示す模式図である。図８において、とくに、ワイヤグリッド型偏光子１０、３０または５０に相当するワイヤグリッド型偏光子５５は、ＢＤ用／ＤＶＤ用／ＣＤ用の３つの異なる波長帯の光に共通する光路中に配置される。光ヘッド装置７０は、４０５ｎｍ波長帯の光を発射する光源７１ａと、６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光を発射する光源７１ｂとを有し、４０５ｎｍ波長帯の光を透過させるとともに、６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光を反射させるダイクロイックプリズム７２によって、これら３つの波長帯の光の光軸をほぼ揃えて、ワイヤグリッド型偏光子５５に入射する。このとき、入射する光のうち、特定の偏光方向（例えばＰ偏光）の光の成分が大部分となるように光源７１ａ、７１ｂを調整すると、光利用効率が高くなり好ましい。
【００６３】
ここで、ワイヤグリッド型偏光子５５は、Ｐ偏光の光を透過し、Ｐ偏光と直交するＳ偏光の光を遮断するので、Ｐ偏光の光が偏光ビームスプリッタ７３を透過し、コリメータレンズ７４で平行光となって、ダイクロイックプリズム７５に入射する。なお、コリメータレンズ７４は、発散（収束）光を平行光とすることで、複数の波長帯の光の光路長を容易に変更できる。ダイクロイックプリズム７５は、例えば、４０５ｎｍ波長帯の光を反射し、６６０ｎｍ波長帯および７８５ｎｍ波長体の光を直進透過させる機能を有する。つまり、この場合、光ディスク７９ａはＢＤに相当し、光ディスク７９ｂはＤＶＤ／ＣＤに相当する。ダイクロイックプリズム７５で反射された４０５ｎｍ波長帯の光は１／４波長板７７ａおよび対物レンズ７８ａを透過して光ディスク７９ａの情報記録層に集光する。また、ダイクロイックプリズム７５を直進透過した６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光は、反射ミラー７６で反射し、１／４波長板７７ｂおよび対物レンズ７８ｂを透過して光ディスク７９ｂの情報記録層に集光する。
【００６４】
光ディスク７９ａ、７９ｂを反射した各波長帯の光は、対物レンズ７８ａ、７８ｂを透過し、１／４波長板７７ａ、７７ｂを透過してＳ偏光の光となる。そして、各波長帯のＳ偏光の光は、往路とは逆方向の光路を辿り、偏光ビームスプリッタ７３で反射して、光検出器８０に集光する。また、図示しないが、光ヘッド装置７０において、例えば、モニタ用光検出器を、光検出器８０と偏光ビームスプリッタ７３との並びの延長光路上に備えてもよい。その場合、偏光ビームスプリッタ７３とモニタ用光検出器との間の光路中に図示しないが、ワイヤグリッド型偏光子５５と同機能を有するワイヤグリッド型偏光子が備えられてもよい。
【００６５】
このように、例示した光ヘッド装置６０ａ、６０ｂ、７０において、ワイヤグリッド型偏光子５５に、４０５ｎｍ波長帯の光だけでなく、６６０ｎｍ波長帯の光および／または７８５ｎｍ波長帯の光が入射する場合、ワイヤグリッド型偏光子５５、５６は、これらの波長帯の光に対して十分な偏光透過率、偏光分離能を有しているとよい。十分な偏光透過率とは、上記の説明のようにＰ偏光の光を透過させる偏光方向の光とすると、６６０ｎｍ波長帯および７８５ｎｍ波長帯において、Ｔｐ（１−Ｔｓ）≧０．９４の関係を満たすことが好ましく、さらに、４０５ｎｍ波長帯においてＴｐ（１−Ｔｓ）≧０．８５の関係を満たすとより好ましい。
【００６６】
なお、光ヘッド装置６０ａ、６０ｂ、７０では、ワイヤグリッド型偏光子５５、５６を配置する例を示したが、これに限らない。例えば、３つの波長帯の光を用いる光ヘッド装置において、異なる光路であるＢＤ用の光路、ＤＶＤ／ＣＤ用の光路において、異なる偏光成分の光を使用する目的などで、光ヘッド装置中に複数のワイヤグリッド型偏光子を用いてもよい。さらに、吸収機能を発生するワイヤグリッド型偏光子を、複数の波長帯の光に共通する光路中に配置して、例えば、４０５ｎｍ波長帯の光に対して偏光子としての機能を発生させ、６６０ｎｍ波長帯の光および／または７８５ｎｍ波長帯の光に対して、偏光方向による大きな偏光透過率の隔たりがなく透過させる、波長選択性の機能を発生させてもよい。
【実施例】
【００６７】
（第１の実施形態に係る反射型ワイヤグリッド型偏光子の実施例：実施例１〜８）
（実施例１〜実施例７）
本実施例では、第１の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子１０について、入射する光のうち、Ｐ偏光の光に対して高い偏光透過率を得るとともに、Ｓ偏光の光に対して低い偏光透過率が得られるように設計する。まず、図１に示すワイヤグリッド型偏光子１０における透光性基板１１に相当する石英ガラス基板の一方の面に、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２とを交互に積層した反射防止膜１３を形成する。その後、反射防止膜１３と対向する面にＵＶ光硬化性樹脂を塗布し、スピンコーターによって均一な膜厚とする。
【００６８】
