JPH0723237B2 - Method for manufacturing flat microlens - Google Patents
Method for manufacturing flat microlensInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界移入法を用いた平板マイクロレンズの製造
方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a flat plate microlens using an electric field transfer method.
近年、伊賀、及川らによって、平板基板へのドーパント
の選択拡散によってできる平板マイクロレンズが報告さ
れ、注目を集めている。（Appl.Opt.22,441（1983））
この平板マイクロレンズは、多数のマイクロレンズを所
望の位置関係でモノリシックに集積できるという特徴を
もち他のアレイ状の光学素子（面発光型LD、面発光型LE
D、光ファイバアレイ、液晶光スイッチアレイ等）と積
層することによって光回路をアレイ状に一括して製作で
きるため、光ファイバ通信分野や画像伝送などの分野に
おいてはなくてはならぬ基本的なエレメントになること
が期待されている。In recent years, Iga, Oikawa, et al. Reported a flat plate microlens formed by selective diffusion of a dopant into a flat substrate, and have been attracting attention. (Appl.Opt.22,441 (1983))
This flat plate microlens has the feature that a large number of microlenses can be monolithically integrated in a desired positional relationship, and other array-like optical elements (surface emitting LD, surface emitting LE
D, an optical fiber array, a liquid crystal optical switch array, etc.) allows optical circuits to be manufactured collectively in an array, so it is essential in the fields of optical fiber communication and image transmission. Expected to be an element.
またロッドレンズと比較して、いろいろなサイズのレン
ズが作製できるので、光ディスクのピックアップへの応
用や光コンピュータ等の集積光回路への応用が可能であ
る。In addition, since lenses of various sizes can be manufactured as compared with rod lenses, they can be applied to optical disk pickups and integrated optical circuits such as optical computers.
平板マイクロレンズの製造方法としては、電界移入法、
イオン交換法、プラズマCVD法、拡散重合法などが知ら
れているが、開口数が大きく収差の小さい平板マイクロ
レンズを得る方法としては電界移入法が最もすぐれてい
る。（第１図） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来の電界移入法によると、望みのレンズ特性
の平板マイクロレンズを再現性良く作製することができ
ないという問題点があった。またレンズ特性の同一基板
内でのバラツキが大きいという問題点もあった。そのた
めに高品質な平板マイクロレンズを安いコストで提供す
ることが困難であり、さらに平板マイクロレンズをレン
ズアレイとして用いたいという要求に対しては、その要
求を満たしたレンズアレイを作製することさえ困難であ
った。As a method of manufacturing a flat microlens, an electric field transfer method,
The ion exchange method, the plasma CVD method, the diffusion polymerization method and the like are known, but the electric field transfer method is the best method for obtaining a flat plate microlens having a large numerical aperture and a small aberration. (FIG. 1) [Problems to be solved by the invention] However, according to the conventional electric field transfer method, there is a problem that a flat plate microlens having desired lens characteristics cannot be manufactured with good reproducibility. There is also a problem in that there is a large variation in lens characteristics within the same substrate. Therefore, it is difficult to provide high-quality flat plate microlenses at a low cost, and in addition to the demand for using flat plate microlenses as a lens array, it is even difficult to produce a lens array that satisfies the demand. Met.
本発明は以上の問題点を解決するもので、その目的とす
るところは、実用上十分な精度を備えた平板マイクロレ
ンズあるいは平板マイクロレンズアレイを再現性良く安
価に製造し得る方法を提供することにある。The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a method capable of producing a flat plate microlens or a flat plate microlens array having a practically sufficient accuracy with good reproducibility and at low cost. It is in.
