JP3683728B2

JP3683728B2 - Polarizing element and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3683728B2
Application number: JP01376799A
Authority: JP
Inventors: 喜彦飯島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000214326A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ等に用いられて光の偏光方向によって素子を完全に透過する偏光方向と回折される偏光方向とに分離する機能を持つ回折格子型の偏光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクや光磁気ディスクなどに対する光ピックアップ用の光学部品、或いは、光アイソレータ等として用いられ、偏光方向によって回折効率を異ならせた偏光素子として種々のものが提案されている。その一つに回折格子型の偏光素子がある。
【０００３】
このような回折格子型の偏光素子として、例えば、ＬｉＮｂＯ₃ にプロトン交換を利用して製造する製造方法が提案されている（例えば、特開昭６３−５５５０１号公報参照）。ところが、この製法による場合、高価な単結晶基板を用いる必要がある。
【０００４】
このようなことから、例えば、基板上に斜め蒸着法を用いて複屈折膜を形成し、格子状とした偏光素子が提案されている（例えば、特開平５−２８９０２７号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
斜め蒸着法を用いる製法によれば、高価な単結晶基板を用いる必要はないが、基板上に斜め蒸着法を用いて複屈折膜を形成した後、エッチング等により複屈折膜を格子状に加工し、さらに、誘電体膜を充填するという工程を経なければならず、その作製は容易でない。また、誘電体膜の充填に際して、スパッタ法や蒸着法といった真空プロセスを用いる場合には、空隙や欠陥を生じ易く、格子の間隔を良好な状態で充填するのが難しく、歩留まりの向上が困難である、という欠点を有している。また、樹脂等を液相系を用いて塗布し、それを固化して充填する場合には、基板及び誘電体膜材料と樹脂との濡れ性を良好にするのが困難で、仮に濡れ性を良好にできたとしても、その屈折率を所望の値に調整できない等の問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、空隙や欠陥を生ずることなく、歩留まりが高く量産性に優れた安価な回折格子型の偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の偏光素子の製造方法は、基板上に複屈折性を有する誘電体膜材料を積層し、積層された誘電体膜に対して部分的にイオン注入を行ないそのイオン注入領域の複屈折性を消失させて等方性とすることにより、２種類の誘電体膜領域を交互に形成して回折格子構造を形成するようにした。
【０００８】
従って、複屈折性を有する誘電体膜にイオン注入を行なうことで複屈折が消失することを利用するので、誘電体膜材料を格子状に加工した後で誘電体膜を充填するというプロセスを不要にすることができ、よって、空隙や欠陥を生ずることなく、歩留まりが高く量産性に優れた製造方法で偏光素子を製造できる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の偏光素子の製造方法における誘電体膜材料が金属酸化物である。従って、金属酸化物を利用することにより、安定性及び量産性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の偏光素子の製造方法における金属酸化物による誘電体膜を斜め蒸着法により積層形成する。従って、高価な単結晶基板を用いることなく安価に製造できる上に、全ての工程を真空プロセスとすることが可能で不純物の混入を防止することもできる。
【００１１】
請求項４記載の発明の偏光素子の製造方法は、複屈折性を有する金属酸化物による誘電体膜材料に部分的にイオン注入しながら斜め蒸着法により基板上に誘電体膜を積層形成し、そのイオン注入領域の複屈折性を消失させて等方性とすることにより、２種類の誘電体膜領域を交互に形成して回折格子構造を形成するようにした。
【００１２】
従って、基本的に請求項１記載の発明の場合と同様であるが、特に、イオン注入を行ないながら斜め蒸着法を用いて金属酸化物による誘電体膜材料を積層させるので、誘電体膜の膜厚、即ち、格子の深さを任意に調整でき、製造される偏光素子の特性を向上させ得る。
【００１３】
請求項５記載の発明の偏光素子の製造方法は、複屈折性を有する金属酸化物による誘電体膜材料に対して部分的なイオン注入と斜め蒸着とを交互に行なって基板上に誘電体膜を積層形成し、そのイオン注入領域の複屈折性を消失させて等方性とすることにより、２種類の誘電体膜領域を交互に形成して回折格子構造を形成するようにした。
【００１４】
