(57)【要約】【課題】反射干渉縞や散乱光による直接干渉縞へのノイズ重畳或いはコントラスト低下を防止して、高品質の回折格子を製造することができる方法を提供する。【解決手段】レーザ光３１を２本の光束３１１及び３１２に分割し、基板２３の上面に形成した感光層２５にそれぞれ入射させて直接干渉縞３２を形成することにより、感光層２５に平行縞パターンを形成する、ホログラフィック露光法による回折格子製造方法において、基板２３の下面にレーザ光３１を反射させる反射鏡２６を設け、反射鏡２６で反射された２本の光束３１１及び３１２（反射光束３３１及び３３２）によって、直接干渉縞３２の周期及び位相の一致する反射干渉縞３４を感光層２５に形成させる。【選択図】図３
2015055683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長を有するコヒーレントな光束を２本の光束に分割し、所定の厚さの基板の上面に形成した感光層にそれぞれ入射させて干渉縞を形成することにより、該感光層に平行縞パターンを形成する、ホログラフィック露光法による回折格子製造方法において、
a)前記基板の下面に、前記光束を反射する反射鏡を設け、
b)前記基板内に進入し、前記反射鏡で反射された前記２本の光束によって、前記干渉縞の周期及び位相の一致する干渉縞が前記感光層に形成されるように、前記波長、前記２本の光束の各々の前記感光層への入射角、前記基板の厚さ及び屈折率を設定する
ことを特徴とする回折格子製造方法。
【請求項２】
前記２本の光束を同一の入射角で前記感光層に入射させるとき、前記光束の波長λ、前記基板の屈折率n、任意の正の整数N及びMに対して、
【数１】
2015055683.tif 000041
【数２】
2015055683.tif 000042
を満足するように、前記基板の厚さh、前記２本の光束の前記感光層への入射角θが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子製造方法。
【請求項３】
所定の波長を有するコヒーレントな光束を２本の光束に分割し、所定の厚さの基板の上面に形成した感光層にそれぞれ入射させて干渉縞を形成することにより、該感光層に平行縞パターンを形成する、ホログラフィック露光法による回折格子製造方法において、
a)前記基板の下面に、通過する光束の位相をπ/2だけ変化させる１／４位相板を設け、
b)前記１／４位相板の下面に、前記光束を反射させる反射鏡を設け、
c)前記感光層に入射する際の前記２本の光束の偏光が、共にＳ偏光となる、又は共にＰ偏光となるように入射光学系を設定し、
d)前記基板及び前記１／４位相板を通過し、前記反射鏡で反射され、再度該１／４位相板を通過した前記２本の光束によって、前記干渉縞の周期と一致し、位相が半周期分ずれた干渉縞を前記感光層に形成されるように、前記波長、前記２本の光束の各々の前記感光層への入射角、前記基板の厚さ及び屈折率を設定する
ことを特徴とする回折格子製造方法。
【請求項４】
前記２本の光束を同一の入射角で前記基板に入射させるとき、前記波長λ、前記基板の屈折率n、任意の正の整数N及びMに対して、
【数３】
2015055683.tif 000043
【数４】
2015055683.tif 000044
を満足するように、前記基板の厚さh、前記２本の光束の前記感光層への入射角θが設定されていることを特徴とする請求項３に記載の回折格子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレントな２光束の干渉縞により回折格子を製造する方法、すなわちホログラフィック露光法により回折格子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子を製造する方法の１つにホログラフィック露光法がある。図１を用いて、ホログラフィック露光法の原理を説明する。図１(a)はこの露光法を示す全体図であり、(b)は基板付近の拡大図である。
【０００３】