次に、断面が三角形状または台形形状となる溝の深さが１２０ｎｍ、溝の幅が３６ｎｍ、三角形状または台形形状となるピッチが１２０ｎｍの格子形状を有する、Ｓｉからなるモールド金型をＵＶ光硬化性樹脂に押し当てる。そして、モールド金型を押し当てた状態で、波長約３６５ｎｍのＵＶ光を露光し、ＵＶ光硬化性樹脂を硬化させる。そして、ＵＶ光硬化性樹脂をエッチングして石英ガラス基板にモールド金型と同じ形状を転写することによって、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍのグリッド構造層１１ａを得る。このとき、溝の底部の幅のみが異なるモールド金型を複数用意し、溝の底部の幅に相当するグリッド構造層１１ａの頭頂部の幅Ｗｔ［ｎｍ］が異なる複数の透光性基板１１を得る。そして、Ａｌの蒸着角度θ［°］、Ａｌの蒸着膜厚Ｔ［ｎｍ］を変化させて、表１に示す実施例１〜実施例７の条件を与える。なお、Ｗｔ＝０（実施例１）の場合、グリッド構造層１１ａの断面形状は三角形状となる。
【００６９】
【表１】
2011113631.tif 000003
【００７０】
実施例１〜７の構造を有するワイヤグリッド型偏光子１０について、透光性基板１１の平面の法線方向から波長λ＝４０５ｎｍの光、波長λ＝６６０の光および波長λ＝７８５ｎｍの光を入射させ、各波長における、Ｐ偏光の光の偏光透過率ＴｐおよびＳ偏光の光の偏光透過率Ｔｓを計算した結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
2011113631.tif 000004
【００７２】
この結果より、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光に対し、Ｔｐ（１−Ｔｓ）は、いずれも約０．９４以上を示し、高い偏光分離能が得られる。また、４０５ｎｍの光に対し、実施例１〜実施例３、つまり頭頂部の幅Ｗｔが１０ｎｍ以下の条件において、Ｔｐ（１−Ｔｓ）は、いずれも約０．８５以上の高い偏光分離能が得られる。このように、グリッド構造層１１ａの断面は、台形形状である場合、頭頂部が３０ｎｍ以下であると６６０ｎｍの光、７８５ｎｍの光に対して所望の高い偏光分離能が得られ、１０ｎｍ以下であるとさらに、４０５ｎｍの光に対しても所望の高い偏光分離能が得られる。
【００７３】
また、図９（ａ）には、実施例１のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図９（ｂ）には、実施例１のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、広い波長範囲にわたって高いＴｐおよび低いＴｓが得られ、さらに高いＴｐ（１−Ｔｓ）の値を得ることができる。具体的に、波長が５４５ｎｍ以上の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．９４以上となる。また、波長が３７０ｎｍ以上の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となる。
【００７４】
（実施例８）
次に、実施例８として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、Ａｌの膜厚Ｔ＝３０ｎｍとして、蒸着角度θを３０〜６０［°］の範囲で変えて、得られたワイヤグリッド型偏光子に対して、波長４０５ｎｍの光を入射したときの偏光透過率（Ｔｐ，Ｔｓ）、偏光分離能をシミュレーションした結果を、それぞれ、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示す。
【００７５】
図１０（ａ）は、蒸着角度θに対する偏光透過率Ｔｓ，Ｔｐの特性を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、蒸着角度θに対する偏光分離能Ｔｐ（１−Ｔｓ）の特性を示すグラフである。この結果より、本実施例では、蒸着角度θが４９．６°において最も高い偏光分離能を示すことが確認できた。そして、この最適となる蒸着角度θｔ［°］を与えるとき、θｔを基準にして、角度の変化量Δθが８［°］以内であれば、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となるので、好ましく、５［°］以内であればより好ましい。
【００７６】
（第１の実施形態に係る吸収型ワイヤグリッド型偏光子の実施例：実施例９〜１５）
（実施例９）
本実施例では、実施例９として、第１の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子１０について、入射する光のうち、Ｐ偏光の光に対して高い偏光透過率Ｔｐを得るとともに、Ｓ偏光の光に対して、光を吸収することで低い偏光透過率Ｔｓが得られるように設計する。入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０としては、金属部１２としてＧｅをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例１〜実施例８とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。
【００７７】
