JP2009031406A - Nonpolarization beam splitter and optical measuring instrument using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一つの光束を二つの光束に分離する光学素子であって、それぞれの光束が広い波長域で非偏光性を有する非偏光ビームスプリッター及びそれを利用した光学計測機器に関する。 The present invention relates to an optical element that separates one light beam into two light beams, each of which relates to a non-polarizing beam splitter having non-polarization properties in a wide wavelength region, and an optical measuring instrument using the same.
非偏光ビームスプリッターはレーザープレーナー等の光学計測器に利用されており、一つの光束を二つの光束に分離する光学素子である。レーザープレーナー(水平面設定機)は、図2に示すように、レーザー光源2と、レーザー光源2から出射されたレーザー光Lを反射光L1及び透過光L2に分離するビームスプリッター4と、ビームスプリッター4を保持し回転自在に支持された円盤3とからなる。円盤3が水平回転することにより、ビームスプリッター4からの反射光L1は水平方向に照射され水平面を形成し、透過光L2は天井面に照射され鉛直点をマーキングできる。レーザー光源2には電気配線などがされているため、円盤3と一緒に回転しない構造となっている。通常レーザー光源2から出射するレーザー光Lは偏光成分が偏っているため、ビームスプリッター4に偏光特性の偏りがあると、ビームスプリッター4からの反射光L1の明るさは円盤3の回転に応じて変化してしまう。このため、ビームスプリッター4には非偏光のビームスプリッターを利用することが必要である。
The non-polarizing beam splitter is used in an optical measuring instrument such as a laser planar, and is an optical element that separates one light beam into two light beams. As shown in FIG. 2, the laser planar (horizontal plane setting machine) includes a
近年、レーザー光源として半導体レーザーが用いられるようになってきており、特にレーザープレーナー用には可視域の半導体レーザーがよく使用されている。可視域の半導体レーザーとしては、赤系の波長630〜690 nm、緑系の波長532 nm、青系の波長405〜410 nmのものがあり、各種レーザーで非偏光ビームスプリッターを共有化できることが望ましい、即ち、波長400〜700 nmで共有化できる非偏光ビームスプリッターが望まれている。 In recent years, semiconductor lasers have been used as laser light sources, and semiconductor lasers in the visible range are often used particularly for laser planars. Visible semiconductor lasers include those with a red wavelength of 630 to 690 nm, a green wavelength of 532 nm, and a blue wavelength of 405 to 410 nm. It is desirable that various lasers can share a non-polarizing beam splitter. That is, a non-polarizing beam splitter that can be shared at a wavelength of 400 to 700 nm is desired.
特開平9-184908号公報(特許文献1)には、平板タイプの非偏光ビームスプリッターが開示されている。特開平9-184908号公報(特許文献1)に記載の非偏光ビームスプリッターは、透明な光学ガラス基板上に屈折率の異なる複数の誘電体層を第1層から第20層まで積層一体化したもので、第1層として、ZrO2とTiO2の混合物(屈折率2.07)をλ/2の膜厚に形成し、第2、8及び10層として、MgF2(屈折率1.37)をλ/4の膜厚に形成し、第3、5、7、9、11、13、15、17及び19層として、Al2O3(屈折率1.61)をλ/4の膜厚に形成し、第4及び6層として、上記ZrO2とTiO2の混合物をλ/4の膜厚に形成し、第12、14、16及び18層として、TiO2(屈折率2.27)をλ/4の膜厚に形成し、最外層である第20層として、上記MgF2をλ/2.4〜λ/1.9の膜厚に形成したことを特徴とする。しかし平板タイプの非偏光ビームスプリッターの場合、基板の厚さの分だけ透過光路のずれが発生し、正確に天井面に鉛直点をマーキングできなくなる。 JP-A-9-184908 (Patent Document 1) discloses a flat plate type non-polarizing beam splitter. The non-polarizing beam splitter described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-184908 (Patent Document 1) is formed by laminating and integrating a plurality of dielectric layers having different refractive indexes from a first layer to a twentieth layer on a transparent optical glass substrate. As a first layer, a mixture of ZrO 2 and TiO 2 (refractive index 2.07) is formed to a thickness of λ / 2, and MgF 2 (refractive index 1.37) is λ // as the second , eighth and tenth layers. 4 and a third, fifth, seventh, ninth, eleventh, thirteenth, fifteenth and nineteenth layer of Al 2 O 3 (refractive index 1.61) with a thickness of λ / 4. as 4 and 6 layers, a mixture of the ZrO 2 and TiO 2 was formed to a thickness of lambda / 4, as a 12, 14, 16 and 18 layers, the thickness of the TiO 2 (refractive index 2.27) a lambda / 4 The MgF 2 is formed to a thickness of λ / 2.4 to λ / 1.9 as the twentieth layer that is the outermost layer. However, in the case of a flat plate type non-polarizing beam splitter, the transmission optical path shifts by the thickness of the substrate, and the vertical point cannot be accurately marked on the ceiling surface.
