(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、当該透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えた
ワイヤグリッド偏光子の製造方法であって、
上面に酸化防止層を備える複数の導電体層が互いに略平行となるように透明基板表面に
それぞれ凸状に形成され、当該導電体層を含めて凹凸面が形成された積層体を形成する工
程と、
前記導電体層の前記凸状の幅方向両端部を酸化し、一定幅の酸化皮膜と、当該酸化皮膜
に狭持される未酸化部としての第１帯状導電体層とを形成する第１帯状導電体層形成工程
と、
前記凹凸面の凹部に導電性材料を充填し、前記第１帯状導電体層に略平行な第２帯状導
電体層を形成する第２帯状導電体層形成工程と、
を有することを特徴とするワイヤグリッド偏光子の製造方法。
【請求項２】
前記積層体を形成する工程が、
透明基板上に導電性材料層が積層され、更に熱反応性又は光反応性の転写層が積層され
たワイヤグリッド用基板を準備する第１の工程と、
レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面又は光マスク層を表面に
有するワイヤグリッド用金型を準備する第２の工程と、
前記転写層面に対して前記凹凸面若しくは光マスク層面を密着又は対向させ、加熱、又
は光照射の作用により前記転写層面に前記凹凸面又は光マスク層のパターン形状を転写す
る第３の工程と、
前記転写により前記転写層面に形成された凹凸形状の、隣接する凸部間に溝部を形成し
、上面に酸化防止層を備える導電体層を形成する第４の工程と、
を有する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記光照射が、フラッシュ光の照射である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記第３の工程が、前記転写層面と前記光マスク層を有する面との間に透明な液体を介
装した状態で光を照射する工程である請求項２又は３記載の製造方法。
【請求項５】
更に、隣接する前記第１帯状導電体層と前記第２帯状導電体層との間にスリット状の光
路を形成する光路形成工程を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第１帯状導電体層形成工程が、化成処理法、又は陽極酸化法を用いて酸化皮膜を形
成する工程である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記第２帯状導電体層形成工程が、前記第１帯状導電体層の層厚とは異なる層厚で第２
帯状導電体層を形成する工程である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第２の工程において、ワイヤグリッド用金型を形成する際のレーザ光の照射により
露光された領域の幅をＤ、レーザ光の照射時に露光されなかった領域の幅をＷ、当該Ｄと
当該Ｗとの和をＴとし、一方、隣接する前記帯状導電体間の距離をＤ３、前記帯状導電体
の幅をＷ３、当該Ｄ３と当該Ｗ３との和をＴ３とする場合に、以下の関係式が成立する請
求項２乃至７のいずれか１項に記載の製造方法。
［関係式］
Ｄ＝（Ｗ３＋２×Ｄ３）
Ｗ＝Ｗ３
Ｔ＝２×Ｔ３
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤグリッド偏光子の製造方法等に関し、より詳しくは、特に、ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子の製造に適したワイヤグリッド偏光子の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化社会の進展を背景に、画像をスクリーンに拡大投影する装置として、従来のスライドプロジェクタやオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）に代わり、電子データを直接投影できる投射型液晶表示装置が利用されている。かかる投射型液晶表示装置においては投影画像の照度を向上させることができ、従って、明るい室内での投影が可能である。
そして、明るく高精細な画像を表示するために、投射レンズの改良や、高輝度ランプの改良が進められている。また、液晶パネルを均一に照明するために、インテグレータレンズの改良が進められている。更に、偏光方向をそろえて光の利用効率を向上させるために、偏光変換光学系の改良等が進められている。
【０００３】
投影画像の照度を向上させる有力な方法としては、光源に超高圧水銀ランプ等の高輝度ランプを用いる方法が一般的である。このような高輝度ランプを用いる場合には、レンズ、偏光変換素子等の光学素子の耐熱性を高める必要性が生じる。従って、耐熱性の高い偏光変換素子として、光透過性の基板上に多数の金属細線を固定したワイヤグリッド偏光子が開発されている。
【０００４】
ここで、ワイヤグリッド偏光子の偏光特性は、ワイヤグリッドの密度に依存するため、ワイヤグリッド間の間隔は狭いことが好ましい。例えば、特許文献１には、幅１００ｎｍ程度のワイヤグリッドが、１００ｎｍ程度の間隔で平行に多数設けられたワイヤグリッド偏光子が記載されている。
なお、同文献には、アルミニウム等の金属層を蒸着法又はスパッタ法等によって基板上に形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いるドライエッチング処理を金属層に施すことにより、多数のワイヤグリッドが一定の間隔で平行に並んでなる凸部を形成する方法が記載されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、金型を用いてワイヤグリッド偏光子を製造する方法が記載されている。同文献において、上記金型は目的のワイヤグリッド偏光子のパターンに一致する微細パターンを表面に備える金型である。また、当該微細パターンは、電子線描画装置（ＥＢ描画装置）を用いて形成されたものである。
当該方法は、金型の凹凸形状をワイヤグリッド用基板表面に転写するプロセスを含むものである。そして、一度金型を作製すればその金型を何度でも使用できるため、当該方法は、ワイヤグリッド偏光子に用いる基板を大量生産するのに適している。
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５０２７０８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８３７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の方法によれば、ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子が得られるものの、一つのワイヤグリッド偏光子を作製するのにその都度フォトリソグラフィー技術を用いてワイヤグリッドを形成する必要があり、量産性の点から改善の余地があった。