本発明の平板マイクロレンズの製造方法は、底面部がガ
ラスである箱型形状の試料セルの底面部を、複数の円形
開口部を有するパターンマスクで被覆し、 前記試料セルの内面に第１の溶融塩のはいっている状態
で、前記第１の溶融塩とは隔てられた第２の溶融塩から
なる浴に浸し、 前記第１の溶融塩中に浸された第１の電極と前記第２の
溶融塩中に浸された第２の電極との間に電位差Ｖを与
え、その電界効果によって前記浴中の前記第２の溶融塩
に含有される金属イオンを、前記パターンマスクの円形
開口部を介して前記ガラス内に注入する電界移入法を用
いた平板マイクロレンズの製造方法において、 以下の（Ｉ）及び／又は（II）の条件で電界移入を行う
ことを特徴とする。In the method of manufacturing a flat plate microlens of the present invention, the bottom portion of a box-shaped sample cell whose bottom portion is glass is covered with a pattern mask having a plurality of circular openings, and the inner surface of the sample cell has a first portion. The molten salt is soaked in a bath of a second molten salt separated from the first molten salt, and the first electrode and the second electrode are immersed in the first molten salt. A potential difference V between the second electrode and the second electrode immersed in the molten salt, and the electric field effect causes the metal ions contained in the second molten salt in the bath to flow into the circular opening of the pattern mask. In the method of manufacturing a flat plate microlens using the electric field introduction method of injecting into the glass through the electric field, the electric field introduction is performed under the following conditions (I) and / or (II).
（Ｉ）前記円形開口部の半径rm、ガラス材料、ガラスの
厚み、電界移入温度、溶融塩の組成、電極材料、電極の
配置、電極の形状、電極の大きさ等、前記電位差Ｖ以外
の電界移入条件を一定としたとき、得られる平板マイク
ロレンズの半径r1が前記電位差Ｖの変動によらずに一定
であるような条件 （II）前記電位差Ｖ、ガラス材料、ガラスの厚み、電界
移入温度、溶融塩の組成、電極材料、電極の配置、電極
の形状、電極の大きさ等、前記円形開口部の半径rm以外
の電界移入条件を一定としたとき、得られる平板マイク
ロレンズの半径r1が前記円形開口部の半径rmの（2/3）
乗に比例するような条件る。(I) Radius r m of the circular opening, glass material, glass thickness, electric field transfer temperature, composition of molten salt, electrode material, electrode arrangement, electrode shape, electrode size, etc., other than the potential difference V Condition that the radius r 1 of the obtained flat plate microlens is constant irrespective of the fluctuation of the potential difference V when the electric field introduction condition is constant (II) The potential difference V, the glass material, the thickness of the glass, and the electric field introduction Radius of a flat plate microlens obtained when the electric field transfer conditions other than the radius r m of the circular opening such as temperature, composition of molten salt, electrode material, electrode arrangement, electrode shape, and electrode size are constant. r 1 is the radius r m of the circular opening (2/3)
The condition is proportional to the power.
ドーパントの注入スピードが上限に達しているかどうか
は、以下の３種の方法（（Ｉ），（II），（III））な
どで調べることができる。Whether or not the dopant injection speed has reached the upper limit can be examined by the following three methods ((I), (II), (III)) and the like.
（Ｉ）製造に用いられる電界移入条件のうち、印加電圧
（Ｖ）のみを変化させる方法（第２図）。(I) A method of changing only the applied voltage (V) among the electric field introduction conditions used for manufacturing (FIG. 2).