特開平1-92702号公報(特許文献2)には、透過光路のずれが発生しない非偏光ビームスプリッターとして、直角二等辺三角形プリズムの接合面にTiO2等の誘電体層及びAg等の金属層を形成した非偏光ビームスプリッターが開示されている。しかし特開平1-92702号公報(特許文献2)に記載の非偏光ビームスプリッターは、金属層の吸収による光量低下の問題がある。 Japanese Patent Laid-Open No. 1-92702 (Patent Document 2) discloses a non-polarizing beam splitter that does not cause a deviation of a transmission optical path, a dielectric layer such as TiO 2 and a metal layer such as Ag on a joint surface of a right isosceles triangular prism. A non-polarizing beam splitter is disclosed. However, the non-polarizing beam splitter described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-92702 (Patent Document 2) has a problem of a decrease in light amount due to absorption of the metal layer.
特開昭64-35402号公報(特許文献3)には、透過光路のずれが発生しない他の非偏光ビームスプリッターとして、直角二等辺三角形プリズムの接合面に3種類以上の誘電体材料からなる多層膜を形成した非偏光ビームスプリッターが開示されている。しかし特開昭64-35402号公報(特許文献3)に記載の非偏光ビームスプリッターは、3種類以上の誘電体材料を使用して9層以上の多層膜を形成してなるため、製造するのにコストがかかるという問題がある。また使用波長範囲を広げようとすると、さらに多くの層数が必要となる。
従って、本発明の目的は、広い波長域で非偏光性を有する非偏光ビームスプリッターを安いコストで提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-polarizing beam splitter having non-polarization properties in a wide wavelength range at a low cost.
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、2枚の透明基体の間に、屈折率の異なる2層以上の透明膜を積層してなる多層膜を有するビームスプリッターにおいて、透明基体の屈折率と多層膜中で最も低い屈折率を有する膜の屈折率が、多層膜への光線入射角度によって規定される範囲にあるとき、広い波長域で非偏光性を有することを発見し、本発明に想到した。 As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventors have developed a beam splitter having a multilayer film in which two or more transparent films having different refractive indexes are laminated between two transparent substrates. When the refractive index and the refractive index of the film having the lowest refractive index in the multilayer film are in the range defined by the incident angle of light to the multilayer film, it was discovered that the film has non-polarization properties in a wide wavelength range. I came up with the invention.
