JP2001004815A - ビームスプリッタ - Google Patents
ビームスプリッタInfo
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- JP2001004815A JP2001004815A JP11170992A JP17099299A JP2001004815A JP 2001004815 A JP2001004815 A JP 2001004815A JP 11170992 A JP11170992 A JP 11170992A JP 17099299 A JP17099299 A JP 17099299A JP 2001004815 A JP2001004815 A JP 2001004815A
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- light
- beam splitter
- reflection
- transmitting substrates
- substrates
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化や湿度変化による反射率の変動が極
めて小さいという利点を損なうことなく、反射面におけ
る反射率を従来より小さく抑えて出力光の損失を低減す
る。 【解決手段】 互いに屈折率が僅かに異なる一対の透光
基体１０，１１を溶着やオプティカルコンタクトなどに
より隙間なく密着させ、両透光基体１０，１１の境界面
を反射面１２として形成し、両透光基体１０，１１の外
表面におけるレーザ光の入射面と出射面とには、反射防
止膜１３，１４を夫々コーティングする。
めて小さいという利点を損なうことなく、反射面におけ
る反射率を従来より小さく抑えて出力光の損失を低減す
る。 【解決手段】 互いに屈折率が僅かに異なる一対の透光
基体１０，１１を溶着やオプティカルコンタクトなどに
より隙間なく密着させ、両透光基体１０，１１の境界面
を反射面１２として形成し、両透光基体１０，１１の外
表面におけるレーザ光の入射面と出射面とには、反射防
止膜１３，１４を夫々コーティングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ出力から非
常に小さな比率のモニタ光を取り出す場合などに用いる
ビームスプリッタに関するものである。
常に小さな比率のモニタ光を取り出す場合などに用いる
ビームスプリッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は一般的なレーザ発振装置の一例を
示すもので、光共振器１を成す透過鏡２及び反射鏡３の
相互間にレーザ媒質４を配置し、該レーザ媒質４を図示
しない励起源により励起状態として光を出射させ、その
光を透過鏡２及び反射鏡３の相互間を往復させて前記レ
ーザ媒質４に対し入出射を繰り返させることにより光共
振を行わせて光のエネルギーを増幅し、透過鏡２を介し
レーザ光を発振し得るようにしてある。
示すもので、光共振器１を成す透過鏡２及び反射鏡３の
相互間にレーザ媒質４を配置し、該レーザ媒質４を図示
しない励起源により励起状態として光を出射させ、その
光を透過鏡２及び反射鏡３の相互間を往復させて前記レ
ーザ媒質４に対し入出射を繰り返させることにより光共
振を行わせて光のエネルギーを増幅し、透過鏡２を介し
レーザ光を発振し得るようにしてある。
【０００３】この種のレーザ発振装置にあっては、レー
ザ出力のレベルを検出する目的でレーザ光の光路の途中
にビームスプリッタ５を配置し、該ビームスプリッタ５
によりレーザ光の一部をモニタ光（図中に二点鎖線で示
す）として反射させ、これを図示しないモニタ用パワー
メータなどに導いてレーザ出力のレベルを検出するよう
にしている。
ザ出力のレベルを検出する目的でレーザ光の光路の途中
にビームスプリッタ５を配置し、該ビームスプリッタ５
によりレーザ光の一部をモニタ光（図中に二点鎖線で示
す）として反射させ、これを図示しないモニタ用パワー
メータなどに導いてレーザ出力のレベルを検出するよう
にしている。
【０００４】図５に拡大して示す如く、従来における一
般的なビームスプリッタ５は、ウェッジ型の断面形状を
有し且つレーザ光の出射面に反射防止膜６をコーティン
グした透光基体７から成り、レーザ光の光路の途中に約
４５゜の角度に傾斜して配置され、ノンコート面となっ
ている入射面を反射面８とした自然反射を利用してモニ
タ光（図中に二点鎖線で示す）を入射方向に対し略直角
な向きに取り出すようにしている。
般的なビームスプリッタ５は、ウェッジ型の断面形状を
有し且つレーザ光の出射面に反射防止膜６をコーティン
グした透光基体７から成り、レーザ光の光路の途中に約
４５゜の角度に傾斜して配置され、ノンコート面となっ
ている入射面を反射面８とした自然反射を利用してモニ
タ光（図中に二点鎖線で示す）を入射方向に対し略直角
な向きに取り出すようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のビームスプリッタ５においては、ノンコート面の
