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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Komponente.
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Stand der Technik
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Die Laserbearbeitung unter Verwendung von Infrarotlaserlicht (im Nachfolgenden als ”Infrarotlaserbearbeitung” bezeichnet) wird herkömmlicherweise zur Bearbeitung eines Werkstücks, wie beispielsweise eines Metallelements, zum Mikrobohren, Schneiden und Schweißen verwendet.
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Das aus einem Laserresonator zur Infrarotlaserbearbeitung ausgegebene Infrarotlaserlicht, wie beispielsweise ein Kohlenstoffdioxidlaserlicht mit einer Wellenlänge von 9,3 bis 10,6 μm, kann Polarisationsebenen in unterschiedliche Richtungen, wie beispielsweise eine Horizontalrichtung, eine Vertikalrichtung und eine Richtung, die mit Bezug auf eine Horizontalrichtung um 45° geneigt ist, aufweisen. Darüber hinaus kann das Infrarotlaserlicht eine Polarisationsebene aufweisen, die von einer gewünschten Polarisationsebene verschoben ist. Dementsprechend wurde zur Korrektur der Polarisationsebenenverschiebung, zur Einstellung der Intensität des Infrarotlaserlichts und zur Stabilisierung eines Schwingungszustands des Infrarotlaserlichts ein Polarisator verwendet.
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Als Polarisator ist beispielsweise ein Drahtgitterpolarisator bekannt, bei dem metallische Drähte auf einer Oberfläche eines Substrats angeordnet sind, das einem Substratmaterial gebildet ist, das das gewünschte Licht überträgt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Jedoch ist es schwierig, den Drahtgitterpolarisator auf Infrarotlaserlicht anzuwenden, das eine Intensität aufweist, die 10 W/cm2 übersteigt (beispielsweise Kohlendioxid-Dauerstrichlaserlicht).
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Indes ist als Polarisator ein Plattenpolarisator bekannt, der einen besseren Leistungswiderstand als der Drahtgitterpolarisator aufweist, bei dem eine beschichtete Platte aus Zinkselenid oder Germanium derart angeordnet ist, dass diese in einer Richtung eines Brewster-Winkels mit Bezug auf einen Einfallsstrahl ausgerichtet ist, und in dem ein optischer mehrschichtiger Film vorgesehen ist (beispielsweise ein Dünnfilmpolarisator (abgekürzt: TFP), hergestellt von II-VI Incorporated).
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Zitationsliste
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[Patentliteratur]
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- Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-77831
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Da jedoch der Plattenpolarisator mit dem optischen mehrschichtigen Film einen großen Brewster-Winkel als Einfallswinkel benötigt, bedarf es einer großen Raumlänge entlang einer Bewegungsrichtung des Infrarotlaserlichts, wenn der Polarisator für eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine Laserbearbeitungsmaschine, verwendet wird. Da in diesem Fall das nicht benötigte Reflexionslicht beseitigt werden muss, weist der Plattenpolarisator mit dem optischen mehrschichtigen Film den Nachteil auf, dass die Gerätegröße zunimmt.
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Angesichts des obigen herkömmlichen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Komponente bereitzustellen, die in der Lage ist, in einem kleinen Raum ein Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung zu erhalten.
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Lösung des Problems
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst:
- (1) eine optische Komponente zur Übertragung von Infrarotlaserlicht durch diese, um Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung zu bilden, wobei die optische Komponente umfasst:
einen ersten Substratkörper, der aus einem Plattenelement gebildet ist, durch das das Infrarotlaserlicht übertragen wird, wobei das Plattenelement einen Brechungsindex von nicht weniger als 2 in Bezug auf das Infrarotlaserlicht aufweist, wobei der erste Substratkörper eine Einfallsfläche, auf die das Infrarotlaserlicht einfällt, und eine geneigte Fläche, die in Bezug auf die Einfallsfläche um einen vorbestimmten Neigungswinkel θi geneigt ist, umfasst;
einen zweiten Substratkörper, der aus dem Plattenelement gebildet ist und eine Emissionsfläche, die das Infrarotlaserlicht emittiert, und eine geneigte Fläche, die in Bezug auf die Emissionsfläche um einen vorbestimmten Neigungswinkel θi geneigt ist, umfasst; und
einen Antireflexfilm, der sowohl auf der Einfallsfläche als auch auf der Emissionsfläche vorgesehen ist und die Reflexion von senkrecht einfallendem Infrarotlaserlicht verhindert,
wobei
der erste und der zweite Substratkörper derart angeordnet sind, dass die geneigte Fläche des ersten Substratkörpers und die geneigte Fläche des zweiten Substratkörpers über einen Spalt gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, und dass die Einfallfläche und die Emissionsfläche parallel zueinander sind,
der Neigungswinkel θi nicht kleiner als ein Komplementärwinkel θtB eines Brewster-Winkels θB des Infrarotlaserlichts, das auf das Plattenmaterial einfällt, und kleiner als ein kritischer Winkel θc ist, und
der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB ein durch die Formel (I) berechneter Winkel ist: θtB = 90° – θB (I) wobei θB ein durch die Formel (II) dargestellter Brewster-Winkel ist: θB = arctan(n(λ)) (II) wobei n(λ) einen Brechungsindex des Plattenelements in Bezug auf das Infrarotlaserlicht mit einer Wellenlänge λ darstellt, und der kritische Winkel θc ein durch die Formel (III) berechneter Winkel ist: θc = arcsin(1/n(λ)) (III) wobei n(λ) wie oben definiert ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung
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Gemäß der optischen Komponente der vorliegenden Erfindung kann ein Infrarotlaserlicht erhalten werden, das eine Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung in einem kleinen Raum aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine erläuternde Querschnittsansicht, die eine optische Komponente gemäß einer Ausführungsform (erste Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 zeigt eine schematische Beispielsansicht, die optische Pfade des Infrarotlaserlichts, das durch einen Substratkörper der optischen Komponente übertragen wird, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Brechungsindex, einem Komplementärwinkel θtB eines Brewster-Winkels, einem kritischen Winkel θc und einem Brewster-Winkel θB in der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4A zeigt eine schematische Beispielsansicht eines Polarisationsazimutwinkels und 4B zeigt eine schematische Beispielsansicht von optischen Pfaden des Infrarotlaserlichts, das durch die optische Komponente übertragen wird, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Polarisationsazimutwinkel und einem Polarisationsgrad in der optischen Komponente, die einen Substratkörper mit den in Tabelle 1 gezeigten Polarisatoreigenschaften verwendet, darstellt.
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6 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Einfallswinkel und einer Polarisationsdurchlässigkeit des Infrarotlaserlichts in dem Substratkörper der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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7 zeigt eine beispielhafte Querschnittsansicht einer optischen Komponente gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt eine teilweise vergrößerte Beispielsansicht eines Beispiels eines Substratelements der optischen Komponente gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt eine teilweise vergrößerte Beispielsansicht eines Beispiels des Substratelements der optischen Komponente gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt ein Diagramm, das ein Untersuchungsergebnis der Beziehung zwischen dem Polarisationsazimutwinkel und dem Polarisationsgrad in jeweils der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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11 zeigt eine beispielhafte Querschnittsansicht einer optischen Komponente gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt ein Prozessablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens für die optische Komponente gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
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Zunächst werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgezählt und beschrieben.
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Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst:
- (1) eine optische Komponente zur Übertragung von Infrarotlaserlicht durch diese, um Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung zu bilden, wobei die optische Komponente umfasst:
einen ersten Substratkörper, der aus einem Plattenelement gebildet ist, durch das das Infrarot-Laserlicht übertragen wird, wobei das Plattenelement einen Brechungsindex von nicht weniger als 2 in Bezug auf das Infrarot-Laserlicht aufweist, wobei der erste Substratkörper eine Einfallsfläche, auf die das Infrarot-Laserlicht einfällt, und eine geneigte Fläche, die in Bezug auf die Einfallsfläche um einen vorbestimmten Neigungswinkel θi geneigt ist, umfasst;
einen zweiten Substratkörper, der aus dem Plattenmaterial gebildet ist und eine Emissionsfläche, die das Infrarot-Laserlicht emittiert, und eine geneigte Fläche, die in Bezug auf die Emissionsfläche um einen vorbestimmten Neigungswinkel θi geneigt ist, umfasst; und
einen Antireflexfilm, der sowohl auf der Einfallsfläche als auch auf der Emissionsfläche vorgesehen ist und die Reflexion von senkrecht einfallendem Infrarot-Laserlicht verhindert,
wobei
der Neigungswinkel θi nicht kleiner als ein Komplementärwinkel θtB eines Brewster-Winkels θB des Infrarot-Laserlichts, das auf das Plattenmaterial einfällt, und kleiner als ein kritischer Winkel θc ist,
der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB ein durch die Formel (I) berechneter Winkel ist: θtB = 90° – θB (I) wobei θB ein durch die Formel (II) dargestellter Brewster-Winkel ist: θB = arctan(n(λ)) (II) wobei n(λ) einen Brechungsindex des Plattenelements in Bezug auf das Infrarot-Laserlicht mit einer Wellenlänge λ darstellt,
der kritische Winkel θc ein durch die Formel (III) berechneter Winkel ist: θc = arcsin(1/n(λ)) (III) wobei n(λ) wie oben definiert ist, und
der erste und der zweite Substratkörper derart angeordnet sind, dass die geneigte Fläche des ersten Substratkörpers und die geneigte Fläche des zweiten Substratkörper über einen Spalt gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, und dass die Einfallsfläche und die Emissionsfläche parallel zueinander sind.