一方、特許文献２記載の方法は、量産性の観点からは好適であるものの、同文献において採用される微細加工用のＥＢ描画装置は非常に高価であり（１台で数億円〜数１０億円程度）、ワイヤグリッド用金型を作製する製造コストが高くなる傾向となる。ＥＢ装置の減価償却費を考慮しても、１つのワイヤグリッド素子のコストはまだまだ高いと云わざるを得ない。
なお、光ディスク用金型などの作製に使用されてきた一般的なレーザ光源を用いてワイヤグリッド用金型を作製する場合には、光の回折限界（光の波長λに比例し、レンズの性能指数ＮＡに反比例する）の存在により、通常、１００ｎｍ程度の溝を安定に形成することは不可能である。
【０００８】
本発明は、このような従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ワイヤグリッドの間隔が微小であるワイヤグリッド偏光子を簡便に製造することが可能な、ワイヤグリッド偏光子の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、偏光特性に優れるワイヤグリッド偏光子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明のワイヤグリッド偏光子の製造方法は、透明基板と、透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子の製造方法であって、上面に酸化防止層を備える複数の導電体層が互いに略平行となるように透明基板表面にそれぞれ凸状に形成され、導電体層を含めて凹凸面が形成された積層体を形成する工程と、導電体層の凸状の幅方向両端部を酸化し、一定幅の酸化皮膜と、酸化皮膜に狭持される未酸化部としての第１帯状導電体層とを形成する第１帯状導電体層形成工程と、凹凸面の凹部に導電性材料を充填し、第１帯状導電体層に略平行な第２帯状導電体層を形成する第２帯状導電体層形成工程と、を有することを特徴としている。
【００１０】
ここで、積層体を形成する工程は、透明基板上に導電性材料層が積層され、更に熱反応性又は光反応性の転写層が積層されたワイヤグリッド用基板を準備する第１の工程と、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を準備する第２の工程と、転写層面に対して凹凸面若しくは光マスク層面を密着又は対向させ、加熱、又は光照射の作用により転写層面に凹凸面又は光マスク層のパターン形状を転写する第３の工程と、転写により転写層面に形成された凹凸形状の、隣接する凸部間に溝部を形成し、上面に酸化防止層を備える導電体層を形成する第４の工程と、を有することを特徴とすることができる。
また、光照射は、フラッシュ光の照射であることを特徴とすることができる。
更に、第３の工程は、転写層面と光マスク層を有する面との間に透明な液体を介装した状態で光を照射する工程であることを特徴とすることができる。
また更に、隣接する第１帯状導電体層と第２帯状導電体層との間に、スリット状の光路を形成する光路形成工程を有することを特徴とすることができる。
【００１１】
更に、第１帯状導電体層形成工程は、化成処理法、又は陽極酸化法を用いて酸化皮膜を形成する工程であることを特徴とすることができる。
また、第２帯状導電体層形成工程は、第１帯状導電体層の層厚とは異なる層厚で第２帯状導電体層を形成する工程であることを特徴とすることができる。
また更に、第２の工程において、ワイヤグリッド用金型を形成する際のレーザ光の照射により露光された領域の幅をＤ、レーザ光の照射時に露光されなかった領域の幅をＷ、ＤとＷとの和をＴとし、一方、隣接する帯状導電体間の距離をＤ３、帯状導電体の幅をＷ３、Ｄ３とＷ３との和をＴ３とする場合に、以下の関係式が成立することを特徴とすることができる。
［関係式］
Ｄ＝（Ｗ３＋２×Ｄ３）、Ｗ＝Ｗ３、Ｔ＝２×Ｔ３
【００１２】
また、本発明をワイヤグリッド偏光子と捉え、本発明のワイヤグリッド偏光子は、透明基板と、透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体と、を備えたワイヤグリッド偏光子であって、帯状導電体の高さが隣同士では異なり、かつ帯状導電体の高さが一つおきに同等となることを特徴としている。
【００１３】
ここで、隣接する帯状導電体の高さの差は、使用波長をλとした場合に、λ／１６以上λ／８以下の範囲であることを特徴とすることができる。
また、帯状導電体は、１つおきに設置される第１帯状導電体と、第１帯状導電体よりも高さの高い第２帯状導電体とから構成され、第２帯状導電体間の周期は、使用波長λと同等、又はそれ以上であることを特徴とすることができる。
更に、帯状導電体の各々が帯状導電体層を備え、帯状導電体層は、帯状導電体の高さ方向に沿った上面及び下面のうち少なくとも一方の面が、透明基板の厚さ方向に沿った上面及び下面のうち少なくとも一方の面に対して略平行であることを特徴とすることができる。
【００１４】
なお、本発明のワイヤグリッド偏光子は、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸溝又は光マスク層を表面に有するワイヤグリッド用金型を、透明基板上の導電体層を介して転写層面に密着させ、熱又は光を照射して凹凸溝又は光マスク層のパターンを転写層面に転写した後、転写層面にエッチング処理を施して導電体層が透明基板上に凸状に形成されたワイヤグリッドを得、導電体層の凸状の幅方向両端部を酸化し、一定幅の酸化皮膜と、酸化皮膜に狭持される未酸化部としての第１帯状導電体層とを形成し、更に、ワイヤグリッド間に導電性材料を充填して第２帯状導電体層を形成して得られることを特徴とすることもできる。
【００１５】
更に、本発明を光学装置と捉え、本発明の光学装置は、ワイヤグリッド偏光子と、絞込みレンズと、受光部又は反射手段と、を備え、ワイヤグリッド偏光子は、透明基板と、透明基板の表面に並列して設置される複数の帯状導電体とを備え、帯状導電体の高さが隣同士では異なり、かつ帯状導電体の高さが一つおきに同等となることを特徴としている。
【００１６】
ここで、隣接する帯状導電体の高さの差は、使用波長をλとした場合に、λ／１６以上λ／８以下の範囲であることを特徴とすることができる。
また、帯状導電体が、１つおきに設置される第１帯状導電体と、第１帯状導電体よりも高さの高い第２帯状導電体とから構成され、第２帯状導電体間の周期は、使用波長λと同等、またはそれ以上であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