まず、基板１１の上面に感光剤を塗布することにより感光層１２を形成する。次に、コヒーレントな光束１３をビームスプリッタ１４により２本の光束１３１及び１３２に分割し、これら２本の光束１３１及び１３２が感光層１２の表面で重なるようにその表面に照射する。これにより、光束１３１と光束１３２が干渉して感光層１２の表面に干渉縞１５が形成され、感光層１２が干渉縞１５内の光の強弱に応じて感光する。
このように感光層１２を感光させた後に現像すると、感光層１２には干渉縞１５のパターンに応じて基板１１が露出する部分と感光剤が残る部分がそれぞれ縞状に形成される。そして、残された感光剤をマスクとして基板１１の上面をイオンビーム等によりエッチングすることにより、この基板１１上面に縞状の凹凸パターン、即ち回折格子の溝が形成される。
【０００４】
この方法においては、感光層１２に到達する光束１３１及び１３２の一部は感光層１２を通過して基板１１内に入る（これらを通過光束１６１及び１６２と呼ぶ）。これら通過光束１６１及び１６２のうちの一部は基板１１の下面１１１により反射され（これらを反射光束１７１及び１７２と呼ぶ）、再び感光層１２に入射する。これら反射光束１７１と反射光束１７２が感光層１２において干渉することにより、それにより生成される干渉縞（これを反射干渉縞と呼ぶ）が入射光束により直接生成される干渉縞１５（これを直接干渉縞１５と呼ぶ）にノイズとして重畳され、直接干渉縞を乱してしまう。
【０００５】
特許文献１には、図２(a)に示すように、ホログラフィック露光を実施する際に基板下面に黒色の塗料１８を塗布しておくことが記載されている。これにより、通過光束１６１、１６２を黒色塗料１８で吸収することができ、感光層１２に入射する反射光束１７１、１７２を抑制することができる。また、この文献には、図２(b)に示すように、基板下面をすりガラス状にすることも記載されている。これにより、すりガラス状下面１９において通過光束１６１、１６２を散乱させることができるため、反射光束同士の干渉によってノイズ干渉縞が形成されることを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平07-098404号公報（[0007]〜[0015], 図1）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、黒色塗料は通過光束を完全には吸収することができないため、反射干渉縞を完全には防ぐことができない。また、基板下面をすりガラス状にした場合、反射干渉縞を防止することはできるが、散乱光が感光層全体にほぼ一様な強度で入射するため、直接干渉縞のコントラストを低下させる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、反射干渉縞や散乱光による直接干渉縞へのノイズ重畳或いはコントラスト低下を防止して、高品質の回折格子を製造することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された第一発明は、
所定の波長を有するコヒーレントな光束を２本の光束に分割し、所定の厚さの基板の上面に形成した感光層にそれぞれ入射させて干渉縞を形成することにより、該感光層に平行縞パターンを形成する、ホログラフィック露光法による回折格子製造方法において、
a)前記基板の下面に、前記光束を反射する反射鏡を設け、
b)前記基板内に進入し、前記反射鏡で反射された前記２本の光束によって、前記干渉縞の周期及び位相の一致する干渉縞が前記感光層に形成されるように、前記波長、前記２本の光束の各々の前記感光層への入射角、前記基板の厚さ及び屈折率を設定する
ことを特徴とする。
【００１０】
本願では便宜上、基板の「上面」及び「下面」という表現を用いるが、これは基板の向きを限定するものではなく、基板の２つの面を区別するに過ぎない。
【００１１】
第一発明に係る回折格子製造方法では、反射光束によって形成される反射干渉縞を、入射光束によって形成される直接干渉縞に、その周期と位相において一致させる。これにより、反射干渉縞が直接干渉縞を乱すことがなくなると共に、直接干渉縞のコントラストが高まるため、高精度の回折格子を製造することが可能となる。
【００１２】
なお、前記反射鏡としては、金属膜でも誘電体多層膜でも、前記波長の光束を反射するものであれば、どのようなものを用いても構わない。
