位相差板を製造する方法および位相差板
【課題】アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造する方法を提供する。
【解決手段】第１の走査として、ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程であって、前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２で表される指標Ｒ１がＲ１＞６を満たす、工程と、第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程と、を有する方法。
【解決手段】第１の走査として、ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程であって、前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２で表される指標Ｒ１がＲ１＞６を満たす、工程と、第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程と、を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差板を製造する方法および位相差板に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の位相や偏光を制御できる位相差板（例えば、１／２波長板または１／４波長板など）は、ブルーレイ光ピックアップ装置を含む、様々な光学機器等に使用されている。
【０００３】
これまでこのような位相差板には、屈折率異方性、すなわち複屈折を有する有機高分子フィルムや一軸性結晶である水晶等が使用されてきた。
【０００４】
しかしながら、従来の有機高分子フィルムは、耐湿性や高温安定性に劣るという欠点がある。また、水晶は材料自体が高価な上、正確な厚みへの切り出しや研磨等の加工コストが高いという欠点がある。そのため、耐湿性および高温安定性、低コスト性に優れるガラス基板を用いて、位相差板を製造する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、レーザ光を使用して、ガラス基板内に、帯状の複屈折領域を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００８／１２６８２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献１の方法では、レーザ光をガラス基板に照射し、これを走査することにより、ガラス基板内に、帯状の複屈折領域を形成することができる。
【０００７】
しかしながら、本願発明者らは、同様の技術を用いて、複屈折領域の縦横の比、すなわち「アスペクト比」が１に近い位相差板を製造しようとした場合、レーザ光の走査領域に、位相差が生じなくなるという問題が生じることを見出した。
【０００８】
ここで、「アスペクト比」は、レーザ光の走査領域において、走査方向と平行な方向の寸法を全長とし、走査方向と垂直な方向の寸法を幅としたとき、全長を幅で除した値で表される。
【０００９】
この問題は、走査領域が１に近いアスペクト比を有する場合、レーザ光の走査条件によっては、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ等しくなることがあり、これにより生じるものと考えられる。すなわち、走査領域において、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ同等である場合、そのような領域は、光学的には等方的な応力分布と見なされるため、異方性（すなわちリタデーション）が発現しなくなるものと思われる。
【００１０】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、ガラス基板内に複屈折領域を有する位相差板を製造する方法であって、
（ａ）ガラス基板を準備する工程と、
（ｂ）第１の走査として、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程であって、
前記第１の走査領域は、前記第１の走査方向と平行な方向の寸法を第１の全長とし、前記第１の走査方向と垂直な方向の寸法を第１の幅としたとき、第１の全長を第１の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２ （１）式
で表される指標Ｒ１がＲ１＞６を満たす、工程と、
（ｃ）第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程であって、
前記第２の走査領域は、前記第２の走査方向と平行な方向の寸法を第２の全長とし、前記第２の走査方向と垂直な方向の寸法を第２の幅としたとき、第２の全長を第２の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第２の走査における前記第２のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２は、それぞれ、前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ１および走査速度Ｓ１と実質的に等しく、
前記ガラス基板を厚さ方向と平行な方向から見たとき、前記第１および第２の走査領域は、実質的に重なり合う、工程と、
を有することを特徴とする方法が提供される。
【００１２】
また、本発明による方法において、
前記第１のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第１の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列され、および／または
前記第２のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第２の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列されても良い。
【００１３】
また、本発明による方法において、前記第１および／または第２のレーザ光の出力波形は、ステップ状の平坦部を有しても良い。
【００１４】
また、レーザ出力は変調されていても良い。
【００１５】
さらに、本発明では、ガラス基板内に、レーザ光の走査によって形成された複屈折領域を有する位相差板であって、
前記複屈折領域は、レーザ光の走査方向と平行な方向の寸法を全長とし、前記走査方向と垂直な方向の寸法を幅としたとき、全長を幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であることを特徴とする位相差板が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造する方法を提供できる。また、本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】特許文献１に記載された位相差板の製造方法を概略的に示した図である。
【図２】従来の方法で走査された、アスペクト比が１に近い走査領域におけるリタデーション分布の測定結果の一例を示したグラフである。
【図３】ガラス基板の深さ位置が異なる領域に、相互に反対向きにレーザ光走査を行った際に生じる、残留引張応力の分布を模式的に示した図である。
【図４】本発明による位相差板の製造方法の一例の概略的なフロー図である。
【図５】本発明による位相差板の製造方法における各工程でのガラス基板の状態を模式的に示した図である。
【図６】本発明による位相差板の製造方法に利用される装置の一構成例を示した図である。
【図７】各分岐ビームの出力波形の一例を概略的に示した図である。
【図８】本発明による製造方法で製造された位相差板を備える光ピックアップ装置の一例の概略図である。
【図９】実施例１において使用した、レーザ光の出力波形を示した図である。
【図１０】実施例２のガラス基板のリタデーション分布を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。
【００１９】
図１には、特許文献１に記載された位相差板の製造方法の概念図を示す。
【００２０】
図１に示すように、この方法では、レンズ３を介して、ガラス基板１にレーザ光２が照射される。レーザ光２を図１のＹ方向に沿って走査させることにより、ガラス基板１内に、帯状の複屈折領域４を形成できる。
【００２１】
しかしながら、本願発明者らは、同様の技術を用いて、複屈折領域の全長と幅の比、すなわち「アスペクト比」が１に近い位相差板を製造しようとした場合、レーザ光２の走査領域に、位相差が生じなくなる場合があることを見出した。
【００２２】
図２には、アスペクト比が１に近い走査領域におけるリタデーション分布の測定結果の一例を示す。走査速度は、４ｍｍ／秒であり、走査領域の寸法は、約１．５ｍｍ×約１．５ｍｍである。なお、リタデーション分布の測定は、レーザ光の走査方向と平行な方向において実施した。
【００２３】
図２に示すように、この走査領域には、リタデーションがほとんど認められないことがわかる。
【００２４】
この問題は、走査領域が１に近いアスペクト比を有する場合、レーザ光の走査条件によっては、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ等しくなることがあり、これにより生じるものと考えられる。すなわち、走査領域において、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ同等である場合、そのような領域は、光学的には等方的な応力分布と見なされるため、異方性（すなわちリタデーション）が発現しなくなるものと思われる。
【００２５】
本願発明者らは、以上のような問題に対処するため、レーザ光の走査条件と、レーザ光の走査によってガラス基板内に生じる残留応力との間の関係について、様々な検討を行ってきた。
【００２６】
その結果、走査領域のアスペクト比が１に近い場合であっても、
（ｉ）レーザ光の出力と、レーザ光の走査速度とを適正に制御し、
（ｉｉ）ガラス基板内の異なる深さ位置で、相互に反対向きにレーザ光走査を行う
という対応を採用することにより、ガラス基板内に所望の複屈折領域が形成されることを見出し、本発明に至った。
【００２７】
以下、対応（ｉ）および（ｉｉ）について、詳しく説明する。
【００２８】
まず、（ｉ）については、本願発明者らの研究により、レーザ光の出力およびレーザ光の走査速度が、残留応力の分布に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。このため、本発明では、レーザ光の出力およびレーザ光の走査速度を、指標Ｒを用いて調整する。
【００２９】
すなわち、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ（Ｗ）とし、走査速度をＳ（ｍｍ／秒）としたとき、指標Ｒは、
Ｒ＝Ｐａｖｅ／（Ｓ）１／２ （１）式
で表される。また、この指標ＲをＲ＞６として、レーザ光の走査を行うことにより、走査領域に、比較的方向が揃った残留引張応力分布を発生させることができる。すなわち、位相差（リタデーション）が誘起できる。