即ち、本発明の非偏光ビームスプリッターは、2枚の透明基体の間に、前記透明基体の屈折率Nsよりも高い屈折率を有する層(高屈折率の層)及び前記透明基体の屈折率Nsよりも低い屈折率を有する層(低屈折率の層)を積層してなる多層膜を挿入してなる非偏光ビームスプリッターであって、前記透明基体の屈折率Ns及び前記多層膜の中で最も低い屈折率を有する層の屈折率Nlが、前記多層膜への光線入射角度θ0°に対して下記式:
θ0°−3.5°≦sin-1(Nl/Ns)≦θ0°+3.5°
を満足する値であることを特徴とする。
That is, the non-polarizing beam splitter of the present invention includes a layer (high refractive index layer) having a refractive index higher than the refractive index Ns of the transparent substrate and the refractive index Ns of the transparent substrate between two transparent substrates. A non-polarizing beam splitter in which a multilayer film formed by laminating a layer having a lower refractive index (a layer having a low refractive index) is inserted, the refractive index Ns of the transparent substrate being the highest among the multilayer films A refractive index Nl of a layer having a low refractive index is expressed by the following formula with respect to a light incident angle θ 0 ° on the multilayer film:
θ 0 ° −3.5 ° ≦ sin −1 (Nl / Ns) ≦ θ 0 ° + 3.5 °
It is a value satisfying.
前記高屈折率の層を形成する材料がTa2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2、CeO2、SnO2、In2O3、ZnO、ZnS、La2O3及びSb2O3からなる群から選ばれた少なくとも一種であり、前記低屈折率の層を形成する材料がNaF、CaF2、LiF、MgF2、SiO2、YF3及びAl2O3からなる群から選ばれた少なくとも一種であり、前記多層膜が5〜21層からなるのが好ましい。 The material forming the high refractive index layer is Ta 2 O 5 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO 2 , CeO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, ZnS, La 2 O 3 and The group consisting of NaF, CaF 2 , LiF, MgF 2 , SiO 2 , YF 3 and Al 2 O 3 , which is at least one selected from the group consisting of Sb 2 O 3 , and the material forming the low refractive index layer It is preferable that the multilayer film is composed of 5 to 21 layers.
前記多層膜が、前記高屈折率の層及び前記低屈折率の層を交互に積層した5層構成であるのが好ましい。 The multilayer film preferably has a five-layer structure in which the high refractive index layers and the low refractive index layers are alternately stacked.
前記低屈折率の層の少なくとも1層がナノポーラス構造を有するのが好ましい。 It is preferable that at least one of the low refractive index layers has a nanoporous structure.
本発明の非偏光ビームスプリッターは、S偏光とP偏光の透過率差が波長幅300〜700nmの範囲で10%以下の非偏光特性を有するのが好ましい。 The non-polarizing beam splitter of the present invention preferably has a non-polarizing characteristic in which the difference in transmittance between S-polarized light and P-polarized light is 10% or less in the wavelength range of 300 to 700 nm.
本発明の光学計測機器は、前記非偏光ビームスプリッターを利用したものである。 The optical measuring instrument of the present invention uses the non-polarizing beam splitter.
本発明の非偏光ビームスプリッターは、S偏光成分とP偏光成分がどのような割合であっても、広い波長範囲で反射光と透過光を等しい比率で分割することができるので、光学系によって生じた入射光の偏光割合を考慮する必要がなくなる。そのため光学計測機器の光学設計上の自由度が広がり、非常に有用である。 The non-polarizing beam splitter according to the present invention can divide the reflected light and transmitted light at an equal ratio in a wide wavelength range regardless of the ratio of the S-polarized component and the P-polarized component. It is not necessary to consider the polarization ratio of incident light. Therefore, the degree of freedom in optical design of the optical measuring instrument is widened, which is very useful.
