(57)【要約】【課題】多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、多重反射光路内での光損失を抑制する。【解決手段】平行に対向する一対の反射鏡２ａ，２ｂ間に入射された光を、一対の反射鏡２ａ，２ｂ間で多重反射して出射する時間遅延素子１で、一対の反射鏡２ａ，２ｂ間に形成される多重反射光路７上に、多重反射光を集光する集光用素子８を設けた。これにより、多重反射光が集光用素子８によって集光されて広がりが抑制される。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に対向する一対の反射鏡と、
前記一対の反射鏡間への光の入射を許容する入射口と、
前記一対の反射鏡間からの光の出射を許容する出射口と、
前記入射口から入射される光が前記反射鏡間で多重反射されて前記出射口から出射される多重反射光路上に設けられて多重反射光を集光する集光用素子と、
を具備する時間遅延素子。
【請求項２】
前記集光用素子は、入射光を集光するレンズである請求項１記載の時間遅延素子。
【請求項３】
前記レンズの光軸は、多重反射光の光軸と一致するように設けられている請求項２記載の時間遅延素子。
【請求項４】
前記レンズは、一方の面に前記反射鏡が設けられた透明基板の他方の面に設けられている請求項３記載の時間遅延素子。
【請求項５】
一方の面に凹部が設けられ他方の面に前記反射鏡が設けられた一対の透明基板を具備し、
前記レンズは、前記凹部を対向させることにより前記一対の透明基板間に形成されるレンズ空間に充填される高屈折率材料によって形成されている請求項３または４記載の時間遅延素子。
【請求項６】
前記レンズによって集光される多重反射光のビームウエスト位置は、前記反射鏡上に設定されている請求項２ないし５のいずれか一に記載の時間遅延素子。
【請求項７】
前記集光用素子は、対向する前記反射鏡から離反する方向に前記反射鏡から凹んだ凹面鏡である請求項１記載の時間遅延素子。
【請求項８】
前記集光用素子は、回折格子である請求項１記載の時間遅延素子。
【請求項９】
多重反射光のビームウエスト位置は、前記一対の反射鏡間のほぼ中央に設定されている請求項２、３、４、５、７または８記載の時間遅延素子。
【請求項１０】
前記出射口に設けられて前記出射口から出射される多重反射光を被光結合部材に結合させる結合素子を具備する請求項１ないし９のいずれか一に記載の時間遅延素子。
【請求項１１】
請求項２、３、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、
フォトリソグラフィとエッチングとを用いてレンズを形成するレンズ形成ステップと、
平板状の基板の一面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、
前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、
前記入射口が形成された前記基板と前記出射口が形成された前記基板とを前記レンズを間にして対向させる組み立てステップと、
を具備する時間遅延素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項４、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、
フォトリソグラフィとエッチングとを用いて平板状の透明基板の一面側にレンズを形成するレンズ形成ステップと、
前記透明基板の他面側に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、
前記透明基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、
前記レンズが形成された一対の前記透明基板を前記レンズを対向させて組み合わせる組み立てステップと、
を具備する時間遅延素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項５、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、
フォトリソグラフィとエッチングとを用いて平板状の基板の一面側に基板表面から凹んだ凹面部を形成する凹面形成ステップと、
前記凹面部が対向するように一対の前記基板を対向配置して前記基板間にレンズ空間を形成する空間形成ステップと、
前記レンズ空間に高屈折材料を充填するレンズ形成ステップと、
前記凹面部が形成された前記基板の前記凹面部とは反対側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、
前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、
を具備する時間遅延素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、
フォトリソグラフィとエッチングとを用いて基板の一面側に凹面部を形成する凹面形成ステップと、
前記凹面部が形成された前記基板の前記凹面部側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、
前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、
前記入射口が形成された前記基板と前記出射口が形成された前記基板とを前記反射鏡を対向させて組み立てる組み立てステップと、
を具備する時間遅延素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、
フォトリソグラフィとエッチングとを用いて透明基板の両面側に突部を形成する凸部形成ステップと、
前記透明基板の前記凸部が形成された側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、
前記透明基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、
を具備する時間遅延素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項８、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、
フォトリソグラフィとエッチングとを用いて基板の一面側に回折格子を形成する格子形成ステップと、
前記回折格子が形成された前記基板の前記回折格子側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、
前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、
前記入射口が形成された前記基板と前記出射口が形成された前記基板とを前記回折格子を対向させるように組み立てる組み立てステップと、
を具備する時間遅延素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時間遅延素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信では、従来、入射光を光ファイバー内で一定距離伝播させることにより、光の伝播を遅延させるようにした時間遅延方法が用いられている。光ファイバーを用いた時間遅延方法では、光ファイバーのコアの屈折率がわかれば光の媒質中の速度から遅延させたい時間を求めることが可能であるため、光ファイバーのコアの屈折率から光ファイバーの長さを求めることができる。例えば、屈折率１．５のコアを持つ光ファイバーで、１００ｎｓの遅延をさせる場合に必要な光ファイバーの長さは２０ｍである。光ファイバーを用いた時間遅延方法では、実際に、光ファイバーを２０ｍ引き回すのではなく、巻いた状態で使用する。