従って、基本的に請求項１記載の発明の場合と同様であるが、特に、イオン注入と斜め蒸着とを交互に行なって金属酸化物による誘電体膜材料を積層させるので、誘電体膜の膜厚、即ち、格子の深さを任意に調整でき、製造される偏光素子の特性を向上させ得る。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一に記載の偏光素子の製造方法において、イオン注入により複屈折性を消失させた領域の屈折率が、複屈折性を有する誘電体膜材料の常光屈折率又は異常光屈折率の何れか一方の屈折率と等しくなるようにした。従って、製造される偏光素子としての特性が向上する上に、格子状部分のサイズに対する許容幅を大きくすることもでき、結果として、一層歩留まりの向上、量産性の向上を図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は第１の工程として、光学的に等方性を有する基板１上に複屈折性を有する誘電体膜２を積層してなる様子を示す概略断面図である。この場合の誘電体膜２の材料としては、有機・無機物を問わず、複屈折性を有するものであれば何でもよいが、安定性及び量産性を考慮すると、金属酸化物が好ましい。金属酸化物としては、例えば、Ｔａ，Ｗ，Ｂｉ，Ｔｉ，Ｓｎ等の酸化物を用い得るが、特にこれらの材料に限定されるものではない。もちろん、複数の金属の酸化物（化合物）であってもよいことはいうまでもない。
【００１８】
このような金属酸化物による誘電体膜２は、斜め蒸着法を用いて基板１上に形成することで、複屈折性を付与することが生産性の面から好ましい。また、斜め蒸着法によれば工程全体を真空プロセスとすることが可能であり、不純物が混入しにくいことからも、一層の歩留まりの向上が期待できる。
【００１９】
このように誘電体膜２を形成することは、従来も行なっており、この後、公知の微細加工プロセスを用いて格子状に加工した後、誘電体膜を充填するという工程を経ていたものであり、前述したような欠点を生じていたものである。この点、本実施の形態では、このような加工・充填プロセスを用いることなく、図１（ｂ）に示すように、イオン注入法を用いることで回折格子構造を形成するものである。図１（ｂ）は基板１上に積層した複屈折性を有する誘電体膜２に対して部分的にイオンビーム３によりイオン種を注入することにより、イオン種が注入された領域の複屈折性が消失して等方性領域４に変換された様子を示す概略断面図である。これにより、基板１上の同一面に２種類の誘電体膜領域（複屈折性を有する領域と複屈折性が消失した領域）が交互に形成されて回折格子構造が形成される。このような等方性領域４を形成するためには、イオン種を注入しない領域部分に対して必要に応じてレジスト或いは金属等のマスクを利用してもよい。或いは、マスクを用いることなく、集束イオンビーム装置を用いてイオン種を必要個所にのみ注入して所望の領域に等方性領域４を形成するようにしてもよい。
【００２０】
また、基板１上に複屈折性を有する誘電体膜２を積層させた後、イオン種を注入する場合、このイオン種の注入により、等方性となる誘電体膜２の膜厚（等方性領域４部分の膜厚）は、誘電体膜２の種類及びイオン種により変化する。偏光素子を作製する場合、複屈折膜の常光及び異常光に対する屈折率、膜厚及び等方性領域４の屈折率を適切に調整する必要がある。従って、等方性の基板１上に複屈折性を有する誘電体膜２を積層した後でイオン種を注入する方法では膜厚を適切に調整できない場合があり得る。このような場合には、イオン種を注入しながら斜め蒸着を行なって金属酸化物による誘電体膜を積層したり、或いは、イオン注入と斜め蒸着とを交互に行なって金属酸化物による誘電体膜を積層する方法を採ることが有効である。これにより、任意に膜厚を調整することが可能となり、偏光素子としての特性が向上する。
【００２１】
図２は、上記のようにイオン種の注入法を調整することにより、図１（ｂ）に示した異方性膜の格子（回折格子構造部分）の上面を等方性領域４で全面的に覆った場合を模式的に示す概略断面図である。これによれば、従来行われてきた方法の場合と同様に偏光素子を形成することができる。この際、従来のように等方性膜と異方性膜との間に空隙や各種欠陥を生ずることがなく、良好なる特性の素子となる。また、これらの場合において、基板１上に積層した複屈折性を有する誘電体膜２の常光屈折率又は異常光屈折率の何れか一方の屈折率と等しくなるように、等方性領域４の屈折率を調整することにより、偏光素子として優れた特性を示すものとなる。同時に、格子状部分のサイズに対する許容幅も大きくなり、歩留まり、量産性を一層向上させることができる。
【００２２】
【実施例】
上記実施の形態に基づく、より具体的な実施例について数例を示す。
【００２３】
実施例１
１ｍｍ厚のガラス基板（コーニング７０５９）上に誘電体膜として複屈折性を有するＴａ₂Ｏ₅を斜め蒸着法を用いて膜厚５μｍに積層した（これを、試料Ａとする）。この試料Ａに対してイオン注入を行なうことにより、複屈折性を消失させて、Ｔａ₂Ｏ₅の複屈折性領域と等方性領域とを交互に形成して格子状とした。イオン注入にはイオン源としてＢ⁺を選択した。イオン注入した部分のＴａ₂Ｏ₅の深さ方向に組成及び形態が均一となるように、ドーズ量は１０¹¹〜１０¹³／ｃｍ²で変化させ、加速エネルギーは５０ｋｅＶ〜１ＭｅＶまで変化させた。さらに、通常の蒸着を行なうことにより、等方性のＴａ₂Ｏ₅を上面に積層させることで、図２に示すような構造の偏光素子とした（試料Ｂ…本実施の形態方式）。このように作製された試料Ｂの断面構造を電子顕微鏡により観察したところ、空隙等は生じていなかったものである。また、偏光素子としての特性も良好であった。
【００２４】
比較例１
試料Ａ上にフォトリソグラフィー技術等を用いて格子状のマスクを積層し、エッチングによりＴａ₂Ｏ₅を格子状に加工した。さらに、通常の蒸着法を用いて等方性のＴａ₂Ｏ₅を格子の溝が十分埋まるまで積層させ、このままでは表面に凹凸を生じていたため、表面研磨を行なって表面を平坦にした（試料Ｃ…従来例方式）。このような試料Ｃにおいて、蒸着法の代わりにスパッタ法により等方性のＴａ₂Ｏ₅を積層させた以外は試料Ｃと同様な製造法で試料Ｄ（…従来例方式）を作製した。