印加電圧（Ｖ）を高めたときにレンズの大きさが大きく
なったときは、ドーパントの注入スピードは上限に達し
ていない。（第２図（ａ）） 印加電圧（Ｖ）を高めてもレンズの大きさが大きくなら
ないときはドーパントの注入スピードが上限に達してい
る。（第２図（ｂ）） （II）製造に用いられる電界移入条件のうち、マスク開
口部の半径（rm）のみを変化させる方法（第３図） レンズの半径（rl）がrmの1/3乗に比例しているときは
ドーパントの注入スピードが上限に達していない。（第
３図（ａ）） rlがrmの2/3乗に比例しているときはドーパントの注入
スピードが上限に達している。（第３図（ｂ）） （III）製造に摩いられる電界移入条件のうち、印加電
圧（Ｖ）とマスク半径（rm）を変化させる方法（第４
図） 図で（ａ）領域ではドーパントの注入スピードが上限に
達していない。（第４図（ａ）） 図で（ｂ）領域ではドーパントの注入スピードが上限に
達している。（第４図（ｂ）） 〔作用〕 電界移入法によって製造される平板マイクロレンズの半
径R1は、電界移入時における第１の電極と第２の電極と
の間の電位差の（1/3）乗に比例することが知られてい
る。When the size of the lens becomes large when the applied voltage (V) is increased, the dopant injection speed does not reach the upper limit. (FIG. 2 (a)) When the size of the lens does not increase even when the applied voltage (V) is increased, the dopant injection speed reaches the upper limit. (Fig. 2 (b)) (II) A method of changing only the radius (rm) of the mask opening in the electric field transfer conditions used in manufacturing (Fig. 3). The lens radius (rl) is 1 / rm. When proportional to the third power, the dopant injection speed does not reach the upper limit. (FIG. 3 (a)) When rl is proportional to the 2/3 power of rm, the dopant injection speed reaches the upper limit. (FIG. 3 (b)) (III) A method of changing the applied voltage (V) and the mask radius (rm) among the electric field transfer conditions to be abraded in manufacturing (fourth)
In the figure, in the region (a), the dopant injection speed has not reached the upper limit. (FIG. 4 (a)) In FIG. 4 (b), the dopant injection speed reaches the upper limit in the region (b). Radius R 1 of (FIG. 4 (b)) [action] planar microlens produced by the electric field transfer method, the potential difference between the first electrode and the second electrode during field transfer (1/3 ) It is known to be proportional to the power.
しかしながら、発明者による詳細な研究によると、電位
差Ｖがあるしきい値を越えた条件のもとでは、それ以上
の電位差を与えても平板マイクロレンズの半径r1は増加
しないことが明らかになった。すなわち、電位差Ｖのう
ちしきい値を越えたdVはもはや円形開口部近傍での電界
強度の増加に寄与しなくなるのである。However, a detailed study by the inventor revealed that under the condition that the potential difference V exceeds a certain threshold value, the radius r 1 of the flat plate microlens does not increase even if the potential difference V is further increased. It was That is, of the potential difference V, dV exceeding the threshold value no longer contributes to the increase in electric field strength in the vicinity of the circular opening.
その理由は、ドーパントの注入スピードがその電界移入
の条件では上限となっており、そのため、これ以上の電
位差Ｖを与えてもその電位差dVが円形開口部近傍での電
界強度の増加に寄与しないのであろうと考えられる。The reason is that the injection speed of the dopant is the upper limit under the condition of the electric field transfer, and therefore, even if a potential difference V larger than this is given, the potential difference dV does not contribute to the increase of the electric field strength in the vicinity of the circular opening. I think it will.
また、電界移入法によって製造される平板マイクロレン
ズの半径r1は、電界移入時における円形開口部の半径rm
の（1/3）乗に比例することが知られているが、ドーパ
ントの注入スピードがその電界移入の条件では上限とな
っているときには、平板マイクロレンズの半径r1は円形
開口部の半径rmの（2/3）乗に比例することが予想され
る。Also, the radius r 1 of the flat plate microlens manufactured by the electric field transfer method is the radius r m of the circular opening when the electric field is transferred.
It is known that the radius r 1 of the flat plate microlens is the radius r of the circular opening when the dopant injection speed is the upper limit under the conditions of electric field transfer. It is expected to be proportional to the (2/3) th power of m .
研究の結果、ドーパントの注入スピードがその電界移入
の条件では上限となっているときには、平板マイクロレ
ンズの半径r1は円形開口部の半径rmの（2/3）乗に比例
し、ドーパントの注入スピードがその電界移入の条件で
は上限となっていないときには、円形開口部の半径rmの
（1/3）乗に比例することが明らかになった。As a result of the research, when the injection speed of the dopant is the upper limit under the condition of the electric field transfer, the radius r 1 of the flat plate microlens is proportional to the (2/3) th power of the radius r m of the circular opening. It was revealed that the injection speed is proportional to the (1/3) th power of the radius r m of the circular opening when the injection speed is not the upper limit under the condition of electric field transfer.