【０００３】
このとき、光ファイバーの最小半径は曲がり損失などから決まっているので、最小半径以下にはできないため、巻いた状態となる。したがって、光ファイバーの方式では時間遅延素子が大きくなってしまう。
【０００４】
光の伝播を遅延させるもう一つの方法として、入射光を多重反射させる方法がある。これも上記の光ファイバーを使う方法と原理的には同じであるが、ファイバー内を伝播させるのではなく、例えば向かい合ったミラー間を何度も繰り返し反射させることによって時間遅延をさせるものである。この方法によれば、反射率を変えて一部を透過させることによって、色々な時間遅延させた信号を得ることができるという特徴がある。特開２００１−１６６２６１公報には、変調コードの１チップずつ遅らせることによって、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調コード信号の相関をとるのに用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、多重反射で時間遅延をさせる場合には、向かい合ったミラー間で光を長距離に亘って伝搬させると、ミラー間で多重反射される多重反射光が徐々に広がってしまうという不具合がある。このため、時間を遅延させることはできるが、広がった先での光結合効率が悪化してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、多重反射光路内での光損失を抑制することである。
【０００７】
本発明の目的は、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、多重反射光路内での光損失を簡易な構成で抑制することである。
【０００８】
本発明の目的は、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、多重反射光路を長くして多重反射光の伝播距離が長くなった場合にも、時間遅延素子内での光損失を抑制することである。
【０００９】
本発明の目的は、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、時間遅延素子から出射される光の被光結合部材に対する光結合効率の向上を図ることである。
【００１０】
本発明の目的は、上記の目的を実現する時間遅延素子を容易に製造することである。
【００１１】
本発明の目的は、上記の目的を実現する時間遅延素子の低コストでの大量生産を実現することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の時間遅延素子は、平行に対向する一対の反射鏡と、前記一対の反射鏡間への光の入射を許容する入射口と、前記一対の反射鏡間からの光の出射を許容する出射口と、前記入射口から入射される光が前記反射鏡間で多重反射されて前記出射口から出射される多重反射光路上に設けられて多重反射光を集光する集光用素子と、を具備する。
【００１３】
したがって、一対の反射鏡間で多重反射される多重反射光は、多重反射光路上で集光用素子によって集光されて広がりが抑制される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の時間遅延素子において、前記集光用素子は、入射光を集光するレンズである。
【００１５】
したがって、多重反射光はレンズによって集光されて広がりが抑制される。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の時間遅延素子において、前記レンズの光軸は、多重反射光の光軸と一致するように設けられている。
【００１７】
したがって、レンズによって多重反射光のコマ収差が抑えられる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の時間遅延素子において、前記レンズは、一方の面に前記反射鏡が設けられた透明基板の他方の面に設けられている。
【００１９】
したがって、反射鏡とレンズとが一体とされた透明基板とすることで、反射鏡とレンズとを容易に実装することが可能になる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の時間遅延素子において、一方の面に凹部が設けられ他方の面に前記反射鏡が設けられた一対の透明基板を具備し、前記レンズは、前記凹部を対向させることにより前記一対の透明基板間に形成されるレンズ空間に充填される高屈折率材料によって形成されている。
【００２１】
したがって、凹部を対向させるようにして対向配置させた一対の透明基板間に高屈折率材料を充填することで時間遅延素子を製造することが可能になる。また、高屈折材料を用いることにより、伝播距離を短くすることが可能になる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項２ないし５のいずれか一に記載の時間遅延素子において、前記レンズによって集光される多重反射光のビームウエスト位置は、前記反射鏡上に設定されている。
【００２３】
したがって、レンズによって集光される多重反射光のビームウエスト位置を反射鏡上に設定することにより、発散光の生成を抑制することが可能になる。また、直前の反射鏡上で集光した光を出射して、光結合効率の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の時間遅延素子において、前記集光用素子は、対向する前記反射鏡から離反する方向に前記反射鏡から凹んだ凹面鏡である。
【００２５】
したがって、多重反射光は凹面鏡によって集光されて広がりが抑制される。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の時間遅延素子において、前記集光用素子は、回折格子である。
【００２７】
したがって、多重反射光は回折格子によって集光されて広がりが抑制される。
【００２８】
請求項９記載の発明は、請求項２、３、４、５、７または８記載の時間遅延素子において、多重反射光のビームウエスト位置は、前記一対の反射鏡間のほぼ中央に設定されている。
【００２９】
したがって、集光用レンズ、凹面鏡または回折格子によって集光される多重反射光のビームウエスト位置を一対の反射鏡間のほぼ中央に設定することにより、各反射鏡で同様の反射を行なうことが可能になる。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、前記出射口に設けられて前記出射口から出射される多重反射光を被光結合部材に結合させる結合素子を具備する請求項１ないし９のいずれか一に記載の時間遅延素子。
【００３１】
したがって、時間遅延素子から出射される光の被光結合部材に対する光結合効率の向上を図ることが可能になる。
【００３２】
請求項１１記載の発明の時間遅延素子の製造方法は、請求項２、３、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、フォトリソグラフィとエッチングとを用いてレンズを形成するレンズ形成ステップと、平板状の基板の一面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、前記入射口が形成された前記基板と前記出射口が形成された前記基板とを前記レンズを間にして対向させる組み立てステップと、を具備する。