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In der optischen Komponente mit dem obigen Aufbau sind der erste und der zweite Substratkörper derart angeordnet, dass die geneigte Fläche des ersten Substratkörpers und die geneigte Fläche des zweiten Substratkörpers über einen Spalt einander zugewandt sind, und die Einfallsfläche und die Emissionsfläche parallel zueinander liegen und der Neigungswinkel θi der geneigten Fläche von jeweils dem ersten und dem zweiten Substratkörper nicht kleiner als der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB des Infrarotlaserlichts, das auf das Plattenelement einfällt, und kleiner als der kritische Winkel θc ist. Somit kann aus dem Infrarotlaserlicht, das auf die optische Komponente einfällt, eine gewünschte Polarisationskomponente übertragen werden. Das polarisierte Licht, das nicht durch die optische Komponente übertragen wird (das nicht übertragene Licht), wird im ersten Substratkörper auf der Einfallsseite wiederholt reflektiert und auf diese Weise innerhalb des ersten Substratkörpers eingeschlossen. Ferner wird eine kleine Menge des nicht übertragenen Lichts, das aus dem ersten Substratkörper emittiert wird und das auf dem zweiten Substratkörper einfällt, in dem Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Substratkörper wiederholt reflektiert und in dem Spalt eingeschlossen. Somit kann in beiden Fallen das eingeschlossene, nicht übertragene Licht an den Umfangskanten des ersten und zweiten Substratkörpers absorbiert und eliminiert werden. Da das nicht übertragene Licht in dem kleinen Raum durch die optische Komponente entfernt wird, indem es in der Komponente reflektiert und absorbiert wird, kann gemäß der optischen Komponente Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung selektiv erhalten werden.
- (2) Vorzugsweise umfasst die optische Komponente ferner einen Polarisationssteuerfilm, um eine gewünschte Polarisationskomponente des Infrarotlaserlichts durch diesen zu übertragen und den Einfall einer nicht benötigten Polarisationskomponente des Infrarotlaserlichts zu unterdrücken, wobei der Polarisationssteuerfilm auf der geneigten Fläche von sowohl dem ersten Substratkörper als auch dem zweiten Substratkörper gebildet ist.
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Gemäß der optischen Komponente mit dem obigen Aufbau kann eine Polarisationskomponente in einer nicht gewünschten Richtung mit Hilfe des Polarisationssteuerfilms reflektiert werden, um so auf effektive Weise die Emission einer nicht gewünschten Polarisationskomponente zur Außenseite der optischen Komponente zu unterdrücken.
- (3) Vorzugsweise ist der Polarisationssteuerfilm ein mehrschichtiger Film, der eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der zwei oder mehrere Arten von Schichten mit jeweils unterschiedlichen Brechungsindizes abwechselnd laminiert sind. Eine Obergrenze der Anzahl von Schichten kann in Übereinstimmung mit einer Anwendung der optischen Komponente in geeigneter Weise ausgewählt werden.
- (4) Ferner ist der Polarisationssteuerfilm vorzugsweise ein mehrschichtiger Film, der eine Mehrschichtstruktur aufweist, bei der eine erste Brechungsindexschicht und eine zweite Brechungsindexschicht abwechselnd laminiert sind, wobei die erste Brechungsindexschicht einen ersten Brechungsindex und die zweite Brechungsindexschicht einen zweiten Brechungsindex, der niedriger ist als der erste Brechungsindex ist, aufweist.
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Gemäß der optischen Komponente mit der obigen Aufgabe ist es möglich, mit Hilfe eines dünnen Polarisationssteuerfilms eine Polarisationssteuerung durchzuführen. Somit kann gemäß einer derartigen optischen Komponente ein Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in der gewünschten Richtung in einem kleinen Raum erhalten werden. Somit kann gemäß der optischen Komponente mit dem obigen Aufbau eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine Laserbearbeitungsmaschine, verkleinert werden.
- (5) Vorzugsweise umfasst die optische Komponente ferner eine Haltevorrichtung zum Halten, so dass die geneigte Fläche des ersten Substratkörpers und die geneigte Fläche des zweiten Substratkörpers über einen Spalt gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, und die Einfallsfläche und Emissionsfläche parallel zueinander angeordnet sind. In diesem Fall umfasst die Haltevorrichtung vorzugsweise eine Kühleinheit zum Kühlen des ersten und zweiten Substratkörpers.
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Gemäß der optischen Komponente mit dem obigen Aufbau kann die optische Komponente sofort gekühlt werden, die aufgrund der Übertragung des Infrarotlaserlichts mit der Polarisationskomponente in der gewünschten Richtung und aufgrund der Reflexion und Absorption des Infrarotlaserlichts mit der Polarisationskomponente in der nicht gewünschten Richtung in der optischen Komponente Wärme erzeugt. Somit kann die optische Komponente mit dem obigen Aufbau eine Verschlechterung aufgrund der Wärmeerzeugung unterdrücken, und somit wird erwartet, dass diese eine lange Lebensdauer aufweist.
- (6) Vorzugsweise ist ein Abstandhalter, der aus einem wärmeleitenden Material gebildet ist, zur Aufrechterhaltung des Spalts an einer Umfangskante der geneigten Fläche von jeweils dem ersten und dem zweiten Substratkörper vorgesehen.
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In der optischen Komponente mit dem obigen Aufbau kann mit Hilfe des Abstandhalters Wärme nach außen diffundieren, wobei die Hitze in der optischen Komponente aufgrund der Übertragung des Infrarotlaserlichts mit der Polarisationskomponente in der gewünschten Richtung und aufgrund der Reflexion des Infrarotlaserlichts mit der Polarisationskomponente in der nicht gewünschten Richtung in der optischen Komponente erzeugt wird. Dies ermöglicht die sofortige Kühlung der optischen Komponente. Da somit die optische Komponente mit dem obigen Aufbau eine Verschlechterung aufgrund der Wärmeerzeugung unterdrücken kann, wird erwartet, dass dies eine lange Lebensdauer aufweist.
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[Optische Komponente gemäß der ersten Ausführungsform]
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Im Nachfolgenden werden die Ausführungsformen der optischen Komponente der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den nachfolgenden Zeichnungen sind zur einfacheren Beschreibung eines Polarisationssteuerfilms, eines Antireflexfilms und eines Abstandshalters, die die optische Komponente bilden, diese in geeigneter Weise vergrößert dargestellt.
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1 zeigt eine erläuternde Querschnittsansicht einer optischen Komponente gemäß einer Ausführungsform (erste Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung.
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Eine in 1 gezeigte optische Komponente umfasst ein Paar von Substratelementen 5a und 6a und eine Haltevorrichtung 7. In der obigen optischen Komponente 1 sind die Substratelemente 5a und 6a gleiche Substratelemente. Da die Substratelemente 5a und 6a wie beschrieben gleich sind, ist es zum Zeitpunkt der Herstellung der optischen Komponente 1 nicht erforderlich, unterschiedliche Substratelemente getrennt herzustellen. Somit weist die optische Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine ausgezeichnete industrielle Produktivität auf.
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Das Substratelement 5a ist aus einem Substratkörper 11 und einem Antireflexfilm 15, der eine Reflexion des senkrecht einfallenden Infrarotlaserlichts verhindert, gebildet. Ferner ist das Substratelement 6a aus einem Substratkörper 12 und einem Antireflexfilm 16, der eine Reflexion des senkrecht einfallenden Infrarotlaserlichts verhindert, gebildet.
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In der vorliegenden Beschreibung wird der Einfachheit halber ein Substratelement, das auf der Einfallsseite des Infrarotlaserlichts angeordnet ist, als das Substratelement 5a definiert, und ein Substratelement, das auf der Emissionsseite des Infrarotlaserlichts angeordnet ist, als das Substratelement 6a definiert.