さて、本発明の平板マイクロレンズの製造方法は、
（Ｉ）前記円形開口部の半径rm、ガラス材料、ガラスの
厚み、電界移入温度、溶融塩の組成、電極材料、電極の
配置、電極の形状、電極の大きさ等、電位差Ｖ以外の電
界移入条件を一定としたとき、得られる平板マイクロレ
ンズの半径r1が前記電位差Ｖの変動によらずに一定であ
るような条件、及び／又は（II）前記電位差Ｖ、ガラス
材料、ガラスの厚み、電界移入温度、溶融塩の組成、電
極材料、電極の配置、電極の形状、電極の大きさ等、前
記円形開口部の半径rm以外の電界移入条件を一定とした
とき、得られる平板マイクロレンズの半径r1が前記円形
開口部の半径rmの（2/3）乗に比例するような条件、で
電界移入を行うことを特徴とするが、その条件のもとで
は、ドーパントの注入スピードがその条件では常に上限
に達していることになる。Now, the manufacturing method of the flat plate microlens of the present invention,
(I) Electric field other than potential difference V such as radius r m of the circular opening, glass material, glass thickness, electric field transfer temperature, composition of molten salt, electrode material, electrode arrangement, electrode shape, electrode size, etc. When the transfer condition is constant, the radius r 1 of the obtained flat plate microlens is constant regardless of the fluctuation of the potential difference V, and / or (II) the potential difference V, the glass material, and the thickness of the glass. , The electric field transfer temperature, the composition of the molten salt, the electrode material, the arrangement of the electrodes, the shape of the electrode, the size of the electrode, etc., and the flat plate microscopic obtained when the field transfer conditions other than the radius r m of the circular opening are constant. The electric field transfer is performed under the condition that the radius r 1 of the lens is proportional to the (2/3) th power of the radius r m of the circular opening, but under the condition, the dopant implantation is performed. That the speed is always capped under those conditions That.
従って、試料セル等の配置、溶融塩の量、電極の形状・
サイズ・汚れ・配置等の外部条件が少々異なっても、円
形開口部近傍での電界強度は一定に保たれ、得られる平
板マイクロレンズの特性は一定に保たれる。Therefore, the arrangement of the sample cell, the amount of molten salt, the shape of the electrode,
Even if the external conditions such as size, dirt, and arrangement are slightly different, the electric field strength near the circular opening is kept constant, and the characteristics of the obtained flat plate microlens are kept constant.
よって、実用上十分な精度を備えた平板マイクロレンズ
又は実用上十分な精度と均一性を備えた平板マイクロレ
ンズアレイを再現性よく安価に製造することができる。Therefore, it is possible to inexpensively manufacture a flat plate microlens having practically sufficient precision or a flat plate microlens array having practically sufficient precision and uniformity with good reproducibility.
実際には、第２図〜第４図で説明したような方法に従っ
て調べられた、ドーパントの注入スピードが上限に達し
ている条件のなかから、レンズのサイズ、焦点距離、球
面収差等のレンズ特性を満たす電界移入条件を選ぶこと
が必要である。Actually, the lens characteristics such as the lens size, the focal length, and the spherical aberration are examined under the condition that the dopant injection speed reaches the upper limit, which is investigated according to the method described in FIGS. 2 to 4. It is necessary to select electric field transfer conditions that satisfy the above conditions.
以下に、本発明が、望みのレンズ特性の平板マイクロレ
ンズを再現性良く作製すること、ならびにレンズ特性の
均一性にすぐれた平板マイクロレンズアレイを作製する
ことに対してどのように寄与するかを実施例を用いて詳
しく説明する。Below, how the present invention contributes to producing a flat plate microlens having desired lens characteristics with good reproducibility and producing a flat plate microlens array excellent in uniformity of lens characteristics will be described. This will be described in detail using examples.
〔実施例１〕 本実施例では第５図のようにセットした後、下記の条件
で電界移入を行なった。Example 1 In this example, after setting as shown in FIG. 5, electric field transfer was performed under the following conditions.
（電界移入条件） ・試料ガラス KF2，厚み4mm ・マスク チタン ・パターン 半径50μｍの開口部が100コ集積されてい
る。(Electric field transfer conditions) ・ Sample glass KF 2 , thickness 4mm ・ Mask titanium ・ Pattern 100 openings with a radius of 50μm are integrated.