【００３０】
ここで、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅは、以下のように定められる。レーザ光の出力が連続的で一定値Ｐｃを有する場合、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅは、この一定値Ｐｃを意味する。一方、レーザ光がオン／オフの繰り返し波形を有する場合、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅとは、文字通り、各波形のオンの期間における出力の時間平均値を意味する。
【００３１】
また、主レーザ光が分岐されてガラス基板に照射される場合、すなわち、ガラス基板に複数の分岐レーザ光が照射される場合（以降の図６参照）、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅとは、分岐された後の各レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和を意味する。従って、この場合、分岐レーザ光の総数をｎとすると、
【００３２】
【数１】
である。ここで、Ｐｉは、各レーザ光（第１の分岐レーザ光〜第ｎの分岐レーザ光）のオンの期間の時間平均出力値である（ただしｉは、１〜ｎの整数）。
【００３３】
次に、（ｉｉ）については、ガラス基板の深さ位置が異なる２つの領域において、レーザ光走査を行う。この際に、２回目の走査を、１回目の走査の方向に対して反対向きとなるように実施する。
【００３４】
これにより、走査領域全体として、引張応力が走査方向に揃うようになり、複屈折軸を揃えることが可能になる。
【００３５】
なお、２回のレーザ光走査に関して、レーザ照射をガラスの同一面側から照射する場合、１回目の走査は、２回目の走査よりも深い位置で行う方が、２回目の走査においてレーザビームの波面乱れを誘発しないので好ましい。また、１回目の走査と２回目の走査をそれぞれガラス基板の異なる面から実施しても良い。
【００３６】
図３には、ガラス基板の深さ位置が異なる領域に、相互に反対向きにレーザ光走査を行った際に生じる、残留引張応力の分布を模式的に示す。なお、このような残留応力の分布は、例えば、Ｃｒｉ社製のＡｂｒｉｏ測定器のような複屈折イメージングシステムを用いた進相軸方向の測定結果をもとに、容易に判断することができる。
【００３７】
まず、前述の（１）式を満たす条件で、ガラス基板の第１の深さ位置において、第１の方向（Ｙ方向）にレーザ光を走査する（第１の走査）。これにより、ガラス基板の第１の深さ位置の走査領域には、図３（ａ）に示すような残留引張応力分布が生じる。
【００３８】
なお、この段階では、必ずしも、残留引張応力の分布が一方向に完全に整列された状態になっている必要はない。例えば、図３（ａ）に示した例では、走査領域の外周側には、レーザ光走査方向（Ｙ方向）とは非平行な方向の残留引張応力が生じている。
【００３９】
次に、前述の第１の走査と実質的に同等の条件で、ガラス基板の第２の深さ位置において、第１の方向とはちょうど逆向きの第２の方向に沿ってレーザ光を走査させる（第２の走査）。この走査によって、ガラス基板の第２の深さ位置の走査領域には、Ｙ方向に対して図３（ａ）とは鏡面対称な分布、すなわち図３（ｂ）に示すような残留引張応力分布が生じる。
【００４０】
その結果、ガラス基板を厚さ方向から見た場合、図３（ｃ）に示すように、両走査の影響が足し合わされて、全体としては、引張応力が走査方向（Ｙ方向）に揃うようになり、異方性軸の方向が揃うようになる。従って、この操作により、走査領域全体として、複屈折軸を揃えることができる。
【００４１】
このように、本発明では、対応（ｉ）および（ｉｉ）を採用したため、これまで製造することが難しかった、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造することができる。
【００４２】
（本発明による位相差板の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、本発明による位相差板の製造方法について、より詳しく説明する。
【００４３】
図４には、本発明による位相差板の製造方法の一例の概略的なフロー図を示す。また、図５には、本発明による位相差板の製造方法における各工程でのガラス基板の状態を模式的に示す。
【００４４】
図４に示すように、本発明による位相差板の製造方法は、
（ａ）ガラス基板を準備する工程（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）第１の走査として、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程（ステップＳ１３０）と、
を有する。
【００４５】
以下、図５と関連付けて、本発明による製造方法の各工程を詳しく説明する。
【００４６】
（ステップＳ１１０）
まず、図５（ａ）に示すように、位相差板を構成するためのガラス基板１１０が準備される。
【００４７】
ガラス基板１１０は、第１の表面１１２および第２の表面１１４を有する。ガラス基板１１０の組成は、特に限られない。ガラス基板１１０は、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、およびシリカガラス等であっても良い。また、本発明では、使用するレーザ光の波長における吸収係数を高めるため、遷移金属などがドープされたガラスをガラス基板１１０として使用しても良い。
【００４８】
ガラス基板１１０の厚さは、特に限られない。ガラス基板１１０の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であっても良い。
【００４９】
（ステップＳ１２０）
次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板１１０の第１の深さ位置Ｚ１において、第１のレーザ光走査が行われる。第１の深さ位置Ｚ１は、ガラス基板１１０の第１の表面１１２から距離ｄ１の位置にある。
【００５０】
第１のレーザ光走査は、第１のレーザ光１２０を、第１の走査方向Ｙ１（Ｙ方向）に沿って走査することにより行われ、これにより、ガラス基板１１０の第１の深さ位置Ｚ１に、第１の走査領域１３０が形成される。
【００５１】
ここで、第１のレーザ光走査は、第１のレーザ光１２０のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２ （３）式
で表される指標Ｒ１が、Ｒ１＞６を満たす条件で実施される。
【００５２】
これにより、第１の走査領域１３０のアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であっても、走査領域１３０に、比較的方向が揃った残留引張応力分布を発生させることができる。
【００５３】
（ステップＳ１３０）
次に、図５（ｃ）に示すように、ガラス基板１１０の第２の深さ位置Ｚ２において、第２のレーザ光走査が行われる。第２の深さ位置Ｚ２は、ガラス基板１１０の第１の表面１１２から距離ｄ２の位置にある。このとき、第２のレーザ光走査は、第１のレーザ光走査よりも浅い位置で実施すると、第１のレーザ光走査で誘起された複屈折領域の影響を受けることなく、第２のレーザ光走査が可能となる。
【００５４】
第２のレーザ光走査は、第２のレーザ光１４０を、第２の走査方向Ｙ２（Ｙ方向）に沿って走査することにより行われ、これにより、ガラス基板１１０の第２の深さ位置Ｚ２に、第２の走査領域１５０が形成される。
【００５５】
ここで、第２のレーザ光走査は、ガラス基板１１０を厚さ方向から見たとき、第２の走査領域１５０が第１の走査領域１３０と実質的に重なり合うようにして実施される。従って、第２の走査領域１５０は、第１の走査領域１３０と同様、アスペクト比が０．５〜２．０の範囲であっても良い。
【００５６】
また、第２のレーザ光走査では、第２のレーザ光走査における第２のレーザ光１４０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２が、それぞれ、第１のレーザ光１２０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ１および走査速度Ｓ１と実質的に等しくなるようにして実施される。ただし、ガラス基板１１０のレーザ波長に対する吸収係数が高い場合や、集光レンズがガラス内部集光状態で収差補正されていない場合には、第２のレーザ光１４０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２は、第１のレーザ光走査における時間平均出力Ｐａｖｅ１よりも低い出力であることが好ましい。
【００５７】
第２のレーザ光１４０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２を用いて、以下の式（４）で表される指標Ｒ２は、Ｒ２＞６を満たす：
Ｒ２＝Ｐａｖｅ２／（Ｓ２）１／２ （４）式
ただし、第２のレーザ光走査は、第２のレーザ光１４０の走査方向（第２の走査方向）Ｙ２が、第１のレーザ光走査における第１の走査方向Ｙ１と、ちょうど逆向きの関係となるようにして実施される。
【００５８】
これにより、前述の図３に示した原理により、（ステップＳ１２０）で形成した第１の深さ位置Ｚ１における走査領域１３０と、（ステップＳ１３０）で形成した第２の深さ位置Ｚ２における走査領域１５０とが組み合わされ、全体として、図５のＹ方向に沿った方向に、残留引張応力の方向を整列させることが可能になる。また、これにより、Ｙ方向に揃った複屈折軸を発現させることが可能となり、ガラス基板１２０内に複屈折領域１９０を構成することができる。
【００５９】
このように、本発明による位相差板の製造方法では、走査領域１３０、１５０のアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であっても、ガラス基板１２０の所望の位置に、複屈折領域１９０を構成することができる。
【００６０】
なお、図５（ｃ）において、第２のレーザ光走査は、ガラス基板１１０に対して、第１のレーザ光走査の場合と同じ側、すなわち第１の表面１１２の側から行われる。しかしながら、これは必須ではなく、第２のレーザ光走査は、ガラス基板１１０の第２の表面１１４の側から行われても良い。この場合、第２のレーザ光走査を行うガラス基板１１０の第２の表面１１４からの距離ｄ２は、ガラス基板１１０の厚さから第１のレーザ光走査を行うガラス基板１１０の表面１１２からの距離ｄ１を引いた値よりも小さくすることが好ましい。
【００６１】
（本発明による位相差板の製造方法に使用され得る装置）
次に、図６を参照して、本発明による位相差板の製造方法に使用され得る装置について、簡単に説明する。
【００６２】
図６には、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置の一例を示す。
【００６３】