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Der Substratkörper 11 weist eine Einfallsfläche 11a, auf der das Infrarotlaserlicht einfällt (Zielfläche, auf der ein Strahl einfällt), und eine geneigte Fläche 11b, die in Bezug auf die Einfallsfläche 11a um einen vorbestimmten Neigungswinkel θi geneigt ist, auf. Der Substratkörper 12 weist eine Emissionsfläche 12a, von der Infrarotlaserlicht emittiert wird, und eine geneigte Fläche 12b, die mit Bezug auf die Emissionsfläche 12a um einen vorbestimmten Neigungswinkel θi geneigt ist, auf. Die Substratkörper 11 und 12 sind jeweils aus einem Plattenelement gebildet, das das Infrarotlaserlicht überträgt, und weisen einen Brechungsindex mit Bezug auf das Infrarotlaserlicht auf, der nicht niedriger als 2 ist. Die Substratkörper 11 und 12 weisen jeweils eine Querschnittsform eines rechtwinkligen Dreiecks auf. In der ersten Ausführungsform sind die Substratkörper 11 und 12 plattenförmig ausgebildet.
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In der optische Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird Zinkselenid als ein Material, das das Plattenelement bildet, verwendet.
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In der vorliegenden Erfindung kann das Material, das das Plattenmaterial bildet, ein Material sein, das Infrarotlaserlicht überträgt und dessen Brechungsindex mit Bezug auf das Infrarotlaserlicht nicht kleiner als 2 ist. Das Material, das das Plattenelement bildet, umfasst beispielsweise zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Zinkselenid Zinksulfid, Germanium, Galliumarsenid und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese Beispiele beschränkt ist. Da ein Absorptionskoeffizient in einer Hochleistungsinfrarotlaserwellenlänge äußerst klein sein muss, werden von den obigen Materialien vorzugsweise Zinkselenid und Germanium verwendet, wobei in der vorliegenden Erfindung polykristallines Zinkselenid, das mittels chemischer Dampfabscheidung (CVD) synthetisiert wird, bevorzugt wird. Der Brechungsindex des Plattenelements kann mit Bezug auf das Infrarotlaserlicht nicht kleiner als 2 sein. Der Brechungsindex des Plattenelements in Bezug auf das Infrarotlaserlicht ist vorzugsweise nicht höher als 5.
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Die Substratkörper 11 und 12 sind derart angeordnet, dass die geneigte Fläche 11b des Substratkörpers 11 und die geneigte Fläche 12b des zweiten Substratkörpers 12 über einen Spalt gegenüberliegend angeordnet sind und die Einfallsfläche und die Emissionsfläche parallel zueinander angeordnet sind.
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Ferner ist in den Substratkörpern 11 und 12 der Neigungswinkel θi jeder geneigten Fläche 11b und 12b nicht kleiner als ein Komplementärwinkel θtB eines Brewster-Winkels θB des Infrarotlaserlichts, das auf jeden Substratkörper 11 und 12 einfällt. Der Neigungswinkel θi einer jeden geneigten Fläche 11b und 12b ist kleiner als ein kritischer Winkel θc. Der auf diese Weise beschriebene Neigungswinkel θi kann in geeigneter Weise innerhalb des obigen Bereichs in Übereinstimmung mit den gewünschten Polarisationscharakteristiken oder dergleichen eingestellt werden.
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Auf diese Weise werden die Substratkörper 11 und 12 derart angeordnet, dass die Neigungsfläche 11b des Substratkörpers 11 und die Neigungsfläche 12b des zweiten Substratkörpers 12 über den Spalt gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, und die Einfallsfläche und die Emissionsfläche parallel zueinander liegen. Ferner ist der Neigungswinkel θi der geneigten Fläche eines jeden Substratkörpers 11 und 12 nicht kleiner als der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB des Infrarotlaserlichts, das auf das Plattenelement einfällt. Der Neigungswinkel θi der geneigten Fläche eines jeden Substratkörpers 11 und 12 ist kleiner als der kritische Winkel θc. Wenn beispielsweise das übertragene Licht in der optischen Komponente 1 eine ”gewünschte p-Polarisationskomponente” und das nicht übertragene Licht in der optischen Komponente 1 eine ”nicht gewünschte s-Polarisationskomponente” ist, wird aus diesem Grund ein Großteil der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente, die nicht durch die optische Komponente übertragen wird, innerhalb des Substratkörpers 11 auf der Einfallsseite wiederholt reflektiert, um auf diese Weise innerhalb des Substratkörpers 11 eingeschlossen zu werden. Darüber hinaus wird ein geringer Teil der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente, die aus dem ersten Substratkörper emittiert wird und auf dem zweiten Substratkörper 12 einfällt, in einem Spalt G zwischen dem ersten und dem zweiten Substratkörper wiederholt reflektiert, um auf diese Weise in dem Spalt G eingeschlossen zu werden. Somit kann die eingeschlossene nicht gewünschte s-Polarisationskomponente an den Umfangskanten des ersten und zweiten Substratkörpers 11 und 12 absorbiert und eliminiert werden. Somit wird durch die optische Komponente 1 das nicht übertragene Licht reflektiert und in der optischen Komponente 1 absorbiert, wodurch das nicht übertragene Licht entfernt wird. Somit kann gemäß der optischen Komponente Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung selektiv erhalten werden.
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Der Komplementärwinkel θtB eines Brewster-Winkels θB ist ein Winkel, der durch die Formel (I) berechnet wird: θtB = 90° – θB (I) wobei θB einen Brewster-Winkel darstellt, der durch die Formel (II) definiert wird: θB = arctan(n(λ)) (II) wobei n(λ) einen Brechungsindex des Plattenelements in Bezug auf das Infrarotlaserlicht mit einer Wellenlänge λ darstellt.
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λ ist eine Wellenlänge des Infrarotlaserlichts. Das Infrarotlaserlicht umfasst beispielsweise Kohlenstoffdioxidlaserlicht und dergleichen, ist jedoch nicht auf ein solches Beispiel beschränkt. Die Wellenlänge λ des Infrarotlaserlichts beträgt üblicherweise 1000 bis 12000 nm.
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Der kritische Winkel θc ist ein Winkel, der durch die Formel (III) berechnet wird: θc = arcsin(1/n(λ)) (III) wobei n(λ) wie oben definiert ist.
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In der ersten Ausführungsform kann ein Durchmesser eines jeden Substratkörpers 11 und 12 in geeigneter Weise gemäß einer Anwendung der optischen Komponente 1, eines Strahldurchmessers des Infrarotlaserlichts oder dergleichen eingestellt werden.
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Ferner kann eine Dicke eines jeden Substratkörpers 11 und 12 in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem Durchmesser eines jeden Substratkörpers 11 und 12, eines Brechungsindex des Substrats in Bezug auf die Wellenlänge des zu verwendenden Infrarotlaserlichts oder dergleichen eingestellt werden.
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Der Antireflexfilm 15 ist auf der Einfallsfläche 11a des Substratkörpers 11 ausgebildet. Der Antireflexfilm 16 ist auf der Emissionsfläche 12a des Substratkörpers 12 ausgebildet. Der Antireflexfilm 15 kann eine Reflexion von senkrecht einfallendem Infrarotlaserlicht auf der Einfallsfläche 11a des Substratkörpers 11 verhindern. Somit ist es möglich, das Infrarotlaserlicht durch die optische Komponente 1 effizient zu übertragen, um einen Infrarotlaserlichtverlust zu unterdrücken.
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Die Antireflexfilme 15 und 16 können beispielsweise in Übereinstimmung mit der optischen Dünnfilmtheorie, die in ”Thin-film Optical Filters, 2nd Ed.”, geschrieben von H. A. MacLeod (veröffentlicht in 1986) oder dergleichen beschrieben ist, ausgebildet werden.
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Eine Dicke eines jeden Antireflexfilms 15 und 16 kann in Übereinstimmung mit einer Wellenlänge des zu verwendenden Infrarotlaserlichts oder dergleichen in geeigneter Weise ausgewählt werden.
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In der optische Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind die Substratelemente 5a und 6a derart angeordnet, dass sich mit Hilfe eines Abstandhalters 8 der Spalt G zwischen der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 bildet.
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Der Abstandhalter 8 ist aus einem ringförmigen Folienelement aus wärmeleitendem Material mit bevorzugter thermischer Leitfähigkeit gebildet, wobei das ringförmige Folienelement beispielsweise ein ringförmiges Folienelement aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder rostfreiem Stahl, ein ringförmiges Folienelement aus einem Nichtmetall mit hoher Flexibilität, oder Ähnliches umfasst. Der Abstandhalter 8 ist an den Umfangskanten der geneigten Flächen 11b und 12b vorgesehen, um den Spalt G aufrechtzuerhalten. Durch Ausbilden des Spalts mit Hilfe des Abstandshalters 8, der wie zuvor beschrieben, aus dem thermisch leitfähigen Material gebildet ist, kann Wärme, die in der optischen Komponente aufgrund der Übertragung des Infrarotlaserlichts erzeugt wird, über den Abstandhalter 8 nach außen abgegeben werden. Dies ermöglicht die sofortige Kühlung der optischen Komponente. Somit wird erwartet, dass die optische Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine lange Lebensdauer aufweist, da eine Verschlechterung aufgrund der Wärmeerzeugung unterdrückt wird.