【００３３】
したがって、請求項２、３、６、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することが可能になる。
【００３４】
請求項１２記載の発明の時間遅延素子の製造方法は、請求項４、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて平板状の透明基板の一面側にレンズを形成するレンズ形成ステップと、前記透明基板の他面側に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、前記透明基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、前記レンズが形成された一対の前記透明基板を前記レンズを対向させて組み合わせる組み立てステップと、を具備する。
【００３５】
したがって、請求項４、６、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することが可能になる。
【００３６】
請求項１３記載の発明の時間遅延素子の製造方法は、請求項５、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、請求項５、６、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて平板状の基板の一面側に基板表面から凹んだ凹面部を形成する凹面形成ステップと、前記凹面部が対向するように一対の前記基板を対向配置して前記基板間にレンズ空間を形成する空間形成ステップと、前記レンズ空間に高屈折材料を充填するレンズ形成ステップと、前記凹面部が形成された前記基板の前記凹面部とは反対側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、を具備する。
【００３７】
したがって、請求項５、６、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することが可能になる。
【００３８】
請求項１４記載の発明の時間遅延素子の製造方法は、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて基板の一面側に凹面部を形成する凹面形成ステップと、前記凹面部が形成された前記基板の前記凹面部側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、前記入射口が形成された前記基板と前記出射口が形成された前記基板とを前記反射鏡を対向させて組み立てる組み立てステップと、を具備する。
【００３９】
したがって、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することが可能になる。
【００４０】
請求項１５記載の発明の時間遅延素子の製造方法は、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて透明基板の両面側に突部を形成する凸部形成ステップと、前記透明基板の前記凸部が形成された側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、前記透明基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、を具備する。
【００４１】
したがって、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することが可能になる。
【００４２】
請求項１６記載の発明の時間遅延素子の製造方法は、請求項８、９または１０記載の時間遅延素子の製造方法であって、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて基板の一面側に回折格子を形成する格子形成ステップと、前記回折格子が形成された前記基板の前記回折格子側の面に反射鏡を形成する反射鏡形成ステップと、前記基板に光の透過を許容する入射口または出射口を形成する入出射口形成ステップと、前記入射口が形成された前記基板と前記出射口が形成された前記基板とを前記回折格子を対向させるように組み立てる組み立てステップと、を具備する。
【００４３】
したがって、請求項８、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することが可能になる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態について図１を参照して説明する。本実施の形態は、時間遅延素子への適用例を示す。
【００４５】
図１は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子１は、平行に向かい合わせて配置される一対の反射鏡としての反射鏡部材２（２ａ，２ｂ）を備えている。一方の反射鏡部材２ａには入射光が透過する入射口５が形成され、他方の反射鏡部材２ｂには出射光が透過する出射口６が形成されている。一対の反射鏡部材２（２ａ，２ｂ）は、入射口５と出射口６とが最も離間する位置関係となるように向かい合わされている。
【００４６】
時間遅延素子１は、入射口５を介して入射される光を、反射鏡部材２ａ，２ｂ間で互い違いにジグザグに反射（多重反射）して、出射口６を介して外方に出射する。以降、反射鏡部材２ａ，２ｂ間で多重反射される光（多重反射光または伝播光とする）の光路を、単に、多重反射光路とし、符号７を付けて説明する。多重反射光路７の長さは入射口５に対する出射口６の位置を設定することにより調整することができ、遅延させる時間に応じて入射口５に対する出射口６の位置を設定することで任意の時間だけ遅延を行なうことができる。なお、出射口６は、入射口５が設けられる反射鏡部材２ａに形成されていてもよい。
【００４７】
この多重反射光路７上には、集光用素子（レンズ）としての集光用レンズ８が配設されている。集光用レンズ８は、反射鏡部材２ａまたは２ｂで反射された光が、次の反射鏡部材２ｂまたは２ａで反射されるまでに集光用レンズ８を通過するように、複数設けられている。本実施の形態では、入射口５から入射された光が反射鏡部材２ｂで反射される以前の多重反射光路７上、および、反射鏡部材２ａで反射された光が出射口６から出射される以前の多重反射光路７上にも集光用レンズ８が設けられている。各集光用レンズ８は、集光用レンズ８の光軸が多重反射光の光軸と一致するように、ジグザグに配設されている。また、集光用レンズ８は、反射鏡部材２間の中央に位置するように設けられている。集光用レンズ８の焦点位置は、全て、反射鏡部材２上に設定されている。
【００４８】
このような構成において、コリメートされた光を入射口５から反射鏡部材２間に入射すると、入射光は反射鏡部材２間で多重反射されて出射口６から出射される。このとき、反射鏡部材２で反射される多重反射光は、発散光となる。
【００４９】
反射鏡部材２間で多重反射される多重反射光が発散光となるため、従来では、多重反射を繰返す程多重反射光が徐々に広がってしまい、時間を遅延させることはできるが、広がった先での光結合効率が悪化してしまうという不具合を生じている。
【００５０】