図６に示すように、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置２００は、レーザ光源（図示されていない）から放射された主レーザ光２２０と、該主レーザ光２２０を複数の分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃに分岐する回折光学素子２５０と、各分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃをガラス基板２１０の所望の位置に収束させるレンズ２３０とを備える。
【００６４】
レーザ光源は、特に限られないが、エキシマレーザ光源（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ、ＫｒＦ：波長２４８ｎｍ、ＡｒＦ：波長１９３ｎｍ）、ＹＡＧレーザ光源（波長１０６４ｎｍ）、ＹＶＯ４レーザ光源（波長１０６４ｎｍ）、チタンサファイアレーザ光源（波長８００ｎｍ）、または炭酸ガスレーザ光源（波長１０．６μｍ）等であっても良い。ＹＡＧレーザ光源およびＹＶＯ４レーザ光源は、前述の基本波の他に、例えば、２倍波または３倍波のレーザ源であっても良い。例えば、２倍波のＹＡＧレーザは、５３２ｎｍの波長を有し、３倍波のＹＡＧレーザは、３５５ｎｍの波長を有する。
【００６５】
主レーザ光源の出力は、特に限られないが、主レーザ光源のパワーが大きいほど、一度に多くの分岐レーザ光を得ることができるため有利である。
【００６６】
なお、主レーザ光２２０は、オン／オフの繰り返し波形、または変調された繰り返し波形を有しても良い。
【００６７】
回折光学素子２５０は、一つの主レーザ光２２０を複数の分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃに分割することができる素子であれば、いかなる素子であっても良く、例えば、回折光学素子の代わりにビームスプリッタ等を使用しても良い。
【００６８】
このような構成の装置２００を用いて位相差板を製造する際には、まず、レーザ光源からガラス基板２１０に向かって、主レーザ光２２０が放射される。主レーザ光２２０は、回折光学素子２５０において、例えば、３つ以上の分岐レーザ光２６０（２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ）に分岐される。
【００６９】
各分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃは、レンズ２３０によって収束され、ガラス基板２１０の内部に、それぞれ、焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃを形成する。各焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃは、一直線状に配置される。
【００７０】
各焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、および２７０Ｃのスポット直径は、レンズ２３０等の性能等によっても異なるが、例えば、０．１μｍ〜１００μｍ程度であっても良い。
【００７１】
各焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、および２７０Ｃの間隔は、特に限られないが、装置構成上の制約から、現実的な間隔は、２０μｍ〜４００μｍの範囲であり、５０μｍ〜２５０μｍの範囲であることが好ましい。
【００７２】
次に、一連の分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃは、第１の方向（図６の例ではＹ方向）に走査される。
【００７３】
前述のように、各分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度は、（１）式および（２）式を満たすように選定される。すなわち、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰ１〜Ｐ３とし、分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度をＳ（ｍｍ／秒）としたとき、走査速度Ｓは、（１）式で表される指標ＲがＲ＞６を満たすようにして選定される。
【００７４】
前述の関係を満たす限り、各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度は、特に限られない。各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度は、例えば、０．１ｍｍ／秒〜１０ｍｍ／秒の範囲であっても良い。
【００７５】
これにより、分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃが走査された領域には、図３（ａ）に示したような残留引張応力の分布が発生する。
【００７６】
同様の操作を、ガラス基板２１０の深さ位置を変えて実施する。ただし、２回目の各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査は、１回目の走査方向とは逆向きに実施される。これにより、ガラス基板２１０内に複屈折領域を形成することができる。
【００７７】
なお、図６の例では、回折光学素子２５０によって、一つのレーザ光２２０は、３つの分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃに分割されている。しかしながら、一つのレーザ光２２０は、回折光学素子２５０によって、２つまたは４つ以上の分岐ビームに分割されても良い。あるいは、装置２００は、回折光学素子２５０を有さなくても良い。この場合、一つのレーザ光２２０が分岐されずに、そのまま走査用のレーザ光として使用される。
【００７８】
すなわち、本発明において、使用されるレーザ光２２０の分岐数は、いかなる本数であっても良い。分岐の数は、例えば、レーザ光の走査方向に対して垂直な方向（図６のＸ方向）における複屈折領域の必要幅、あるいは製作時間等を考慮して、適宜選定される。
【００７９】
また、各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの出力波形は、特に限られない。各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの出力波形は、例えば、オン／オフ（ステップ）の繰り返し波形、または変調された繰り返し波形を有しても良い。
【００８０】
特に、各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの出力波形として、例えば図７に示すような繰り返し波形、すなわち、時間的にオンの後方で出力が大きくなるような波形を使用した場合、複屈折領域の走査方向に沿ったリタデーションの変化を小さくすることができる（例えば±５％以内）。これにより、複屈折領域内に、均一なリタデーション分布を有する位相差板を製造することが可能になる。
【００８１】
なお、図７において、一つの波形Ｖの期間Ｔｏｎは、０．０５秒〜２０秒の範囲であっても良い。また、各波形Ｖにおいて、第１の平坦部の出力Ｐｂは、例えば、１Ｗ〜２０Ｗであり、最大出力Ｐｍａｘは、例えば、２Ｗ〜３０Ｗの範囲であっても良い。さらに、第１の平坦部の期間Ｔ１は、例えば０．０４秒〜１８秒の範囲であっても良い。なお、波形Ｖにおいて、第１の平坦部から最大値まで出力の変化は、単純な直線関係である必要はなく、出力は、例えば指数関数的に増加しても良い。
【００８２】
その他にも、各種繰り返し波形が考慮される。
【００８３】
（本発明による位相差板の適用例）
前述の方法で製造された位相差板は、光ピックアップ装置用の１／４波長板および／または１／２波長板として利用することができる。
【００８４】
図８には、そのような光ピックアップ装置の概略図を示す。
【００８５】
図８において、光ピックアップ装置１０００は、例えば青色ＬＤ（波長４０５ｎｍ）のようなレーザ光源１０１０と、１／２波長板１０２０と、偏光ビームスプリッタ１０３０と、１／４波長板１０５０と、ブルーレイディスクのような光記録媒体１０７０と、フォトダイオード１０９０とを備える。
【００８６】
なお、光記録媒体１０７０は、ＣＤまたはＤＶＤのような光記録媒体であっても良い。この場合、レーザ光源１０１０は、波長７８０ｎｍ（ＣＤの場合）または波長６５０ｎｍ（ＤＶＤの場合）の光源であっても良い。
【００８７】
１／２波長板１０２０は、特定波長（例えば、青色レーザ光の場合４０５ｎｍ）の直交する２つの偏光成分の間に、λ／２の光路差（ すなわちπの位相差）を与えるための部材である。１／４波長板１０５０は、特定波長（例えば、青色レーザ光の場合４０５ｎｍ）の直交する２つの偏光成分の間に、λ／４の光路差（ すなわちπ／２の位相差）を与えるための部材である。
【００８８】
光ピックアップ装置１０００において、レーザ光源１０１０から放射された直線偏光（紙面平行）の光１０１２は、１／２波長板１０２０を通り、ここで直線偏光の偏光面が回転される。光１０１２は、さらに、偏光ビームスプリッタ１０３０およびコリメートレンズ１０４０を通り、１／４波長板１０５０の方に誘導される。
【００８９】
１／４波長板１０５０を通過した光１０１２は、ここで直線偏光から円偏光に偏光された後、対物レンズ１０６０により光記録媒体１０７０に照射される。
【００９０】
次に、光記録媒体１０７０から反射された光１０１３は、同じ光路を通り、１／４波長板１０５０の方に誘導される。ここで光１０１３は、直線偏光（紙面垂直）に偏光され、その後、偏光ビームスプリッタ１０３０に照射され、レンズ１０８０を介してフォトダイオード１０９０に誘導される。フォトダイオード１０９０により、光記録媒体１０７０の情報が読み取られる。
【００９１】
ここで、１／２波長板１０２０および／または１／４波長板１０５０は、本発明による方法で製造された位相差板で構成されても良い。すなわち、１／２波長板１０２０および／または１／４波長板１０５０は、１に近いアスペクト比を有する複屈折領域を有しても良い。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明による実施例について説明する。
【００９３】
（実施例１）
まず、レーザ光照射の際のレーザ光出力および走査速度が、走査領域の複屈折特性に及ぼす影響を評価した。
【００９４】
評価は、レーザ光出力とレーザ光の走査速度を変化させて、ガラス基板（厚さ１ｍｍ）に、レーザ光を照射し、これによって得られた、アスペクト比が約１の走査領域のリタデーションを測定することにより、実施した。なお、レーザ光の照射は、ガラス基板の表面からの深さが３００μｍの位置でのみ実施した。
【００９５】
リタデーション測定には、Ｃｒｉ社製の複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏを使用した。この方法では、サンプルの前方に光源と円偏光フィルタとを配置し、サンプルの後方に楕円偏光解析器とＣＣＤカメラとを配置した構成が使用される。この構成において、楕円偏光解析器内の液晶光学素子の状態を変化させ、楕円偏光解析器を通過した複数の画像をＣＣＤカメラで取得し、これらの画像を比較計算することにより、発生したリタデーションを定量化することができる。
【００９６】