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In der vorliegenden Beschreibung betrifft das ”thermisch leitende Material” ein Material mit einer thermischen Leitfähigkeit von etwas 15 bis 400 W·m–1·K–1. Das wärmeleitende Material umfasst beispielsweise rostfreien Stahl, Aluminium und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
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Eine Dicke des Abstandshalters 8 (d. h. eine Größe des Spalts) kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit einem zulässigen Bereich eines Strahlenverschiebungswertes des Infrarotlaserlichts eingestellt werden, dessen Polarisationszustand durch die optische Komponente gemäß der ersten Ausführungsform umgewandelt wird. Üblicherweise ist die Dicke des Abstandhalters 8 (d. h. die Größe des Spaltes G) vorzugsweise nicht größer als 150 μm und noch bevorzugter nicht größer als 100 μm im Hinblick auf eine größtmögliche Unterdrückung der Verschiebung des Laserstrahls, die mit der Übertragung durch die optische Komponente 1 in Verbindung gebracht wird, und die Dicke beträgt im Hinblick auf die Vereinfachung der Herstellung des Abstandshalters 8 vorzugsweise nicht mehr als 50 μm.
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Die Haltevorrichtung 7 ist ein Halteelement, das die Substratelemente 5a und 6a in einer Breitenrichtung und in einer Durchmesserrichtung positioniert und diese hält. Ein Innendurchmesser der Haltevorrichtung 7 und eine Höhe der Innenseite derselben in der Breitenrichtung kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit den Durchmessern (maximalen Außendurchmessern) der Substratelemente 5a und 6a, den Höhen der Substratelemente 5a und 6a in der Breitenrichtung, wenn diese gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, und dergleichen eingestellt werden. Ein die Haltevorrichtung 7 bildendes Material umfasst beispielsweise eine Aluminiumlegierung und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht nur auf ein derartiges Beispiel beschränkt ist.
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Im Nachfolgenden erfolgt eine Beschreibung einer Polarisationstheorie des Infrarotlaserlichts in dem Fall, in dem die optische Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird. 2 zeigt eine schematische Beispielsansicht von optischen Pfaden des Infrarotlaserlichts, das durch den Substratkörper 11 der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übertragen wird, 3 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Brechungsindex, dem Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels, dem kritischen Winkel θc und dem Brewster-Winkel θB in der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 4A zeigt eine schematische Beispielsansicht eines Polarisationsazimutwinkels und 4B zeigt eine schematische Beispielsansicht von optischen Pfaden des Infrarotlaserlichts, das durch die optische Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übertragen wird.
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In 2 bezeichnet das Symbol p einen optischen Pfad einer gewünschten p-Polarisationskomponente mit einer gewünschten Polarisationsebene, und das Symbol s bezeichnet einen optischen Pfad einer gewünschten s-Polarisationskomponente mit einer nicht gewünschten Polarisationsebene. In 2 ist ein Winkel einer Ecke, der durch eine Ebene A-B (geneigte Fläche 11b) und eine Ebene B-C (geneigte Fläche 11a) gebildet wird, der Neigungswinkel θi der geneigten Fläche 11b.
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Ferner erstreckt sich in 4B eine in 4A gezeigte x-Achse in einer vertikalen Richtung in der Zeichnung, und eine y-Achse und eine z-Achse sind ebenfalls in der Zeichnung dargestellt. In 4B bezeichnet das Symbol p einen optischen Pfad der gewünschten p-Polarisationskomponente mit der gewünschten Polarisationsebene (Projektionskomponente zu einer y-Achse in 4A), und das Symbol s bezeichnet einen optischen Pfad der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente mit der nicht gewünschten Polarisationsebene (Projektionskomponente zu einer x-Achse in 4A).
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Ferner zeigen 2 bis 4 als Beispiel eine optische Komponente, die derart ausgebildet ist, dass die gewünschte p-Polarisationskomponente mit einer hohen Durchlässigkeit übertragen wird und die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente mit einem hohen Reflexionsvermögen reflektiert wird.
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In dem Substratkörper 11 wird das infrarote Laserlicht, das senk auf die Einfallsfläche 11a einfällt, innerhalb des Substratkörpers 11 ohne durch den Antireflexfilm (nicht gezeigt) reflektiert zu werden, übertragen, um einen Zielpunkt P1 (engl. reaching point) auf der Ebene A-B zu erreichen. Anschließend wird die gewünschte p-Polarisationskomponente zur Außenseite des Substratkörpers 11 emittiert.
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Im Gegensatz dazu wird die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente in Richtung der Innenseite des Substratkörpers 11 am Zielpunkt P1 reflektiert, und erreicht einen Zielpunkt P2 auf der Ebene B-C. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein Einfallswinkel der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente am Zielpunkt P2 2 × θi. Ferner wird die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente in Richtung der Innenseite des Substratkörpers 11 am Zielpunkt P2 reflektiert und erreicht einen Zielpunkt P3 auf der Ebene A-B. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein Einfallswinkel der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente am Punkt P3 3 × θi. Wie zuvor beschrieben, nimmt der Einfallswinkel der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente innerhalb des Substratkörpers 11 zum Zeitpunkt der Reflexion mit jedem erneuten Auftreten einer Reflexion nach und nach zu. Aus diesem Grund nimmt, während die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente an Zielpunkten nach dem Punkt P2 die Reflexion wiederholt, der Einfallswinkel der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente am Zielpunkt auf der Ebene (beispielsweise Punkt P2, Punkt P3 und dergleichen) größer als der kritische Winkel θc, der durch den Brechungsindex n(λ) des Substratkörpers definiert wird. Dies führt somit zur Bildung einer totalen Reflexion der gewünschten s-Polarisationskomponente. Folglich wird die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente, die innerhalb des Substratkörpers 11 reflektiert wird, an der Außenumfangskante des Spalts G absorbiert und eliminiert.
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Der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB (siehe Linie (B) der 3, linke Achsenskalierung), der kritische Winkel θc (siehe Linie (A) der 3, linke Achsenskalierung) und der Brewster-Winkel θB (Linie (C) der 3, rechte Achsenskalierung) hängen von einem Brechungsindex des Materials, das den Substratkörper 11 bildet, ab. Indem der Neigungswinkel θi der geneigten Fläche 11 nicht kleiner als der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels (Linie (B) der 3) und kleiner als der kritische Winkel θc (Linie (A) der 3) eingestellt wird, kann eine Teilreflexion und eine Teilübertragung der gewünschten p-Polarisationskomponente am Zielpunkt P1 und eine Totalreflexion der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente an Zielpunkten außer dem Zielpunkt P1 und den nachfolgenden realisiert werden.
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Andererseits wird die gewünschte p-Polarisationskomponente, die den Zielpunkt P1 erreicht, zu einem Emissionsstrahl, der stark zu der A-Seite der Ebene A-B (geneigte Fläche 11b) polarisiert ist. Somit wird, wie in 4 gezeigt, in der optischen Komponente 1 der Substratkörper 12 mit der gleichen Größe und der gleichen Form wie der Substratkörper 11 derart angeordnet, dass die geneigte Fläche 11b des Substratkörpers 11 und die geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 über den Spalt gegenüberliegend zueinander parallel angeordnet sind. Somit kann gemäß der optischen Komponente 1 der vorliegenden Ausführungsform das Infrarotlaserlicht, das aus dem Substratkörper 11 emittiert wird, auf der geneigten Fläche 12b des gegenüberliegenden Substratkörpers 12 einfallen, und der Strahl kann ohne Auftreten einer großen Strahlenverschiebung weitergeleitet werden. Ist die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente in dem Emissionsstrahl enthalten, wird die nicht gewünschte s-Polarisationskomponente zwischen der geneigten Fläche 11b und der geneigten Fläche 12b wiederholt reflektiert, und an den Umfangskanten der Substratkörpers 11 und 12 absorbiert und eliminiert.
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Wie zuvor beschrieben sind in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform die geneigten Flächen 11b und 12b der Substratkörper 11 und 12 der Substratelemente 5a und 6a über dem Spalt G gegenüberliegend zueinander angeordnet, und die Einfallsfläche 11a und die Emissionsfläche 12a sind parallel zueinander angeordnet. Somit kann gemäß der optischen Komponente 1 der ersten Ausführungsform ein Infrarotlaserlicht mit einer gewünschten Polarisationsebene durch senkrechten Einfall des Infrarotlaserlichts erhalten werden, um eine nicht gewünschte Polarisationskomponente zu entfernen.
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Obwohl im Nachfolgenden ein weiteres bestimmtes Beispiel der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein solches Beispiel beschränkt, und deren Aufbau kann in geeigneter Weise im Rahmen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung geändert werden.