これに対し、本実施の形態では、多重反射光路７上に集光用レンズ８が設けられているため、反射鏡部材２で反射されて発散光とされた多重反射光は、集光用レンズ８を通過する毎に集光される。これによって、反射鏡部材２間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される伝播光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子１の多重反射光路７内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【００５１】
また、集光用レンズ８の光軸を多重反射光の光軸と一致させることにより、多重反射光のコマ収差を抑制することができるので、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子１０で、多重反射光路７を長くして多重反射光の伝播距離が長くなった場合にも、時間遅延素子１０内での光損失を抑制することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、集光用レンズ８の焦点位置を反射鏡部材２上に設定したが、これに限るものではなく、集光用レンズ８によって集光される多重反射光のビームウエスト位置を反射鏡部材２間の中央に設定するようにしてもよい。これにより、集光用レンズ８に対して多重反射光を効果的に入射させることができ、多重反射光路７内での光損失を抑制することができる。
【００５３】
次に、本発明の第二の実施の形態について図２および図３を参照して説明する。なお、第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
【００５４】
図２は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子１０は、反射鏡として機能する反射膜１１が成膜された一対の基板１２（１２ａ，１２ｂ）を備えている。一対の基板１２ａ，１２ｂは、反射膜１１を対向させるようにして配設されている。反射膜１１は、基板１２ａ，１２ｂにおいて入射口５、出射口６となる部分には成膜されておらず、これによって、入射口５を介して反射膜１１間に光を入射させるとともに、反射膜１１間で多重反射される多重反射光を出射口６を介して出射させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態の時間遅延素子１０は、第一の実施の形態の複数の集光用レンズ８に代えて、集光用素子（レンズ）としての複数のマイクロレンズ１３を一体的に備えるレンズ基板１４を有している。レンズ基板１４は、このレンズ基板１４に設けられたマイクロレンズ１３がいずれも第一の実施の形態と同様に、自身の光軸が多重反射光の光軸と一致するように、かつ、反射膜１１間の中央に配設されるようにして、一対の基板１２ａ，１２ｂ間に配置されている。マイクロレンズ１３の焦点位置は反射膜１１上に設定されている。
【００５６】
また、出射口６が設けられている基板１２ｂの出射口６部分には、外方から出射口６を覆うように、結合素子としての結合用レンズ１５が設けられている。結合用レンズ１５は、自身の光軸が、出射口６を介して出射される光の光軸と一致するように、基板１２ｂに対して傾斜配置されている。
【００５７】
次に、時間遅延素子１０の製造方法について説明する。まず、レンズ基板１４の作製方法について説明する。ここでは、説明の簡略化のため、単一のマイクロレンズ１３を有するレンズ基板１４の作製方法について説明するが、複数のマイクロレンズ１３を作製する場合にも同様である。まず、平板状の基板１４ａに、図３（ａ）に示すように、感光性材料１６を塗布する。本実施の形態では、基板１２ａ，１２ｂとして透明なガラス基板を用いた。
【００５８】
感光性材料１６としては、通常の半導体プロセスに際して用いられるフォトレジストあるいは感光性ドライフィルムを使用することができ、具体的には、ＯＦＰＲ−８００（ポジ型レジスト）、ＯＭＲ−８５（ネガ型レジスト）等が挙げられる。本実施の形態では、ポジ型レジストを用いた。
【００５９】
なお、ポジ型あるいはネガ型の選択に応じて、レジストに形状を転写する工程（フォトリソ工程）に用いるフォトマスクの形状が変化するが、基本的な形成手順は変わらない。
【００６０】
基板１４ａに塗布する感光性材料１６の厚さは、目的とするマイクロレンズ１３の基板１４ａ表面からの高さと、後述するエッチングに際しての基板１４ａに対するエッチング速度と感光性材料１６によって形成されるレジスト１７（図３（ｂ）参照）に対するエッチング速度との比（選択比）に応じて設定する。
【００６１】
例えば、基板１４ａに対７するエッチング速度とレジスト１７に対するエッチング速度とが等しい（選択比１である）場合には、感光性材料１６の厚さを目的とするマイクロレンズ１３の高さにほぼ等しくする。また、例えば、基板１４ａに対するエッチング速度がレジスト１７に対するエッチング速度に対して２倍（選択比２）である場合には、感光性材料１６の厚さを目的とするマイクロレンズ１３の高さに対して１／２とする。
【００６２】
続いて、基板１４ａ上に所望の形状のレジスト１７を形成できるように透過率分布を設定したマスク（図示せず）を介して、感光性材料１６に対して光を照射して感光性材料１６を感光させた後、現像する。これにより、基板１４ａ上には、図３（ｂ）に示すように、所望の形状の樹脂（レジスト）１６が残る。公知の技術であるため説明を省略するが、このときに用いるマスクとしては、濃度分布をもったマスクでもよいし、所望の透過率分布をもつように微細なドットをレイアウトしたマスクでもよい。このように、目的に応じたマスクを用いることにより、基板１４ａ上に任意の形状のレジスト１７を作製することが可能となる。例えば、選択比１である場合、基板１４ａ上には、図３（ｂ）に示すように、マイクロレンズ１３と同等形状のレジスト１７が残る。
【００６３】
そして、表面にレジスト１７が設けられた基板１４ａに対して、基板１４ａの厚み方向にエッチング（異方性エッチング）を施す。エッチングの手段としては、半導体プロセスで通常用いられるドライエッチングを用いることが可能である。公知の技術であるため説明を省略するが、ドライエッチングとしては、例えば、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）、電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）等が挙げられる。ドライエッチングに用いるガスは、基板１４ａに応じて選択可能であり、例えば、基板１４ａがガラスの場合は、ＣＦ４、ＣＨＦ３等を用いることができる。また、エッチング速度やエッチングの選択性を調整するために、前述したエッチングガスにＮ２、Ｏ２、Ａｒ等のガスを混入することも可能である。
【００６４】
これにより、図３（ｃ）に示すように、複数のマイクロレンズ１３を一体的に有するレンズ基板１４を作製することができる。ここに、レンズ形成ステップが実現される。
【００６５】
また、上述のレンズ基板１４の製造方法と同様にして、基板１２ｂの一面側に、出射口６を覆うように結合用レンズ１５を作製する。
【００６６】