自然反射を利用しているので、温度変化や湿度変化によ
る反射率の変動が極めて小さいという利点がある反面、
その反射率が比較的大きくなってしまい、ビームスプリ
ッタ５を透過して出力される出力光の損失が大きくなる
という不具合があった。
従来のビームスプリッタ５においては、ノンコート面の
自然反射を利用しているので、温度変化や湿度変化によ
る反射率の変動が極めて小さいという利点がある反面、
その反射率が比較的大きくなってしまい、ビームスプリ
ッタ５を透過して出力される出力光の損失が大きくなる
という不具合があった。
【０００６】即ち、ビームスプリッタ５の反射面８は、
透光基体７のノンコート面と大気との境界面を成してい
るので、いかに透光性の高い材質の透光基体７を採用し
ても、その透光基体７の材質と空気との屈折率の差が約
０．３以上程度（透光基体７の材質が石英の場合で約
０．５）となってしまうことが避けられず、一般的に、
入射してきたレーザ光の約４％程度が反射損失として生
じてしまっていた。
透光基体７のノンコート面と大気との境界面を成してい
るので、いかに透光性の高い材質の透光基体７を採用し
ても、その透光基体７の材質と空気との屈折率の差が約
０．３以上程度（透光基体７の材質が石英の場合で約
０．５）となってしまうことが避けられず、一般的に、
入射してきたレーザ光の約４％程度が反射損失として生
じてしまっていた。
【０００７】尚、レーザ出力が非常に大きい場合には、
モニタ出力レベルも大きなものとなってしまうので、こ
れを計測するパワーメータの容量も大きくしなければな
らなかった。
モニタ出力レベルも大きなものとなってしまうので、こ
れを計測するパワーメータの容量も大きくしなければな
らなかった。
【０００８】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、温度変化や湿度変化による反射率の変動が極めて小
さいという利点を損なうことなく、反射面における反射
率を従来より小さく抑えて出力光の損失を低減すること
を目的としている。
で、温度変化や湿度変化による反射率の変動が極めて小
さいという利点を損なうことなく、反射面における反射
率を従来より小さく抑えて出力光の損失を低減すること
を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに屈折率
が僅かに異なる一対の透光基体を隙間なく密着させ、両
透光基体の境界面を反射面として形成したことを特徴と
するビームスプリッタ、に係るものである。
が僅かに異なる一対の透光基体を隙間なく密着させ、両
透光基体の境界面を反射面として形成したことを特徴と
するビームスプリッタ、に係るものである。
【００１０】而して、このようにすれば、一対の透光基
体を隙間なく密着させた境界面を反射面としたことによ
って、透光基体の夫々と大気との屈折率の差よりも小さ
く両透光基体の屈折率を近似させることが可能となり、
これにより前記反射面における反射率を大幅に低下させ
て反射面で発生する反射光を微量に抑え、両透光基体を
透過して出力される出力光の損失を少なくすることが可
能となる。
体を隙間なく密着させた境界面を反射面としたことによ
って、透光基体の夫々と大気との屈折率の差よりも小さ
く両透光基体の屈折率を近似させることが可能となり、
これにより前記反射面における反射率を大幅に低下させ
て反射面で発生する反射光を微量に抑え、両透光基体を
透過して出力される出力光の損失を少なくすることが可
能となる。
【００１１】尚、このような一対の透光基体の境界面か
ら成る反射面の反射率は、温度変化や湿度変化による影
響を受けにくいことから非常に安定しており、入射光の
レベルに応じて常に一定割合の反射光を取り出すことが
可能となる。
ら成る反射面の反射率は、温度変化や湿度変化による影
響を受けにくいことから非常に安定しており、入射光の
レベルに応じて常に一定割合の反射光を取り出すことが
可能となる。
【００１２】また、両透光基体の外表面における少くと
も光の入射面と出射面とには、反射防止膜がコーティン
グされていることが好ましく、このようにすれば、光の
入射面と出射面とにおける反射を防止することが可能で
ある。
も光の入射面と出射面とには、反射防止膜がコーティン
グされていることが好ましく、このようにすれば、光の
入射面と出射面とにおける反射を防止することが可能で
ある。
【００１３】そして、一対の透光基体を隙間なく密着さ
せて両透光基体の境界面を反射面とするに際しては、両
透光基体の境界面を溶着したり、オプティカルコンタク
トにより接着したりすれば良い。
せて両透光基体の境界面を反射面とするに際しては、両
透光基体の境界面を溶着したり、オプティカルコンタク
トにより接着したりすれば良い。
【００１４】また、両透光基体の夫々が直角プリズムを
成し、該各直角プリズムの斜面同士が密着されて反射面
となっていることが好ましく、このようにすれば、反射
面に対し約４５゜の角度を成す方向から入射光を入射し
た場合に、その入射方向に対し入射面及び出射面の何れ