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Tabelle 1 zeigt Polarisatoreigenschaften der optischen Komponente
1, die einen Substratkörper aus Zinkselenid (Brechungsindex: 2,403) oder aus Germanium (Brechungsindex: 4,0028) verwendet. Die in der Tabelle 1 gezeigten Polarisatoreigenschaften sind Polarisatoreigenschaften für einen Fall, bei der der Polarisationsazimutwinkel auf 45° eingestellt ist und der Neigungswinkel der geneigten Fläche auf den Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB in dem Substratkörper aus Zinkselenid und dem Substratkörper aus Germanium eingestellt ist. Der Polarisationsazimutwinkel ist ein Winkel, der durch Messen einer Polarisationsrichtung von einfallendem linear polarisiertem Licht von einer p-Polarisationsachse, die der geneigten Fläche des Substratkörpers entspricht, erhalten wird. [Tabelle 1]
| Material des Substratkörpers | Zinkselenid | Germanium |
| Brechungsindex n(λ) des Substratkörpers
(λ = 10,6 μm) | 2,403 | 4,0028 |
| Brewster-Winkel θB (°) | 67,4 | 76,0 |
| Kritischer Winkel θc (°) | 24,6 | 14,0 |
| Neigungswinkel θi (°) des Substratkörpers | 22,6 | 14,0 |
| Außendurchmesser D des Substratkörpers
(mm) | 40 |
| Erforderliche Länge des dicken Randabschnitts des Substratkörpers (mm) | 16,6 | 10,0 |
| Breite dG des Spalts G (μm) | 50 | 100 | 150 | 50 | 100 | 150 |
| Grad der Strahlenverschiebung (μm) | 92 | 183 | 275 | 182 | 364 | 546 |
| p-Polarisationsdurchlässigkeit Tp (%) | 100 | 100 |
| s-Polarisationsdurchlässigkeit Ts (%) | 25,2 | 4,9 |
| Polarisationsgrad [(Tp – Ts)/(Tp + Ts)] | 59,7 | 90,7 |
| Extinktionsverhältnis bei
Polarisationsazimutwinkel Φ = 45° [Tp/(2Ts)] | 2,0 | 10,2 |
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Ferner zeigt 5 eine Beziehung zwischen dem Polarisationsazimutwinkel und einem Polarisationsgrad in einer optischen Komponente, in der ein Substratkörper mit den in Tabelle 1 gezeigten Polarisatoreigenschaften verwendet wird. In der Figur gibt eine durchgezogene Linie eine optische Komponente mit dem Substratkörper aus Germanium an, und eine unterbrochene Linie gibt eine optische Komponente mit dem Substratkörper aus Zinkselenid an.
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Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass je kleiner die Breite des Spaltes G wird, desto stärker kann der Strahlenverschiebungswert stärker verringert werden. Darüber hinaus können die zuvor erwähnten erforderlichen Eigenschaften erzielt werden, solange der Polarisationsazimutwinkel eines Polarisationsstrahls, der linear auf die optische Komponente einfällt, sehr klein ist, wenn die erforderlichen Eigenschaften in der optischen Komponente einen Polarisationsgrad von nicht weniger als 0,97 und ein Extinktionsverhältnis von nicht weniger als 33 umfassen. Beispielsweise können, wie in 5 gezeigt, in der optischen Komponente mit dem Substratkörper aus Zinkselenid die erforderlichen Eigenschaften erzielt werden, wenn der Polarisationsazimutwinkel nicht größer als 13,5° ist. Ferner können in der optischen Komponente mit dem Substratkörper aus Germanium die erforderlichen Eigenschaften erzielt werden, wenn der Polarisationsazimutwinkel nicht größer als 29° ist. Somit dient die optische Komponente gemäß der ersten Ausführungsform als ein Polarisator im Falle von linear polarisiertem Einfallslicht mit einem winzigen Polarisationsazimutwinkel im obigen Bereich. Das heißt, die optische Komponente gemäß der ersten Ausführungsform ist wirksam, wenn eine leichte Verschiebung der Polarisationsebene angepasst wird.
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Ferner zeigt 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und einer Polarisationsdurchlässigkeit des Infrarotlaserlichts in dem Substratkörper der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 6 zeigt die Abhängigkeit der Polarisationsdurchlässigkeit von dem Einfallswinkel im Falle der Verwendung der optischen Komponente 1, in der Zinkselenid (Brechungsindex: 2,403) oder Germanium (Brechungsindex: 4,0028) als Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird. In der Figur ist (A-1) eine Polarisationsdurchlässigkeit der gewünschten p-Polarisationskomponente in der optischen Komponente 1, in der Zinkselenid als das Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird, (A-2) eine Polarisationsdurchlässigkeit der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente in der optischen Komponente 1, in der Zinkselenid als Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird, (B-1) eine Polarisationsdurchlässigkeit der gewünschten p-Polarisationskomponente in der optischen Komponente 1, in der Germanium als das Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird, und (B-2) eine Polarisationsdurchlässigkeit der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente in der optischen Komponente 1, in der Germanium als Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird.
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Wie in (A-1) der 6 gezeigt, ist ersichtlich, dass in der optischen Komponente 1, in der Zinkselenid als das Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird, ein Brewster-Winkel, bei dem die Polarisationsdurchlässigkeit der gewünschten p-Polarisationskomponente 100% wird, 67,4° beträgt. In diesem Fall beträgt die Polarisationsdurchlässigkeit der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente 50%. Wie in (B-1) der 6 gezeigt, ist andererseits ersichtlich, dass in der optischen Komponente 1, in der Germanium, als das Material, das die Substratkörper 11 und 12 bildet, verwendet wird, ein Brewster-Winkel, bei dem die Polarisationsdurchlässigkeit 100% wird, 76,0° beträgt. In diesem Fall beträgt die Polarisationsdurchlässigkeit der nicht gewünschten s-Polarisationskomponente 22%. Wie zuvor beschrieben, sind in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Substratkörper 11 und 12 derart angeordnet, dass die geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und die geneigten Fläche 12b des zweiten Substratkörpers 12 über den Spalt gegenüberliegend angeordnet sind, und dass die Einfallsfläche 11a und die Emissionsfläche 12a parallel zueinander sind. Ferner ist in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Neigungswinkel θi einer jeden geneigten Fläche 11b und 12b der Substratkörper 11 und 12 nicht kleiner als der Komplementärwinkel θtB des Brewster-Winkels θB des Infrarotlaserlichts, das auf jedem Substratkörper 11 und 12 einfällt, und kleiner als der kritische Winkel θc. Somit ist gemäß der optischen Komponente 1 der ersten Ausführungsform ersichtlich, dass die gewünschten Polarisatoreigenschaften erhalten werden, wenn der Polarisationsazimutwinkel im obigen Bereich verwendet wird.
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In der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann für die Antireflexfilme 15 und 16 ein Antireflexfilm verwendet werden, der aus einem mehrschichtigen Film mit einer Mehrschichtstruktur gebildet ist, gleich wie in den optischen Komponenten 2 und 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die später beschrieben werden.
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In diesem Fall können als Materialien, die die Antireflexfilme 15 und 16 bilden, ein Filmmaterial mit hohem Brechungsindex und ein Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex in geeigneter Weise in Kombination verwendet werden. Das Filmmaterial mit hohem Brechungsindex umfasst beispielsweise Zinkselenid, Germanium, Zinksulfid, Zinktellurid, Bleitellurid und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Diese Filmmaterialien mit hohem Brechungsindex können alleine oder durch Mischen zweier oder mehrerer Arten von diesen verwendet werden. Darüber hinaus umfasst das Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex beispielsweise Fluoride, wie beispielsweise Thoriumfluorid, Bariumfluorid, Yttriumfluorid, Ytterbiumfluorid, Aluminiumfluorid, Samariumfluorid, Praseodymfluorid, Erdalkalimetallfluorid und Seltenerdmetallfluorid; einen Mischkristall aus zwei oder mehr Fluoridarten, die aus den obigen auswählbar sind; und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht nur auf derartige Beispiele beschränkt ist. Die Filmmaterialien mit niedrigem Brechungsindex können alleine oder durch Mischen zweier oder mehrerer Arten von diesen verwendet werden.
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[Optische Komponente gemäß der zweiten Ausführungsform]
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7 zeigt eine beispielhafte Querschnittsansicht der optischen Komponenten 2 und 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 8 zeigt eine teilweise vergrößerte Beispielsansicht eines Beispiels eines Substratelements der optischen Komponente 2 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 9 zeigt eine teilweise vergrößerte Beispielsansicht eines Beispiels des Substratelements der optischen Komponente 3 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt, weisen die optischen Komponenten 2 und 3, die in 7 gezeigt sind, eine unterschiedliche Struktur hinsichtlich der Polarisationssteuerfilme 13 und 14 auf, wobei die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 jeweils auf der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 ausgebildet sind, und wobei die Substratkörper 11 und 12 die Substratelemente 5b, 5c, 6b und 6c bilden.