照射するレーザ光には、レーザ光源からの主レーザ光を回折光学素子によって９分岐させたものを使用した。また、主レーザ光の出力波形には、図９に示すようなステップ状の波形のものを使用した。図９において、主レーザ光の最大出力値Ｐｍａｘを８Ｗ〜２０Ｗの範囲で変化させた。従って、各分岐レーザ光の最大出力値は、それぞれ、この１／９となる。
【００９７】
また、各分岐レーザ光の走査速度は、０．４ｍｍ／秒〜８ｍｍ／秒の間で変化させた。なお、全ての照射例において照射領域のアスペクト比がおよそ１になるように、照射期間Ｔｏｎは、（１．６ｍｍ／走査速度）秒とし、オフの期間ＴｏｆｆもＴｏｎと同一とした。
【００９８】
表１には、各実験（実験１〜実験２２）において得られたリタデーションの測定結果をまとめて示す。なお、表１において、リタデーション欄の「−」は、観測できるほどのリタデーションが発生しなかったことを表す。
【００９９】
【表１】
この結果から、主レーザ光の最大出力値Ｐｍａｘが大きくなるほど、また各分岐レーザ光の走査速度Ｓが小さくなるほど、走査領域において、特定の方向（走査方向に沿った方向）の残留応力が大きくなるため、リタデーションが発生しやすくなる傾向にあることがわかる。
【０１００】
また、図９に示す波形Ｖにおいて、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和をＰａｖｅとし（前述の（２）式参照）、各分岐レーザ光の走査速度をＳ（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ＝Ｐａｖｅ／（Ｓ）１／２ （１）式
で表される指標Ｒを、Ｒ＞６とした場合、走査領域にリタデーションを発生させることができることがわかる。
【０１０１】
同様の評価を、分岐レーザ光の数および回折光学素子の種類を変えて実施したが、何れの場合もほぼ同様の結果が得られた。
【０１０２】
以上のことから、（１）式および（２）式で表される指標Ｒを使用して、指標ＲがＲ＞６となるように、各分岐レーザ光の出力と走査速度を制御することにより、走査領域に、リタデーションを発現させ易くなることがわかった。
【０１０３】
（実施例２）
図６に示したような装置を用いて、以下の手順で位相差板を製作した。
【０１０４】
まず、板厚が１ｍｍのガラス基板（ショット製Ｂ２７０）を準備した。
【０１０５】
次に、以下の手順で第１の走査を行った。
【０１０６】
レーザ光源として、波長が３５５ｎｍのコヒレント製ＡＶＩＡ３５５−２８を使用した。主レーザ光は、回折光学素子により、９つの分岐レーザ光に分岐させた。各分岐レーザ光の焦点は、レンズにより、ガラス基板の上面から深さ約３００μｍの位置に合わせた（理論スポット直径０．５μｍ）。なお、各分岐レーザ光の焦点は、直線状に配置され、ガラス基板内での各焦点同士の間隔は、１５０μｍであった。
【０１０７】
この深さ位置において、一連の分岐レーザ光を、第１の方向に走査して照射し、ガラス基板内に第１の走査領域を形成した。
【０１０８】
各分岐レーザ光の出力波形は、前述の図７に示す形態とした。ここで、各分岐レーザ光の第１の平坦部の出力値Ｐｂは、１２Ｗとし、期間Ｔ１は、約１．３秒とした。また、各分岐レーザ光の出力最大値Ｐｍａｘは、１４Ｗとし、期間Ｔｏｎは、２ｓｅｃとした。平坦部の出力値Ｐｂから出力最大値Ｐｍａｘまでの変化は、指数関数とした。この場合、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和で表されるＰａｖｅは、１２．３Ｗとなる。なお、２つのオンの間のオフの期間Ｔｏｆｆは、１ｓｅｃとした。
【０１０９】
走査速度Ｓは、１ｍｍ／秒とした。従って、（１）式で表される指標Ｒは、
Ｒ＝１２．３（Ｗ）／（１（ｍｍ／秒））１／２＝１２．３
となり、Ｒ＞６を満たす。
【０１１０】
これにより、ガラス基板内に、長さ（走査方向と平行な方向の全長）約１．１ｍｍ×幅（走査方向と垂直な方向の全長）約１．２ｍｍの、第１の走査領域が形成された。第１の走査領域のアスペクト比は、１．７である。
【０１１１】
次に、同様の手順で、第２の走査を行った。
【０１１２】
ただし、第２の走査は、ガラス基板の下面側から実施した。また、第２の走査は、ガラス基板の下面から深さ約３００μｍの位置で実施した。また、各分岐レーザ光の走査方向は、第１の走査の場合とは反対の方向とした。その他の条件は、第１の走査の場合と同様である。
【０１１３】
これにより、ガラス基板の第１の走査領域の下側に、第２の走査領域が形成された。ガラス基板の厚さ方向から見たとき、第１および第２の走査領域は、重なるように構成された。
【０１１４】
図１０には、得られたガラス基板のリタデーション分布の測定結果の一部を示す。この図は、レーザ光の走査方向と平行な方向において測定した結果である。
【０１１５】
図１０から、位置約１５００μｍ〜約２６００μｍの範囲、すなわち、第１および第２の走査領域に相当する領域に、リタデーションの平坦部が形成されていることがわかる。また、この領域では、リタデーションの値は、約１００ｎｍ以上となっており、極めて大きなリタデーションが得られることがわかった。
【０１１６】
（比較例１）
図６に示したような装置を用いて、以下の手順で位相差板を製作した。
【０１１７】
まず、板厚が１ｍｍのガラス基板（ショット製Ｂ２７０）を準備した。
【０１１８】
次に、以下の手順でレーザ光の走査を行った。
【０１１９】
レーザ光源として、波長が３５５ｎｍのコヒレント製ＡＶＩＡ−Ｘを使用した。主レーザ光は、回折光学素子により、９つの分岐レーザ光に分岐させた。各分岐レーザ光の焦点は、レンズにより、ガラス基板の上面から深さ約３００μｍの位置に合わせた（理論スポット直径０．５μｍ）。なお、各分岐レーザ光の焦点は、直線状に配置され、ガラス基板内での各焦点同士の間隔は、１５０μｍであった。
【０１２０】
この深さ位置において、一連の分岐レーザ光を、第１の方向に走査して照射し、ガラス基板内に走査領域を形成した。
【０１２１】
各分岐レーザ光の出力波形は、前述の図９に示すようなステップ状の形態とした。ここで、各分岐レーザ光の最大出力値Ｐｍａｘは、１２Ｗとし、期間Ｔｏｎは、０．５秒とした。従って、この場合、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和で表されるＰａｖｅは、１２Ｗとなる。なお、２つのオンの間のオフの期間Ｔｏｆｆは、０．５秒とした。
【０１２２】
走査速度Ｓは、４ｍｍ／秒とした。従って、比較例１では、（１）式で表される指標Ｒは、
Ｒ＝１２（Ｗ）／（４（ｍｍ／秒））１／２＝６
であり、Ｒ＞６を満たさない。
【０１２３】
これにより、ガラス基板内に、長さ（走査方向と平行な方向の全長）１．５ｍｍ×幅（走査方向と垂直な方向の全長）１．２ｍｍの走査領域が形成された。走査領域のアスペクト比は、おおよそ１．３である。
【０１２４】
前述の図２には、比較例１のガラス基板のリタデーション分布の測定結果を示す。この図は、レーザ光の走査方向と平行な方向において測定した結果である。
【０１２５】
図２に示すように、比較例１のガラス基板の場合、走査領域には、リタデーションがほとんど認められないことがわかる。従って、比較例１のガラス基板の走査領域には、適正な複屈折領域が形成されていないと言える。
【０１２６】
このように、本発明による方法で得られた位相差板では、走査領域に適正な複屈折領域が形成されることがわかった。特に、レーザ光の出力波形を適正に選択することにより、走査領域に、大きなリタデーションが得られるとともに、比較的均一なリタデーション分布が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、位相差板、１／２波長板、１／４波長板、光ピックアップ素子、およびアイソレータ等の光学部品に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１ ガラス基板
２ レーザ光
３ レンズ
４ 複屈折領域
１１０ ガラス基板
１１２ 第１の表面
１１４ 第２の表面
１２０ 第１のレーザ光
１３０ 第１の走査領域
１４０ 第２のレーザ光
１５０ 第２の走査領域
１９０ 複屈折領域
２００ 装置
２１０ ガラス基板
２２０ 主レーザ光
２３０ レンズ
２５０ 回折光学素子
２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ 分岐レーザ光
２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ 焦点
１０００ 光ピックアップ装置
１０１０ レーザ光源
１０１２、１０１３ 光
１０２０ １／２波長板
１０３０ 偏光ビームスプリッタ
１０５０ １／４波長板
１０７０ 光記録媒体
１０９０ フォトダイオード
Ｖ 波形
Ｚ１ 第１の深さ位置
Ｚ２ 第２の深さ位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差板を製造する方法および位相差板に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の位相や偏光を制御できる位相差板（例えば、１／２波長板または１／４波長板など）は、ブルーレイ光ピックアップ装置を含む、様々な光学機器等に使用されている。
【０００３】
これまでこのような位相差板には、屈折率異方性、すなわち複屈折を有する有機高分子フィルムや一軸性結晶である水晶等が使用されてきた。
【０００４】
しかしながら、従来の有機高分子フィルムは、耐湿性や高温安定性に劣るという欠点がある。また、水晶は材料自体が高価な上、正確な厚みへの切り出しや研磨等の加工コストが高いという欠点がある。そのため、耐湿性および高温安定性、低コスト性に優れるガラス基板を用いて、位相差板を製造する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、レーザ光を使用して、ガラス基板内に、帯状の複屈折領域を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００８／１２６８２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献１の方法では、レーザ光をガラス基板に照射し、これを走査することにより、ガラス基板内に、帯状の複屈折領域を形成することができる。
【０００７】
しかしながら、本願発明者らは、同様の技術を用いて、複屈折領域の縦横の比、すなわち「アスペクト比」が１に近い位相差板を製造しようとした場合、レーザ光の走査領域に、位相差が生じなくなるという問題が生じることを見出した。
【０００８】
ここで、「アスペクト比」は、レーザ光の走査領域において、走査方向と平行な方向の寸法を全長とし、走査方向と垂直な方向の寸法を幅としたとき、全長を幅で除した値で表される。
【０００９】
この問題は、走査領域が１に近いアスペクト比を有する場合、レーザ光の走査条件によっては、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ等しくなることがあり、これにより生じるものと考えられる。すなわち、走査領域において、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ同等である場合、そのような領域は、光学的には等方的な応力分布と見なされるため、異方性（すなわちリタデーション）が発現しなくなるものと思われる。