も略直角を成すことになり、光路変位や出射方向の変化
を最小限に抑制しながら入射方向と略直角な向きに反射
光を取り出すことが可能となる。
成し、該各直角プリズムの斜面同士が密着されて反射面
となっていることが好ましく、このようにすれば、反射
面に対し約４５゜の角度を成す方向から入射光を入射し
た場合に、その入射方向に対し入射面及び出射面の何れ
も略直角を成すことになり、光路変位や出射方向の変化
を最小限に抑制しながら入射方向と略直角な向きに反射
光を取り出すことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【００１６】図１は本発明を実施する形態の一例を示す
もので、図示するビームスプリッタ９においては、互い
に屈折率が僅かに異なる一対の透光基体１０，１１を隙
間なく密着させ、両透光基体１０，１１の境界面を反射
面１２として形成したことを特徴としており、特に本形
態例においては、先の図５の従来例の場合と同様にウェ
ッジ型の断面形状を有する板状物として形成された透光
基体１０，１１の相互を、そのウェッジ型の向きを合わ
せてＷ形に重ね合わせ、レーザ光（入射光）の光路の途
中に約４５゜の角度に傾斜して配置するようにした場合
を例示している。
もので、図示するビームスプリッタ９においては、互い
に屈折率が僅かに異なる一対の透光基体１０，１１を隙
間なく密着させ、両透光基体１０，１１の境界面を反射
面１２として形成したことを特徴としており、特に本形
態例においては、先の図５の従来例の場合と同様にウェ
ッジ型の断面形状を有する板状物として形成された透光
基体１０，１１の相互を、そのウェッジ型の向きを合わ
せてＷ形に重ね合わせ、レーザ光（入射光）の光路の途
中に約４５゜の角度に傾斜して配置するようにした場合
を例示している。
【００１７】ここで、両透光基体１０，１１を隙間なく
密着させて両者の境界面を反射面１２とするに際して
は、両透光基体１０，１１の境界面を溶着したり、オプ
ティカルコンタクト（ガラス材質の平面同士を精巧に研
磨して強く押し付けることにより接着剤を使わずに直接
接着する従来周知の光学的手法）により接着したりすれ
ば良い。
密着させて両者の境界面を反射面１２とするに際して
は、両透光基体１０，１１の境界面を溶着したり、オプ
ティカルコンタクト（ガラス材質の平面同士を精巧に研
磨して強く押し付けることにより接着剤を使わずに直接
接着する従来周知の光学的手法）により接着したりすれ
ば良い。
【００１８】そして、両透光基体１０，１１の外表面に
おけるレーザ光の入射面と出射面とには、反射防止膜１
３，１４を夫々コーティングしておき、これら入射面と
出射面とにおける余計な反射を防止し得るようにしてお
く。
おけるレーザ光の入射面と出射面とには、反射防止膜１
３，１４を夫々コーティングしておき、これら入射面と
出射面とにおける余計な反射を防止し得るようにしてお
く。
【００１９】而して、このようにすれば、一対の透光基
体１０，１１を隙間なく密着させた境界面を反射面１２
としたことによって、透光基体１０，１１の夫々と大気
との屈折率の差よりも小さく両透光基体１０，１１の屈
折率を近似させることが可能となり、例えば一方の透光
基体１０の材質を合成石英（屈折率ｎ＝１．４４９７
５）とした場合、他方の透光基体１１の材質を溶融石英
（屈折率ｎ＝１．４４９８）、ＢＫ７（屈折率ｎ＝１．
５０６６９）、ＹＡＧ（屈折率ｎ＝１．８２）などとす
れば良く、合成石英／溶融石英の組み合わせで両者の境
界面を成す反射面１２の反射率が約５．９×１０
-8（％）、合成石英／ＢＫ７の組み合わせで両者の境界
面を成す反射面１２の反射率が約６．９×１０
-2（％）、合成石英／ＹＡＧの組み合わせで両者の境界
面を成す反射面１２の反射率が約１．８６（％）とな
り、前記反射面１２における反射率の大幅な低減化を図
ることが可能となる。
体１０，１１を隙間なく密着させた境界面を反射面１２
としたことによって、透光基体１０，１１の夫々と大気
との屈折率の差よりも小さく両透光基体１０，１１の屈
折率を近似させることが可能となり、例えば一方の透光
基体１０の材質を合成石英（屈折率ｎ＝１．４４９７
５）とした場合、他方の透光基体１１の材質を溶融石英
（屈折率ｎ＝１．４４９８）、ＢＫ７（屈折率ｎ＝１．
５０６６９）、ＹＡＧ（屈折率ｎ＝１．８２）などとす
れば良く、合成石英／溶融石英の組み合わせで両者の境
界面を成す反射面１２の反射率が約５．９×１０
-8（％）、合成石英／ＢＫ７の組み合わせで両者の境界
面を成す反射面１２の反射率が約６．９×１０
-2（％）、合成石英／ＹＡＧの組み合わせで両者の境界
面を成す反射面１２の反射率が約１．８６（％）とな
り、前記反射面１２における反射率の大幅な低減化を図
ることが可能となる。
【００２０】そして、このように、反射面１２における
反射率の大幅な低減化を図ることができれば、図中に二
点鎖線で示す如き反射面１２で反射して取り出されるモ
ニタ光（反射光）が微量に抑えられ、両透光基体１０，
１１を透過して出力される出力光の損失が少なくなる。
反射率の大幅な低減化を図ることができれば、図中に二