かくして本発明によれば、ワイヤグリッドを、微小間隔をもって基板上に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、適宜図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、断りの無い限り、製造プロセスの説明図は構造断面図を示す。
［実施の形態１］
図１，２は、本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。なお、実施の形態１においては、ワイヤグリッド用金型表面に形成された凹凸形状をワイヤグリッド用基板に転写する方法として、光ナノインプリント法を利用する。また、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の特徴としては、導電体層の幅と導電体層間の距離とがほぼ同じとなるものである。
【００１９】
（第１の工程）
図１においてワイヤグリッド用基板１０は、約１２０ｍｍ角で厚さ約２ｍｍの透明な石英基板１１上に、誘電体層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層１２が積層され、更に、光反応性の転写層としての光硬化性樹脂層１３が積層されてなる（図１（ａ））。ＳｉＯ２層１２と光硬化性樹脂層１３との間には、導電性材料層としてアルミニウム層１４が積層されている。
本実施の形態において、ＳｉＯ２層１２は、スパッタ法により約８０ｎｍの厚みで形成されるものである。また、アルミニウム層１４は、スパッタ法により約１００ｎｍの厚みで形成されるものである。更に、光硬化性樹脂層１３は、スピンコート法により約１５０ｎｍの厚みで形成されるものである。
なお、本実施の形態において、ワイヤグリッド用基板１０を準備する工程を、「第１の工程」と呼ぶことがある。
【００２０】
（第２の工程）
一方、図２は、本実施の形態において用いられるワイヤグリッド用金型２３の製造方法について説明するための図である。
図２において、ワイヤグリッド用金型２３を形成するための金型用基材２０は、平らな表面を持つ石英基板２１上に、ポジ型レジスト層２２が積層されてなるものである（図２（ａ））。ここで、石英基板２１は、約１２０ｍｍ角で厚さが約６ｍｍの透明基板である。また、ポジ型レジスト層２２は、スピンコート法により約２００ｎｍの厚みで形成されるものである。
【００２１】
まず、金型用基材２０のポジ型レジスト層２２に対してアルゴン（Ａｒ）レーザＬを照射し、ポジ型レジスト層２２を部分的に変質（化学的な変化）させてポジ型レジスト変質部２２１を形成する（図２（ｂ））。なお、レーザＬの照射は、Ａｒレーザを搭載した露光装置を用い、自動焦点制御（ＡＦ）をかけながら絞り込みレンズを通じて行う。
そして、目的の幅、及び周期となるようにＡｒレーザＬの照射パワー及び基板の移動を制御し、所望の露光パターンを有するポジ型レジスト層２２を形成する。本実施の形態においてポジ型レジスト変質部２２１は平面視帯形状を有すると共に、ポジ型レジスト変質部２２１は一定間隔の未露光部を介して平行に配置されている（図２（ｃ））。
【００２２】
なお、図２（ｃ）に示す通り、ＡｒレーザＬの露光部の幅がＤ、未露光部の幅がＷ、露光周期がＴである。なお、ここでのＤはポジ型レジスト変質部２２１の幅とほぼ同じである。かかるポジ型レジスト変質部２２１は、ＡｒレーザＬを照射しながら金型用基材２０を一方向（例えば、紙面の手前から奥に向かって）に移動させた後、決められた距離だけ照射方向に対して直角方向に移動（例えば、左側へ）させ、同様な照射を行い、これを繰り返し行うことで形成される。上記直角方向への移動距離が、上記露光周期Ｔとなる。
【００２３】
次に、無機系の現像液を用いた現像処理により、ポジ型レジスト変質部２２１を除去する（図２（ｄ））。
次いで、石英基板２１上に残存するポジ型レジスト層２２（未露光部）をマスク層として、石英基板２１に対するドライエッチング処理を行い、加工石英基板２１１を形成する（図２（ｅ））。なお、上記ドライエッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系の反応性ガスを使用したリアクティブ・イオン・エッチング処理（ＲＩＥ処理）等を適宜採用し得る。
【００２４】
更に、加工石英基板２１１上に残存するポジ型レジスト層２２を除去し、ワイヤグリッド用金型２３を得る（図２（ｆ））。なお、ポジ型レジスト層２２の除去方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸素ガスを用いたドライエッチング処理等を採用することができる。
図２（ｆ）において、ワイヤグリッド用金型２３表面には、レーザ露光パターンに対応する凹凸溝が形成されている。ワイヤグリッド用金型２３表面に形成された凸部の幅（Ｗ１）は約８０ｎｍ、隣接する凸部間に存する溝の幅（Ｄ１）は２４０ｎｍである。また、隣接する凸部の周期（Ｔ１）は約３２０ｎｍである。本実施の形態においては、Ｗ１＝Ｗ、Ｄ１＝Ｄ、Ｔ１＝Ｔがほぼ成り立っている。
なお、本実施の形態においては、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面を表面に有するワイヤグリッド用金型２３を準備する工程を、「第２の工程」と呼ぶことがある。
【００２５】
（第３の工程）
次いで、ワイヤグリッド用基板１０の転写層面（光硬化性樹脂層１３側の面）に対し、ワイヤグリッド用金型２３の凹凸面を密着・加圧する（図１（ｂ））。かかる密着により、光硬化性樹脂層１３は十分に変形し、光硬化性樹脂層１３にワイヤグリッド用金型２３の凹凸形状が正確に転写される。
次いで、ワイヤグリッド用金型２３の背面側から紫外光Ｂｍを連続的に照射し、光硬化性樹脂層１３を均一に硬化させて光硬化層１３１を形成する（図１（ｃ））。かかる硬化により、光硬化性樹脂層１３の変形が固定される。
更に、ワイヤグリッド用基板１０からワイヤグリッド用金型２３を剥離する（図１（ｄ））。光硬化層１３１には、ワイヤグリッド用金型２３の凹凸面の表面形状が正確に転写された凹凸形状が形成される。
【００２６】
（第４の工程、導電体層の積層体を準備する工程）
ここで、光硬化層１３１表面に形成された凹凸形状の凹部底面に、アルミニウム層１４の表面が露出していない場合には、必要に応じてドライエッチング処理を施し、アルミニウム層１４の表面を露出させる。これにより、転写層（光硬化性樹脂層１３）に由来する酸化防止層１３２が形成される。
なお、ここでいうドライエッチング処理としては、例えば酸素ガスを用いたドライエッチング処理（ＲＩＥ処理）等を用いることができる。
【００２７】
次いで、酸化防止層１３２をマスク層とするドライエッチング処理を施し、前記凹凸形状面の隣接する凸部間に、ＳｉＯ２層１２の表面を底面とする溝部を形成する（図１（ｅ））。これにより、導電性材料層（アルミニウム層１４）に由来する導電体層１４１が形成される。即ち、上面に酸化防止層１３２を備える複数の導電体層１４１が互いに略平行となるように、石英基板１１（透明基板）表面にそれぞれ凸状に形成され、当該導電体層１４１を含めて凹凸面が形成された積層体が形成される。
