[发明专利]凹面衍射光栅以及其制造方法、和光学装置

说明书

提供能通过球面像差的抑制来提升衍射效率的凹面衍射光栅。凹面衍射光栅(2)对光进行分光、聚光，在凹面状的基板(24)上具有锯齿形状的光栅槽(21)，锯齿形状的光栅槽(21)的间隔不等。另外，通过用光刻法以及蚀刻、或机械加工在平面基板上形成锯齿形状，使形成锯齿形状为不等间隔的光栅槽(21)的平面衍射光栅在凸面固定基板上变形，来将安装的凹面衍射光栅的模转印到金属或树脂的表面，由此形成对光进行分光、聚光的凹面衍射光栅(2)。

技术领域

本发明涉及凹面衍射光栅以及其制造方法，特别涉及使光分光、会聚的曲面衍射光栅以及利用其的光学装置。

背景技术

作为本技术领域的背景技术。作为搭载于分光光度计等光学装置的光学元件的曲面衍射光栅具有光的分光、会聚的两方的性能，能使部件件数少，能使装置的结构简便。

过去，在球面的凹面衍射光栅中，若使光栅槽的间隔为等间隔，则由于分光光聚光在罗兰圆上，因此能通过将检测器设置于罗兰圆上来使光学装置的性能提升。但担心会由于将检测器设置于罗兰圆上而使光学装置大型化。因此，通过使形成于凹面衍射光栅的光栅槽为不等间隔，能将聚光位置即检测器的设置场所从罗兰圆修正成近似的直线位置，能使光学装置小型化。为了实现这样的球面的凹面衍射光栅，例如提出专利文献1、专利文献2以及专利文献3记载的方法。

用在凸面基板以刻线机等机械刻印光栅槽的方法制作凹面衍射光栅的模，通过将刻印的光栅槽转印到树脂、金属等，来制造凹面衍射光栅。在球面的凹面衍射光栅中，如专利文献1记载的那样，通过使光栅槽的间隔为不等间隔来抑制分光光的像差。

另外，在专利文献2中，在凹面基板上使光栅槽的间隔为不等间隔地形成抗蚀剂，通过离子蚀刻形成层状型(矩形)光栅槽，来制作凹面衍射光栅。在专利文献3中，将具有锯齿形状的光栅槽的平面衍射光栅用凹凸面基板夹入，使变形，并接合到凸面基板上，来形成凹面衍射光栅的模。将该凹面衍射光栅的模转印到金属、树脂等来制作凹面衍射光栅。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开昭55-13918号公报

专利文献2：JP特开2011-106842号公报

专利文献3：WO2016/059928号公报

发明内容

发明要解决的课题

在球面的凹面衍射光栅中，若使光栅槽的间隔为等间隔，分光光就会聚光在罗兰圆上，因此能通过将检测器设置在罗兰圆上来使光学装置的性能提升。但担心由于将检测器设置在罗兰圆上而使光学装置大型化。因此，能通过使形成于凹面衍射光栅的光栅槽为不等间隔，来将聚光位置即检测器的设置场所从罗兰圆修正成近似的直线位置，能使光学装置小型化，但有以下所示的课题。

在专利文献1记载的凹面衍射光栅的制造方法中，若用在凸面基板以刻线机等机械进行刻印的方法制作衍射光栅的模，就会由于刻印工具的角度是固定的，因此在曲面基板的中心部、端部，在锯齿形状的光栅槽形成浅的部分和深的部分，有闪耀角变得固定的课题。

在记载于专利文献2的利用半导体工艺的曲面衍射光栅的制造方法中，难以对任意的曲面基板正确地制作基于光刻法的抗蚀剂的光栅槽图案，且在向曲面上的蚀刻中，会产生形成从曲面的垂线具有倾斜度的层状型(矩形)的光栅槽这样的不良状况。

在专利文献3记载的制作曲面衍射光栅的模的技术中，由于在平面基板上形成锯齿状的光栅槽后与曲面进行接合，因此能制作在曲面基板的中心部、端部处闪耀角也固定的凹面衍射光栅，但由于光栅槽为等间隔，因此像差的抑制不充分，衍射效率降低，从而不能有效利用检测光。