点鎖線で示す如き反射面１２で反射して取り出されるモ
ニタ光（反射光）が微量に抑えられ、両透光基体１０，
１１を透過して出力される出力光の損失が少なくなる。
【００２１】また、このような一対の透光基体１０，１
１の境界面から成る反射面１２の反射率は、温度変化や
湿度変化による影響を受けにくいことから非常に安定し
ており、レーザ光のレベルに応じて常に一定割合のモニ
タ光を取り出すことが可能である。
１の境界面から成る反射面１２の反射率は、温度変化や
湿度変化による影響を受けにくいことから非常に安定し
ており、レーザ光のレベルに応じて常に一定割合のモニ
タ光を取り出すことが可能である。
【００２２】従って、上記形態例によれば、温度変化や
湿度変化による反射率の変動が極めて小さいという利点
を損なうことなく、反射面１２における反射率を従来よ
り小さく抑えて出力光の損失を低減することができ、ま
た、モニタ出力レベルを小さく抑えることができてモニ
タ用パワーメータの容量も小さくすることができる。
湿度変化による反射率の変動が極めて小さいという利点
を損なうことなく、反射面１２における反射率を従来よ
り小さく抑えて出力光の損失を低減することができ、ま
た、モニタ出力レベルを小さく抑えることができてモニ
タ用パワーメータの容量も小さくすることができる。
【００２３】図２は本発明の別の形態例を示すもので、
ウェッジ型の断面形状を有する透光基体１０，１１の相
互を、そのウェッジ型の向きを逆にしてＮ形に重ね合わ
せたものであり、この場合も両透光基体１０，１１の外
表面におけるレーザ光の入射面と出射面とに対し反射防
止膜１３，１４をコーティングするようにしてある。
ウェッジ型の断面形状を有する透光基体１０，１１の相
互を、そのウェッジ型の向きを逆にしてＮ形に重ね合わ
せたものであり、この場合も両透光基体１０，１１の外
表面におけるレーザ光の入射面と出射面とに対し反射防
止膜１３，１４をコーティングするようにしてある。
【００２４】而して、このようにした場合には、入射時
の屈折を出射時の屈折により相殺して入射方向と出射方
向とを略平行に維持することが可能となり、レーザ光の
出射方向の変化を最小限に抑制することが可能となる。
の屈折を出射時の屈折により相殺して入射方向と出射方
向とを略平行に維持することが可能となり、レーザ光の
出射方向の変化を最小限に抑制することが可能となる。
【００２５】図３は本発明の更に別の形態例を示すもの
で、両透光基体１０，１１の夫々を直角プリズムにより
構成し、該各直角プリズムの斜面同士を密着させて反射
面１２としたものであり、この場合も両透光基体１０，
１１の外表面におけるレーザ光の入射面と出射面とに対
し反射防止膜１３，１４をコーティングするようにして
ある。
で、両透光基体１０，１１の夫々を直角プリズムにより
構成し、該各直角プリズムの斜面同士を密着させて反射
面１２としたものであり、この場合も両透光基体１０，
１１の外表面におけるレーザ光の入射面と出射面とに対
し反射防止膜１３，１４をコーティングするようにして
ある。
【００２６】而して、このようにすれば、反射面１２に
対し約４５゜の角度を成す方向からレーザ光を入射した
場合に、その入射方向に対し入射面及び出射面の何れも
略直角を成すことになるので、入射時や出射時における
屈折が殆どなくなり、光路変位や出射方向の変化を最小
限に抑制しながら入射方向と略直角な向きにモニタ光を
取り出すことが可能となる。
対し約４５゜の角度を成す方向からレーザ光を入射した
場合に、その入射方向に対し入射面及び出射面の何れも
略直角を成すことになるので、入射時や出射時における
屈折が殆どなくなり、光路変位や出射方向の変化を最小
限に抑制しながら入射方向と略直角な向きにモニタ光を
取り出すことが可能となる。
【００２７】尚、本発明のビームスプリッタは、上述の
形態例にのみ限定されるものではなく、図示以外の形状
の透光基体を適宜に採用しても良いこと、その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
形態例にのみ限定されるものではなく、図示以外の形状
の透光基体を適宜に採用しても良いこと、その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】上記した本発明のビームスプリッタによ
れば、温度変化や湿度変化による反射率の変動が極めて
小さいという利点を損なうことなく、反射面における反
射率を従来より小さく抑えて出力光の損失を低減するこ
とができるという優れた効果を奏し得る。
れば、温度変化や湿度変化による反射率の変動が極めて
小さいという利点を損なうことなく、反射面における反
射率を従来より小さく抑えて出力光の損失を低減するこ
とができるという優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明の別の形態例を示す概略図である。
【図３】本発明の更に別の形態例を示す概略図である。
【図４】一般的なレーザ発振装置の一例を示す概略図で
ある。
ある。
【図５】従来のビームスプリッタの一例を示す概略図で