[1] 非偏光ビームスプリッター
(1)構成
非偏光ビームスプリッターは、例えば2つの直角二等辺三角形プリズムの斜面を貼り合わせてなる構成(図1(a))、又は2つの台形プリズムを貼り合わせてなる構成(図1(b))であり、2つの透明プリズム基体の間の接合面5に、前記透明基体の屈折率Nsよりも高い屈折率を有する層(高屈折率の層)及び前記透明基体の屈折率Nsよりも低い屈折率を有する層(低屈折率の層)を積層してなる多層膜を挿入してなる。ビームスプリッターに入射した光Linは、接合面に設けられた多層膜で透過光Lt及び反射光Lrに分割される。前記透明基体の屈折率Ns及び前記多層膜の中で最も低い屈折率を有する層の屈折率Nlが、前記多層膜への光線入射角度θ0°に対して下記式(1):
θ0°−3.5°≦sin-1(Nl/Ns)≦θ0°+3.5° ・・・(1)
を満足する値である。さらに好ましくは、下記式:
θ0°−1.7°≦sin-1(Nl/Ns)≦θ0°+1.7°
を満足する値である。前記多層膜の中で最も高い屈折率を有する層の屈折率Nhは、
Nh>Nsの関係を満たすのが好ましい。
[1] non-polarizing beam splitter
(1) Configuration A non-polarizing beam splitter has a configuration in which the slopes of two right-angled isosceles triangular prisms are bonded together (Fig. 1 (a)), or a configuration in which two trapezoidal prisms are bonded (Fig. 1 (b) And a layer (high refractive index layer) having a refractive index higher than the refractive index Ns of the transparent substrate and a refractive index Ns of the transparent substrate on the
θ 0 ° −3.5 ° ≦ sin −1 (Nl / Ns) ≦ θ 0 ° + 3.5 ° (1)
It is a value that satisfies More preferably, the following formula:
θ 0 ° −1.7 ° ≦ sin −1 (Nl / Ns) ≦ θ 0 ° + 1.7 °
It is a value that satisfies The refractive index Nh of the layer having the highest refractive index in the multilayer film is
It is preferable to satisfy the relationship of Nh> Ns.
前記多層膜は5層以上からなるのが好ましく、5層〜21層からなるのがより好ましく、5層〜9層からなるのがさらに好ましい。 The multilayer film is preferably composed of 5 layers or more, more preferably 5 layers to 21 layers, and further preferably 5 layers to 9 layers.
前記透明基体の屈折率Nsよりも高い屈折率を有する層(高屈折率の層)を構成する高屈折率材料としては、Ta2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2、CeO2、SnO2、In2O3、ZnO、ZnS、La2O3及びSb2O3等を使用できる。特に好ましいのはTa2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2である。前記透明基体の屈折率Nsよりも低い屈折率を有する層(低屈折率の層)を形成する材料としては、NaF、CaF2、LiF、MgF2、SiO2、YF3及びAl2O3等を使用できる。特に好ましいのはMgF2、SiO2、Al2O3である。
Examples of the high refractive index material constituting the layer having a refractive index higher than the refractive index Ns of the transparent substrate (high refractive index layer) include Ta 2 O 5 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , and HfO 2. , CeO 2, SnO 2, In 2
各層は、既存の方法で形成することができる。例えば、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、化学蒸着法(CVD)等の気相成膜法(乾式めっき法)、湿式めっき法、ディップコーティング法、超音波ミストコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法及びインクジェットコーティング法が挙げられる。気相成膜法については、例えば、特開2001-59172号公報、特開2001-81548号公報に記載された方法を用いることができ、超音波ミストコーティング法については、特許3159780号等に記載されている方法等を用いることができる。特に真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ディップコーティング法、超音波ミストコーティング法、スプレーコーティング法及びスピンコーティング法を用いるのが好ましい。全層を同一の方法で形成しても良いが、各層ごとに最適な方法を選んで形成してもよい。 Each layer can be formed by an existing method. For example, vacuum deposition method, ion-assisted deposition method, ion plating method, sputtering method, chemical vapor deposition method (CVD) and other vapor phase deposition methods (dry plating method), wet plating method, dip coating method, ultrasonic mist coating Method, spin coating method, spray coating method and inkjet coating method. For the vapor deposition method, for example, the methods described in JP-A-2001-59172 and JP-A-2001-81548 can be used, and the ultrasonic mist coating method is described in Japanese Patent No. 3159780. The method currently used can be used. In particular, it is preferable to use a vacuum deposition method, an ion assist deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a dip coating method, an ultrasonic mist coating method, a spray coating method, and a spin coating method. Although all layers may be formed by the same method, an optimum method may be selected for each layer.