【００１３】
また、前記２本の光束を同一の入射角で前記感光層に入射させる場合、反射干渉縞の周期及び位相を直接干渉縞のそれらに一致させるには、以下の式を満足するようにすれば良い。
【数１】
2015055683.tif 000003
【数２】
2015055683.tif 000004
ただし、λは前記波長、θは前記２本の光束の前記感光層への入射角、hは前記基板の厚さ、nは前記基板の屈折率、N及びMは任意の正の整数である。
【００１４】
また、上記課題を解決するために成された第二発明は、
所定の波長を有するコヒーレントな光束を２本の光束に分割し、所定の厚さの基板の上面に形成した感光層にそれぞれ入射させて干渉縞を形成することにより、該感光層に平行縞パターンを形成する、ホログラフィック露光法による回折格子製造方法において、
a)前記基板の下面に、通過する光束の位相をπ/2だけ変化させる１／４位相板を設け、
b)前記１／４位相板の下面に、前記光束を反射させる反射鏡を設け、
c)前記感光層に入射する際の前記２本の光束の偏光が、共にＳ偏光となる、又は共にＰ偏光となるように入射光学系を設定し、
d)前記基板及び前記１／４位相板を通過し、前記反射鏡で反射され、再度該１／４位相板を通過した前記２本の光束によって、前記干渉縞の周期と一致し、位相が半周期分ずれた干渉縞を前記感光層に形成されるように、前記波長、前記２本の光束の各々の前記感光層への入射角、前記基板の厚さ及び屈折率を設定する
ことを特徴とする。
【００１５】
Ｓ偏光の光は、１／４位相板を通過することにより、円偏光に変換され、反射鏡で反射された後再度１／４位相板を通過することにより、Ｐ偏光に変換される。Ｐ偏光の光が１／４位相板を通過する場合も同様に、一度目の通過で円偏光に変換され、二度目の通過でＳ偏光に変換される。
【００１６】
第二発明に係る回折格子製造方法では、基板の下面に１／４位相板と反射鏡がこの順序で配置される。そのため、基板内に進入した２本の入射光束は、１／４位相板を通過し、反射鏡によって反射された後、再度、１／４位相板を通過する。
例えば２本の入射光束が共にＳ偏光である場合、Ｓ偏光の直接干渉縞が形成される一方、これら２本の入射光束が１／４位相板を２度通過することにより、共にＰ偏光に変換され、Ｐ偏光の反射干渉縞が形成される。２本の入射光束が共にＰ偏光である場合には、Ｐ偏光の直接干渉縞とＳ偏光の反射干渉縞が形成される。
そのため、感光層では偏光方向の直交する直接干渉縞と反射干渉縞が形成される。
【００１７】
第二発明に係る回折格子製造方法は、このように、直接干渉縞と反射干渉縞の偏光方向を直交させ、これらが互いに干渉しないようにしたうえで、直接干渉縞と反射干渉縞の周期を一致させつつ、これらの位相を半周期分ずらすことにより、直接干渉縞と同周期の反射干渉縞が、直接干渉縞の中間に現れるようにしたものである。これにより、直接干渉縞だけで露光する従来の方法の半分の周期の干渉縞を形成することができる。
この第二発明の回折格子製造方法においても、反射干渉縞はノイズにはならず、反射光束によるコントラストの低下も生じないため、高精度の回折格子を製造することが可能となる。
【００１８】
なお、前記２本の光束が同一の入射角で前記感光層に入射される場合、反射干渉縞の周期を直接干渉縞のそれと一致させ、反射干渉縞の位相を直接干渉縞のそれから半周期分ずらすには、以下の式を満足するようにすれば良い。
【数３】
2015055683.tif 000005
【数４】
2015055683.tif 000006
ただし、λは前記波長、θは前記２本の光束の前記感光層への入射角、hは前記基板の厚さ、nは前記基板の屈折率、N及びMは任意の正の整数である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る回折格子製造方法では、反射光束による反射干渉縞は、入射光束による直接干渉縞のコントラストをより高めるため、若しくは干渉縞の周期を増やすために用いられ、ノイズとしては現れない。そのため、高精度の回折格子の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ホログラフィック露光法の原理を説明するための図。