次に、実施例９として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、Ｇｅの膜厚Ｔ＝２０ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。そして、得られたワイヤグリッド型偏光子に対して、４０５ｎｍの光、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光を入射したときの偏光透過率（Ｔｐ，Ｔｓ）、偏光分離能の指標であるＴｐ（１−Ｔｓ）のシミュレーション結果を表３に示す。また、図１１（ａ）には、実施例９のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１１（ｂ）には、実施例９のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。
【００７８】
【表３】
2011113631.tif 000005
【００７９】
この結果より、本実施例では、入射する光の波長が６００ｎｍ以下において高い偏光分離能を示す。とくに、４０５ｎｍの光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．９１５と高い値を示すことが確認できる。また、波長が３１０〜５９０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００８０】
（実施例１０）
本実施例では、入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２としてＧｅの代わりにａ−Ｓｉをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例９とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。具体的に、実施例１０として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、ａ−Ｓｉの膜厚Ｔ＝２５ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。
【００８１】
そして、図１２（ａ）には、実施例１０のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１２（ｂ）には、実施例１０のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、本実施例では、波長が３７０〜４９０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００８２】
（実施例１１）
本実施例では、入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２としてＧｅの代わりにＭｏをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例９とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。具体的に、実施例１１として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、Ｍｏの膜厚Ｔ＝２５ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。
【００８３】
そして、図１３（ａ）には、実施例１１のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１３（ｂ）には、実施例１１のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、本実施例では、波長が３６０〜７９０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００８４】
（実施例１２）
本実施例では、入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２としてＧｅの代わりにＯｓをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例９とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。具体的に、実施例１２として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、Ｏｓの膜厚Ｔ＝２５ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。
【００８５】
そして、図１４（ａ）には、実施例１２のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１４（ｂ）には、実施例１２のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、本実施例では、波長が３６０〜５６０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００８６】
（実施例１３）
本実施例では、入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２としてＧｅの代わりにＰｂＳをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例９とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。具体的に、実施例１３として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、ＰｂＳの膜厚Ｔ＝２５ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。