【００２５】
また、試料Ｃに関して、等方性のＴａ₂Ｏ₅を積層させる代わりに、屈折率が１．７２のアクリル系樹脂をスピンコート法を用いて塗布し、さらに紫外線照射により樹脂を硬化させることによりＴａ₂Ｏ₅の格子の溝を充填し、試料Ｅ（…従来例方式）を作製した。
【００２６】
これらの試料Ｂ〜Ｅの偏光素子について、各々、空隙の有無、表面の平坦性、偏光素子としての特性を評価した結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
このような評価結果によれば、本実施の形態方式による試料Ｂの偏光素子が、空隙がなく、表面も平坦で偏光素子としての特性も良好であることが判る。
【００２９】
実施例２
実施例１における試料Ｂの作製において、最後の通常の蒸着処理に代えて、さらに複屈折性を有する領域（イオンを注入していない部分）の表面に対してイオン注入を行なうことで、図２に示したような構造の試料Ｆを作製した。このように作製された試料Ｆの断面構造を電子顕微鏡により観察したところ、空隙等は生じていなかったものである。また、偏光素子としての特性も良好であった。
【００３０】
実施例３
１ｍｍ厚のガラス基板（コーニング７０５９）上に誘電体膜として複屈折性を有するＴａ₂Ｏ₅を斜め蒸着法を用いて積層し、これにイオン注入を行なう、という工程を６回繰返し、３μｍの膜厚とした。これにより、Ｔａ₂Ｏ₅の複屈折性領域と等方性領域とが交互に形成されて格子状となった。イオン注入は、その加速エネルギーを５０〜４００ｋｅＶまで変化させる以外は、実施例１の場合と同様とした。さらに、実施例２の場合と同様に、複屈折性を有する領域（イオンを注入していない部分）の表面に対してイオン注入を行なうことで、図２に示したような構造の試料Ｇを作製した。このように作製された試料Ｇの断面構造を電子顕微鏡により観察したところ、空隙等は生じていなかったものである。また、偏光素子としての特性も良好であった。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複屈折性を有する誘電体膜にイオン注入を行なうことで複屈折が消失することを利用するようにしたので、誘電体膜材料を格子状に加工した後で誘電体膜を充填するというプロセスを不要にすることができ、よって、空隙や欠陥を生ずることなく、歩留まりが高く量産性に優れた偏光素子の製造方法を提供することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、金属酸化物を利用することにより、安定性及び量産性を向上させることができる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、高価な単結晶基板を用いることなく安価に製造できる上に、全ての工程を真空プロセスとすることが可能で不純物の混入を防止することもできる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、基本的に請求項１記載の発明の場合と同様であるが、特に、イオン注入を行ないながら斜め蒸着法を用いて金属酸化物による誘電体膜材料を積層させるようにしたので、誘電体膜の膜厚、即ち、格子の深さを任意に調整することができ、製造される偏光素子の特性を向上させることができる。
【００３５】
請求項５記載の発明によれば、基本的に請求項１記載の発明の場合と同様であるが、特に、イオン注入と斜め蒸着とを交互に行なって金属酸化物による誘電体膜材料を積層させるようにしたので、誘電体膜の膜厚、即ち、格子の深さを任意に調整することができ、製造される偏光素子の特性を向上させることができる。
【００３６】
請求項６記載の発明によれば、製造される偏光素子としての特性を向上させ得る上に、格子状部分のサイズに対する許容幅を大きくすることもでき、結果として、一層歩留まりの向上、量産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の偏光素子の作製工程を示す概略断面図である。
【図２】イオン種の注入方法を調整した結果、作製された偏光素子例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１基板
２誘電体膜
４イオン注入領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in the optical pickup or the like relates to a method of manufacturing a Henkomoto terminal of the diffraction grating type having a function of separating the polarization direction is diffracted with a polarization direction completely passes through the element by polarization direction of the light.
[0002]
[Prior art]