【００１０】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、ガラス基板内に複屈折領域を有する位相差板を製造する方法であって、
（ａ）ガラス基板を準備する工程と、
（ｂ）第１の走査として、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程であって、
前記第１の走査領域は、前記第１の走査方向と平行な方向の寸法を第１の全長とし、前記第１の走査方向と垂直な方向の寸法を第１の幅としたとき、第１の全長を第１の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２ （１）式
で表される指標Ｒ１がＲ１＞６を満たす、工程と、
（ｃ）第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程であって、
前記第２の走査領域は、前記第２の走査方向と平行な方向の寸法を第２の全長とし、前記第２の走査方向と垂直な方向の寸法を第２の幅としたとき、第２の全長を第２の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第２の走査における前記第２のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２は、それぞれ、前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ１および走査速度Ｓ１と実質的に等しく、
前記ガラス基板を厚さ方向と平行な方向から見たとき、前記第１および第２の走査領域は、実質的に重なり合う、工程と、
を有することを特徴とする方法が提供される。
【００１２】
また、本発明による方法において、
前記第１のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第１の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列され、および／または
前記第２のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第２の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列されても良い。
【００１３】
また、本発明による方法において、前記第１および／または第２のレーザ光の出力波形は、ステップ状の平坦部を有しても良い。
【００１４】
また、レーザ出力は変調されていても良い。
【００１５】
さらに、本発明では、ガラス基板内に、レーザ光の走査によって形成された複屈折領域を有する位相差板であって、
前記複屈折領域は、レーザ光の走査方向と平行な方向の寸法を全長とし、前記走査方向と垂直な方向の寸法を幅としたとき、全長を幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であることを特徴とする位相差板が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造する方法を提供できる。また、本発明では、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】特許文献１に記載された位相差板の製造方法を概略的に示した図である。
【図２】従来の方法で走査された、アスペクト比が１に近い走査領域におけるリタデーション分布の測定結果の一例を示したグラフである。
【図３】ガラス基板の深さ位置が異なる領域に、相互に反対向きにレーザ光走査を行った際に生じる、残留引張応力の分布を模式的に示した図である。
【図４】本発明による位相差板の製造方法の一例の概略的なフロー図である。
【図５】本発明による位相差板の製造方法における各工程でのガラス基板の状態を模式的に示した図である。
【図６】本発明による位相差板の製造方法に利用される装置の一構成例を示した図である。
【図７】各分岐ビームの出力波形の一例を概略的に示した図である。
【図８】本発明による製造方法で製造された位相差板を備える光ピックアップ装置の一例の概略図である。
【図９】実施例１において使用した、レーザ光の出力波形を示した図である。
【図１０】実施例２のガラス基板のリタデーション分布を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。
【００１９】
図１には、特許文献１に記載された位相差板の製造方法の概念図を示す。
【００２０】
図１に示すように、この方法では、レンズ３を介して、ガラス基板１にレーザ光２が照射される。レーザ光２を図１のＹ方向に沿って走査させることにより、ガラス基板１内に、帯状の複屈折領域４を形成できる。
【００２１】
しかしながら、本願発明者らは、同様の技術を用いて、複屈折領域の全長と幅の比、すなわち「アスペクト比」が１に近い位相差板を製造しようとした場合、レーザ光２の走査領域に、位相差が生じなくなる場合があることを見出した。
【００２２】
図２には、アスペクト比が１に近い走査領域におけるリタデーション分布の測定結果の一例を示す。走査速度は、４ｍｍ／秒であり、走査領域の寸法は、約１．５ｍｍ×約１．５ｍｍである。なお、リタデーション分布の測定は、レーザ光の走査方向と平行な方向において実施した。
【００２３】
図２に示すように、この走査領域には、リタデーションがほとんど認められないことがわかる。
【００２４】
この問題は、走査領域が１に近いアスペクト比を有する場合、レーザ光の走査条件によっては、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ等しくなることがあり、これにより生じるものと考えられる。すなわち、走査領域において、走査方向における残留引張応力と幅方向における残留引張応力とがほぼ同等である場合、そのような領域は、光学的には等方的な応力分布と見なされるため、異方性（すなわちリタデーション）が発現しなくなるものと思われる。
【００２５】
本願発明者らは、以上のような問題に対処するため、レーザ光の走査条件と、レーザ光の走査によってガラス基板内に生じる残留応力との間の関係について、様々な検討を行ってきた。
【００２６】
その結果、走査領域のアスペクト比が１に近い場合であっても、
（ｉ）レーザ光の出力と、レーザ光の走査速度とを適正に制御し、
（ｉｉ）ガラス基板内の異なる深さ位置で、相互に反対向きにレーザ光走査を行う
という対応を採用することにより、ガラス基板内に所望の複屈折領域が形成されることを見出し、本発明に至った。
【００２７】
以下、対応（ｉ）および（ｉｉ）について、詳しく説明する。
【００２８】
まず、（ｉ）については、本願発明者らの研究により、レーザ光の出力およびレーザ光の走査速度が、残留応力の分布に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。このため、本発明では、レーザ光の出力およびレーザ光の走査速度を、指標Ｒを用いて調整する。
【００２９】
すなわち、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ（Ｗ）とし、走査速度をＳ（ｍｍ／秒）としたとき、指標Ｒは、
Ｒ＝Ｐａｖｅ／（Ｓ）１／２ （１）式
で表される。また、この指標ＲをＲ＞６として、レーザ光の走査を行うことにより、走査領域に、比較的方向が揃った残留引張応力分布を発生させることができる。すなわち、位相差（リタデーション）が誘起できる。
【００３０】
ここで、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅは、以下のように定められる。レーザ光の出力が連続的で一定値Ｐｃを有する場合、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅは、この一定値Ｐｃを意味する。一方、レーザ光がオン／オフの繰り返し波形を有する場合、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅとは、文字通り、各波形のオンの期間における出力の時間平均値を意味する。
【００３１】
また、主レーザ光が分岐されてガラス基板に照射される場合、すなわち、ガラス基板に複数の分岐レーザ光が照射される場合（以降の図６参照）、レーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅとは、分岐された後の各レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和を意味する。従って、この場合、分岐レーザ光の総数をｎとすると、
【００３２】
【数１】
である。ここで、Ｐｉは、各レーザ光（第１の分岐レーザ光〜第ｎの分岐レーザ光）のオンの期間の時間平均出力値である（ただしｉは、１〜ｎの整数）。
【００３３】
次に、（ｉｉ）については、ガラス基板の深さ位置が異なる２つの領域において、レーザ光走査を行う。この際に、２回目の走査を、１回目の走査の方向に対して反対向きとなるように実施する。
【００３４】
これにより、走査領域全体として、引張応力が走査方向に揃うようになり、複屈折軸を揃えることが可能になる。
【００３５】
なお、２回のレーザ光走査に関して、レーザ照射をガラスの同一面側から照射する場合、１回目の走査は、２回目の走査よりも深い位置で行う方が、２回目の走査においてレーザビームの波面乱れを誘発しないので好ましい。また、１回目の走査と２回目の走査をそれぞれガラス基板の異なる面から実施しても良い。
【００３６】
図３には、ガラス基板の深さ位置が異なる領域に、相互に反対向きにレーザ光走査を行った際に生じる、残留引張応力の分布を模式的に示す。なお、このような残留応力の分布は、例えば、Ｃｒｉ社製のＡｂｒｉｏ測定器のような複屈折イメージングシステムを用いた進相軸方向の測定結果をもとに、容易に判断することができる。
【００３７】
まず、前述の（１）式を満たす条件で、ガラス基板の第１の深さ位置において、第１の方向（Ｙ方向）にレーザ光を走査する（第１の走査）。これにより、ガラス基板の第１の深さ位置の走査領域には、図３（ａ）に示すような残留引張応力分布が生じる。
【００３８】
なお、この段階では、必ずしも、残留引張応力の分布が一方向に完全に整列された状態になっている必要はない。例えば、図３（ａ）に示した例では、走査領域の外周側には、レーザ光走査方向（Ｙ方向）とは非平行な方向の残留引張応力が生じている。
【００３９】
次に、前述の第１の走査と実質的に同等の条件で、ガラス基板の第２の深さ位置において、第１の方向とはちょうど逆向きの第２の方向に沿ってレーザ光を走査させる（第２の走査）。この走査によって、ガラス基板の第２の深さ位置の走査領域には、Ｙ方向に対して図３（ａ）とは鏡面対称な分布、すなわち図３（ｂ）に示すような残留引張応力分布が生じる。
【００４０】
その結果、ガラス基板を厚さ方向から見た場合、図３（ｃ）に示すように、両走査の影響が足し合わされて、全体としては、引張応力が走査方向（Ｙ方向）に揃うようになり、異方性軸の方向が揃うようになる。従って、この操作により、走査領域全体として、複屈折軸を揃えることができる。