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Darüber hinaus unterscheiden sich die optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform der 7 von der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass jede der optischen Komponenten 2 und 3 die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 aufweist, wobei die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 jeweils auf der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 gebildet sind, und wobei die Substratkörper 11 und 12 die Substratelemente 5b, 5c, 6b und 6c bilden.
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In den optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 jeweils auf den geneigten Flächen 11b und 12b gebildet. Somit ist es in den optischen Komponenten 2 und 3 durch die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 möglich, ein Reflexionsvermögen in Bezug auf nicht gewünschtes Licht auf jede der geneigten Flächen 11b und 12b zu verbessern und eine Durchlässigkeit des gewünschten Lichts so hoch wie möglich einzustellen. Somit können die optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform nicht gewünschtes Licht in den Substratkörpern 11 und 12 oder in dem Spalt G zwischen den Substratkörpern 11 und 12 einschließen, um somit das nicht gewünschte Licht an den Umfangskanten des Substratkörpers 11 und 12 oder an der Umfangskante der Spalte G zu absorbieren und zu eliminieren. Aus diesem Grund weist jede der optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform höhere Polarisatoreigenschaften als die optische Komponente gemäß der ersten Ausführungsform auf. Somit kann gemäß der optischen Komponenten 2 und 3 der zweiten Ausführungsform die Polarisationskomponente in der nicht gewünschten Richtung innerhalb des Substratkörpers 11 oder in dem Spalt G zwischen dem Substratkörper 11 und dem Substratkörper 12 in Kombination mit dem Substratkörper 12 reflektiert werden, um noch effektiver die Emission der nicht gewünschten Polarisationskomponente zur Außenseite der optischen Komponenten 2 und 3 zu unterdrücken.
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In den optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, sind die Substratkörper 11 und 12, der auf der Einfallsfläche 11a des Substratkörpers 11 gebildete Antireflexfilm 15, der auf der Emissionsfläche 12a des Substratkörpers 12 gebildete Antireflexfilm 16, die Haltevorrichtung 7, der Abstandshalter 8 und der Neigungswinkel θi einer jeden geneigten Fläche 11b und 12b gleich wie die Substratkörper 11 und 12, die Antireflexfilme 15 und 16, die Haltevorrichtung 7, der Abstandshalter 8 und der Neigungswinkel θi einer jeden geneigten Fläche 11b und 12b in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
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Wie in Tabelle 2 gezeigt, weisen die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 der optischen Komponente 2 der 8 eine erste Schicht aus Zinkselenid, eine zweite Schicht aus Thoriumfluorid, eine dritte Schicht aus Zinkselenid und eine vierte Schicht aus Thoriumfluorid der Reihe nach von der Seite des atmosphärischen Mediums (äußerste Fläche des Substratelements 5b oder 6b) auf, wobei die erste Schicht eine erste Schicht 13a1 und eine erste Schicht 14a1, die zweite Schicht eine zweite Schicht 13b1 und eine zweite Schicht 14b1, die dritte Schicht eine dritte Schicht 13c1 und eine dritte Schicht 14c1, und die vierte Schicht eine vierte Schicht 13d1 und eine vierte Schicht 14d1 aufweisen. Wie zuvor beschrieben, ist ein Brechungsindex von Zinkselenid in Bezug auf das Infrarotlaserlicht mit einer Wellenlänge von 10600 nm 2,403. Darüber hinaus ist ein Brechungsindex von Thoriumfluorid, wie zuvor beschrieben, in Bezug auf das Infrarotlaserlicht mit einer Wellenlänge von 10600 nm 1,35. In der optischen Komponente 2 sind die ersten Schichten 13a1 und 14a1 aus Zinkselenid und die dritten Schichten 13c1 und 14c1 aus Zinkselenid Schichten mit hohem Brechungsindex, die aus Filmmaterial mit hohem Brechungsindex gebildet sind. Darüber hinaus sind in der optischen Komponente 2 die zweiten Schichten 13b1 und 14b1 aus Thoriumfluorid und die vierten Schichten 13d1 und 14d1 aus Thoriumfluorid Schichten mit niedrigem Brechungsindex, die aus Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex gebildet sind.
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Wie in Tabelle 3 gezeigt, weisen darüber hinaus die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 der optischen Komponente 3, die in 9 gezeigt ist, eine erste Schicht aus Zinkselenid und eine zweite Schicht aus Thoriumfluorid auf, die der Reihe nach von der Seite des atmosphärischen Mediums (äußere Fläche des Substratelements 5c oder 6c) auf, wobei die erste Schicht eine erste Schicht 13a2 und eine erste Schicht 14a2 und die zweite Schicht eine zweite Schicht 13b2 und eine zweite Schicht 14b2 aufweisen. In der optischen Komponente 3 sind die ersten Schichten 13a2 und 14a2 aus Zinkselenid Schichten mit hohem Brechungsindex, die aus Filmmaterial mit hohem Brechungsindex gebildet sind. Darüber hinaus sind in der optischen Komponente 3 die zweiten Schichten 13b2 und 14b2 aus Thoriumfluorid Schichten mit niedrigem Brechungsindex, die aus Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex gebildet sind.
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In dem, wie zuvor beschrieben, als Polarisationssteuerfilme 13 und 14 die mehrschichtigen Filme verwendet werden, die jeweils eine Mehrschichtstruktur aufweisen, bei der die Schicht mit hohem Brechungsindex und die Schicht mit niedrigem Brechungsindex abwechselnd laminiert sind, kann die Polarisation in einem dünnen Polarisationssteuerfilm gesteuert werden. Somit kann gemäß der optischen Komponente 3 der vorliegenden Ausführungsform Infrarotlaserlicht mit einer Polarisationsebene in einer gewünschten Richtung in einem kleinen Raum erhalten werden. Indem darüber hinaus die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 jeweils auf den geneigten Flächen 11b und 12b gebildet werden, ist es möglich, die optische Komponente kompakt auszubilden, um die optische Komponente zur Steuerung der Polarisation, die für Laserbearbeitungsmaschinen und dergleichen benötigt wird, zu verkleinern. Darüber hinaus können in dem Fall, in dem die mehrschichten Filme als die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 verwendet werden, Polarisationssteuerfilme gebildet werden, die zur Erzielung des gewünschten Infrarotlaserlichts geeignet sind, indem entsprechende Arten des Filmmaterials mit hohem Brechungsindex und des Filmmaterials mit niedrigem Brechungsindex und die entsprechenden Dicken der Schicht mit hohem Brechungsindex und der Schicht mit niedrigem Brechungsindex in geeigneter Weise ausgewählt werden. Die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 können gebildet werden, indem eine Optimierungsberechnung mit Zielpolarisationseigenschaften (Polarisationskomponentendurchlässigkeit und Phasendifferenz zwischen den Polarisationskomponenten) als Ziele unter Verwendung handelsüblicher optischer Dünnfilmsoftware und bekannten notwendigen Bedingungen, wie beispielsweise der Brechungsindex des Substratmaterials, der Brechungsindex (Dispersion) des Filmmaterials, das verwendet wird, der Einfallswinkel und dergleichen durchgeführt wird, und die Berechnung für die Ausbildung des Films durchgeführt wird.
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Wie zuvor beschrieben, ist jeder der Polarisationssteuerfilme 13 und 14 ein mehrschichtiger Film mit einer Mehrschichtstruktur, in der wenigstens zwei Arten von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes abwechselnd laminiert sind.
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Das Filmmaterial mit hohem Brechungsindex umfasst beispielsweise zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Zinkselenid Germanium, Zinksulfid, Zinktellurid, Bleitellurid und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Ferner umfasst zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Thoriumfluorid das Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex beispielsweise Fluoride, wie Bariumfluorid, Yttriumfluorid, Ytterbiumfluorid, Aluminiumfluorid, Samariumfluorid und Praseodymfluorid; einen Mischkristall, der durch Mischen von Erdalkalimetallfluorid, Seltenerdmetallfluorid und dergleichen in einem geeigneten Masseverhältnis und durch Schmelzen des Gemisches erzeugt wird, und dergleichen, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
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In der optischen Komponente 2 umfasst jeder der Antireflexfilme 15 und 16 eine erste Schicht (Dicke 232 nm) aus Zinkselenid als das Filmmaterial mit hohem Brechungsindex und eine zweite Schicht (Dicke 1034 nm) aus Thoriumfluorid als das Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex, die der Reihe nach außerhalb des Substratkörpers 11 oder 12 ausgebildet sind.