Various types of polarizing elements have been proposed that are used as optical components for optical pickups for optical disks, magneto-optical disks, etc., or optical isolators, and have different diffraction efficiencies depending on the polarization direction. One of them is a diffraction grating type polarizing element.
[0003]
As such a diffraction grating type polarizing element, for example, a manufacturing method in which LiNbO ₃ is manufactured using proton exchange has been proposed (see, for example, JP-A-63-55501). However, in this manufacturing method, it is necessary to use an expensive single crystal substrate.
[0004]
For this reason, for example, a polarizing element in which a birefringent film is formed on a substrate by using an oblique deposition method to form a lattice has been proposed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-289027).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to the manufacturing method using the oblique deposition method, it is not necessary to use an expensive single crystal substrate, but after forming the birefringent film on the substrate using the oblique deposition method, the birefringent film is processed into a lattice shape by etching or the like. In addition, a process of filling the dielectric film must be performed, and its manufacture is not easy. In addition, when a vacuum process such as sputtering or vapor deposition is used for filling the dielectric film, voids and defects are likely to occur, and it is difficult to fill the lattice with a good state, and it is difficult to improve the yield. It has the disadvantage of being. In addition, when a resin or the like is applied using a liquid phase system and solidified and filled, it is difficult to improve the wettability between the substrate and the dielectric film material and the resin. Even if it is good, there is a problem that the refractive index cannot be adjusted to a desired value.
[0006]
The present invention, without causing voids or defects, the yield and to provide a high manufacturing method of Henkomoto child excellent inexpensive grating for mass production.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a polarizing element comprising: laminating a dielectric film material having birefringence on a substrate; and performing ion implantation partially on the laminated dielectric film; By eliminating the birefringence and making it isotropic, two types of dielectric film regions are alternately formed to form a diffraction grating structure.