【００４１】
このように、本発明では、対応（ｉ）および（ｉｉ）を採用したため、これまで製造することが難しかった、アスペクト比が１に近い複屈折領域を有する位相差板を製造することができる。
【００４２】
（本発明による位相差板の製造方法）
以下、図４および図５を参照して、本発明による位相差板の製造方法について、より詳しく説明する。
【００４３】
図４には、本発明による位相差板の製造方法の一例の概略的なフロー図を示す。また、図５には、本発明による位相差板の製造方法における各工程でのガラス基板の状態を模式的に示す。
【００４４】
図４に示すように、本発明による位相差板の製造方法は、
（ａ）ガラス基板を準備する工程（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）第１の走査として、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程（ステップＳ１３０）と、
を有する。
【００４５】
以下、図５と関連付けて、本発明による製造方法の各工程を詳しく説明する。
【００４６】
（ステップＳ１１０）
まず、図５（ａ）に示すように、位相差板を構成するためのガラス基板１１０が準備される。
【００４７】
ガラス基板１１０は、第１の表面１１２および第２の表面１１４を有する。ガラス基板１１０の組成は、特に限られない。ガラス基板１１０は、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、およびシリカガラス等であっても良い。また、本発明では、使用するレーザ光の波長における吸収係数を高めるため、遷移金属などがドープされたガラスをガラス基板１１０として使用しても良い。
【００４８】
ガラス基板１１０の厚さは、特に限られない。ガラス基板１１０の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であっても良い。
【００４９】
（ステップＳ１２０）
次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板１１０の第１の深さ位置Ｚ１において、第１のレーザ光走査が行われる。第１の深さ位置Ｚ１は、ガラス基板１１０の第１の表面１１２から距離ｄ１の位置にある。
【００５０】
第１のレーザ光走査は、第１のレーザ光１２０を、第１の走査方向Ｙ１（Ｙ方向）に沿って走査することにより行われ、これにより、ガラス基板１１０の第１の深さ位置Ｚ１に、第１の走査領域１３０が形成される。
【００５１】
ここで、第１のレーザ光走査は、第１のレーザ光１２０のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２ （３）式
で表される指標Ｒ１が、Ｒ１＞６を満たす条件で実施される。
【００５２】
これにより、第１の走査領域１３０のアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であっても、走査領域１３０に、比較的方向が揃った残留引張応力分布を発生させることができる。
【００５３】
（ステップＳ１３０）
次に、図５（ｃ）に示すように、ガラス基板１１０の第２の深さ位置Ｚ２において、第２のレーザ光走査が行われる。第２の深さ位置Ｚ２は、ガラス基板１１０の第１の表面１１２から距離ｄ２の位置にある。このとき、第２のレーザ光走査は、第１のレーザ光走査よりも浅い位置で実施すると、第１のレーザ光走査で誘起された複屈折領域の影響を受けることなく、第２のレーザ光走査が可能となる。
【００５４】
第２のレーザ光走査は、第２のレーザ光１４０を、第２の走査方向Ｙ２（Ｙ方向）に沿って走査することにより行われ、これにより、ガラス基板１１０の第２の深さ位置Ｚ２に、第２の走査領域１５０が形成される。
【００５５】
ここで、第２のレーザ光走査は、ガラス基板１１０を厚さ方向から見たとき、第２の走査領域１５０が第１の走査領域１３０と実質的に重なり合うようにして実施される。従って、第２の走査領域１５０は、第１の走査領域１３０と同様、アスペクト比が０．５〜２．０の範囲であっても良い。
【００５６】
また、第２のレーザ光走査では、第２のレーザ光走査における第２のレーザ光１４０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２が、それぞれ、第１のレーザ光１２０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ１および走査速度Ｓ１と実質的に等しくなるようにして実施される。ただし、ガラス基板１１０のレーザ波長に対する吸収係数が高い場合や、集光レンズがガラス内部集光状態で収差補正されていない場合には、第２のレーザ光１４０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２は、第１のレーザ光走査における時間平均出力Ｐａｖｅ１よりも低い出力であることが好ましい。
【００５７】
第２のレーザ光１４０のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２を用いて、以下の式（４）で表される指標Ｒ２は、Ｒ２＞６を満たす：
Ｒ２＝Ｐａｖｅ２／（Ｓ２）１／２ （４）式
ただし、第２のレーザ光走査は、第２のレーザ光１４０の走査方向（第２の走査方向）Ｙ２が、第１のレーザ光走査における第１の走査方向Ｙ１と、ちょうど逆向きの関係となるようにして実施される。
【００５８】
これにより、前述の図３に示した原理により、（ステップＳ１２０）で形成した第１の深さ位置Ｚ１における走査領域１３０と、（ステップＳ１３０）で形成した第２の深さ位置Ｚ２における走査領域１５０とが組み合わされ、全体として、図５のＹ方向に沿った方向に、残留引張応力の方向を整列させることが可能になる。また、これにより、Ｙ方向に揃った複屈折軸を発現させることが可能となり、ガラス基板１２０内に複屈折領域１９０を構成することができる。
【００５９】
このように、本発明による位相差板の製造方法では、走査領域１３０、１５０のアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であっても、ガラス基板１２０の所望の位置に、複屈折領域１９０を構成することができる。
【００６０】
なお、図５（ｃ）において、第２のレーザ光走査は、ガラス基板１１０に対して、第１のレーザ光走査の場合と同じ側、すなわち第１の表面１１２の側から行われる。しかしながら、これは必須ではなく、第２のレーザ光走査は、ガラス基板１１０の第２の表面１１４の側から行われても良い。この場合、第２のレーザ光走査を行うガラス基板１１０の第２の表面１１４からの距離ｄ２は、ガラス基板１１０の厚さから第１のレーザ光走査を行うガラス基板１１０の表面１１２からの距離ｄ１を引いた値よりも小さくすることが好ましい。
【００６１】
（本発明による位相差板の製造方法に使用され得る装置）
次に、図６を参照して、本発明による位相差板の製造方法に使用され得る装置について、簡単に説明する。
【００６２】
図６には、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置の一例を示す。
【００６３】
図６に示すように、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置２００は、レーザ光源（図示されていない）から放射された主レーザ光２２０と、該主レーザ光２２０を複数の分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃに分岐する回折光学素子２５０と、各分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃをガラス基板２１０の所望の位置に収束させるレンズ２３０とを備える。
【００６４】
レーザ光源は、特に限られないが、エキシマレーザ光源（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ、ＫｒＦ：波長２４８ｎｍ、ＡｒＦ：波長１９３ｎｍ）、ＹＡＧレーザ光源（波長１０６４ｎｍ）、ＹＶＯ４レーザ光源（波長１０６４ｎｍ）、チタンサファイアレーザ光源（波長８００ｎｍ）、または炭酸ガスレーザ光源（波長１０．６μｍ）等であっても良い。ＹＡＧレーザ光源およびＹＶＯ４レーザ光源は、前述の基本波の他に、例えば、２倍波または３倍波のレーザ源であっても良い。例えば、２倍波のＹＡＧレーザは、５３２ｎｍの波長を有し、３倍波のＹＡＧレーザは、３５５ｎｍの波長を有する。
【００６５】
主レーザ光源の出力は、特に限られないが、主レーザ光源のパワーが大きいほど、一度に多くの分岐レーザ光を得ることができるため有利である。
【００６６】
なお、主レーザ光２２０は、オン／オフの繰り返し波形、または変調された繰り返し波形を有しても良い。
【００６７】
回折光学素子２５０は、一つの主レーザ光２２０を複数の分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃに分割することができる素子であれば、いかなる素子であっても良く、例えば、回折光学素子の代わりにビームスプリッタ等を使用しても良い。
【００６８】
このような構成の装置２００を用いて位相差板を製造する際には、まず、レーザ光源からガラス基板２１０に向かって、主レーザ光２２０が放射される。主レーザ光２２０は、回折光学素子２５０において、例えば、３つ以上の分岐レーザ光２６０（２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ）に分岐される。
【００６９】
各分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃは、レンズ２３０によって収束され、ガラス基板２１０の内部に、それぞれ、焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃを形成する。各焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃは、一直線状に配置される。
【００７０】
各焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、および２７０Ｃのスポット直径は、レンズ２３０等の性能等によっても異なるが、例えば、０．１μｍ〜１００μｍ程度であっても良い。
【００７１】
各焦点２７０Ａ、２７０Ｂ、および２７０Ｃの間隔は、特に限られないが、装置構成上の制約から、現実的な間隔は、２０μｍ〜４００μｍの範囲であり、５０μｍ〜２５０μｍの範囲であることが好ましい。
【００７２】
次に、一連の分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃは、第１の方向（図６の例ではＹ方向）に走査される。
【００７３】
前述のように、各分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度は、（１）式および（２）式を満たすように選定される。すなわち、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰ１〜Ｐ３とし、分岐レーザ光２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度をＳ（ｍｍ／秒）としたとき、走査速度Ｓは、（１）式で表される指標ＲがＲ＞６を満たすようにして選定される。