基体の屈折率Nsが低いときには、蒸着等の方法で形成した膜では得られない低い屈折率を有する膜が必要である。例えば、基体の屈折率Ns=1.73で、多層膜への光線入射角度45°である場合、多層膜の中で最も低い屈折率を有する層の屈折率Nlは式(1)より1.15〜1.30である必要がある。このような低屈折率の膜を得るためには、ナノ構造ポーラス膜を利用するのが好ましい。特にゾル-ゲル法を利用したナノ構造ポーラス膜を利用するのが好ましい。具体的には、特許3509804号に記載の屈折率1.15〜1.25のナノ構造ポーラスMgF2膜や特開2006-151800号に記載の屈折率1.10のナノ構造ポーラス膜等を利用することができる。 When the refractive index Ns of the substrate is low, a film having a low refractive index that cannot be obtained by a film formed by a method such as vapor deposition is required. For example, when the refractive index Ns of the substrate is 1.73 and the light incident angle to the multilayer film is 45 °, the refractive index Nl of the layer having the lowest refractive index in the multilayer film is 1.15 to 1.30 from the equation (1). There must be. In order to obtain such a low refractive index film, it is preferable to use a nanostructured porous film. In particular, it is preferable to use a nanostructured porous film using a sol-gel method. Specifically, a nanostructured porous MgF 2 film having a refractive index of 1.15 to 1.25 described in Japanese Patent No. 3509804, a nanostructured porous film having a refractive index of 1.10 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-151800, and the like can be used.
このような非偏光ビームスプリッターは、各種波長のレーザーを利用するレーザープレーナー等の光学計測器に共通に使用できる。 Such a non-polarizing beam splitter can be commonly used in an optical measuring instrument such as a laser planar using lasers of various wavelengths.
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1
株式会社オハラ製の光学ガラスS-LAL18(Nd=1.73)による斜面が1mmの直角二等辺三角形プリズムの斜面に、高屈折率材料としてZrO2(Nd=2.05)及び低屈折率材料としてSiO2のナノ構造ポーラス膜(Nd=1.21)を使用し、表1に示す5層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの直角二等辺三角形プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角45°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率(波長域400〜700 nm)を図3に示す。このビームスプリッターは、S偏光とP偏光との最大透過率差が4.5%程度であり、優れた非偏光性を示した。
Example 1
On the slopes of isosceles right triangular prisms of slope 1mm by OHARA made of optical glass S-LAL18 (Nd = 1.73) , as a high refractive index material ZrO 2 (Nd = 2.05) and a low refractive index material as the SiO 2 Using a nanostructured porous film (Nd = 1.21), a film having a five-layer structure shown in Table 1 was formed. A non-polarizing beam splitter was constructed by bringing the slope of another isosceles right triangular prism of the same size into close contact with the slope of this prism. FIG. 3 shows the spectral transmittances (
実施例2
HOYA株式会社製の光学ガラスTAFD40(Nd=2.00)による斜面が1mmの直角二等辺三角形プリズムの斜面に、高屈折率材料としてNb2O5(Nd=2.25)及び低屈折率材料としてMgF2(Nd=1.39)を使用し、表2に示す5層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの直角二等辺三角形プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角45°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率を図4に示す。
Example 2
Nb 2 O 5 (Nd = 2.25) as a high refractive index material and MgF 2 (as a low refractive index material) on the slope of a right isosceles triangular prism with a 1 mm slope by optical glass TAFD40 (Nd = 2.00) manufactured by HOYA Corporation. Nd = 1.39) was used to form a five-layer film shown in Table 2. A non-polarizing beam splitter was constructed by closely contacting the slope of another right-angled isosceles triangular prism of the same size with the slope of this prism. FIG. 4 shows the spectral transmittances of S-polarized light and P-polarized light measured at a light incident angle of 45 ° on the joint surface.