・熔融塩の組成 Tl2SO4：ZnSO4＝5:5 ・温度 520℃ ・印加電圧 4V ・移入時間 5hr ・雰囲気 N2 電界移入後、試料セルの内側の熔融塩を捨てて徐冷した
後、湯洗した。つづいて試料セルを適当な形に切断し、
その後ガラス両面を形削・研磨して平板マイクロレンズ
アレイを作製した。・ Composition of molten salt Tl 2 SO 4 : ZnSO 4 = 5: 5 ・ Temperature 520 ° C ・ Applied voltage 4V ・ Transfer time 5hr ・ Atmosphere N 2 After electric field transfer, after discarding the molten salt inside the sample cell and slowly cooling I washed it with hot water. Then cut the sample cell into an appropriate shape,
Then, both sides of the glass were shaped and polished to produce a flat plate microlens array.
本実施例では、ドーパントの注入スピードが上限に達し
ている条件で電界移入を行なった。In this example, the electric field transfer was performed under the condition that the dopant injection speed reached the upper limit.
〔実施例２〕 本実施例では第５図のようにセットした後、下記の条件
で電界移入を行なった。Example 2 In this example, after setting as shown in FIG. 5, electric field transfer was performed under the following conditions.
（電界移入条件） ・試料ガラス KF2 厚み4mm ・マスク チタン ・パターン 半径200μｍの開口部が100 コ集積されている。(Electric field transfer conditions) ・ Sample glass KF 2 thickness 4 mm ・ Mask titanium ・ Pattern 100 openings with a radius of 200 μm are integrated.
・熔融塩の組成 Tl2SO4：ZnSO4＝5:5 ・温度 520℃ ・印加電圧 4V ・移入時間 5hr ・雰囲気 N2 電界移入後、試料セルの内側の熔融塩を捨てて徐冷した
後、湯洗した。つづいて試料セルを適当な形に切断し、
その後ガラス両面を研削・研磨して平板マイクロレンズ
アレイを作製した。・ Composition of molten salt Tl 2 SO 4 : ZnSO 4 = 5: 5 ・ Temperature 520 ° C ・ Applied voltage 4V ・ Transfer time 5hr ・ Atmosphere N 2 After electric field transfer, after discarding the molten salt inside the sample cell and slowly cooling I washed it with hot water. Then cut the sample cell into an appropriate shape,
Then, both sides of the glass were ground and polished to produce a flat plate microlens array.
本実施例の電界移入条件では、ドーパントの注入スピー
ドが上限に達していない。Under the electric field introduction conditions of this example, the dopant injection speed did not reach the upper limit.
〔実施例３〕 本実施例では第５図のようにセットした後、下記の条件
で電界移入を行なった。Example 3 In this example, after setting as shown in FIG. 5, electric field transfer was performed under the following conditions.
（電界移入条件） ・試料ガラス KF2，厚み4mm ・マスク チタン ・パターン 半径50μｍの開口部が100コ集積されてい
る ・熔融塩の組成 Tl2SO4：ZnSO4＝5:5 ・温度 520℃ ・印加電圧 1V ・移入時間 5hr ・雰囲気 N2 電界移入後、試料セルの内側の熔融塩を捨てて徐冷した
後、湯洗した。つづいて試料セルを適当な形に切断し、
その後ガラス両面を研削・研磨して平板マイクロレンズ
アレイを作製した。(Electric field transfer condition) ・ Sample glass KF 2 , thickness 4mm ・ Mask titanium ・ Pattern 100 openings with radius of 50μm are integrated ・ Composition of molten salt Tl 2 SO 4 : ZnSO 4 = 5: 5 ・ Temperature 520 ℃・ Applied voltage 1V ・ Transfer time 5hr ・ Atmosphere N 2 After electric field transfer, the molten salt inside the sample cell was discarded and slowly cooled, followed by washing with hot water. Then cut the sample cell into an appropriate shape,
Then, both sides of the glass were ground and polished to produce a flat plate microlens array.