【００７４】
前述の関係を満たす限り、各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度は、特に限られない。各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査速度は、例えば、０．１ｍｍ／秒〜１０ｍｍ／秒の範囲であっても良い。
【００７５】
これにより、分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃが走査された領域には、図３（ａ）に示したような残留引張応力の分布が発生する。
【００７６】
同様の操作を、ガラス基板２１０の深さ位置を変えて実施する。ただし、２回目の各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの走査は、１回目の走査方向とは逆向きに実施される。これにより、ガラス基板２１０内に複屈折領域を形成することができる。
【００７７】
なお、図６の例では、回折光学素子２５０によって、一つのレーザ光２２０は、３つの分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃに分割されている。しかしながら、一つのレーザ光２２０は、回折光学素子２５０によって、２つまたは４つ以上の分岐ビームに分割されても良い。あるいは、装置２００は、回折光学素子２５０を有さなくても良い。この場合、一つのレーザ光２２０が分岐されずに、そのまま走査用のレーザ光として使用される。
【００７８】
すなわち、本発明において、使用されるレーザ光２２０の分岐数は、いかなる本数であっても良い。分岐の数は、例えば、レーザ光の走査方向に対して垂直な方向（図６のＸ方向）における複屈折領域の必要幅、あるいは製作時間等を考慮して、適宜選定される。
【００７９】
また、各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの出力波形は、特に限られない。各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの出力波形は、例えば、オン／オフ（ステップ）の繰り返し波形、または変調された繰り返し波形を有しても良い。
【００８０】
特に、各分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの出力波形として、例えば図７に示すような繰り返し波形、すなわち、時間的にオンの後方で出力が大きくなるような波形を使用した場合、複屈折領域の走査方向に沿ったリタデーションの変化を小さくすることができる（例えば±５％以内）。これにより、複屈折領域内に、均一なリタデーション分布を有する位相差板を製造することが可能になる。
【００８１】
なお、図７において、一つの波形Ｖの期間Ｔｏｎは、０．０５秒〜２０秒の範囲であっても良い。また、各波形Ｖにおいて、第１の平坦部の出力Ｐｂは、例えば、１Ｗ〜２０Ｗであり、最大出力Ｐｍａｘは、例えば、２Ｗ〜３０Ｗの範囲であっても良い。さらに、第１の平坦部の期間Ｔ１は、例えば０．０４秒〜１８秒の範囲であっても良い。なお、波形Ｖにおいて、第１の平坦部から最大値まで出力の変化は、単純な直線関係である必要はなく、出力は、例えば指数関数的に増加しても良い。
【００８２】
その他にも、各種繰り返し波形が考慮される。
【００８３】
（本発明による位相差板の適用例）
前述の方法で製造された位相差板は、光ピックアップ装置用の１／４波長板および／または１／２波長板として利用することができる。
【００８４】
図８には、そのような光ピックアップ装置の概略図を示す。
【００８５】
図８において、光ピックアップ装置１０００は、例えば青色ＬＤ（波長４０５ｎｍ）のようなレーザ光源１０１０と、１／２波長板１０２０と、偏光ビームスプリッタ１０３０と、１／４波長板１０５０と、ブルーレイディスクのような光記録媒体１０７０と、フォトダイオード１０９０とを備える。
【００８６】
なお、光記録媒体１０７０は、ＣＤまたはＤＶＤのような光記録媒体であっても良い。この場合、レーザ光源１０１０は、波長７８０ｎｍ（ＣＤの場合）または波長６５０ｎｍ（ＤＶＤの場合）の光源であっても良い。
【００８７】
１／２波長板１０２０は、特定波長（例えば、青色レーザ光の場合４０５ｎｍ）の直交する２つの偏光成分の間に、λ／２の光路差（ すなわちπの位相差）を与えるための部材である。１／４波長板１０５０は、特定波長（例えば、青色レーザ光の場合４０５ｎｍ）の直交する２つの偏光成分の間に、λ／４の光路差（ すなわちπ／２の位相差）を与えるための部材である。
【００８８】
光ピックアップ装置１０００において、レーザ光源１０１０から放射された直線偏光（紙面平行）の光１０１２は、１／２波長板１０２０を通り、ここで直線偏光の偏光面が回転される。光１０１２は、さらに、偏光ビームスプリッタ１０３０およびコリメートレンズ１０４０を通り、１／４波長板１０５０の方に誘導される。
【００８９】
１／４波長板１０５０を通過した光１０１２は、ここで直線偏光から円偏光に偏光された後、対物レンズ１０６０により光記録媒体１０７０に照射される。
【００９０】
次に、光記録媒体１０７０から反射された光１０１３は、同じ光路を通り、１／４波長板１０５０の方に誘導される。ここで光１０１３は、直線偏光（紙面垂直）に偏光され、その後、偏光ビームスプリッタ１０３０に照射され、レンズ１０８０を介してフォトダイオード１０９０に誘導される。フォトダイオード１０９０により、光記録媒体１０７０の情報が読み取られる。
【００９１】
ここで、１／２波長板１０２０および／または１／４波長板１０５０は、本発明による方法で製造された位相差板で構成されても良い。すなわち、１／２波長板１０２０および／または１／４波長板１０５０は、１に近いアスペクト比を有する複屈折領域を有しても良い。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明による実施例について説明する。
【００９３】
（実施例１）
まず、レーザ光照射の際のレーザ光出力および走査速度が、走査領域の複屈折特性に及ぼす影響を評価した。
【００９４】
評価は、レーザ光出力とレーザ光の走査速度を変化させて、ガラス基板（厚さ１ｍｍ）に、レーザ光を照射し、これによって得られた、アスペクト比が約１の走査領域のリタデーションを測定することにより、実施した。なお、レーザ光の照射は、ガラス基板の表面からの深さが３００μｍの位置でのみ実施した。
【００９５】
リタデーション測定には、Ｃｒｉ社製の複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏを使用した。この方法では、サンプルの前方に光源と円偏光フィルタとを配置し、サンプルの後方に楕円偏光解析器とＣＣＤカメラとを配置した構成が使用される。この構成において、楕円偏光解析器内の液晶光学素子の状態を変化させ、楕円偏光解析器を通過した複数の画像をＣＣＤカメラで取得し、これらの画像を比較計算することにより、発生したリタデーションを定量化することができる。
【００９６】
照射するレーザ光には、レーザ光源からの主レーザ光を回折光学素子によって９分岐させたものを使用した。また、主レーザ光の出力波形には、図９に示すようなステップ状の波形のものを使用した。図９において、主レーザ光の最大出力値Ｐｍａｘを８Ｗ〜２０Ｗの範囲で変化させた。従って、各分岐レーザ光の最大出力値は、それぞれ、この１／９となる。
【００９７】
また、各分岐レーザ光の走査速度は、０．４ｍｍ／秒〜８ｍｍ／秒の間で変化させた。なお、全ての照射例において照射領域のアスペクト比がおよそ１になるように、照射期間Ｔｏｎは、（１．６ｍｍ／走査速度）秒とし、オフの期間ＴｏｆｆもＴｏｎと同一とした。
【００９８】
表１には、各実験（実験１〜実験２２）において得られたリタデーションの測定結果をまとめて示す。なお、表１において、リタデーション欄の「−」は、観測できるほどのリタデーションが発生しなかったことを表す。
【００９９】
【表１】
この結果から、主レーザ光の最大出力値Ｐｍａｘが大きくなるほど、また各分岐レーザ光の走査速度Ｓが小さくなるほど、走査領域において、特定の方向（走査方向に沿った方向）の残留応力が大きくなるため、リタデーションが発生しやすくなる傾向にあることがわかる。
【０１００】
また、図９に示す波形Ｖにおいて、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和をＰａｖｅとし（前述の（２）式参照）、各分岐レーザ光の走査速度をＳ（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ＝Ｐａｖｅ／（Ｓ）１／２ （１）式
で表される指標Ｒを、Ｒ＞６とした場合、走査領域にリタデーションを発生させることができることがわかる。
【０１０１】
同様の評価を、分岐レーザ光の数および回折光学素子の種類を変えて実施したが、何れの場合もほぼ同様の結果が得られた。
【０１０２】
以上のことから、（１）式および（２）式で表される指標Ｒを使用して、指標ＲがＲ＞６となるように、各分岐レーザ光の出力と走査速度を制御することにより、走査領域に、リタデーションを発現させ易くなることがわかった。
【０１０３】
（実施例２）
図６に示したような装置を用いて、以下の手順で位相差板を製作した。
【０１０４】
まず、板厚が１ｍｍのガラス基板（ショット製Ｂ２７０）を準備した。
【０１０５】
次に、以下の手順で第１の走査を行った。
【０１０６】
レーザ光源として、波長が３５５ｎｍのコヒレント製ＡＶＩＡ３５５−２８を使用した。主レーザ光は、回折光学素子により、９つの分岐レーザ光に分岐させた。各分岐レーザ光の焦点は、レンズにより、ガラス基板の上面から深さ約３００μｍの位置に合わせた（理論スポット直径０．５μｍ）。なお、各分岐レーザ光の焦点は、直線状に配置され、ガラス基板内での各焦点同士の間隔は、１５０μｍであった。
【０１０７】
この深さ位置において、一連の分岐レーザ光を、第１の方向に走査して照射し、ガラス基板内に第１の走査領域を形成した。
【０１０８】
各分岐レーザ光の出力波形は、前述の図７に示す形態とした。ここで、各分岐レーザ光の第１の平坦部の出力値Ｐｂは、１２Ｗとし、期間Ｔ１は、約１．３秒とした。また、各分岐レーザ光の出力最大値Ｐｍａｘは、１４Ｗとし、期間Ｔｏｎは、２ｓｅｃとした。平坦部の出力値Ｐｂから出力最大値Ｐｍａｘまでの変化は、指数関数とした。この場合、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和で表されるＰａｖｅは、１２．３Ｗとなる。なお、２つのオンの間のオフの期間Ｔｏｆｆは、１ｓｅｃとした。
【０１０９】
走査速度Ｓは、１ｍｍ／秒とした。従って、（１）式で表される指標Ｒは、
Ｒ＝１２．３（Ｗ）／（１（ｍｍ／秒））１／２＝１２．３
となり、Ｒ＞６を満たす。
【０１１０】
これにより、ガラス基板内に、長さ（走査方向と平行な方向の全長）約１．１ｍｍ×幅（走査方向と垂直な方向の全長）約１．２ｍｍの、第１の走査領域が形成された。第１の走査領域のアスペクト比は、１．７である。