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Ferner umfasst in der optischen Komponente 3 jeder der Antireflexfilme 15 und 16 eine erste Schicht (Dicke 500 nm) aus Zinkselenid als das Filmmaterial mit hohem Brechungsindex und eine zweite Schicht (Dicke 601 nm) aus Thoriumfluorid als das Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex, die der Reihe nach außerhalb von jeweils den Substratkörpern 11 und 12 ausgebildet sind.
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Der zuvor beschriebene Antireflexfilm 15 verhindert die Reflexion des senkrecht einfallenden Infrarotlaserlichts auf der Einfallsfläche 11a des Substratkörpers 11. Da in diesem Fall das Infrarotlaserlicht wirksam durch die optische Komponente 3 übertragen werden kann, wird ein Infrarotlaserlichtverlust unterdrückt.
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In der vorliegenden Erfindung ist es im Hinblick auf das Material, das die Antireflexfilme 15 und 16 bildet, möglich, anstelle der Verwendung von Zinkselenid und Thoriumfluorid, wie zuvor beschrieben, das Material in geeigneter Weise aus dem Filmmaterial mit hohem Brechungsindex und dem Material mit niedrigem Brechungsindex gemäß einer Wellenlänge des Infrarotlaserlichts, das verwendet werden soll, auszuwählen und das ausgewählte Material zu verwenden. Darüber hinaus können die zuvor beschriebenen Antireflexfilme 15 und 16 beispielsweise in Übereinstimmung mit der optischen Dünnfilmtheorie, die in ”Thin-film Optical Filters, Second Edition”, von H. A. MacLeod (veröffentlicht in 1986) beschrieben, oder dergleichen ausgebildet werden.
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In der vorliegenden Erfindung ist jeder der Antireflexfilme 15 und 16 ein mehrschichtiger Film, der die Schicht mit hohem Brechungsindex, die aus Filmmaterial mit hohem Brechungsindex gebildet ist, und die Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die aus Filmmaterial mit niedrigem Brechungsindex gebildet ist, umfasst.
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Das Filmmaterial eines jeden der Antireflexfilme 15 und 16, die jeweilige Anzahl der Schichten mit hohem Brechungsindex und der Schichten mit niedrigem Brechungsindex, sowie die jeweiligen Dicken der Schicht mit hohem Brechungsindex und der Schicht mit niedrigem Brechungsindex können gemäß einer Wellenlänge des Infrarotlaserlichts, das verwendet werden soll, oder dergleichen in geeigneter Weise bestimmt werden.
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Sind die Polarisationssteuerfilme nicht auf den geneigten Flächen 11b und 12b vorgesehen, wie beispielsweise in der optischen Komponente 1 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform, wie in Tabelle 1 und 5 gezeigt, mit einem großen Polarisationsazimutwinkel von 45°, entsprechen der Polarisationsgrad und das Extinktionsverhältnis in der optischen Komponente 1 nicht einem Zielwert des Polarisationsgrades (nicht geringer als 0,97) und einem Zielwert des Extinktionsverhältnisses (nicht weniger als 33), die als optische Polarisatoreigenschaften benötigt werden. Somit können die optischen Polarisatoreigenschaften wünschenswerterweise in Abhängigkeit von der Anwendung der optischen Komponente verbessert werden. Aufgrund des Zielpolarisationsgrades und Extinktionsverhältnisses, die als Polarisatoreigenschaften der optischen Komponente benötigt werden, muss der Polarisationssteuerfilm eine p-Polarisationsdurchlässigkeit (Tp) > 99% und eine s-Polarisationsdurchlässigkeit (Ts) < 13% aufweisen. Ferner beträgt eine Durchlässigkeitsphasenverschiebung der Übertragung Δt in dem Polarisationssteuerfilm wünschenswerterweise nicht mehr als 1° (nicht größer als 2° wie die optische Komponente).
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Somit werden in den optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform die Polarisationssteuerfilme 13 und 14, die jeweils die vorstehende benötigte Polarisationskomponentendurchlässigkeit und Übertragungsphasenverschiebung bei der Übertragung erfüllen, jeweils auf der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 vorgesehen.
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Im Nachfolgenden zeigen die Tabellen 2 und 3 die Untersuchungsergebnisse der Polarisatoreigenschaften der optischen Komponenten
2 und
3 gemäß der zweiten Ausführungsform. Ferner zeigt
10 ein Untersuchungsergebnis der Beziehung zwischen dem Polarisationsazimutwinkel und dem Polarisationsgrad in der optischen Komponente gemäß der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Figur zeigt (A) die Beziehung zwischen dem Polarisationsazimutwinkel und dem Polarisationsgrad (Polarisationsgrad auf einer linken Achsenskalierung) in der optischen Komponente
1 gemäß der ersten Ausführungsform, (B) die Beziehung zwischen dem Polarisationsazimutwinkel und dem Polarisationsgrad (siehe Polarisationsgrad auf einer rechten Achsenskalierung (Vergrößerungsskalierung)) in der optischen Komponente
2 gemäß der zweiten Ausführungsform, und (C) die Beziehung zwischen dem Zielpolarisationsazimutwinkel und dem Polarisationsgrad in einer üblichen optischen Komponente. [Tabelle 2]
| Bestandteilsmaterial | Optische Dicke
(Einheit: λ/4) | Schichtdicke
(nm) |
| Atmosphärisches Medium | - | - |
| Polarisationssteuerfilm 13 (14) | Erste Schicht 13a1 (14a1) | Zinkselenid | 1,1388 | 1256 |
| Zweite Schicht 13b1 (14b1) | Thoriumfluorid | 0,6202 | 1217 |
| Dritte Schicht 13c1 (14c1) | Zinkselenid | 0,1269 | 140 |
| Vierte Schicht 13d1 (14d1) | Thoriumfluorid | 0,6097 | 1197 |
| Substratkörper 5b (6b) | Zinkselenid | - | - |
| Reflexionswinkel in einem Abschnitt des Spalts G (°) | 76 |
| Polarisationseigenschaften | Polarisationssteuerfilm | Optische Komponente |
| Durchlässigkeit der p-Polarisationskomponente (%) | 99,91 | 99,82 |
| Durchlässigkeit der s-Polarisationskomponente (%) | 10,78 | 1,16 |
| Durchlässigkeit Phasenverzögerung (°) | 0,104 | 0,21 |
| Polarisationsgrad | 0,9770 |
| Extinktionsverhältnis im Falle eines Polarisationsazimutwinkels Φ = 45° | 42,98 |
[Tabelle 3]
| | | Optische Dicke
(Einheit: λ/4) | Schichtdicke
(nm) |
| Atmosphärisches Medium | - | - |
| Polarisationssteuerfilm 13 (14) | Erste Schicht 13a2 (14a2) | Zinkselenid | 1,6970 | 1871 |
| Zweite Schicht 13b2 (14b2) | Thoriumfluorid | 0,4666 | 916 |
| Substratkörper 5c (6c) | Germanium | - | - |
| Reflexionswinkel in einem Abschnitt des Spalts G (°) | 78 |
| Polarisationseigenschaften | Polarisationssteuerfilm | Optische Komponente |
| Durchlässigkeit der p-Polarisationskomponente (%) | 99,91 | 99,82 |
| Durchlässigkeit der s-Polarisationskompnente (%) | 9,99 | 0,10 |
| Durchlässigkeit Phasenverzögerung (°) | 0,56 | 1,12 |
| Polarisationsgrad | 0,9998 |
| Extinktionsverhältnis im Falle eines Polarisationsazimutwinkels
Φ = 45° | 499,2 |
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Wie aus den Tabellen 2 und 3 ersichtlich ist, weisen der Polarisationsgrad und das Extinktionsverhältnis in beiden optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform verglichen mit dem Polarisationsgrad und dem Extinktionsverhältnis im Falle des Polarisationsazimutwinkels von 45° in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, verbesserte Werte auf. Somit ist ersichtlich, dass durch Bereitstellen der Polarisationssteuerfilme 13 und 14 auf jeweils der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 eine optische Komponente erhalten werden kann, die die vorstehenden benötigten Polarisatoreigenschaften aufweist.
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Ferner ist aus 10 ersichtlich, dass die optische Komponente 2 gemäß der zweiten Ausführungsform Polarisatoreigenschaften aufweist, die die Zielspezifikationen bei jedem Polarisationsazimutwinkel, einschließlich des Polarisationsazimutwinkels von 45°, der die Leistung des Polarisators zeigt, übersteigt. Darüber hinaus zeigt sich in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform, dass in der optischen Komponente, die einen Substratkörper aus Zinkselenid aufweist, ein Polarisationsstrahl sehr gut gesteuert werden kann, wobei die Polarisatoreigenschaften praktisch ausreichend sind, wenn der Polarisationsazimutwinkel nicht größer als 13,5° ist. Darüber hinaus zeigt sich in der optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform, dass in der optischen Komponente mit dem Substratkörper aus Germanium ein Polarisationsstrahl sehr gut kontrolliert werden kann, wobei die Polarisatoreigenschaften praktisch ausreichend sind, wenn der Polarisationsazimutwinkel nicht größer als 29° ist.