【図２】反射干渉縞によるノイズを防ぐための従来の方法を示す縦断面図。
【図３】第一発明に係る回折格子製造方法の一実施例によるホログラフィック露光法の原理を説明するための概略構成図(a)及び縦断面図(b)。
【図４】露光後の回折格子製造方法の工程を示す縦断面図。
【図５】第二発明に係る回折格子製造方法の一実施例によるホログラフィック露光法の原理を説明するための概略構成図(a)及び縦断面図(b)。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２１】
第一発明に係る回折格子製造方法の一実施例を図３を用いて説明する。
図３(a)に示す露光装置は、レーザ光を出射するレーザ光源２１と、レーザ光源２１から出射されるレーザ光３１を、２本の光束３１１及び３１２に分割するビームスプリッタ２２と、これら２本の光束３１１及び３１２を基板（平行基板）２３に導く反射鏡２４１及び２４２と、を有する。
【００２２】
本実施例の回折格子製造方法では、レーザ光３１に感光する材料から成る感光層２５を基板２３の上面に形成し、基板２３の下面に、レーザ光３１を反射する反射鏡２６を設けた後、基板２３を所定の位置に固定する。
【００２３】
基板２３を固定した後、レーザ光源２１からレーザ光３１を出射する。レーザ光３１はビームスプリッタ２２によって２本の光束３１１及び３１２に分割され、基板２３の上面に形成された感光層２５に入射される。これにより、光束３１１及び３１２が干渉して平行線状の干渉縞（直接干渉縞）３２が感光層２５に形成される（図３(b)）。
【００２４】
この際、光束３１１の一部は、感光層２５及び基板２３の上面を通過して、基板２３の内部に進入し、基板２３の下面で反射鏡２６により反射される。光束３１２も同様に、感光層２５及び基板２３の上面を通過して基板２３の内部に進入し、基板２３の下面で反射鏡２６により反射される。このように基板２３の下面で反射した光束３１１及び３１２（反射光束３３１及び３３２）が互いに干渉することにより、干渉縞（反射干渉縞）３４が感光層２５に形成される。
【００２５】
次に、直接干渉縞３２と反射干渉縞３４がどのように形成されるかを、式を用いて具体的に説明する。以下、光束３１１及び３１２を共にＳ偏光とし、これらの光束が同一強度、同一位相、同一入射角で感光層２５に入射されるように設定する。図３(b)に示すように、干渉縞に平行な方向（図３(b)では紙面に垂直な方向）をy軸、基板の厚さ方向をz軸、y軸及びz軸に直交する方向をx軸とする。以上の条件のもとでは、光束３１１と光束３１２の電界成分はy成分のみとなる。また、光束３１１のy方向の電界成分E1syと光束３１２のy方向の電界成分E2syは、それぞれ
【数５】
2015055683.tif 000007
【数６】
2015055683.tif 000008
となる。なお、λはレーザ光３１の波長、θは光束３１１及び３１２の感光層２５への入射角、Esは光束３１１及び３１２の電界のピーク強度である。
このとき、光束３１１及び３１２によって形成される直接干渉縞３２の強度Isは
【数７】
2015055683.tif 000009
となるので、その周期dは、
【数８】
2015055683.tif 000010
となる。
【００２６】
次に、基板２３の内部に進入した光束３１１及び３１２が基板２３の下面で反射鏡２６により反射し、再び基板２３の上面に到達することによって形成される反射干渉縞３４を考える。
【００２７】
基板２３の屈折率をn、屈折角をφとすると、屈折の法則から
【数９】
2015055683.tif 000011
となる。このとき、基板２３の内部に進入し、基板２３の下面で反射鏡２６により反射して、再び基板２３の上面に至った光束３１１（反射光束３３１）の電界成分は、
【数１０】
2015055683.tif 000012
となる。ここで、Es'は反射光束３３１の電界のピーク強度である。また、δは光束３１１が基板２３の内部を通過する間に進む位相であり、式(5)との位相差を示している。この位相差δは、
【数１１】
2015055683.tif 000013