【０１１１】
次に、同様の手順で、第２の走査を行った。
【０１１２】
ただし、第２の走査は、ガラス基板の下面側から実施した。また、第２の走査は、ガラス基板の下面から深さ約３００μｍの位置で実施した。また、各分岐レーザ光の走査方向は、第１の走査の場合とは反対の方向とした。その他の条件は、第１の走査の場合と同様である。
【０１１３】
これにより、ガラス基板の第１の走査領域の下側に、第２の走査領域が形成された。ガラス基板の厚さ方向から見たとき、第１および第２の走査領域は、重なるように構成された。
【０１１４】
図１０には、得られたガラス基板のリタデーション分布の測定結果の一部を示す。この図は、レーザ光の走査方向と平行な方向において測定した結果である。
【０１１５】
図１０から、位置約１５００μｍ〜約２６００μｍの範囲、すなわち、第１および第２の走査領域に相当する領域に、リタデーションの平坦部が形成されていることがわかる。また、この領域では、リタデーションの値は、約１００ｎｍ以上となっており、極めて大きなリタデーションが得られることがわかった。
【０１１６】
（比較例１）
図６に示したような装置を用いて、以下の手順で位相差板を製作した。
【０１１７】
まず、板厚が１ｍｍのガラス基板（ショット製Ｂ２７０）を準備した。
【０１１８】
次に、以下の手順でレーザ光の走査を行った。
【０１１９】
レーザ光源として、波長が３５５ｎｍのコヒレント製ＡＶＩＡ−Ｘを使用した。主レーザ光は、回折光学素子により、９つの分岐レーザ光に分岐させた。各分岐レーザ光の焦点は、レンズにより、ガラス基板の上面から深さ約３００μｍの位置に合わせた（理論スポット直径０．５μｍ）。なお、各分岐レーザ光の焦点は、直線状に配置され、ガラス基板内での各焦点同士の間隔は、１５０μｍであった。
【０１２０】
この深さ位置において、一連の分岐レーザ光を、第１の方向に走査して照射し、ガラス基板内に走査領域を形成した。
【０１２１】
各分岐レーザ光の出力波形は、前述の図９に示すようなステップ状の形態とした。ここで、各分岐レーザ光の最大出力値Ｐｍａｘは、１２Ｗとし、期間Ｔｏｎは、０．５秒とした。従って、この場合、各分岐レーザ光のオンの期間の時間平均出力値の総和で表されるＰａｖｅは、１２Ｗとなる。なお、２つのオンの間のオフの期間Ｔｏｆｆは、０．５秒とした。
【０１２２】
走査速度Ｓは、４ｍｍ／秒とした。従って、比較例１では、（１）式で表される指標Ｒは、
Ｒ＝１２（Ｗ）／（４（ｍｍ／秒））１／２＝６
であり、Ｒ＞６を満たさない。
【０１２３】
これにより、ガラス基板内に、長さ（走査方向と平行な方向の全長）１．５ｍｍ×幅（走査方向と垂直な方向の全長）１．２ｍｍの走査領域が形成された。走査領域のアスペクト比は、おおよそ１．３である。
【０１２４】
前述の図２には、比較例１のガラス基板のリタデーション分布の測定結果を示す。この図は、レーザ光の走査方向と平行な方向において測定した結果である。
【０１２５】
図２に示すように、比較例１のガラス基板の場合、走査領域には、リタデーションがほとんど認められないことがわかる。従って、比較例１のガラス基板の走査領域には、適正な複屈折領域が形成されていないと言える。
【０１２６】
このように、本発明による方法で得られた位相差板では、走査領域に適正な複屈折領域が形成されることがわかった。特に、レーザ光の出力波形を適正に選択することにより、走査領域に、大きなリタデーションが得られるとともに、比較的均一なリタデーション分布が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、位相差板、１／２波長板、１／４波長板、光ピックアップ素子、およびアイソレータ等の光学部品に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１ ガラス基板
２ レーザ光
３ レンズ
４ 複屈折領域
１１０ ガラス基板
１１２ 第１の表面
１１４ 第２の表面
１２０ 第１のレーザ光
１３０ 第１の走査領域
１４０ 第２のレーザ光
１５０ 第２の走査領域
１９０ 複屈折領域
２００ 装置
２１０ ガラス基板
２２０ 主レーザ光
２３０ レンズ
２５０ 回折光学素子
２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ 分岐レーザ光
２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ 焦点
１０００ 光ピックアップ装置
１０１０ レーザ光源
１０１２、１０１３ 光
１０２０ １／２波長板
１０３０ 偏光ビームスプリッタ
１０５０ １／４波長板
１０７０ 光記録媒体
１０９０ フォトダイオード
Ｖ 波形
Ｚ１ 第１の深さ位置
Ｚ２ 第２の深さ位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板内に複屈折領域を有する位相差板を製造する方法であって、
（ａ）ガラス基板を準備する工程と、
（ｂ）第１の走査として、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程であって、
前記第１の走査領域は、前記第１の走査方向と平行な方向の寸法を第１の全長とし、前記第１の走査方向と垂直な方向の寸法を第１の幅としたとき、第１の全長を第１の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２ （１）式
で表される指標Ｒ１がＲ１＞６を満たす、工程と、
（ｃ）第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程であって、
前記第２の走査領域は、前記第２の走査方向と平行な方向の寸法を第２の全長とし、前記第２の走査方向と垂直な方向の寸法を第２の幅としたとき、第２の全長を第２の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第２の走査における前記第２のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２は、それぞれ、前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ１および走査速度Ｓ１と実質的に等しく、
前記ガラス基板を厚さ方向と平行な方向から見たとき、前記第１および第２の走査領域は、実質的に重なり合う、工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第１の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列され、および／または
前記第２のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第２の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および／または第２のレーザ光の出力波形は、ステップ状の平坦部を有する請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ガラス基板内に、レーザ光の走査によって形成された複屈折領域を有する位相差板であって、
前記複屈折領域は、レーザ光の走査方向と平行な方向の寸法を全長とし、前記走査方向と垂直な方向の寸法を幅としたとき、全長を幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であることを特徴とする位相差板。
【請求項１】
ガラス基板内に複屈折領域を有する位相差板を製造する方法であって、
（ａ）ガラス基板を準備する工程と、
（ｂ）第１の走査として、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、第１のレーザ光を第１の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第１の深さ位置に、第１の走査領域を形成する工程であって、
前記第１の走査領域は、前記第１の走査方向と平行な方向の寸法を第１の全長とし、前記第１の走査方向と垂直な方向の寸法を第１の幅としたとき、第１の全長を第１の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値をＰａｖｅ１（Ｗ）とし、走査速度をＳ１（ｍｍ／秒）としたとき、
Ｒ１＝Ｐａｖｅ１／（Ｓ１）１／２ （１）式
で表される指標Ｒ１がＲ１＞６を満たす、工程と、
（ｃ）第２の走査として、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、第２のレーザ光を、前記第１のレーザ光の前記第１の走査方向とは反対向きの第２の走査方向に走査して、前記ガラス基板の第２の深さ位置に、第２の走査領域を形成する工程であって、
前記第２の走査領域は、前記第２の走査方向と平行な方向の寸法を第２の全長とし、前記第２の走査方向と垂直な方向の寸法を第２の幅としたとき、第２の全長を第２の幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０であり、
前記第２の走査における前記第２のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ２および走査速度Ｓ２は、それぞれ、前記第１のレーザ光のオンの期間の時間平均出力値Ｐａｖｅ１および走査速度Ｓ１と実質的に等しく、
前記ガラス基板を厚さ方向と平行な方向から見たとき、前記第１および第２の走査領域は、実質的に重なり合う、工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第１の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列され、および／または
前記第２のレーザ光は、複数の分岐レーザ光で構成され、各分岐レーザ光のスポットは、前記第２の走査方向と垂直な方向に沿って、直線状に配列される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および／または第２のレーザ光の出力波形は、ステップ状の平坦部を有する請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ガラス基板内に、レーザ光の走査によって形成された複屈折領域を有する位相差板であって、
前記複屈折領域は、レーザ光の走査方向と平行な方向の寸法を全長とし、前記走査方向と垂直な方向の寸法を幅としたとき、全長を幅で除した値で表されるアスペクト比が０．５〜２．０の範囲であることを特徴とする位相差板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８８６７５（Ｐ２０１３−８８６７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３００６７（Ｐ２０１１−２３００６７）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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