ある。
ある。
９ ビームスプリッタ １０ 透光基体 １１ 透光基体 １２ 反射面 １３ 反射防止膜 １４ 反射防止膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 淑久 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 松坂 文夫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 Ｆターム(参考） 2H042 CA06 CA14 CA16 CA17 DB01 DE07
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに屈折率が僅かに異なる一対の透光
基体を隙間なく密着させ、両透光基体の境界面を反射面
として形成したことを特徴とするビームスプリッタ。 - 【請求項２】 両透光基体の外表面における少くとも光
の入射面と出射面とに対し反射防止膜がコーティングさ
れていることを特徴とする請求項１に記載のビームスプ
リッタ。 - 【請求項３】 両透光基体の境界面が溶着されているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のビームスプリッ
タ。 - 【請求項４】 両透光基体の境界面がオプティカルコン
タクトにより接着されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載のビームスプリッタ。 - 【請求項５】 両透光基体の夫々が直角プリズムを成
し、該各直角プリズムの斜面同士が密着されて反射面と
なっていることを特徴とする請求項１、２、３又は４に
記載のビームスプリッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170992A JP2001004815A (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | ビームスプリッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170992A JP2001004815A (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | ビームスプリッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004815A true JP2001004815A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15915121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11170992A Pending JP2001004815A (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | ビームスプリッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001004815A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011518312A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-06-23 | インテクプラス カンパニー、リミテッド | 立体形状測定装置 |
| KR101453136B1 (ko) | 2008-05-09 | 2014-10-27 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 광 스플리터 장치 |
| JP2018205398A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 日本電気硝子株式会社 | 光学素子、及び光学素子の製造方法 |
-
1999
- 1999-06-17 JP JP11170992A patent/JP2001004815A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011518312A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-06-23 | インテクプラス カンパニー、リミテッド | 立体形状測定装置 |
| KR101453136B1 (ko) | 2008-05-09 | 2014-10-27 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 광 스플리터 장치 |
| JP2018205398A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 日本電気硝子株式会社 | 光学素子、及び光学素子の製造方法 |
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