【００２８】
なお、アルミニウム層１４やＳｉＯ２層１２を除去するドライエッチング処理としては、例えば、塩素系やフッ素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を用いることができる。
また、図１（ｅ）において、導電体層１４１の幅（Ｗ２）は約２４０ｎｍ、隣接する導電体層１４１間に存する溝の幅（Ｄ２）は８０ｎｍである。また、隣接する導電体層１４１の周期（Ｔ２）は約３２０ｎｍである。このような光ナノインプリント法は短時間で溝形状の転写が完了する為、製造プロセス時間を短くすることが可能となる。
【００２９】
（第１帯状導電体層形成工程）
次いで、上記導電体層１４１の積層体を酸性又はアルカリ性水溶液に浸す（化成処理法）。これにより、石英基板１１上に凸状に形成された導電体層１４１の幅方向両端部を酸化し、一定幅の酸化皮膜１４２と、当該酸化皮膜１４２に狭持される未酸化部としての第１帯状導電体層１４３とが形成される（図１（ｆ））。なお、酸化皮膜１４２の形成方法としては、化成処理の他にも陽極酸化法等を適宜用いることができる。要するに、光硬化層（酸化防止層１３２）に覆われている領域以外のアルミニウム層（導電体層１４１）は酸化される。この酸化皮膜１４２の厚さ（幅）を制御することが本実施の形態の特徴である。
【００３０】
本実施の形態においては、図１（ｅ）における溝幅（Ｄ２）の分だけアルミニウム層１４が酸化されないように制御する（Ｄ２に等しい幅を有する第１帯状導電体層１４３が形成されるよう、酸化の程度を制御する。）。
ここで、本実施の形態において用いることが可能なアルミニウムの化成処理方法としては、ベーマイト法、ノンクロメート化成処理法、アルカリクロム酸塩法、りん酸亜鉛法等を挙げることができる。このような化成処理法で得られる酸化皮膜は、陽極酸化皮膜に比べて皮膜生成速度が遅いので、本実施の形態のように〜１００ｎｍ程度の薄い酸化皮膜を作製しやすい特徴がある。さらに、陽極酸化法のように、電解する必要がないうえに化成処理の工程も短時間で済むので、その作業性の良さから、陽極酸化法と比較すると処理コストが低いという長所もある。なお、場合によっては陽極酸化法を用いても良い。この場合、導電体層としてアルミニウムを用いた場合には酸化皮膜に微小の穴（ポーラスアルミナ）が形成される場合があるが、最終的にはこれらの酸化皮膜を除去するので問題はない。
【００３１】
また、酸化の程度を制御する方法としては、使用する処理液の種類を選択することの他にも、処理液の温度を変化させる方法、処理時間を変化させる方法等が挙げられる。
【００３２】
（第２帯状導電体層形成工程）
次いで、上記凹凸面の表面に、例えばスパッタ法によりアルミニウム層１５を約１００ｎｍの厚みで形成する。これにより、上記凹凸面の凹部に導電性材料としてのアルミニウムが充填されて、第１帯状導電体層１４３に略平行な第２帯状導電体層１５１が形成される（図１（ｇ））。なお、第２帯状導電体層１５１の層厚は、第１帯状導電体層１４３の層厚にほぼ等しいものである。
【００３３】
（光路形成工程）
次いで、第１帯状導電体層１４３の上面に位置する酸化防止層１３２、及び酸化防止層１３２上に積層されたアルミニウム層１５を、アセトン等の有機溶媒を用いたリフトオフ法により除去する（図１（ｈ））。
更に、第１帯状導電体層１４３および第２帯状導電体層１５１をマスク層とするドライエッチング処理を施し、隣接する第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１との間に、石英基板１１の表面を底面とする溝部を形成する（図１（ｉ））。これにより、ＳｉＯ２層１２に由来する帯状誘電体層１２１が形成される。また、当該ドライエッチング処理により、第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１との間に、スリット状の光路が形成される。
【００３４】
なお、本実施の形態において、帯状誘電体層１２１と第１帯状導電体層１４３との積層体、又は、帯状誘電体層１２１と第２帯状導電体層１５１との積層体を、それぞれ同様に「帯状導電体」と呼ぶことがある。
このようにして得られるワイヤグリッド偏光子１００は、透明な石英基板１１と、石英基板１１の表面に並列して設置される複数の帯状導電体とを備えた偏光子である。図３は、直線溝基板を正方形に加工したワイヤグリッド偏光子１００の概略平面図を示したものである。
【００３５】
なお、酸化皮膜１４２、及びＳｉＯ２層１２を除去するドライエッチング処理としては、例えば、酸素ガスを用いるＲＩＥ処理等を用いることができる。
また、図１（ｉ）において、帯状導電体の幅（Ｗ３）は約８０ｎｍ、隣接する帯状導電体間に存する溝幅（Ｄ３）は８０ｎｍである。また、隣接する帯状導電体の周期（Ｔ３）は約１６０ｎｍである。
更に、図１（ｉ）に示すように、上記帯状導電体の幅はそれぞれほぼ等しく、隣接する帯状導電体間の溝幅も一定であるため、ワイヤグリッド偏光子としての特性は良好である。上記酸化皮膜１４２の厚さ（幅）は、図１（ｉ）におけるＤ３にほぼ等しい。
【００３６】
そして、隣接する帯状導電体間に存する溝幅（Ｄ３）は、ワイヤグリッド用金型２３を作製する為に照射したレーザＬによる露光幅（Ｄ）の３分の１、周期（Ｔ３）はワイヤグリッド用金型２３を作製する時に照射したレーザＬの周期（Ｔ）の半分となっている。
即ち、本実施の形態においては、最終的に形成しようとするワイヤグリッド偏光子における溝幅（Ｄ３）の３倍の溝幅で、かつワイヤグリッドの周期（Ｔ３）の２倍の周期の溝を有するワイヤグリッド用金型２３を作製すれば良いことになる。このことは、従来用いられていた高価なＥＢ描画装置ではなく、一般的なレーザ光源を搭載した露光装置を使用した場合にも、狭幅の溝部を有し、かつ均一な繰り返し構造を有するワイヤグリッド偏光子を製造することが可能となることを意味する。従って、本実施の形態に示される製造方法を用いれば、安価にかつ簡便に、良好な偏光特性を有するワイヤグリッド偏光子を製造することが可能である。
例えば、特表２００３−５０２７０８号公報で示されている、導電体層の幅が約１００ｎｍで溝周期が約２００ｎｍのようなワイヤグリッド偏光子についても、本実施の形態に示される方法で作製することができる。この場合、使用するワイヤグリッド用金型の露光幅は約３００ｎｍで良いこととなり、例えば波長３５１ｎｍのアルゴンレーザ光源を用いてワイヤグリッド用金型を作製すればよい。
【００３７】
ここで、ワイヤグリッド用金型を形成する際のレーザ光の照射により露光された領域の幅をＤ、レーザ光の照射時に露光されなかった領域の幅をＷ、当該Ｄと当該Ｗとの和をＴとし、一方、隣接する前記帯状導電体間の距離をＤ３、前記帯状導電体の幅をＷ３、当該Ｄ３と当該Ｗ３との和をＴ３とする場合に、以下の関係式が成立する。