[0008]
Therefore, the process of filling the dielectric film after processing the dielectric film material into a lattice is not required because it takes advantage of the disappearance of birefringence by ion implantation into the dielectric film having birefringence. Therefore, a polarizing element can be manufactured by a manufacturing method with high yield and excellent mass productivity without generating voids and defects.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the dielectric film material in the method for manufacturing a polarizing element according to the first aspect is a metal oxide. Therefore, stability and mass productivity can be improved by using a metal oxide.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, a dielectric film made of a metal oxide in the method for manufacturing a polarizing element according to the second aspect is laminated by an oblique deposition method. Therefore, it can be manufactured at a low cost without using an expensive single crystal substrate, and all the steps can be made into a vacuum process, and contamination of impurities can be prevented.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a polarizing element comprising: laminating a dielectric film on a substrate by oblique vapor deposition while partially ion-implanting a dielectric film material made of a metal oxide having birefringence; By eliminating the birefringence of the ion-implanted region and making it isotropic, two types of dielectric film regions are alternately formed to form a diffraction grating structure.
[0012]
Therefore, this is basically the same as the case of the invention described in claim 1, but in particular, since the dielectric film material made of metal oxide is laminated using the oblique deposition method while performing the ion implantation, the film of the dielectric film The thickness, that is, the depth of the grating can be arbitrarily adjusted, and the characteristics of the manufactured polarizing element can be improved.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a polarizing element, comprising performing dielectric ion on a substrate by alternately performing partial ion implantation and oblique deposition on a dielectric film material made of a birefringent metal oxide. Are formed, and the birefringence of the ion-implanted region is eliminated to make it isotropic, whereby two types of dielectric film regions are alternately formed to form a diffraction grating structure.
[0014]
Therefore, this is basically the same as the case of the invention described in claim 1, but in particular, the dielectric film material made of metal oxide is laminated by alternately performing ion implantation and oblique vapor deposition. The thickness, that is, the depth of the grating can be arbitrarily adjusted, and the characteristics of the manufactured polarizing element can be improved.
[0015]
A sixth aspect of the present invention is the method for manufacturing a polarizing element according to any one of the first to fifth aspects, wherein the refractive index of the region where the birefringence is lost by ion implantation is birefringent. It was made to become equal to the refractive index of either the ordinary light refractive index or the extraordinary light refractive index of the film material. Accordingly, the characteristics as a polarizing element to be manufactured can be improved, and the allowable width with respect to the size of the lattice portion can be increased. As a result, the yield and the mass productivity can be further improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing a state in which a dielectric film 2 having birefringence is laminated on an optically isotropic substrate 1 as a first step. The material of the dielectric film 2 in this case is not particularly limited as long as it has birefringence regardless of whether it is organic or inorganic, but metal oxide is preferable in consideration of stability and mass productivity. As the metal oxide, for example, an oxide such as Ta, W, Bi, Ti, or Sn can be used, but it is not particularly limited to these materials. Of course, it is needless to say that a plurality of metal oxides (compounds) may be used.
[0018]
It is preferable from the viewpoint of productivity that the dielectric film 2 made of such a metal oxide is formed on the substrate 1 using an oblique vapor deposition method to impart birefringence. Further, according to the oblique vapor deposition method, the entire process can be made a vacuum process, and impurities can hardly be mixed, so that further improvement in yield can be expected.
[0019]
The formation of the dielectric film 2 as described above has been performed in the past. After that, the dielectric film 2 is processed into a lattice shape using a known microfabrication process and then filled with the dielectric film. There is a drawback as described above. In this respect, in the present embodiment, the diffraction grating structure is formed by using the ion implantation method as shown in FIG. 1B without using such a processing / filling process. FIG. 1B shows the birefringence of a region where ion species are implanted by partially implanting ion species with an ion beam 3 into a birefringent dielectric film 2 laminated on a substrate 1. It is a schematic sectional drawing which shows a mode that disappeared and was converted into the isotropic area | region 4. FIG. As a result, two types of dielectric film regions (a region having birefringence and a region having lost birefringence) are alternately formed on the same surface of the substrate 1 to form a diffraction grating structure. In order to form such an isotropic region 4, a mask made of resist or metal may be used as necessary for a region portion where ion species are not implanted. Alternatively, the isotropic region 4 may be formed in a desired region by using a focused ion beam apparatus without using a mask and implanting ion species only at a necessary portion.