実施例3
信越石英株式会社製の合成石英ガラスSUPERASIL(Nd=1.46)による斜面が1mmの台形プリズムの斜面に、高屈折率材料としてZrO2(Nd=2.05)及び低屈折率材料としてMgF2(Nd=1.39)を使用し、表3に示す5層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの台形プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角72°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率を図5に示す。
Example 3
ZrO 2 (Nd = 2.05) as the high refractive index material and MgF 2 (Nd = 1.39) as the high refractive index material on the slope of the trapezoidal prism with a slope of 1 mm by synthetic quartz glass SUPERASIL (Nd = 1.46) manufactured by Shin-Etsu Quartz Co., Ltd. ) Was used to form a five-layer film shown in Table 3. A non-polarizing beam splitter was constructed by bringing the slope of another uncoated trapezoidal prism into close contact with the slope of this prism. FIG. 5 shows the spectral transmittances of S-polarized light and P-polarized light measured at a light incident angle of 72 ° on the joint surface.
実施例4
信越石英株式会社製の合成石英ガラスSUPERASIL(Nd=1.46)による斜面が1mmの台形プリズムの斜面に、高屈折率材料としてZrO2(Nd=2.05)及び低屈折率材料としてMgF2(Nd=1.39)を使用し、表4に示す5層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの台形プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角72°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率を図6に示す。
Example 4
ZrO 2 (Nd = 2.05) as the high refractive index material and MgF 2 (Nd = 1.39) as the high refractive index material on the slope of the trapezoidal prism with a slope of 1 mm by synthetic quartz glass SUPERASIL (Nd = 1.46) manufactured by Shin-Etsu Quartz Co., Ltd. ) Was used to form a five-layer film shown in Table 4. A non-polarizing beam splitter was constructed by bringing the slope of another uncoated trapezoidal prism into close contact with the slope of this prism. FIG. 6 shows the spectral transmittances of S-polarized light and P-polarized light measured at a light incident angle of 72 ° on the joint surface.
実施例5
HOYA株式会社の光学ガラスTAFD40(Nd=2.00)による斜面が1mmの直角二等辺三角プリズム斜面に、高屈折率材料としてNb2O5(Nd=2.25)及び低屈折率材料としてMgF2(Nd=1.39)を使用し、表5に示す9層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの直角二等辺三角プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角45°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率を図7に示す。
Example 5
HOYA's optical glass TAFD40 (Nd = 2.00) has a right isosceles triangular prism slope with a slope of 1 mm, Nb 2 O 5 (Nd = 2.25) as the high refractive index material, and MgF 2 (Nd = 1.39) was used to form a 9-layer film shown in Table 5. An unpolarized beam splitter was constructed by bringing the slope of another right-angled isosceles triangular prism of the same size into close contact with the slope of this prism. FIG. 7 shows the spectral transmittances of S-polarized light and P-polarized light measured at a light incident angle of 45 ° to the joint surface.
比較例1
特開昭64-35402に記載の実施例にならって、株式会社オハラ製の光学ガラスS-LAH55(Nd=1.84)による斜面が1mmの直角二等辺三角形プリズムの斜面に、高屈折率材料としてNb2O5(Nd=2.25)、中間屈折率材料としてAl2O3(Nd=1.64)及び低屈折率材料としてMgF2(Nd=1.39)を使用し、表6に示す9層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの直角二等辺三角形プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角45°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率を図8に示す。
Comparative Example 1
In accordance with the embodiment described in JP-A-64-35402, an optical glass S-LAH55 (Nd = 1.84) manufactured by OHARA INC. Is used as a high refractive index material on the inclined surface of a right-angled isosceles triangular prism. 2 O 5 (Nd = 2.25), Al 2 O 3 (Nd = 1.64) as the intermediate refractive index material, and MgF 2 (Nd = 1.39) as the low refractive index material, and a nine-layer film shown in Table 6 Formed. A non-polarizing beam splitter was constructed by bringing the slope of another isosceles right triangular prism of the same size into close contact with the slope of this prism. FIG. 8 shows the spectral transmittances of S-polarized light and P-polarized light measured at a light incident angle of 45 ° to the joint surface.