【００８７】
そして、図１５（ａ）には、実施例１３のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１５（ｂ）には、実施例１３のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、本実施例では、波長が３６０〜５４０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００８８】
（実施例１４）
本実施例では、入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２としてＧｅの代わりにＳｉＧｅをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例９とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。なお、ＳｉＧｅは、ＳｉとＧｅの組成比が６５：３５の割合のものを用いる。具体的に、実施例１４として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、ＳｉＧｅの膜厚Ｔ＝２５ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。
【００８９】
そして、図１６（ａ）には、実施例１４のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１６（ｂ）には、実施例１４のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、本実施例では、波長が３６０〜４４０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００９０】
（実施例１５）
本実施例では、入射するＳ偏光の光を吸収する吸収型のワイヤグリッド型偏光子１０の金属部１２としてＧｅの代わりにＷをグリッド構造層１１ａに蒸着するところが実施例９とは異なるが、その他の基本的な構成、製造方法は同じである。具体的に、実施例１５として、実施例１と同様の方法で、石英ガラス面に、高さＨ＝１２０ｎｍ、幅Ｗ＝３６ｎｍ、ピッチＰ＝１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）となる、断面が三角形状のグリッド構造層１１ａを得る。そして、Ｗの膜厚Ｔ＝２５ｎｍ、蒸着角度θを４４°として、金属部１２を形成し、ワイヤグリッド型偏光子を得る。
【００９１】
そして、図１７（ａ）には、実施例１５のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１７（ｂ）には、実施例１５のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。この結果より、本実施例では、波長が３６０〜７２０ｎｍの範囲の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となることが確認できる。
【００９２】
（第２の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子の実施例：実施例１６）
本実施例では、実施例１６として、第２の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子３０について、入射する光のうち、Ｐ偏光の光に対して高い偏光透過率Ｔｐを得るとともに、Ｓ偏光の光に対して低い偏光透過率Ｔｓが得られるように設計する。入射するＳ偏光の光を反射する反射型のワイヤグリッド型偏光子３０としては、透光性基板３１を構成する、第１の光学材料部として石英ガラス基板を有し、第２の光学材料部として、硬化後の屈折率が１．５となる透明樹脂を用いる。
【００９３】
まず、図３に示すワイヤグリッド型偏光子３０における第１の光学材料部３１ａに相当する屈折率約１．５の石英ガラス基板の一方の面に、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２とを交互に積層した反射防止膜３３を形成する。その後、反射防止膜３３と対向する面にＵＶ光硬化性樹脂を塗布し、スピンコーターによって均一な膜厚とする。
【００９４】
次に、断面が三角形状となる溝の深さが１２０ｎｍ、溝の幅が３６ｎｍ、三角形状となるピッチが１２０ｎｍの格子形状を有する、Ｓｉからなるモールド金型をＵＶ光硬化性樹脂に押し当てる。そして、モールド金型を押し当てた状態で、波長約３６５ｎｍのＵＶ光を露光し、ＵＶ光硬化性樹脂を硬化させ、グリッド構造層３１ｃを有する第２の光学材料部３１ｂを得る。このとき、ＵＶ光硬化性樹脂の屈折率は約１．５である。次に、金属部３２としてＡｌをグリッド構造層３１ｃに蒸着角度θ＝４４°で厚さＴ＝３６ｎｍ蒸着することで実施例１と同様の光学特性を有するワイヤグリッド型偏光子３０を得ることができる。
【００９５】
（第３の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子の実施例：実施例１７）