で表される。ただし、hは基板２３の厚さである。
同様に、反射鏡２６により反射して、基板２３の上面の同じ位置に到達する光束３１２（反射光束３３２）の電界成分は、
【数１２】
2015055683.tif 000014
となる。
【００２８】
式(10)及び(12)から、反射光束３３１及び３３２によって形成される反射干渉縞３４の強度Is'は、
【数１３】
2015055683.tif 000015
となる。また、その周期d'は、
【数１４】
2015055683.tif 000016
となる。ここで、屈折の法則より上式は、
【数１５】
2015055683.tif 000017
となるため、直接干渉縞の周期dと反射干渉縞の周期d'は一致することが分かる。
【００２９】
一方、光束３１１及び３１２の基板２３の上面の入射位置と、反射鏡２６により反射して基板２３の上面に再び到達した位置とのx軸上の距離vは、
【数１６】
2015055683.tif 000018
となる。
この距離vが、直接干渉縞３２及び反射干渉縞３４の周期dの整数倍（v=d×N）になり、かつ位相差δが2πの整数倍（δ=2π×M）になるとき、すなわち、次の2つの式を満足するとき、直接干渉縞３２と反射干渉縞３４は周期と位相が一致することになる。
【数１７】
2015055683.tif 000019
【数１８】
2015055683.tif 000020
ただし、N及びMは任意の正の整数である。
【００３０】
式(17)及び(18)を整理すると、次式が成立する。
【数１９】
2015055683.tif 000021
【数２０】
2015055683.tif 000022
従って、基板２３の下面に反射鏡２６を設け、式(19)及び(20)を満足するように、基板２３の厚さhと光束３１１及び３１２の入射角θを設定することにより、反射干渉縞３４がノイズとして直接干渉縞３２に重畳されず、逆に直接干渉縞３２のコントラストを向上させることができる。
【００３１】
このように露光した後の回折格子の製造工程について、図４を用いて説明する。図４(a)のように感光層２５に平行縞パターン３５を形成した後は、反応性イオンビームエッチング等の方法を用いて平行縞パターン３５の上から基板２３の上面をエッチングし（図４(b)）、その後、平行縞パターン３５を除去することにより、基板２３の上面に格子溝が形成された回折格子３６を得ることができる（図４(b)）。また、こうして得られた回折格子３６をマスタとして、ガラス基板３７１の表面に塗布した樹脂３７２にマスタ３６を押し当てそのまま加熱硬化させることによりマスタのネガ型を転写し（ネガマスタ３７、図４(c)）、次にマスタ（回折格子）３６とネガマスタ３７を分離した後、同様に別のガラス基板３８１に塗布した樹脂３８２にネガマスタ３７の型を転写させる（図４(d)）ことにより、レプリカの回折格子３８を得ることができる（図４(e)）。
【００３２】
また、上記実施例の製造方法を、具体的に数値を示して説明する。例えば、レーザ光３１の波長λをλ=632.8nm、基板２３の屈折率nをn=1.5、任意の正の整数N及びMをそれぞれN=3160、M=3871とした場合、基板２３の厚さhと感光層２５への光束３１１及び３１２の入射角θはそれぞれ、h=1000μm、θ=59.99°となる。
以上のように各パラメータを設定したとき、形成される干渉縞（直接干渉縞３２及び反射干渉縞３４）の周期はd=365.38nmとなる。そのため、本実施例の製造方法によって製造される回折格子の1mm当たりの溝本数は2737本となる。
【００３３】
なお、本実施例では光束３１１及び３１２の偏光がＳ偏光であるものとして説明したが、他の偏光であっても同様に実施することができる。
【実施例２】
【００３４】
次に、第二発明に係る回折格子製造方法の一実施例を図５を用いて説明する。
図５(a)に示すように、本実施例の回折格子製造方法では、基板２３の上面に、レーザ光源２１から出射されるレーザ光３１に感光する材料から成る感光層２５を形成し、基板２３の下面に、１／４位相板２７及び反射鏡２６をこの順序で設ける。なお、第一実施例の回折格子製造方法では、光束３１１及び３１２の偏光はどのようなものであっても良いとしたが、本実施例の回折格子製造方法では、感光層２５に入射される時点の光束３１１及び３１２の偏光は共にＳ偏光であるか、又は共にＰ偏光であるように設定する。