本実施例の電界移入条件では、ドーパントの注入スピー
ドが上限に達していない。Under the electric field introduction conditions of this example, the dopant injection speed did not reach the upper limit.
〔実施例４〕 本実施例では第５図のようにセットした後、下記の条件
で電界移入を行なった。Example 4 In this example, after setting as shown in FIG. 5, electric field transfer was performed under the following conditions.
（電界移入条件） ・試料ガラス KF2 厚み2mm ・マスク チタン ・パターン 半径50μｍの開口部が100コ集積されてい
る ・熔融塩の組成 Tl2SO4：ZnSO4＝5:5 ・温度 520℃ ・印加電圧 4V ・移入時間 5hr ・雰囲気 N2 電界移入後、試料セルの内側の熔融塩を捨てて徐冷した
後、湯洗した。つづいて試料セルを適当な形に切断し、
その後ガラス両面を研削・研磨して平板マイクロレンズ
アレイを作製した。(Electric field transfer condition) ・ Sample glass KF 2 thickness 2 mm ・ Titanium mask ・ 100 openings with pattern radius 50 μm are integrated ・ Composition of molten salt Tl 2 SO 4 : ZnSO 4 = 5: 5 ・ Temperature 520 ℃ ・Applied voltage 4V ・ Transfer time 5hr ・ Atmosphere N 2 After electric field transfer, the molten salt inside the sample cell was discarded and slowly cooled, and then washed with hot water. Then cut the sample cell into an appropriate shape,
Then, both sides of the glass were ground and polished to produce a flat plate microlens array.
本実施例の電界移入条件では、ドーパントの注入スピー
ドが上限に達している。Under the electric field introduction conditions of this example, the dopant injection speed reaches the upper limit.
〔実施例５〕 本実施例では第６図のようにセットした後、下記の条件
で電界移入を行なった。Example 5 In this example, after setting as shown in FIG. 6, electric field transfer was performed under the following conditions.
（電界移入条件） ・試料ガラス KF2，厚み4mm ・マスク チタン ・パターン 半径50μｍの開口部が100コ集積されてい
る ・熔融塩の組成 Tl2SO4：ZnSO4＝5:5 ・温度 550℃ ・印加電圧 4V ・移入時間 5hr ・雰囲気 N2 電界移入後、試料セルの内側の熔融塩を捨てて徐冷した
後、湯洗した。つづいて試料セルを適当な形に切断し、
その後ガラス両面を研削・研磨して平板マイクロレンズ
アレイを作製した。(Electric field transfer conditions) ・ Sample glass KF 2 , thickness 4mm ・ Mask titanium ・ Pattern 100 openings with radius of 50μm are integrated ・ Molten salt composition Tl 2 SO 4 : ZnSO 4 = 5: 5 ・ Temperature 550 ℃・ Applied voltage 4V ・ Transfer time 5hr ・ Atmosphere N 2 After electric field transfer, the molten salt inside the sample cell was discarded and slowly cooled, followed by washing with hot water. Then cut the sample cell into an appropriate shape,
Then, both sides of the glass were ground and polished to produce a flat plate microlens array.
本実施例の電界移入条件では、ドーパントの注入スピー
ドが上限に達している。Under the electric field introduction conditions of this example, the dopant injection speed reaches the upper limit.
〔実施例１〜実施例５で得られた平板マイクロレンズの
特性〕 ＊各実施例について３回ずつ電界移入を行なった結果で
ある。得られた平板マイクロレンズアレイ中の平板マイ
クロレンズ100コの特性を全数測定し各条件とも300コず
つのデータをもとにして算出した。NAはヘリウムネオン
レーザを基板のレンズ側から入射させてその遠視野像か
ら求めた。表をみても明らかなように、ドーパントの注
入スピードが上限に達している条件で作製した平板マイ
クロレンズのレンズ径のバラツキはそうでないものに比
べて極めて小さかった。[Characteristics of Flat Microlenses Obtained in Examples 1 to 5] * Results obtained by performing electric field transfer three times for each example. The characteristics of 100 flat plate microlenses in the obtained flat plate microlens array were 100% measured and calculated based on the data of 300 pieces for each condition. The NA was obtained from the far-field image of a helium-neon laser incident on the lens side of the substrate. As is clear from the table, the variation in the lens diameter of the flat plate microlens produced under the condition that the dopant injection speed reached the upper limit was extremely smaller than that of the other cases.