Ｔ＝２×Ｔ３
Ｗ＝Ｗ３
Ｄ＝（２×Ｔ３−Ｗ３）
【００３８】
ここで、ＤをＷ３とＤ３で表すと
Ｄ＝（２×（Ｗ３＋Ｄ３）−Ｗ３）＝（２×Ｗ３＋２×Ｄ３−Ｗ３）＝（Ｗ３＋２×Ｄ３）
となり、本実施の形態ではＷ３＝Ｄ３である為に、Ｄ＝３×Ｄ３となる。
【００３９】
なお、本実施の形態におけるＷ３値又はＤ３値としては、通常、１５０ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ〜３０ｎｍである。
また、導電体層の層厚としては、通常、３００ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ〜５０ｎｍである。誘電体層の膜厚としては、通常、２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
【００４０】
最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の溝幅Ｄ３と、帯状導電体の幅Ｗ３と、帯状導電体の周期Ｔ３との間の関係としては、幾通りかの場合が存在する。図４は、ワイヤグリッド偏光子の溝幅Ｄ３と、帯状導電体の幅Ｗ３と、帯状導電体の周期Ｔ３との関係を説明するための図である。
図４においては、周期（Ｔ３）を一定にした場合を例として、幾通りかの場合を示している。また、図４においては、帯状誘電体層１２１の層厚、第１帯状導電体層１４３の層厚、及び第２帯状導電体層１５１の層厚は、それぞれ等しいとしている。
【００４１】
（１）図４（Ａ）に示すワイヤグリッド偏光子１００Ａは、以下の関係を有する偏光子である。
０＜Ｗ３＜Ｄ３
２×Ｄ３＜Ｄ＜３×Ｄ３
（２）また、図４（Ｂ）に示すワイヤグリッド偏光子１００Ｂは、以下の関係を有する偏光子である。
Ｗ３＝Ｄ３
Ｄ＝３×Ｄ３
（３）更に、図４（Ｃ）に示すワイヤグリッド偏光子１００Ｃは、以下の関係を有する偏光子である。
Ｗ３＞Ｄ３＞０
Ｄ＞３×Ｄ３
【００４２】
なお、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）のいずれにおいても、以下の関係が成り立っている。
Ｔ＝２×Ｔ３
Ｗ＝Ｗ３
【００４３】
本実施の形態では光ナノインプリント法を用いたが、熱を利用した熱ナノインプリント法（熱反応性の転写層を用い、ワイヤグリッド用金型の凹凸を転写する方法）を用いても良い。作製プロセスはほとんど同じである。
また、本実施の形態においては、ワイヤグリッド用基板１０を作成する際にＳｉＯ２層１２と光硬化性樹脂層１３との間に予めアルミニウム層１４を形成した。ここで、アルミニウム層１４は、ワイヤグリッド用基板１０に包含させず、光ナノインプリント法により光硬化性樹脂層１３にワイヤグリッド用金型２３の凹凸面の形状を転写した後に、アルミニウム層１４を光硬化性樹脂層１３上に積層してもよい。このような方法により図１（ｅ）に示す帯状導電体の積層体を得るためには、ワイヤグリッド用金型２３における凹凸面の凹部と凸部との関係を逆にして、光ナノインプリント法により帯状導電体の積層体を作製すれば良い。
即ち、アルミニウム層１４を予め形成しないで光ナノインプリント法により光硬化性樹脂層１３に凹凸を転写した後、光硬化性樹脂層１３上にアルミニウム層１４を形成し、更にリフトオフ法等を経て、図１（ｅ）に示す帯状導電体の積層体を得ることができる。
【００４４】
本実施の形態においては、ワイヤグリッド偏光子の溝部（凹部）の断面形状として略矩形状を採用したが、底幅が狭い台形形状やＵ字型形状等であっても良い。この場合、溝幅Ｄ３については、溝深さの半分の位置における幅（半値幅）を採用すればよい。なお、本実施の形態において凹部、凸部という場合には、基板に近い方を凹部、遠い方を凸部とする。
【００４５】
本実施の形態で用いる透明基板としては、使用する偏光波長に対して透明な基板であれば良く、例えば、ガラス基板、樹脂基板、単結晶基板などを用いればよい。ただ、ワイヤグリッド偏光子用の基板としては、耐熱性が要求されるのでガラス基板が好ましい。特に、ドライエッチングなどで加工がしやすい石英基板が最も好ましい。また、基板形状としても特に限定されず、円形でなくても四角形以上の多角形状等、目的に応じて選定すれば良い。
更に、本実施例で用いる誘電体層は、使用する偏光波長においてほぼ透明で石英基板の屈折率とほぼ同じか、それよりも小さいものであることが好ましい。そのような特性を満たす素材としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＣ等を挙げることができる。
【００４６】
また、本実施の形態で用いる導電体層を形成する材料としては、偏光特性を向上させる観点から、比較的誘電率と比誘電率が大きい材料を選ぶことが好適である。そのような材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、クロム等を挙げることができる。特に、アルミニウムが好ましい。これらの膜厚は、第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１とでほぼ同じにした方が好ましいが、場合によっては多少異なっても良い。この場合、１本おきに膜厚が異なることになる。導電体層の形成は、スパッタ法や真空蒸着法、無電解メッキ法、スピンコート法などを利用すればよい。
【００４７】
本実施の形態においては、ワイヤグリッド用金型の作製においてレジストの露光にＡｒレーザを用いたが、他のＫｒレーザのようなガスレーザや、高出力半導体レーザなどの固体レーザを用いても良い。要するに、高価なＥＢ描画装置等を使用しないで、従来からＤＶＤの原盤作製になどに使われていたレーザ光源を用いてワイヤグリッド用金型を作ることが本実施の形態においては重要なことである。更に、ワイヤグリッド用金型に用いるレジストは有機レジストに限らず無機レジストを利用しても良い。無機レジストを用いると、溝のエッジ部が綺麗になる傾向となって好適である。
【００４８】
本実施の形態により得られたワイヤグリッド偏光子から所定の大きさに切断して、一度に多数のワイヤグリッド偏光子を作製することにより、更なる低コスト化が図れる。
また、本実施の形態においてはワイヤグリッド偏光子の製造方法を示したが、当該製造方法は、他の細溝構造を有する成形体の形成にも適用可能である。つまり、具体的な用途としては、ワイヤグリッド偏光子の他、光ディスク用基板、医療用部品等が挙げられる。
なお、本実施の形態において、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子は、透明基板上に誘電体層、導電体層が順番に形成されているが、場合によっては、誘電体層を設けないで直接透明基板上に導電体層を形成しても良い。
【００４９】
［実施の形態２］