続いて、基板１２ａ，１２ｂの一面側に対して、入射口５または出射口６となる部分以外に、Ａｌを真空蒸着あるいはスパッタして反射膜１１を成膜する。ここに、入出射口形成ステップおよび反射鏡形成ステップが実現される。このとき、結合用レンズ１５が形成された基板に対しては、結合用レンズ１５が形成されている面とは反対側の面に反射膜１１を形成する。反射膜１１を形成する材料は、Ａｌに限るものではなく、目的とする反射率を満足するものであれば他の金属材料を用いることも可能である。なお、真空蒸着およびスパッタについては、公知の技術であるため説明を省略する。
【００６７】
そして、反射膜１１を対向させるようにして入射口５が形成された反射膜１１ａと、出射口６が形成された反射膜１１ｂとを対向配置し、反射膜１１ａ，１１ｂ間の中央に、マイクロレンズ１３が位置するようにレンズ基板１４を配置することで、時間遅延素子１０を製造する。ここに、組み立てステップが実現される。
【００６８】
このような構成において、入射口５を介して反射膜１１間に入射された光は、反射膜１１間で多重反射されて、出射口６から外部へ出射される。このとき、多重反射光は、多重反射光路７上に設けられたマイクロレンズ１３によって、マイクロレンズ１３を通過する毎に、焦点位置が反射膜１１上となるように集光される。これによって、反射膜１１間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される多重反射光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子１０の多重反射光路７内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【００６９】
また、本実施の形態の時間遅延素子１０は、基板１２ｂに出射口６を覆うようにして結合用レンズ１５が設けられているため、時間遅延素子１０から出射する光が結合される図示しない被光結合部材に対する光結合効率の向上を効果的に図ることができる。
【００７０】
さらに、複数のマイクロレンズ１３を一体的に有するレンズ基板１４とすることでレンズ基板１４の取り扱い性を向上させ、容易に組み立ることができる。
【００７１】
加えて、本実施の形態では、複数のマイクロレンズ１３を有するレンズ基板１４を反射膜１１ａ，１１ｂ間に配置することで時間遅延素子１０を製造するとともに、このレンズ基板１４をフォトリソグラフィとエッチングとによって形成することにより、時間遅延素子１０を容易に製造することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、マイクロレンズ１３の焦点位置を反射膜１１上に設定したが、これに限るものではなく、マイクロレンズ１３によって集光される多重反射光のビームウエスト位置を反射膜１１ａ，１１ｂ間の中央に設定するようにしてもよい。これにより、マイクロレンズ１３に対して多重反射光を効果的に入射させることができ、多重反射光路７内での光損失を抑制することができる。
【００７３】
次に、本発明の第三の実施の形態について図４を参照して説明する。
【００７４】
図４は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子２０は、一面側に反射鏡として機能する反射膜２１（２１ａ，２１ｂ）が設けられ、他面側にレンズ用凹部２２が形成された透明基板２３（２３ａ，２３ｂ）を備えている。透明基板２３ａ，２３ｂは、互いにレンズ用凹部２２を対向させるように配置されている。透明基板２３ａ，２３ｂ間には高屈折材料２５が充填されており、透明基板２３ａ，２３ｂはこの高屈折材料２５によって接着されている。
【００７５】
高屈折率材料２５としては、樹脂や液体などが挙げられる。本実施の形態では、高屈折率材料として樹脂を用いた。
【００７６】
透明基板２３ａ，２３ｂを対向配置させることによりレンズ用凹部２２によって形成されるレンズ空間２４に充填される高屈折材料２５は、上述した実施の形態と同様に、入射される光を集光する集光用素子（レンズ）として機能する。レンズ用凹部２２は、レンズ空間２４に充填される高屈折材料２５によって実現されるレンズの光軸が多重反射光の光軸と一致するように、かつ、反射膜２１ａ，２１ｂ間の中央に配設されるように形成されている。また、レンズ用凹部２２は、レンズ空間２４に充填される高屈折材料２５によって実現されるレンズのビームウエストが、隣合うレンズの焦点位置付近となるように設定されている。
【００７７】
次に、時間遅延素子２０の製造方法について説明する。本実施の形態の時間遅延素子２０の製造に際しては、まず、透明基板２３ａ，２３ｂの一面側にレンズ用凹部２２を形成する。このとき、上述した実施の形態の時間遅延素子１０の製造方法と同様にフォトリソグラフィとドライエッチングとを用いる。ここに、凹面形成ステップが実現される。このとき、透明基板２３ｂの他面側には、結合用レンズ１５を形成する。
【００７８】
フォトリソグラフィとドライエッチングとにより一面側にレンズ用凹部２２が形成された透明基板２３ａ，２３ｂをレンズ用凹部２２を対向させるように配置し（空間形成ステップ）、レンズ用凹部２２によって透明基板２３ａ，２３ｂ間に形成されるレンズ空間２４に高屈折材料２５を充填する。本実施の形態では、高屈折材料２５として高屈折率を有する紫外線硬化型の樹脂材料を用いた。
【００７９】
なお、透明基板２３ａ，２３ｂを位置精度よく対向させるために、透明基板２３ａ，２３ｂには、図示しないアライメントマークを設けておく。これによって、透明基板２３ａ，２３ｂ間に充填される高屈折材料２５によって形成されるレンズの光軸を精度良く合わせることができる。
【００８０】
レンズ空間２４に充填された高屈折材料２５は、紫外線硬化樹脂であるため、高屈折材料２５を充填した後再度位置合わせを行なったら、間に高屈折材料２５が充填された透明基板２３ａ，２３ｂに対して紫外線を照射し、レンズ空間２４に充填された高屈折材料２５を硬化させる。これにより、透明基板２３ａ，２３ｂが高屈折材料２５によって貼り合わされて、透明基板２３ａ，２３ｂが一体化される。ここに、レンズ形成ステップが実現される。
【００８１】
続いて、貼り合わされた透明基板２３ａ，２３ｂの外側の面に反射膜２１ａ，２１ｂをそれぞれ成膜することで、時間遅延素子２０を製造する。ここに、入出射口形成ステップおよび反射鏡形成ステップが実現される。
【００８２】
なお、本実施の形態では、高屈折材料２５として紫外線硬化型の樹脂を用いたため、反射膜２１ａ，２１ｂを成膜する前に高屈折材料２５を硬化させるようにしたが、これに限るものではなく、例えば、高屈折材料２５として熱硬化型の樹脂を用いることで高屈折材料２５を硬化させる前に反射膜２１ａ，２１ｂを成膜することも可能である。これにより、高屈折材料２５を硬化させる前に反射膜２１ａ，２１ｂを成膜した場合にも、紫外線が反射膜に遮られるために樹脂が硬化しないという不具合を防止することができる。
【００８３】
このような構成において、入射口５を介して反射膜２１ａ，２１ｂ間に入射された光は、反射膜２１ａ，２１ｂ間で多重反射されて、出射口６から外部へ出射される。このとき、多重反射光は、多重反射光路７上に位置するように形成されたレンズ空間２４に充填される高屈折材料２５によって、高屈折材料２５を通過する毎に集光される。これによって、反射膜２１ａ，２１ｂ間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される多重反射光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子２０の多重反射光路７内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【００８４】