以上のように本発明の平板マイクロレンズの製造方法
は、（Ｉ）前記円形開口部の半径rm、ガラス材料、ガラ
スの厚み、電界移入温度、溶融塩の組成、電極材料、電
極の配置、電極の形状、電極の大きさ等、前記電位差Ｖ
以外の電界移入条件を一定としたとき、得られる平板マ
イクロレンズのr1が前記電位差Ｖの変動によらずに一定
であるような条件、及び／又は（II）前記電位差Ｖ、ガ
ラス材料、ガラスの厚み、電界移入温度、溶融塩の組
成、電極材料、電極の配置、電極の形状、電極の大きさ
等、前記円形開口部の半径rm以外の電界移入条件を一定
としたとき、得られる平板マイクロレンズの半径r1が前
記円形開口部の半径rmの（2/3）乗に比例するような条
件、で電界移入を行うことを特徴とするから、その条件
のもとでは、ドーパントの注入スピードがその条件では
常に上限に達しており、試料セル等の配置、溶融塩の
量、電極の形状・サイズ・汚れ・配置等の外部条件が少
々異なっても、円形開口部近傍での電界強度は一定に保
たれ、得られる平板マイクロレンズの特性は一定に保た
れる。As described above, the method for producing a flat plate microlens of the present invention comprises: (I) radius r m of the circular opening, glass material, glass thickness, electric field transfer temperature, composition of molten salt, electrode material, arrangement of electrodes, The potential difference V such as the shape of the electrode and the size of the electrode
When the electric field transfer conditions other than the above are constant, r 1 of the obtained flat plate microlens is constant irrespective of the fluctuation of the potential difference V, and / or (II) the potential difference V, glass material, glass Thickness, electric field transfer temperature, molten salt composition, electrode material, electrode arrangement, electrode shape, electrode size, etc., obtained when the electric field transfer conditions other than the radius r m of the circular opening are constant. Since the electric field transfer is performed under the condition that the radius r 1 of the flat plate microlens is proportional to the (2/3) th power of the radius r m of the circular opening, the dopant is The injection speed of the sample always reaches the upper limit under that condition, and even if the external conditions such as the arrangement of the sample cell, the amount of molten salt, the shape / size / dirt / arrangement of the electrode are slightly different, The electric field strength is kept constant, and the resulting flat plate Characteristics of Rorenzu is kept constant.
従って、実用上十分な精度を備えた平板マイクロレンズ
又は実用上十分な精度と均一性を備えた平板マイクロレ
ンズアレイを再現性よく安価に製造することができる。Therefore, it is possible to manufacture a flat plate microlens having practically sufficient precision or a flat plate microlens array having practically sufficient precision and uniformity with good reproducibility and at low cost.
また、本発明を応用すると、実用上十分な精度を備えた
光導波路、スターカプラ、光分岐回路等の微小光学デバ
イスを再現性よく安価に製造することができる。Further, by applying the present invention, it is possible to manufacture reproducibly and inexpensively a micro optical device such as an optical waveguide, a star coupler, an optical branch circuit, etc., which is sufficiently accurate for practical use.