図５，６は、本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の他の製造プロセス例を説明するための図である。なお、実施の形態１においては、ワイヤグリッド用金型の凹凸溝をワイヤグリッド用基板に転写する方法として光ナノインプリント法を利用した。実施の形態２においては、光ナノインプリント法の代わりに、フラッシュ光照射法を利用する。
なお、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の特徴については、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１の説明と重複する部分については、説明を適宜省略する。
【００５０】
（第１の工程）
図５において、ワイヤグリッド用基板３０は、約１２０ｍｍ角で厚さ約２ｍｍの透明な石英基板３１上に誘電体層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層３２が積層され、ＳｉＯ２層３２上にアルミニウム層３４が積層され、更に、光反応性の転写層としてのポジ型レジスト層３５が積層されてなる（図５（ａ））。本実施の形態において、ＳｉＯ２層３２は、スパッタ法により約８０ｎｍの厚みで形成されるものである。また、アルミニウム層３４はスパッタ法により約１００ｎｍの厚みで形成されるものである。更に、ポジ型レジスト層３５は、スピンコート法により約１５０ｎｍの厚みで形成されるものである。
なお、本実施の形態において、ワイヤグリッド用基板３０を準備する工程を、「第１の工程」と呼ぶことがある。
【００５１】
（第２の工程）
一方、図６は、本実施の形態において用いられるワイヤグリッド用金型４４の製造方法について説明するための図である。
図６において、ワイヤグリッド用金型４４を形成するための金型用基材４０は、平らな表面を持つ石英基板４１上に、ポジ型レジスト層４２が積層されてなるものである（図６（ａ））。ここで、石英基板４１は、約１２０ｍｍ角で厚さが約６ｍｍの透明基板である。また、ポジ型レジスト層４２は、スピンコート法により約２００ｎｍの厚みで形成されるものである。
【００５２】
まず、金型用基材４０のポジ型レジスト層４２に対してアルゴン（Ａｒ）レーザＬを照射し、ポジ型レジスト層４２を部分的に変質（化学的な変化）させてポジ型レジスト変質部４２１を形成する（図６（ｂ））。なお、レーザＬの照射は、Ａｒレーザを搭載した露光装置を用い、自動焦点制御（ＡＦ）をかけながら絞り込みレンズを通じて行う。
そして、目的の幅、及び周期となるようにＡｒレーザＬの照射パワー及び基板の移動を制御し、所望の露光パターンを有するポジ型レジスト層４２を形成する。本実施の形態においてポジ型レジスト変質部４２１は平面視略矩形状（帯形状）を有すると共に、ポジ型レジスト変質部４２１は一定間隔の未露光部を介して平行に配置されている（図６（ｃ））。
【００５３】
なお、図６（ｃ）に示す通り、ＡｒレーザＬの露光部の幅がＤ、未露光部の幅がＷ、露光周期がＴである。なお、ここでのＤはポジ型レジスト変質部４２１の幅とほぼ同じである。かかるポジ型レジスト変質部４２１は、ＡｒレーザＬを照射しながら金型用基材４０を一方向（例えば、紙面の手前から奥に向かって）に移動させた後、決められた距離だけ照射方向に対して直角方向に移動（例えば、左側へ）させ、同様な照射を行い、これを繰り返し行うことで形成される。上記直角方向への移動距離が、上記露光周期Ｔとなる。
【００５４】
次に、無機系の現像液を用いた現像処理により、ポジ型レジスト変質部４２１を除去し、凹凸面を形成する（図６（ｄ））。
次いで、ポジ型レジスト層４２（未露光部）が残存する石英基板４１の表面に、マスク層としてのアルミニウム層４３を積層する。（図６（ｅ））。ここで、アルミニウム層４３の積層方法としては、特に限定されないが、スパッタ法を採用し得る。またアルミニウム層４３の積層厚みとしては、約１００ｎｍである。
【００５５】
更に、石英基板４１上に残存するポジ型レジスト層４２、及びポジ型レジスト層４２上に積層されたアルミニウム層４３を除去し、アルミニウムマスク層（光マスク層）４３１を形成する。このようにして、ワイヤグリッド用金型４４が得られる（図６（ｆ））。なお、ポジ型レジスト層４２及びアルミニウム層４３の除去方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機溶媒を用いたリフトオフ法を採用し得る。
図６（ｆ）において、ワイヤグリッド用金型４４表面に形成された凹部の幅（Ｗ１）は約８０ｎｍ、凸部の幅（Ｄ１）は２４０ｎｍである。また、隣接する凸部の周期（Ｔ１）は約３２０ｎｍである。
なお、本実施の形態において、レーザ光の照射により得られた露光パターンに対応する凹凸面を表面に有するワイヤグリッド用金型４４を準備する工程を、「第２の工程」と呼ぶことがある。
【００５６】
（第３の工程）
次いで、ワイヤグリッド用基板３０の転写層面（ポジ型レジスト層３５側の面）に対し、ワイヤグリッド用金型４４の凹凸面を対向させる（図５（ｂ））。ここで、両面間には隙間が介在しても良いが、後工程での光照射時に光が拡散して光の照射効率が低下するのを防ぐ観点から、両面は密着・加圧させるのが好適である。
また、密着・加圧の際には予め、ポジ型レジスト層３５とワイヤグリッド用金型４４表面に形成された凹部との間に形成される空間を、透明な液体３６で満たすことが好適である。このようにすることにより、ワイヤグリッド用金型４４のアルミニウムマスク層４３１がワイヤグリッド用基板３０のポジ型レジスト層３５の表面を傷つける虞が低減される。
なお、透明な液体としては、特に限定されるものではないが、粘度が高過ぎず、化学的な影響が少ない純水等を好ましく用いることができる。なお、差動排気システムを用い、液体の代わりに空気等の気体を用いることも可能である。
【００５７】
次いで、ワイヤグリッド用金型４４の背面側からフラッシュ光ＦＢを照射し、ポジ型レジスト層３５の特定部位（アルミニウムマスク層４３１により遮光されない部位）を変質させて、ポジ型レジスト変質部３５１を形成する（図５（ｃ））。ここで、フラッシュ光としては、特に限定されないが、キセノン（Ｘｅ）ランプを照射するフラッシュ光を採用し得る。また、このようなフラッシュ光ＦＢを用いることにより、ポジ型レジスト層３５の特定部位を必要以上に劣化させることなく、短時間にポジ型レジスト変質部３５１を形成可能である。
【００５８】
その後、ワイヤグリッド用基板３０からワイヤグリッド用金型４４を剥離する（図５（ｄ））。更に、アルミニウム層３４上に形成されたポジ型レジスト変質部３５１を現像処理により除去し、凹凸面を形成する。このようにして、ポジ型レジスト層３５には、ワイヤグリッド用金型４４の凹凸面の形状が正確に転写された凹凸形状が形成される。
【００５９】
（第４の工程、導電体層の積層体を準備する工程）