[0020]
Further, when an ion species is implanted after laminating a dielectric film 2 having birefringence on the substrate 1, the thickness (isotropic) of the dielectric film 2 that becomes isotropic by implantation of this ion species. The film thickness of the active region 4 portion) varies depending on the type of dielectric film 2 and the ion type. When a polarizing element is manufactured, it is necessary to appropriately adjust the refractive index, the film thickness, and the refractive index of the isotropic region 4 with respect to ordinary light and extraordinary light of the birefringent film. Accordingly, there may be a case where the film thickness cannot be appropriately adjusted by the method of implanting ion species after laminating the dielectric film 2 having birefringence on the isotropic substrate 1. In such a case, a dielectric film made of metal oxide is laminated by performing oblique deposition while implanting ion species, or a dielectric film made of metal oxide by alternately performing ion implantation and oblique deposition. It is effective to adopt a method of laminating. Thereby, the film thickness can be arbitrarily adjusted, and the characteristics as a polarizing element are improved.
[0021]
FIG. 2 shows that the upper surface of the grating (diffraction grating structure) of the anisotropic film shown in FIG. It is a schematic sectional drawing which shows typically the case where it covers. According to this, a polarizing element can be formed similarly to the case of the method conventionally performed. At this time, there are no voids or various defects between the isotropic film and the anisotropic film as in the prior art, and the device has excellent characteristics. In these cases, the isotropic region 4 has a refractive index equal to either the ordinary refractive index or the extraordinary refractive index of the dielectric film 2 having birefringence laminated on the substrate 1. By adjusting the refractive index, excellent characteristics as a polarizing element are exhibited. At the same time, the allowable width for the size of the lattice portion is increased, and the yield and mass productivity can be further improved.
[0022]
【Example】
Several examples of more specific examples based on the above embodiment will be described.
[0023]
Example 1
On a 1 mm thick glass substrate (Corning 7059), Ta ₂ O ₅ having birefringence as a dielectric film was laminated to a thickness of 5 μm by using an oblique deposition method (this is referred to as sample A). By performing ion implantation on this sample A, the birefringence was lost, and the birefringent and isotropic regions of Ta ₂ O ₅ were alternately formed to form a lattice. For ion implantation, B ⁺ was selected as the ion source. The dose was varied from 10 ¹¹ to 10 ¹³ / cm ² and the acceleration energy was varied from 50 keV to 1 MeV so that the composition and morphology were uniform in the depth direction of Ta ₂ O _{5 in} the ion-implanted portion. Furthermore, by performing normal vapor deposition, isotropic Ta ₂ O ₅ was laminated on the upper surface, so that a polarizing element having a structure as shown in FIG. 2 was obtained (sample B—this embodiment mode). When the cross-sectional structure of Sample B thus produced was observed with an electron microscope, no voids or the like were generated. Moreover, the characteristic as a polarizing element was also favorable.
[0024]
Comparative Example 1
A lattice-like mask was stacked on the sample A using a photolithography technique or the like, and Ta ₂ O ₅ was processed into a lattice shape by etching. Furthermore, isotropic Ta ₂ O ₅ was laminated using a normal vapor deposition method until the grooves in the lattice were sufficiently filled, and the surface was uneven as it was, so surface polishing was performed to flatten the surface (sample) C: Conventional method). In such a sample C, a sample D (... conventional example method) was manufactured by the same manufacturing method as the sample C except that isotropic Ta ₂ O ₅ was laminated by sputtering instead of vapor deposition.
[0025]
For sample C, instead of laminating isotropic Ta ₂ O ₅ , an acrylic resin having a refractive index of 1.72 was applied using a spin coat method, and the resin was cured by ultraviolet irradiation. Samples E (... conventional example) were prepared by filling the grooves of the Ta ₂ O ₅ lattice.
[0026]
Table 1 shows the results of evaluating the presence or absence of voids, the flatness of the surface, and the properties of the polarizing elements of the polarizing elements of Samples B to E.
[0027]
[Table 1]

[0028]
According to such an evaluation result, it can be seen that the polarizing element of sample B according to the present embodiment has no voids, a flat surface, and good characteristics as a polarizing element.