本実施の形態では、レンズ空間２４に充填される高屈折材料２５によって実現されるレンズのビームウエスト位置が、隣合うレンズの焦点位置付近になるように設定されているため、多重反射されてレンズに入射する多重反射光の広がりをより効果的に抑制することができ、反射膜２１ａ，２１ｂ間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される多重反射光の広がりを効果的に抑制することができ、これにより時間遅延素子２０内での光損失を一層抑制するとともに、出射口６での光結合効率のより一層の向上を図ることができる。
【００８５】
次に、本発明の第四の実施の形態について図５を参照して説明する。
【００８６】
図５は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子３０は、一面側に入射光を回折させる集光用素子としての回折格子３１と反射鏡として機能する反射膜３２（３２ａ，３２ｂ）とが設けられた基板３３（３３ａ，３３ｂ）を有している。基板３３ａ，３３ｂは、回折格子３１および反射膜３２ａ，３２ｂを対向させるようにして配置されている。
【００８７】
なお、利用する光に対して反射する作用をもつ材料によって基板３３ａ，３３ｂを形成する場合には反射膜３２ａ，３２ｂを成膜する必要はなく、この場合基板３３ａ，３３ｂによって反射鏡が実現される。例えば、可視光であればＳｉを用いてもよい。なお、利用する光に対して反射する作用をもつ材料によって基板３３ａ，３３ｂを形成する場合、入射口５および出射口６となる部分は、光を透過する性質を有する別材料によって形成する。
【００８８】
また、本実施の形態では、基板３３ｂの出射口６を覆うように、結合用レンズ１５に代えて、回折を利用した結合素子としての回折格子３４が設けられている。ただし、回折格子３４は光を透過する透過型の回折格子である。
【００８９】
次に、時間遅延素子３０の製造方法について説明する。時間遅延素子３０の製造に際しては、まず、平板状の基板３３ａ，３３ｂの一面側に、回折格子３１を形成する。本実施の形態では、基板３３ａ，３３ｂとして石英基板を用いた。回折格子３１の形成に際しては、上述の実施の形態と同様にフォトリソグラフィとエッチングとを用いる。すなわち、基板３３ａ，３３ｂ上に感光性材料１６を塗布し、回折格子３１のパターンをフォトリソグラフィでパターニングした後、エッチングする際のマスクとして働く金属をスパッタで成膜する。公知の技術であるため説明を省略するが、このスパッタに用いる金属は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉなどを使用する。
【００９０】
マスクとして働く金属を成膜した後、感光性材料１６を取り除く。これにより、感光性材料１６上に成膜されていた金属膜が感光性材料１６とともに脱落して、基板３３ａ，３３ｂ上に成膜されていた金属膜だけが残る。
【００９１】
この状態でドライエッチングを行なうことで、基板３３ａ，３３ｂ上に回折格子パターンを作製する。ここに、格子形成ステップが実現される。このときのエッチングのガスは、ＣＦ４、ＣＫＦ３等を用いることができる。また、エッチング速度、選択性の調整のために、エッチングガスにＮ２、Ｏ２、Ａｒ等のガスを混入することもできる。上述した金属膜は、このエッチングによりほとんどなくなってしまう。
【００９２】
その後、スパッタあるいは真空蒸着で反射膜３２ａ，３２ｂを成膜する。ここに、反射鏡形成ステップが実現される。このとき、エッチングマスクとしての金属膜が多少残っていても、反射膜３２ａ，３２ｂの下地になるだけなので、除去する必要はない。
【００９３】
このような構成において、入射口５を介して反射膜３２ａ，３２ｂ間に入射された光は、回折格子３１で回析されるとともに反射膜３２ａ，３２ｂ間で多重反射されて、出射口６から外部へ出射される。このとき、多重反射光は、基板３３ａ，３３ｂの一面側に設けられた回折格子３１によって集光される。これによって、反射膜３２ａ，３２ｂ間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される多重反射光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子３０の多重反射光路７内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【００９４】
また、基板３３ｂの外方には、出射口６を覆うようにして透過型の回折格子３４が設けられているため、出射口６から出射される光を集光することができ、これによって、光結合効率の向上を図ることができる。
【００９５】
次に、本発明の第五の実施の形態について図６を参照して説明する。本実施の形態は、時間遅延素子への適用例を示す。
【００９６】
図６は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子４０は、図１に示す時間遅延素子１の集光用レンズ８に代えて、集光用素子としての凹面鏡４１が設けられた一対の基板４２（４２ａ，４２ｂ）を備えている。基板４２ａ，４２ｂは、一面側に設けられた凹面鏡４１を対向させるようにして配置されている。凹面鏡４１は、基板４２ａ，４２ｂに設けられた凹部４３を含み、基板４２ａ，４２ｂの一面側を覆うように設けられた反射膜４４によって実現されており、いずれの凹面鏡４１も、自身の光軸が多重反射光の光軸と一致するように設けられている。また、凹面鏡４１が反射する光のビームウエスト位置は、凹面鏡４１を形成する反射膜４２ａ，４２ｂの間の中央付近に設定されている。
【００９７】
次に、時間遅延素子４０の製造方法について説明する。本実施の形態の時間遅延素子４０の製造に際しては、まず、基板４２ａ，４２ｂの一面側に凹面鏡４１用の凹部４３を形成する。凹部４３の形成に際しては、前述した実施の形態の時間遅延素子１０の製造方法と同様にフォトリソグラフィとエッチングとを用いる。ここに、凹部形成ステップが実現される。また、基板４２ｂの他面側には、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて、結合用レンズ１５を形成する。
【００９８】
凹部４３の形成に際して用いるフォトマスクは、凹部４３の形状に合わせた透過率分布をもったマスクを用意する。このマスクとしては濃度分布をもったマスクでもよいし、微細なドットが所望の透過率分布をもつようなレイアウトをしたマスクでもよい。
【００９９】
また、凹部４３の形成に際して用いるエッチングガスは、ＣＦ４、ＣＨＦ３等を用いることができる。また、エッチング速度、選択性の調整のために、エッチングガスにＮ２、Ｏ２、Ａｒ等のガスを混入することもできる。
【０１００】
そして、ドライエッチングにより一面側に凹部４３が形成された基板４２ａ，４２ｂの凹部４３が形成された面に、Ａｌなどを真空蒸着して、反射膜４４（４４ａ，４４ｂ）を成膜する。ここに、入出射口形成ステップおよび反射鏡形成ステップが実現される。
【０１０１】
続いて、反射膜４４ａ，４４ｂを対向させるようにして基板４２ａ，４２ｂを組み合わせることにより、時間遅延素子４０を製造する。ここに、組み立てステップが実現される。
【０１０２】
なお、可視光の光源を用いる場合、基板４２ａ，４２ｂをＳｉとし、反射膜４４を成膜しなくても構わないが、反射率が低い赤外光を光源として用いる状況下でＳｉ基板を使用するためには、凹部４３を形成した後、反射膜４４を成膜する。