【００３５】
以下、感光層２５に入射される時点の光束３１１及び３１２の偏光を共にＳ偏光とした場合について述べる。光束３１１及び３１２は同一強度、同一位相、同一入射角で感光層２５に入射されるように設定する。１／４位相板２７の厚さは、光束３１１及び３１２が１／４位相板２７を進行する際の角度に基づき、通過後に位相がπ/2だけ変化するように設定する。
【００３６】
図５(b)に示すように、干渉縞に平行な方向（図５(b)では紙面に垂直な方向）をy軸、基板の厚さ方向をz軸、y軸及びz軸に直交する方向をx軸とする。以上の条件のもとでは、光束３１１と光束３１２の電界成分はy成分のみとなる。また、光束３１１のy方向の電界成分E1syと光束３１２のy方向の電界成分E2syは、それぞれ
【数２１】
2015055683.tif 000023
【数２２】
2015055683.tif 000024
となる。なお、λはレーザ光３１の波長、θは光束３１１及び３１２の感光層２５への入射角、Esは光束３１１及び３１２の電界のピーク強度である。
また、光束３１１及び３１２によって形成される直接干渉縞３２の強度ISは
【数２３】
2015055683.tif 000025
となる。従って、直接干渉縞３２の周期dは、
【数２４】
2015055683.tif 000026
となる。
これらの式(21)〜(24)は、第一実施例で示した式(5)〜(8)と同じである。
【００３７】
一方、本実施例の回折格子製造方法では、基板２３の内部に進入したＳ偏光の光束３１１は、１／４位相板２７を通過することにより円偏光に変換され、反射鏡２６により反射した後、再び１／４位相板２７を通過することによりＰ偏光に変換され、基板２３の上面に到達する。
このＰ偏光に変換された光束３１１（反射光束３３１）の電界成分はx成分とz成分のみとなり、各々の電界成分は
【数２５】
2015055683.tif 000027
【数２６】
2015055683.tif 000028
となる。ここで、nとφはそれぞれ基板２３の屈折率と屈折角であり、Es'は反射光束３３１の電界のピーク強度である。また、δは光束３１１が基板２３の内部を通過する間に進む位相であり、式(21)との位相差を示している。この位相差δは、式(11)と同様に
【数２７】
2015055683.tif 000029
で表される。ただし、hは基板２３の厚さである。
なお、１／４位相板２７の厚さは一般に、基板２３の厚さhに対して無視できる程度に小さい。そのため、上式及び以下の式では１／４位相板２７の厚さを無視している。
【００３８】
また、基板２３の下面でＰ偏光に変換され、基板２３の上面の同じ位置に到達する光束３１２（反射光束３３２）の電界成分もx成分及びz成分のみとなる。これらの電界成分はそれぞれ
【数２８】
2015055683.tif 000030
【数２９】
2015055683.tif 000031
となる。
【００３９】
式(25)、(26)、(28)、(29)から、反射光束３３１及び３３２によって形成される反射干渉縞３４の強度Ip'は、
【数３０】
2015055683.tif 000032
となる。従って、反射干渉縞３４の周期d'は、
【数３１】
2015055683.tif 000033
となるが、屈折の法則より上式は、
【数３２】
2015055683.tif 000034
となるため、直接干渉縞３２の周期dと反射干渉縞３４の周期d'は、第一実施例と同様に一致する。
また、光束３１１及び３１２の基板２３の上面の入射位置と、反射鏡２６で反射して基板２３の上面に再び到達した位置とのx軸上の距離vもまた、第一実施例と同様に、
【数３３】
2015055683.tif 000035
となる。
【００４０】
以上のように得られた各式に対し、本実施例の回折格子製造方法では次のように位相差δと距離vを設定する。
【数３４】
2015055683.tif 000036
【数３５】
2015055683.tif 000037