第１図は従来の電界移入法による平板マイクロレンズの
製造方法を説明するための図である。 １……セラミックボート ２……試料セル ３……パターンマスク ４……屈折率分布領域 ５……熔融塩 ６……負極 ７……正極 第２図〜第４図は電界移入条件がドーパントの注入スピ
ードが上限に達している条件かどうかを判断するための
方法を説明する図である。 第５図は本発明の実施例１〜実施例４に用いられた電界
移入系を説明する図であり、第６図は実施例５に用いら
れた電界移入系を説明する図である。 ８……参照極 ９……仕切りセル 10……ポランシオスタットFIG. 1 is a diagram for explaining a conventional method for manufacturing a flat plate microlens by an electric field transfer method. 1 ... Ceramic boat 2 ... Sample cell 3 ... Pattern mask 4 ... Refractive index distribution region 5 ... Molten salt 6 ... Negative electrode 7 ... Positive electrode In Figs. It is a figure explaining the method for judging whether it is the conditions which the speed has reached the upper limit. FIG. 5 is a diagram for explaining the electric field introduction system used in Examples 1 to 4 of the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining the electric field introduction system used in Example 5. 8: reference electrode 9: partition cell 10: poranciostat
Claims (1)
の底面部を、複数の円形開口部を有するパターンマスク
で被覆し、 前記試料セルの内面に第１の溶融塩のはいっている状態
で、前記第１の溶融塩とは隔てられた第２の溶融塩から
なる浴に浸し、 前記第１の溶融塩中に浸された第１の電極と前記第２の
溶融塩中に浸された第２の電極との間に電位差Ｖを与
え、その電界効果によって前記浴中の前記第２の溶融塩
に含有される金属イオンを、前記パターンマスクの円形
開口部を介して前記ガラス内に注入する電界移入法を用
いた平板マイクロレンズの製造方法において、 以下の（Ｉ）及び／又は（II）の条件で電界移入を行う
ことを特徴とする平板マイクロレンズの製造方法。 （Ｉ）前記円形開口部の半径rm、ガラス材料、ガラスの
厚み、電界移入温度、溶融塩の組成、電極材料、電極の
配置、電極の形状、電極の大きさ等、前記電位差Ｖ以外
の電界移入条件を一定としたとき、得られる平板マイク
ロレンズの半径r1が前記電位差Ｖの変動によらずに一定
であるような条件 （II）前記電位差Ｖ、ガラス材料、ガラスの厚み、電界
移入温度、溶融塩の組成、電極材料、電極の配置、電極
の形状、電極の大きさ等、前記円形開口部の半径rm以外
の電界移入条件を一定としたとき、得られる平板マイク
ロレンズの半径r1が前記円形開口部の半径rmの（2/3）
乗に比例するような条件1. A box-shaped sample cell whose bottom surface is made of glass is covered with a pattern mask having a plurality of circular openings, and the inner surface of the sample cell is filled with a first molten salt. In this state, the first molten salt is soaked in a bath of a second molten salt separated from the first molten salt, and the first electrode and the second molten salt are soaked in the first molten salt. A potential difference V is applied between the second electrode and the second electrode, and the metal ions contained in the second molten salt in the bath due to the electric field effect are introduced into the glass through the circular opening of the pattern mask. In the method for producing a flat plate microlens using the electric field transfer method of injecting into, the electric field transfer is performed under the following conditions (I) and / or (II). (I) Radius r m of the circular opening, glass material, glass thickness, electric field transfer temperature, composition of molten salt, electrode material, electrode arrangement, electrode shape, electrode size, etc., other than the potential difference V Condition that the radius r 1 of the obtained flat plate microlens is constant irrespective of the fluctuation of the potential difference V when the electric field introduction condition is constant (II) The potential difference V, the glass material, the thickness of the glass, and the electric field introduction Radius of a flat plate microlens obtained when the electric field transfer conditions other than the radius r m of the circular opening such as temperature, composition of molten salt, electrode material, electrode arrangement, electrode shape, and electrode size are constant. r 1 is the radius r m of the circular opening (2/3)
Conditions that are proportional to the power of
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60006151A JPH0723237B2 (en) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Method for manufacturing flat microlens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60006151A JPH0723237B2 (en) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Method for manufacturing flat microlens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61168554A JPS61168554A (en) | 1986-07-30 |
| JPH0723237B2 true JPH0723237B2 (en) | 1995-03-15 |
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ID=11630527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60006151A Expired - Fee Related JPH0723237B2 (en) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Method for manufacturing flat microlens |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723237B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58167452A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Preparation of material wherein very small lenses are arranged |
| JPS58167453A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Preparation of material wherein cylindrical lenses are arranged |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP60006151A patent/JPH0723237B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61168554A (en) | 1986-07-30 |
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