次いで、アルミニウム層３４上に残存するポジ型レジスト層３５をマスクにして、アルミニウム層３４にドライエッチング処理を施し、前記凹凸面の隣接する凸部間に、ＳｉＯ２層３２に表面を底面とする溝部を形成する（図５（ｅ））。かかる溝部の形成により、導電体層３４１が形成される。つまり、このようにして、上面に酸化防止層としてのポジ型レジスト層３５を備える複数の導電体層３４１が互いに略平行となるように、石英基板３１（透明基板）表面にそれぞれ凸状に形成され、当該導電体層３４１を含めて凹凸面が形成された積層体が準備される。
なお、ドライエッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系や塩素系の反応性ガスを使用したＲＩＥ処理等を挙げることができる。
【００６０】
図５（ｅ）において、帯状導電体の幅（Ｗ２）は約２４０ｎｍ、隣接する帯状導電体間に存する溝の幅（Ｄ２）は８０ｎｍである。また、隣接する帯状導電体の周期（Ｔ２）は約３２０ｎｍである。このようなフラッシュ光照射法は短時間で溝形状の転写が完了する為、製造プロセス時間を短くすることが可能となる。更に、光ナノインプリント法や熱ナノインプリント法と異なって、ワイヤグリッド用金型を転写層から剥離する際に凹凸形状によるストレスが無い為に確実な転写が行なわれる。
【００６１】
本実施の形態において、図５（ｅ）に示される帯状導電体の積層体は、前記実施の形態１における図１（ｅ）に示された帯状導電体の積層体と同様である。そして、以降の工程についても前記実施の形態１と同様であるため、以降の工程についての記載を省略する。
【００６２】
本実施の形態において用いられる各種素材などについては、実施の形態１と同様の素材等を同様に用いることができる。また、本実施の形態ではポジ型レジストを用いたが、これに限らず、ネガ型レジストなどの有機レジストあるいは無機レジストを用いることも可能である。この時、無機レジストの方が溝のエッジ部が綺麗になりやすく好適である。また、無機レジストとして、カルコゲン化合物、Ｔｅ系酸化物、遷移金属の不完全酸化物などがある。無機レジストの現像には、アルカリ溶液を使った無機現像が一般的に行われる。
【００６３】
なお、本実施の形態において、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子は、透明基板上に誘電体層、導電体層が順番に形成されているが、場合によっては、誘電体層を設けないで直接透明基板上に導電体層を形成しても良い。
【００６４】
［実施の形態３］
実施の形態１、及び実施の形態２において、最終的に得られるワイヤグリッド偏光子の特徴としては、導電体層の幅と導電体層間の距離とがほぼ同じとなることが挙げられていた。実施の形態３においては当該特徴に加え、導電体層の厚さが１つおきに異なるワイヤグリッド偏光子を得るものである。
以下、実施の形態１の説明と重複する部分については、説明を適宜省略する。また、図面に用いる符号についても、実施の形態１の説明と重複する部分については同じ符号を用いている。
【００６５】
図７は、本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の別の製造プロセス例を説明するための図である。なお、図７（ａ）に示す積層体は、前記実施の形態１における図１（ｅ）に示した積層体と同様であるため、図７（ａ）に示す積層体の製造工程については記載を省略する。
【００６６】
即ち、図７（ａ）に示す積層体は、複数の導電体層１４１が互いに略平行となるように、透明基板の表面（石英基板１１とＳｉＯ２層１２との積層体において、ＳｉＯ２層１２の上面）にそれぞれ凸状に積層され、更に、当該導電体層１４１上に酸化防止層１３２が積層された凹凸面を備える、導電体層の積層体である。これを形成するためには、上述した熱ナノインプリント法、光ナノインプリント法、フラッシュ光照射法などの方法を用いれば良い。
【００６７】
（第１帯状導電体層形成工程）
上記積層体を、まず、酸性又はアルカリ性水溶液に浸す（化成処理法）。これにより、導電体層１４１の幅方向両端部を酸化し、一定幅の酸化皮膜１４２と、当該酸化皮膜１４２に狭持される未酸化部としての第１帯状導電体層１４３とが形成される（図７（ｂ））。なお、酸化皮膜１４２の形成方法としては、化成処理の他にも陽極酸化法等を適宜用いることができる。その他の点についても、上記実施の形態１と同様である。
【００６８】
（第２帯状導電体層形成工程）
次いで、上記凹凸面の表面に、例えばスパッタ法によりアルミニウム層１５を約１５０ｎｍの厚みで形成する。これにより、上記凹凸面の凹部には、第１帯状導電体１４３に略平行な第２帯状導電体層１５１が形成される（図７（ｃ））。第２帯状導電体層１５１の厚さは、第１帯状導電体層１４３の厚さよりも約５０ｎｍ厚いものである。
【００６９】
（光路形成工程）
以降の工程は実施の形態１と同様である。即ち、第１帯状導電体層１４３の上面に位置する酸化防止層１３２、及び酸化防止層１３２上に積層されたアルミニウム層１５を、リフトオフ法により除去する（図７（ｄ））。
更に、第１帯状導電体層１４３および第２帯状導電体層１５１をマスク層とするドライエッチング処理を施し、隣接する第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１との間に、石英基板１１の表面を底面とする溝部を形成する（図７（ｅ））。これにより、ＳｉＯ２層１２に由来する帯状誘電体層１２１が形成される。また、隣接する第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１との間にスリット状の光路が形成される。
なお、本実施の形態においても、帯状誘電体層１２１と第１帯状導電体層１４３との積層体、又は、帯状誘電体層１２１と第２帯状導電体層１５１との積層体を、それぞれ同様に「帯状導電体」と呼ぶことがある。
このようにして得られるワイヤグリッド偏光子２００は、透明な石英基板１１と、石英基板１１の表面に並列して設置される複数の帯状導電体とを備えた偏光子である。
【００７０】
ワイヤグリッド偏光子２００において、第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１とは、透明な石英基板１１に対して高さ方向に約５０ｎｍだけ厚さが異なっている。
即ち、石英基板１１に対して平行な方向では、導電体層の厚さが交互に異なっていることになる。このようなワイヤグリッド偏光子においては、第１帯状導電体層１４３よりも高さの高い第２帯状導電体層１５１の周期（Ｔ４）が、入射した光の波長と同等以上の距離になると回折格子としての機能も有することになる。
つまり、ワイヤグリッド全体としての周期（Ｔ３）により偏光子として機能し、第２帯状導電体層１５１を備える帯状導電体の周期（Ｔ４）により回折格子としても機能するのである。これを利用して、本実施の形態で得られるワイヤグリッド偏光子２００は、偏光子としての機能に加え、入射した光の波長モニター機能や外部共振器としての機能をも発現する部材となる。