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[Optische Komponente gemäß einer dritten Ausführungsform]
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11 zeigt eine beispielhafte Querschnittsansicht einer optischen Komponente 4 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die optische Komponente 4 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten optischen Komponente 1 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Haltevorrichtung 7 eine Kühleinheit 7a zur effizienten Kühlung des Substratkörpers 11 des Substratelements 5d und des Substratkörpers 12 des Substratelements 6d und eine Pumpe 9 zur Zirkulierung eines Kühlmediums in der Kühleinheit 7a umfasst.
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In der optischen Komponente 4 gemäß der dritten Ausführungsform sind die Substratkörper 11 und 12, der auf der Einfallsfläche 11a des Substratkörpers 11 ausgebildete Antireflexfilm 15, der auf der Emissionsfläche 12a des Substratkörpers 12 gebildete Antireflexfilm 16, der auf der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 gebildete Polarisationssteuerfilm 13, der auf der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 gebildete Polarisationssteuerfilm 14, der Abstandshalter 8 und der Neigungswinkel θi von jeweils den geneigten Flächen 11b und 12b sind gleich wie die Substratkörper 11 und 12, die Polarisationssteuerfilme 13 und 14, die Antireflexfilme 15 und 16, die Haltevorrichtung 7, der Abstandshalter 8 und der Neigungswinkel θi von beiden geneigten Flächen 11b und 12b in den optischen Komponenten 2 und 3 gemäß der zweiten Ausführungsform.
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In der dritten Ausführungsform bildet die Kühleinheit 7a einen Strömungspfad zur Zirkulation des Kühlmediums. Das Kühlmedium umfasst beispielsweise Wasser und dergleichen, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist.
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In der optischen Komponente 4 gemäß der dritten Ausführungsform, die die Kühleinheit 7a aufweist, kann die optische Komponente sofort gekühlt werden, die aufgrund der Übertragung des Infrarotlaserlichts mit der Polarisationskomponente in der gewünschten Richtung und aufgrund der Reflexion und Absorption des Infrarotlaserlichts mit der Polarisationskomponente in der nicht gewünschten Richtung in der optischen Komponente Wärme erzeugt. Somit wird erwartet, dass die optische Komponente 4 gemäß der dritten Ausführungsform eine lange Lebensdauer aufweist, da eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften aufgrund der Wärme in einem Verwendungszustand, der mit einer höheren Wärmeerzeugung assoziiert wird, unterdrückt wird.
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[Herstellungsverfahren der optischen Komponente]
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Im Nachfolgenden wird ein Beispiel des Herstellungsverfahrens der optischen Komponente der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Hierbei erfolgt die Beschreibung eines Herstellungsverfahrens anhand der optischen Komponente 2 gemäß der zweiten Ausführungsform als Beispiel, die den Polarisationssteuerfilm aufweist. 12 zeigt ein Prozessablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der optischen Komponente gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In 12 sind zur Vereinfachung der Beschreibung des Polarisationssteuerfilms, des Antireflexfilms und des Abstandshalters, die die optische Komponente bilden, diese in ihrer Größe entsprechend vergrößert dargestellt.
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Zunächst wird sowohl der Substratkörper 11 mit der geneigten Fläche 11b, die um den Neigungswinkel θi geneigt ist, als auch der Substratkörper 12 mit der geneigten Fläche 12b, die um den Neigungswinkel θi geneigt ist, wie zuvor beschrieben, aus einem plattenförmigen Element W aus einem Material, durch das das Infrarotlaserlicht übertragen wird, und dessen Brechungsindex mit Bezug auf das Infrarotlaserlicht nicht geringer als 2 ist, erhalten (siehe 12(a)). Die zuvor beschriebenen Substratkörper 11 und 12 können in einer solchen Weise gebildet werden, dass nach dem Ausschneiden eines Zwischenmaterials, das jeweils den Substratkörpern 11 und 12 entspricht, aus einem Material, das für die optische Komponente verwendet wird, im Allgemeinen eine Schleifbearbeitung, eine Schneidebearbeitung, eine Polierbearbeitung und dergleichen am Zwischenmaterial durchgeführt wird. Obwohl der Brechungsindex des Materials mit Bezug auf Infrarotlaserlicht nicht niedriger als 2 sein kann, ist er vorzugsweise nicht höher als 5.
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Anschließend werden die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 auf jeweils der geneigten Fläche 11b des Substratkörpers 11 und der geneigten Fläche 12b des Substratkörpers 12 gebildet (siehe 12(b)). Die Bildung der jeweiligen Polarisationssteuerfilme 13 und 14 kann beispielsweise durch Laminieren einer Schicht, die den Polarisationssteuerfilm 13 bildet, und einer Schicht, die den Polarisationssteuerfilm 14 bildet, auf jeweils der Oberfläche der geneigten Fläche 11b und der Oberfläche der geneigten Fläche 12b ausgeführt werden. Die Laminierung von jeweils der Schicht, die die Polarisationssteuerfilme 13 und 14 bildet, auf den Flächen der geneigten Flächen 11b und 12b kann beispielsweise mittels Widerstandsheizungabscheideverfahren, Elektronenstrahlverdampfungsverfahren, Sputterverfahren, Ionenstrahlverdampfungsverfahren oder dergleichen durchgeführt werden, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf solche Verfahren beschränkt ist.
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Anschließend werden die Antireflexfilme 15 und 16 jeweils auf der Einfallsfläche 11a des Substratkörpers 11 und der Emissionsfläche 12a des Substratkörpers 12 gebildet, um die Substratelemente 5b und 6b zu erhalten (siehe 12(c)). Die Bildung der Antireflexfilme 15 und 16 kann beispielsweise durch Laminieren einer Schicht, die den Antireflexfilm 15 bildet, und einer Schicht, die den Polarisationssteuerfilm 16 bildet, auf den Flächen der Einfallsfläche 11a und der Emissionsfläche 12a gebildet werden. Die Laminierung von jeweils der Schicht, die die Antireflexfilme 15 und 16 bildet, auf den Flächen der Einfallsfläche 11a und der Emissionsfläche 12a können beispielsweise durch das Widerstandsheizungabscheideverfahren, das Elektronenstrahlverdampfungsverfahren, das Sputterverfahren, das Ionenstrahlverdampfungsverfahren oder dergleichen durchgeführt werden, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Verfahren beschränkt ist.
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Anschließend werden der Polarisationssteuerfilm 13 des Substratelements 5b und der Polarisationssteuerfilm 14 des Substratelements 6b über den Abstandshalter 8 zur Bildung des Spalts G gegenüber voneinander angeordnet, und anschließend werden diese Substratelemente 5b und 6b durch die Haltevorrichtung 7 gehalten, um die optische Komponente 1 zu erhalten (siehe 12(d)).
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Die hierin offenbarten Ausführungsformen dienen der Erläuterung und sind in keinerlei Hinsicht als einschränkend zu erachten. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und soll die Bedeutungen entsprechend den Ansprüchen und alle Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung umfassen.
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Neben den Ansprüchen kann gemäß der zuvor beschriebenen vorliegenden Erfindung auch der nachfolgende Aufbau erhalten werden.
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(Anhang 1)
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Der Aufbau umfasst eine optische Komponente, die einen Spalt mit einer Größe von 50 bis 150 μm aufweist.
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In diesem Fall wird erwartet, dass eine Verschiebung zwischen einem Einfallsstrahl auf der optischen Komponente und einem Emissionsstrahl von dieser, die aufgrund des Spalts G, der in den zwei gegenüberliegenden Substratkörpern gebildet ist, auftritt, auf einen niedrigen Wert gehalten werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Optische Komponente
- 2, 3
- Optische Komponente
- 4
- Optische Komponente
- 5a, 5b, 5c, 5d, 6a, 6b, 6c, 6d
- Substratelement
- 7
- Haltevorrichtung
- 7a
- Kühleinheit
- 8
- Abstandhalter
- 9
- Pumpe
- 11, 12
- Substratkörper
- 11a
- Einfallsfläche (Zielfläche auf die der Strahl einfällt)
- 11b, 12b
- Geneigte Fläche
- 11, 12
- Substratkörper
- 12a
- Emissionsfläche
- 13, 14
- Polarisationssteuerfilm
- 13a1, 14a1
- Erste Schicht
- 13b1, 14b1
- Zweite Schicht
- 13c1, 14c1
- Dritte Schicht
- 13d1, 14d1
- Vierte Schicht
- 13a2, 14a2
- Erste Schicht
- 13b2, 14b2
- Zweite Schicht
- 15, 16
- Antireflexfilm