本実施例では、実施例１７として、第３の実施形態に係るワイヤグリッド型偏光子５０について、入射する光のうち、Ｐ偏光の光に対して高い偏光透過率Ｔｐを得るとともに、Ｓ偏光の光に対して低い偏光透過率Ｔｓが得られるように設計する。入射するＳ偏光の光を反射する反射型のワイヤグリッド型偏光子５０としては、第１の光学材料部３１ａとして石英ガラス基板を有し、第２の光学材料部３２ｂとして、硬化後の屈折率が１．５となる透明樹脂を用いる。
【００９６】
まず、図５に示すワイヤグリッド型偏光子５０における第１の光学材料部３１ａに相当する屈折率約１．５の石英ガラス基板の一方の面に、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２とを交互に積層した反射防止膜３３を形成する。その後、反射防止膜３３と対向する面にＵＶ光硬化性樹脂を塗布し、スピンコーターによって均一な膜厚とする。
【００９７】
次に、断面が三角形状となる溝の深さが１２０ｎｍ、溝の幅が３６ｎｍ、三角形状となるピッチが１２０ｎｍ（デューティ：Ｗ／Ｐ＝０．３）の格子形状を有する、Ｓｉからなるモールド金型をＵＶ光硬化性樹脂に押し当てる。そして、モールド金型を押し当てた状態で、波長約３６５ｎｍのＵＶ光を露光し、ＵＶ光硬化性樹脂を硬化させ、グリッド構造層３１ｃを有する第２の光学材料部３１ｂを得る。このとき、ＵＶ光硬化性樹脂の屈折率は約１．５である。次に、第２の光学材料部３１ｂのグリッド構造層３１ｃ側に、厚さＤが約１０ｎｍとなるように保護膜５１ａとなるＳｉＯ２を形成し、透光性基板５１を得る。そして、金属部５２としてＡｌをＳｉＯ２上に蒸着角度θ＝５０°で厚さＴ＝２７ｎｍ蒸着して、ワイヤグリッド型偏光子５０を得ることができる。
【００９８】
そして、本実施例で得られたワイヤグリッド型偏光子に対して、４０５ｎｍの光、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光を入射したときの偏光透過率（Ｔｐ，Ｔｓ）、偏光分離能の指標であるＴｐ（１−Ｔｓ）のシミュレーション結果を表４に示す。また、図１８（ａ）には、実施例１７のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とするとき、縦軸にＴｐおよびＴｓを与えたグラフを示す。さらに、図１８（ｂ）には、実施例１７のワイヤグリッド型偏光子について、横軸を波長λとして３００〜９００ｎｍの範囲とし、縦軸にＴｐ（１−Ｔｓ）を与えたグラフを示す。
【００９９】
【表４】
2011113631.tif 000006
【０１００】
この結果より、本実施例では、入射する光の波長が３００〜９００ｎｍにおいて高い偏光分離能を示すことが確認できた。具体的に、波長が４９０ｎｍ以上の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．９４以上となる。また、波長が３６０ｎｍ以上の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が０．８５以上となる。また、第２の光学材料部３１ｂとなる（ＵＶ光硬化性）樹脂材料の機械的な損傷を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上のように、本発明に係るワイヤグリッド型偏光子は、入射する光のうち、互いに直交する第１の直線偏光の光と、第２の直線偏光の光のうち、とくに透過させる成分の光である第１の直線偏光の光の偏光透過率が高く、かつ、第２の直線偏光の光の偏光透過率を低くできる。とくに、光ヘッド装置に利用する波長の光に対して、所望の偏光透過率特性を有するワイヤグリッド型偏光子を用いることで、光利用効率が高く安定した記録・再生を行う光ヘッド装置を実現でき、有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、３０、５０、５５、５６、２００  ワイヤグリッド型偏光子
１１、３１、５１  透光性基板
１１ａ、３１ｃ  グリッド構造層
１２、３２、５２、２０２  金属部
１３、３３  反射防止膜
２１  加工前の透光性基板
２２、２２ａ、４１、４１ａ  （硬化性）樹脂
２３、４２  モールド金型
２４  ＵＶ光
２５  エッチングガス
３１ａ  第１の光学材料部
３１ｂ  第２の光学材料部
５１ａ  保護膜
６０ａ、６０ｂ、７０  光ヘッド装置
６１、６１ａ、６１ｂ、７１ａ、７１ｂ  光源
６２、７２、７５  ダイクロイックプリズム
６３、７３  偏光ビームスプリッタ
６４  モニタ用光検出器
６５、７７ａ、７７ｂ  １／４波長板
６６、７８ａ、７８ｂ  対物レンズ
６７、７９ａ、７９ｂ光ディスク
６８、８０  光検出器
７４  コリメータレンズ
７６  反射ミラー
２０１  透明基板
【図１】
2011113631.tif 000007
【図２】
2011113631.tif 000008
【図３】
2011113631.tif 000009
【図４】
2011113631.tif 000010
【図５】
2011113631.tif 000011
【図６】
2011113631.tif 000012
【図７】
2011113631.tif 000013
【図８】
2011113631.tif 000014
【図９】
2011113631.tif 000015