【０１０３】
このような構成において、入射口５を介して凹面鏡４１間に入射された光は、凹面鏡４１によって多重反射されて、出射口６から外部へ出射される。このとき、多重反射光は、基板４２ａ，４２ｂの一面側に設けられた凹面鏡４１によって、凹面鏡４１で反射される毎に、ビームウエスト位置が凹面鏡４１間の中央付近となるように集光される。これによって、凹面鏡４１間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される伝播光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子３０の多重反射光路７内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【０１０４】
次に、本発明の第六の実施の形態について図７を参照して説明する。
【０１０５】
図７は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子５０は、一面側にレンズ５１が設けられ他方側の面に反射鏡として機能する反射膜５２ａが設けられた基板５３ａと、一面側に反射鏡として機能する反射膜５２ｂが設けられた基板５３ｂとを対向配置させることにより構成されている。レンズ５１は、レンズ５１の光軸が多重反射光路の光軸と一致するように、基板５３ｂに対して傾いて設けられている。本実施の形態のレンズ５１は、直径１ｍｍ以下のマイクロレンズを用いている。これによって、時間遅延素子５０の小型化を図ることができる。
【０１０６】
時間遅延素子５０は、上述した実施の形態と同様に、フォトリソグラフィとドライエッチングとを用いてレンズ５１を形成した基板５３ａおよび平板状の基板５３ｂの一面側に反射膜５２ａ，５２ｂをそれぞれ成膜した後、基板５３ａのレンズ５１形成面側と基板５３ｂの反射膜５２ｂ側とを対向配置することにより製造されている。ここに、反射鏡形成ステップおよび組み立てステップが実現される。
【０１０７】
なお、反射膜５２ａ，５２ｂは、光の損失を少なくするため、増反射膜の構成をとっても構わない。また、レンズ表面に図示しない反射防止膜を形成しても構わない。
【０１０８】
このような構成において、入射口５を介して反射膜５２ａ，５２ｂ間に入射された光は、反射膜５２ａ，５２ｂ間で多重反射されて、出射口６から外部へ出射される。このとき、多重反射光は、多重反射光路７上に位置するように形成されたレンズ５１によって、レンズ５１を通過する毎に集光される。これによって、反射膜５２ａ，５２ｂ間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される多重反射光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子５０の多重反射光路７内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【０１０９】
本実施の形態では、基板５３ｂにレンズ５１を一体的に形成することにより、時間遅延素子５０を容易に組み立てることができる。
【０１１０】
次に、本発明の第七の実施の形態について図８を参照して説明する。本実施の形態は、時間遅延素子への適用例を示す。
【０１１１】
図８は、本実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。本実施の形態の時間遅延素子６０は、図６に示す時間遅延素子４０の空気層の部分に高屈折率を有する材料（高屈折材料）６１を充填した構造となっている。本実施の形態では、高屈折材料としてガラス等の透明基板６１を用いた。時間遅延素子６０は、透明基板６１と、この透明基板６１の両面に設けられた複数の凸レンズ６２と、透明基板６１の両面を凸レンズ６２を覆うようにして設けられた反射鏡としての反射膜６３（６３ａ，６３ｂ）とによって構成されている。
【０１１２】
本実施の形態の反射膜６３ａ，６３ｂは、透明基板６１の両面に設けられた凸レンズ６２によって、対向する反射膜６３ｂ，６３ａから離反する方向に凹んだ集光用素子としての凹面鏡６５を形成する。凸レンズ６２と反射膜６３とによって形成される凹面鏡６５が反射する光のビームウエスト位置は、反射膜６３の間の中央付近に設定されている。また、反射膜６３は、入射口５および出射口６となる部分には設けられておらず、これによって時間遅延素子６０への光の入射および出射が可能となっている。
【０１１３】
次に、時間遅延素子６０の製造方法について説明する。本実施の形態の時間遅延素子６０の製造に際しては、まず、透明基板６１の一面側に凸部６２ａを形成する。凸部６２ａの形成に際しては、前述した実施の形態の時間遅延素子１０の製造方法と同様にフォトリソグラフィとドライエッチングとを用いる。また、基板の他面側には、同様にフォトリソグラフィとドライエッチングを用いて、凸部と結合用レンズを形成する。ここに、凸部形成ステップが実現される。
【０１１４】
凸部６２ａの形成に際して用いるフォトマスクは、凸部６２ａの形状に合わせた透過率分布をもったマスクを用意する。このマスクとしては濃度分布をもったマスクでもよいし、微細なドットが所望の透過率分布をもつようなレイアウトをしたマスクでもよい。
【０１１５】
また、凸部６２ａの形成に際して用いるエッチングガスは、ＣＦ４、ＣＨＦ３等を用いることができる。また、エッチング速度、選択性の調整のために、エッチングガスにＮ２、Ｏ２、Ａｒ等のガスを混入することもできる。
【０１１６】
ドライエッチングにより一面側に凸部６２ａが形成された基板面にＡｌなどを真空蒸着して反射膜６３ａを成膜する。ただし、入射口５部分は蒸着せずに透明領域を残しておく。また、もう一方の面の凸部６２ａが形成された基板面にＡｌなどを真空蒸着して反射膜６３ｂを成膜する。このとき、出射口６部分の凸部６２ａは反射膜６３ｂを蒸着せずに凸レンズ１５として残しておく。ここに、反射鏡形成ステップおよび入出射口形成ステップが実現される。これにより、時間遅延素子６０を容易に製造することができる。
【０１１７】
このような構成において、入射口５を介して入射された光は、凸レンズ６２と反射膜６３ｂ，６３ａとによって形成される凹面鏡６５によって多重反射されて、出射口６から外部へ出射される。このとき、多重反射光は、透明基板６１に設けられた凹面鏡６５によって、凹面鏡６５で反射される毎に、ビームウエスト位置が反射膜６３ｂ，６３ａ間の中央付近となるように集光される。これによって、反射膜６３ｂ，６３ａ間で多重反射を繰返しても、出射口６を介して外部へ出射される伝播光の広がりを抑制することができ、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子６０の多重反射光路内での光損失を抑制するとともに、出射口６での光結合効率の向上を図ることができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、両面に凸レンズ６２を設けた透明基板６１に反射膜６３ｂ，６３ａを設けることで時間遅延素子６０を製造するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、一面に凸レンズ６２および凸レンズ６２を覆う反射膜６３が設けられた一対の基板を、凸レンズ６２および反射膜６３を外側にして貼り合わせることによっても時間遅延素子６０を製造することができる。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の時間遅延素子によれば、一対の反射鏡間で多重反射される多重反射光を集光用素子によって集光して広がりを抑制することにより、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子の多重反射光路内での光損失を抑制するとともに、出射口から出射される光の結合の容易化を図ることができる。