比較例2
株式会社ヒューリンクスのホームページ(http://www.hulinks.co.jp/software/tfcalc/design_04.html)に記載の設計事例にならって、株式会社オハラ製の光学ガラスS-BSL7(Nd=1.52)による斜面が1mmの直角二等辺三角形プリズムの斜面に、高屈折率材料としてTiO2(Nd=2.35)、中間屈折率材料としてY2O3(Nd=1.90)及び低屈折率材料としてMgF2(Nd=1.35)を使用し、表7-1〜表7-3に示す97層構成の膜を形成した。このプリズムの斜面に、未コートのもう一つの同じサイズの直角二等辺三角形プリズムの斜面を密着させ、非偏光ビームスプリッターを構成した。この接合面への光線入射角45°で測定したS偏光及びP偏光の分光透過率を図9に示す。
Comparative Example 2
Following the design example described on the website of Hulinks (http://www.hulinks.co.jp/software/tfcalc/design_04.html), optical glass S-BSL7 (Nd = 1.52) manufactured by OHARA INC. On the slope of a right isosceles triangular prism with a slope of 1 mm, TiO 2 (Nd = 2.35) as the high refractive index material, Y 2 O 3 (Nd = 1.90) as the intermediate refractive index material, and MgF 2 (as the low refractive index material) Nd = 1.35) was used to form a 97-layer film as shown in Table 7-1 to Table 7-3. A non-polarizing beam splitter was constructed by bringing the slope of another isosceles right triangular prism of the same size into close contact with the slope of this prism. FIG. 9 shows the spectral transmittances of S-polarized light and P-polarized light measured at a light incident angle of 45 ° to the joint surface.
本実施例1〜4と比較例1及び2とを比べれば明らかなように、本発明の非偏光ビームスプリッターは従来のものに比べて少ない膜材料(従来は3種類以上に対して2種類)及び少ない層数(従来は9層以上に対して5層)で、しかも97層膜でも達成できない波長範囲300nm以上での非偏光特性を有することが分かる。さらに実施例5によれば、従来の非偏光ビームスプリッターに比べて少ない膜材料(従来は3種類以上に対して2種類)で、さらに広い波長範囲である700nm以上での非偏光特性を有することも分かる。従って、本発明の非偏光ビームスプリッターはレーザープレーナー等の光学計測機器に適用した場合に非常に有用である。 As is clear from comparison between Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the non-polarizing beam splitter of the present invention has fewer film materials than conventional ones (conventional two types compared to three or more types). In addition, it can be seen that it has a non-polarization characteristic in a wavelength range of 300 nm or more which cannot be achieved even with a 97-layer film with a small number of layers (conventionally 5 layers compared with 9 layers or more). Furthermore, according to Example 5, it has non-polarization characteristics at 700 nm or more, which is a wider wavelength range, with less film material (previously two kinds than three kinds) compared with the conventional non-polarization beam splitter. I understand. Therefore, the non-polarizing beam splitter of the present invention is very useful when applied to an optical measuring instrument such as a laser planar.
1・・・レーザープレーナー
2・・・レーザー光源
3・・・円盤
4・・・ビームスプリッター
L・・・レーザー光
L1・・・反射光
L2・・・透過光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser planar 2 ... Laser
L ... Laser light
L1 ... Reflected light
L2: Transmitted light
Claims (6)
θ0°−3.5°≦sin-1(Nl/Ns)≦θ0°+3.5°
を満足する値であることを特徴とする非偏光ビームスプリッター。 Between two transparent substrates, a layer having a refractive index higher than the refractive index Ns of the transparent substrate (high refractive index layer) and a layer having a refractive index lower than the refractive index Ns of the transparent substrate (low refractive index). A non-polarizing beam splitter in which a multilayer film formed by laminating a refractive index layer is inserted, the refractive index Ns of the transparent substrate and the refractive index Nl of the layer having the lowest refractive index among the multilayer films , With respect to the light incident angle θ 0 ° on the multilayer film:
θ 0 ° −3.5 ° ≦ sin −1 (Nl / Ns) ≦ θ 0 ° + 3.5 °
A non-polarizing beam splitter characterized by satisfying
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