式(35)は、式(27)の位相差δが2πの整数倍（δ=2π×M）になるようにしたものであり、第一実施例の式(18)と同じものである。一方、式(34)は、式(33)で得られた距離vを、直接干渉縞３２及び反射干渉縞３４の周期dの半整数倍（すなわち、v=d×(N+1/2)）とすることを示す式であり、距離vを周期dの整数倍とした第一実施例の式(17)とは異なる。
【００４１】
本実施例の回折格子製造方法では、直接干渉縞３２と反射干渉縞３４の偏光方向が直交しているため、これらの干渉縞の位相がずれていても、互いに干渉を起こさない。また、直接干渉縞３２と反射干渉縞３４の位相が半周期分だけずれることにより、直接干渉縞３２の隣接する明部と明部のちょうど中間に、同周期の反射干渉縞３４の明部が存在することになる。そのため、直接干渉縞３２に反射干渉縞３４が重畳された重畳干渉縞の周期Dは、次式に示すように、各々の干渉縞の周期dの半分となる。
【数３６】
2015055683.tif 000038
【００４２】
なお、式(34)及び(35)を整理すると、次の式が成立する。
【数３７】
2015055683.tif 000039
【数３８】
2015055683.tif 000040
以上のように、本実施例の回折格子製造方法では、反射干渉縞３４が直接干渉縞３２のノイズとならないどころか、周期が直接干渉縞３２及び反射干渉縞３４のちょうど半分となる重畳干渉縞を形成することが可能となる。
【００４３】
このように重畳干渉縞を形成し、感光層２５に平行縞パターンを形成した後は、図４に示した手法により、レプリカの回折格子３８を得ることができる。
【００４４】
なお、本実施例の回折格子製造方法では、直接干渉縞３２によって感光層２５に形成される平行縞パターンと反射干渉縞３４によって感光層２５に形成される平行縞パターンが重ならないように注意する必要がある。これらが重ならないようにするには、例えばレーザ光３１の強度や感光層２５の厚さ、露光時間等を調整すれば良い。
【００４５】
以下、上記実施例の製造方法を、具体的に数値を示して説明する。例えば、光束３１１及び３１２の感光層２５への入射時点の偏光をＳ偏光、波長λをλ=632.8nm、基板２３の屈折率nをn=1.5、任意の整数N及びMをそれぞれN=1000、M=1225とした場合、基板２３の厚さhと感光層２５への光束３１１及び３１２の入射角θはそれぞれ、h=316.48μm、θ=60.01°となる。
以上のように各パラメータを設定したとき、形成される重畳干渉縞の周期はD=182.56nmとなる。そのため、本実施例の製造方法によって製造される回折格子の1mm当たりの溝本数は5475本となる。
【００４６】
なお、本実施例では、光束３１１及び３１２の感光層２５への入射時点の偏光がＳ偏光であるとして説明したが、Ｐ偏光であっても同様に実施することができる。
【００４７】
また、本実施例では１／４位相板２７の厚さを無視して式を導出したが、１／４位相板２７の厚さを無視できない場合は、１／４位相板２７の厚さ分の距離vと位相差δの変化を加えれば、同様の式を導出することができる。その程度の拡張は、当業者であれば容易に実施可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１１…基板
１１１…下面
１２…感光層
１３…光束
１３１、１３２、３１１、３１２…光束（入射光束）
１４…ビームスプリッタ
１５…直接干渉縞
１６１、１６２…通過光束
１７１、１７２、３３１、３３２…反射光束
１８…黒色塗料
１９…すりガラス状下面
２１…レーザ光源
２２…ビームスプリッタ
２３…基板
２４１、２４２…反射鏡
２５…感光層
２６…反射鏡
２７…１／４位相板
３１…レーザ光
３２…直接干渉縞
３４…反射干渉縞
３５…平行縞パターン
３６…回折格子（マスタ）
３７…ネガマスタ
３７１、３８１…ガラス基板
３７２、３８２…樹脂
３８…レプリカ回折格子
【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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