[0029]
Example 2
In the preparation of Sample B in Example 1, ion implantation is performed on the surface of a region having a birefringence (portion where ions are not implanted), instead of the last ordinary vapor deposition treatment. A sample F having a structure as shown in FIG. When the cross-sectional structure of the sample F thus produced was observed with an electron microscope, no voids or the like were generated. Moreover, the characteristic as a polarizing element was also favorable.
[0030]
Example 3
A process of laminating Ta ₂ O ₅ having birefringence as a dielectric film on a 1 mm-thick glass substrate (Corning 7059) using an oblique deposition method and ion-implanting the same is repeated 6 times, and 3 μm The film thickness was taken. As a result, Ta ₂ O ₅ birefringent regions and isotropic regions were alternately formed into a lattice shape. The ion implantation was performed in the same manner as in Example 1 except that the acceleration energy was changed from 50 to 400 keV. Further, similarly to the case of Example 2, ion implantation is performed on the surface of a region having birefringence (portion where ions are not implanted), so that a sample G having a structure as shown in FIG. Produced. When the cross-sectional structure of the sample G thus produced was observed with an electron microscope, no voids or the like were generated. Moreover, the characteristic as a polarizing element was also favorable.
[0031]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the fact that the birefringence disappears by performing ion implantation on the dielectric film having birefringence is utilized, the dielectric film material is processed into a lattice shape. Thus, it is possible to eliminate the process of filling the dielectric film, and thus it is possible to provide a method for manufacturing a polarizing element that has a high yield and excellent mass productivity without generating voids and defects.
[0032]
According to invention of Claim 2, stability and mass-productivity can be improved by utilizing a metal oxide.
[0033]
According to the third aspect of the present invention, it is possible to manufacture at low cost without using an expensive single crystal substrate, and it is possible to make all the steps into a vacuum process and to prevent contamination of impurities.
[0034]
According to the invention described in claim 4, basically the same as that of the invention described in claim 1, but in particular, a dielectric film material made of metal oxide is laminated using an oblique deposition method while performing ion implantation. Thus, the thickness of the dielectric film, that is, the depth of the grating can be arbitrarily adjusted, and the characteristics of the manufactured polarizing element can be improved.
[0035]
According to the invention described in claim 5, basically the same as that of the invention described in claim 1, but in particular, the dielectric film material made of metal oxide is laminated by alternately performing ion implantation and oblique deposition. Thus, the thickness of the dielectric film, that is, the depth of the grating can be arbitrarily adjusted, and the characteristics of the manufactured polarizing element can be improved.
[0036]
According to the sixth aspect of the invention, the characteristics as a polarizing element to be manufactured can be improved, and the allowable width with respect to the size of the lattice portion can be increased. As a result, the yield is further improved and the mass productivity is increased. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of a polarizing element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a polarizing element produced as a result of adjusting the ion seed implantation method.
[Explanation of symbols]
1 Substrate 2 Dielectric film 4 Ion implantation region

Claims

A dielectric film material having birefringence is laminated on a substrate, and ion implantation is partially performed on the laminated dielectric film so that the birefringence of the ion implantation region disappears to be isotropic. A method for manufacturing a polarizing element, in which two types of dielectric film regions are alternately formed to form a diffraction grating structure.

The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein the dielectric film material is a metal oxide.

3. The method for manufacturing a polarizing element according to claim 2, wherein a dielectric film made of a metal oxide is laminated by an oblique deposition method.

A dielectric film is formed on a substrate by oblique vapor deposition while partially ion-implanting into a dielectric film material made of a metal oxide having birefringence, and the birefringence of the ion-implanted region is eliminated and isotropic A method of manufacturing a polarizing element in which a diffraction grating structure is formed by alternately forming two types of dielectric film regions.

A dielectric film is formed on a substrate by alternately performing partial ion implantation and oblique deposition on a dielectric film material made of a metal oxide having birefringence, and the birefringence of the ion implantation region is increased. A method for manufacturing a polarizing element in which a diffraction grating structure is formed by alternately forming two types of dielectric film regions by making them disappear and making isotropic.

2. The refractive index of a region in which birefringence disappears by ion implantation is made equal to the refractive index of one of ordinary light refractive index and extraordinary light refractive index of a dielectric film material having birefringence. The manufacturing method of the polarizing element as described in any one of thru | or 5.