【図１０】
2011113631.tif 000016
【図１１】
2011113631.tif 000017
【図１２】
2011113631.tif 000018
【図１３】
2011113631.tif 000019
【図１４】
2011113631.tif 000020
【図１５】
2011113631.tif 000021
【図１６】
2011113631.tif 000022
【図１７】
2011113631.tif 000023
【図１８】
2011113631.tif 000024
【図１９】
2011113631.tif 000025
【図２０】
2011113631.tif 000026
【図２１】
2011113631.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月13日(2010.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、
前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、
前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と直交する第１の直線偏光の光と、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を反射し、
可視光領域を含み長波長側の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．９４以上となるワイヤグリッド型偏光子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、
前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、
前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と直交する第１の直線偏光の光と、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を吸収し、
可視光領域より短い波長の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．８５以上となるワイヤグリッド型偏光子。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と直交する第１の直線偏光の光と、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を反射し、可視光領域を含み長波長側の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．９４以上となるワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、一方の平面に、１つの方向に一定の間隔で周期的に配置されるように延伸され、断面形状が三角形または台形の格子形状からなるグリッド構造層を有する透光性基板と、前記グリッド構造層のうち１つの側面上に金属を含む金属部と、を有し、前記透光性基板に入射する光を、前記グリッド構造層の格子の長手方向と直交する第１の直線偏光の光と、前記グリッド構造層の格子の長手方向と平行する第２の直線偏光の光の成分に分け、前記第１の直線偏光の光の偏光透過率をＴｐ、前記第２の直線偏光の光の偏光透過率をＴｓとするとき、前記第２の直線偏光の光を吸収し、可視光領域より短い波長の光に対して、Ｔｐ（１−Ｔｓ）が、０．８５以上となるワイヤグリッド型偏光子を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
ここで、ワイヤグリッド型偏光子５５は、Ｐ偏光の光を透過し、Ｐ偏光と直交するＳ偏光の光を遮断するので、Ｐ偏光の光が偏光ビームスプリッタ７３を透過し、コリメータレンズ７４で平行光となって、ダイクロイックプリズム７５に入射する。なお、コリメータレンズ７４は、発散（収束）光を平行光とすることで、複数の波長帯の光の光路長を容易に変更できる。ダイクロイックプリズム７５は、例えば、４０５ｎｍ波長帯の光を反射し、６６０ｎｍ波長帯および７８５ｎｍ波長帯の光を直進透過させる機能を有する。つまり、この場合、光ディスク７９ａはＢＤに相当し、光ディスク７９ｂはＤＶＤ／ＣＤに相当する。ダイクロイックプリズム７５で反射された４０５ｎｍ波長帯の光は１／４波長板７７ａおよび対物レンズ７８ａを透過して光ディスク７９ａの情報記録層に集光する。また、ダイクロイックプリズム７５を直進透過した６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光は、反射ミラー７６で反射し、１／４波長板７７ｂおよび対物レンズ７８ｂを透過して光ディスク７９ｂの情報記録層に集光する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
実施例１〜７の構造を有するワイヤグリッド型偏光子１０について、透光性基板１１の平面の法線方向から波長λ＝４０５ｎｍの光、波長λ＝６６０ｎｍの光および波長λ＝７８５ｎｍの光を入射させ、各波長における、Ｐ偏光の光の偏光透過率ＴｐおよびＳ偏光の光の偏光透過率Ｔｓを計算した結果を表２に示す。