【０１２０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の時間遅延素子において、多重反射光をレンズによって集光して広がりを抑制することにより、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、多重反射光路内での光損失を、実用上簡易な構成で抑制することができる。
【０１２１】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の時間遅延素子において、レンズの光軸を多重反射光の光軸と一致させることにより、多重反射光のコマ収差を抑制することが可能になるので、多重反射を用いて光伝達時間を遅延させる時間遅延素子で、多重反射光路を長くして多重反射光の伝播距離が長くなった場合にも、時間遅延素子内での光損失を抑制することができる。
【０１２２】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の時間遅延素子において、反射鏡とレンズとを一体とした透明基板を用いることにより、反射鏡とレンズとを容易に実装することができる。
【０１２３】
請求項５記載の発明によれば、請求項３または４記載の時間遅延素子において、凹部を対向させるようにして対向配置させた一対の透明基板間に高屈折率材料を充填することで時間遅延素子を製造することが可能になるので、容易に製造することができるとともに、高屈折材料を用いることにより伝播距離を短くすることが可能になるので、反射鏡間の間隔を小さくして、時間遅延素子の小型化を図ることができる。
【０１２４】
請求項６記載の発明によれば、請求項２ないし５のいずれか一に記載の時間遅延素子において、レンズによって集光される多重反射光のビームウエスト位置を反射鏡上に設定することにより、発散光の生成を抑制して、多重反射光路内での光損失をより効果的に抑制することができる。また、時間遅延素子から出射される光は、直前の反射鏡上で集光されているので、光結合効率の向上を図ることができる。
【０１２５】
請求項７記載の発明によれば、請求項１記載の時間遅延素子において、多重反射光を凹面鏡によって集光して広がりを抑制することにより、実用上、簡易な構成によって請求項１記載の発明の効果を奏することができる。
【０１２６】
請求項８記載の発明によれば、請求項１記載の時間遅延素子において、多重反射光を回折格子によって集光して広がりを抑制することにより、実用上、簡易な構成によって請求項１記載の発明の効果を奏することができる。
【０１２７】
請求項９記載の発明によれば、請求項２、３、４、５、７または８記載の時間遅延素子において、集光用レンズ、凹面鏡または回折格子によって集光される多重反射光のビームウエスト位置を一対の反射鏡間のほぼ中央に設定することにより、各反射鏡で同様の反射を行なうことができるので、多重反射光路内での光損失をより効果的に抑制することができる。
【０１２８】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれか一に記載の時間遅延素子において、出射口から出射される多重反射光を被光結合部材に結合させる結合素子を設けることにより、時間遅延素子から出射される光の被光結合部材に対する光結合効率の向上を図ることができる。
【０１２９】
請求項１１記載の発明の時間遅延素子の製造方法によれば、請求項２、３、６、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することができ、請求項２、３、６、９または１０記載の時間遅延素子の大量生産を低コストで実現することができる。
【０１３０】
請求項１２記載の発明の時間遅延素子の製造方法によれば、請求項４、６、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することができ、請求項４、６、９または１０記載の時間遅延素子の大量生産を低コストで実現することができる。
【０１３１】
請求項１３記載の発明の時間遅延素子の製造方法によれば、請求項５、６、９または１０記載の時間遅延素子の時間遅延素子を容易に製造することができ、請求項５、６、９または１０記載の時間遅延素子の大量生産を低コストで実現することができる。
【０１３２】
請求項１４記載の発明の時間遅延素子の製造方法によれば、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の製造を容易に製造することができ、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の大量生産を低コストで実現することができる。
【０１３３】
請求項１５記載の発明の時間遅延素子の製造方法によれば、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の製造を容易に製造することができ、請求項７、９または１０記載の時間遅延素子の大量生産を低コストで実現することができる。
【０１３４】
請求項１６記載の発明の時間遅延素子の製造方法によれば、請求項８、９または１０記載の時間遅延素子を容易に製造することができ、請求項８、９または１０記載の時間遅延素子の大量生産を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【図３】マイクロレンズの形成工程を示す説明図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【図６】本発明の第五の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【図７】本発明の第六の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【図８】本発明の第七の実施の形態の時間遅延素子を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　時間遅延素子
２　　　反射鏡、レンズ
５　　　入射口
６　　　出射口
７　　　多重反射光路
８　　　集光用素子
１０　　　時間遅延素子
１１　　　反射鏡、レンズ
１３　　　集光用素子
１５　　　結合素子
２０　　　時間遅延素子
２１　　　反射鏡、レンズ
２５　　　高屈折率材料
３０　　　時間遅延素子
３１　　　集光用素子
３２　　　反射鏡、回折格子
３４　　　結合素子
４０　　　時間遅延素子
４１　　　集光用素子
４４　　　反射鏡、凹面鏡
５０　　　時間遅延素子
５１　　　集光用素子
５２　　　反射鏡、レンズ
６０　　　時間遅延素子
６１　　　透明基板
６３　　　反射鏡
６５　　　集光用素子
【図１】
2004037897.tif 000003
【図２】
2004037897.tif 000004
【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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