【００７１】
図８は、ワイヤグリッド偏光子２００と、絞込みレンズと、受光部とを備える光学装置の例を説明するための図である。ワイヤグリッド偏光子２００から入射した白色光Ｘ１は、第２帯状導電体層１５１を備える帯状導電体により回折する。その時の回折角度θは、sinθ＝波長（λ）／Ｔ４の関係式より算出される。
回折した回折光Ｙ１は、絞込みレンズＰ１によりアレイ状のディテクタＱに波長毎に絞られる。この時の回折してきた各波長の回折角度および光量をモニターする。これにより、入射してきた光の波長および光量モニターが可能となる。つまり、上記光学装置は、偏光機能に加え、波長モニター機能を有する光学装置である。
【００７２】
また、図９は、ワイヤグリッド偏光子２００と、絞込みレンズと、反射手段とを備える光学装置の例を説明するための図である。ワイヤグリッド偏光子２００から入射した光（例えば、半導体レーザ光）Ｘ２は、第２帯状導電体層１５１を備える帯状導電体により回折する。その時の回折角度θは、sinθ＝波長（λ）／Ｔ４の関係式より算出される。
回折した回折光Ｙ２は、絞込みレンズＰ２によりスリットＲを通過の後、回折光Ｙ２を反射可能な凹面鏡Ｓに照射される。その結果、回折してきた光Ｙ２を同じ光路を通って光源に戻すことができる。このような外部共振器構造を採用することにより、波長λの光が光源に戻ることとなり、光源自体がよりλで発振しやすくなり、リアルタイムに光源の波長調整が可能となる。つまり、上記光学装置は、偏光機能に加え、外部共振器としての機能を有する光学装置である。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、第２帯状導電体層１５１の厚さが第１帯状導電体層１４３に比べて大きく設定されているが、もちろん逆（つまり、第１帯状導電体層１４３の厚さが第２帯状導電体層１５１に比べて大きく設定される場合）でも同様な効果が得られる。また、光は透明な石英基板１１側から入射させたが、帯状導電体側に面する側から入射させても良い。この場合には、光学特性、特に光の散乱の影響の観点から、入射側となる帯状導電体の上面が、石英基板１１の表面とほぼ平行になっていることが好ましい。
【００７４】
本実施の形態における第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１の厚さはともに、偏光特性の観点から使用する光の波長λの１／８以上が好適である。例えば、４００ｎｍの波長の光を用いる場合にはそれぞれの層厚を５０ｎｍ以上にすればよい。
【００７５】
また、第１帯状導電体層１４３と第２帯状導電体層１５１の層厚差が小さ過ぎると、回折効果が得られない場合があり、一方、層厚差が大き過ぎると、回折効果が大きくなり過ぎて偏光特性が悪化する場合がある。両者の層厚差としては、使用する波長と膜厚差を変えた場合の回折効果および偏光特性との関係を踏まえ、使用波長をλとした場合に、λ／１６以上λ／８以下、好ましくはλ／１４以上λ／１０以下の範囲であることが好適である。
更に、本実施の形態において、第１帯状導電体層１４３、及び第２帯状導電体層１５１の幅は共に、通常、１５０ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ〜３０ｎｍである。当該幅が広すぎると透過光量が少なくなる場合があり、一方、狭すぎると偏光効率が悪くなる等の問題が生じる場合がある。場合によっては、帯状誘電体層１２１は設けなくてもよい。
【００７６】
ここで、薄い方の導電体層の膜厚をλ／４とした場合を例に取ると、厚い方の導電体層の膜厚としては以下の範囲にあることが好適である。
（１）使用波長が４５０ｎｍの場合：厚い方の導電体層の膜厚としては１４１ｎｍ以上１６８ｎｍ以下。
（２）使用波長が５５０ｎｍの場合：厚い方の導電体層の膜厚としては１７３ｎｍ以上２０６ｎｍ以下。
（３）使用波長が６５０ｎｍの場合：厚い方の導電体層の膜厚としては２０４ｎｍ以上２４３ｎｍ以下。
となる。
【００７７】
一方、白色光を使用した場合には、前記のように使用波長ごとに薄い方の導電体層の膜厚を変える手法をとることができない。薄い方の導電体層の膜厚をλ／４値として１１３ｎｍに固定した場合、厚い方の導電体層の膜厚としては以下の範囲にあることが好適である。
（４）使用波長が４５０ｎｍの場合：厚い方の導電体層の膜厚としては１４１ｎｍ以上１６８ｎｍ以下。
（５）使用波長が５５０ｎｍの場合：厚い方の導電体層の膜厚としては１４７ｎｍ以上１８１ｎｍ以下。
（６）使用波長が６５０ｎｍの場合：厚い方の導電体層の膜厚としては１５４ｎｍ以上１９３ｎｍ以下。
つまり、全ての波長を満足する厚い方の導電体層の膜厚は、１５４ｎｍ以上１６８ｎｍ以下の範囲となる。
【００７８】
以上のように、使用する光の波長にあわせて薄い方の導電体層の膜厚および厚い方の導電体層の膜厚を決定すればよい。本実施例で得られたような、偏光素子としての機能以外にも付加価値の高いワイヤグリッド偏光子を用いることにより、高性能化や高機能化が図られた光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。
【図２】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の一の製造プロセス例を説明するための図である。
【図３】ワイヤグリッド偏光子の概略平面図を示したものである。
【図４】ワイヤグリッド偏光子の溝幅と、帯状導電体の幅と、帯状導電体の周期との関係を説明するための図である。
【図５】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の他の製造プロセス例を説明するための図である。
【図６】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の他の製造プロセス例を説明するための図である。
【図７】本実施の形態が適用されるワイヤグリッド偏光子の別の製造プロセス例を説明するための図である。
【図８】ワイヤグリッド偏光子と、絞込みレンズと、受光部とを備える光学装置の例を説明するための図である。
【図９】ワイヤグリッド偏光子と、絞込みレンズと、反射手段とを備える光学装置の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８０】
１１…石英基板、１２…ＳｉＯ２層、１３…光硬化性樹脂層、１４…アルミニウム層、２３…ワイヤグリッド用金型、１００…ワイヤグリッド偏光子、１３１…光硬化層、１３２…酸化防止層、１４２…酸化皮膜、１４３…第１帯状導電体層、１５１…第２帯状導電体層
【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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