JP2019530896A

JP2019530896A - 光孤立装置

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Publication number: JP2019530896A
Application number: JP2019515806A
Authority: JP
Inventors: チョルハン、サン
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: US20190361254A1; EP3505995A4; WO2018070826A1; KR20180041080A; CN109844617A; CN109844617B; US11347070B2; JP6940056B2; EP3505995A1; KR102070628B1

Abstract

本出願は、光孤立装置に関するものである。本出願では簡単かつ低費用で形成できる光孤立度に優れた光孤立装置が提供される。このような光孤立装置は、例えば、光通信やレーザー光学分野、セキュリティー、プライバシー保護分野、ディスプレイの輝度向上または隠蔽掩蔽用などの多様な用途に適用され得る。

Description

本出願は２０１６年１０月１３日付出願された大韓民国特許出願第１０−２０１６−０１３２８４０号に基づいた優先権の利益を主張し、該当大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

本出願は光孤立装置に関するものである。

光孤立装置は、正方向での光透過率が逆方向での光透過率に比べて高い装置であって、光ダイオード（ｏｐｔｉｃａｌｄｉｏｄｅ）とも呼ばれる。光孤立装置は、光通信やレーザー光学分野において不要な反射光を防ぐことに使われ得、その他にも建物や自動車ガラスに適用されてセキュリティーやプライバシーの保護などに使用され得る。光孤立装置はまた、多様なディスプレイでの輝度の向上または隠蔽掩蔽用の軍用製品などの用途にも適用され得る。

光孤立装置としては、ファラデー効果を利用したファラデー光孤立装置がある。ファラデー光孤立装置の原理が図１に示されている。図１のように、ファラデー光孤立装置は、第１偏光子１０１、ファラデー回転子１０２および第２偏光子１０３を含み、前記第１および第２偏光子１０１、１０３の吸収軸は互いに４５度をなすように配置されている。第１偏光子を通過して線偏光された入射光をファラデー回転子は４５度回転させ、これによって、第２偏光子を透過するようになる（Ｆｏｒｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）。その反対に、第２偏光子を透過した線偏光された光は、ファラデー回転子によって同様に４５度回転させられると、第１偏光子の吸収軸と平行な線偏光となるので第１偏光子を透過することができない（Ｂａｃｋｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）。

ファラデー光孤立装置は、駆動のために非常に大きな外部磁場が必要であり、高価の材料が適用されなければならないので大面積化などが困難である。

本出願は光孤立装置に関するものである。

用語、光孤立装置は、いずれか一方向に入射した光の透過率が、その反対方向に入射した光の透過率に比べて相対的に大きくなるように構成された装置を意味し得る。光孤立装置に入射した光の透過率が大きい方向は正方向（Ｆｏｒｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と呼称され得、その反対方向は逆方向（Ｂａｃｋｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と呼称され得る。前記において、正方向と逆方向は互いに略１６０度〜２００度程度の角度をなし得るが、これに制限されるものではない。

本明細書で用語、透過率、位相差値、反射率および屈折率などの光学的物性の基準波長は、光孤立装置を用いて孤立させようとする光により決定され得る。例えば、前記基準波長は前記装置を用いて孤立させようとする光の波長であり得る。例えば、光孤立装置を可視光領域の光を孤立させようとする場合に前記透過率などの基準波長は、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内のいずれか一つの波長または約５５０ｎｍ波長の光を基準とした数値であり、赤外線領域の光を孤立させようとする場合に前記透過率などは、１，０００ｎｍの波長の光を基準として決定され得、紫外線領域の光を孤立させようとする場合には前記透過率などは２５０ｎｍの波長の光を基準として決定され得る。

光孤立装置において正方向に入射した光の透過率と逆方向に入射した光の透過率の比率は、下記の数式１による孤立度（ＩＲ、ｉｓｏｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏ）による時、約３ｄＢ以上であり得る。前記孤立度は、その数値が高いほど優れた光孤立効果を示すので、その上限は特に制限されない。一例示において、前記孤立度は約１０ｄＢ以下、約９．５ｄＢ以下、約９ｄＢ以下、約８．５ｄＢ以下、約８ｄＢ以下、約７．５ｄＢ以下、約７ｄＢ以下、約６．５ｄＢ以下、約６ｄＢ以下、約５．５ｄＢ以下、約５ｄＢ以下、約４．５ｄＢ以下または約４ｄＢ以下の程度であり得る。

［数式１］
ＩＲ＝１０×ｎ×ｌｏｇ（Ｆ／Ｂ）

数式１において、ＩＲは孤立度であり、ｎは光孤立装置内に含まれる後述する光孤立素子の個数であり、Ｆ（Ｆｏｒｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）は正方向に光孤立装置に入射した光の透過率であり、Ｂ（Ｂａｃｋｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）は逆方向に光孤立装置に入射した光の透過率である。

光孤立装置の正方向に入射した光の透過率は、約５０％以上、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、約９０％以上または約９５％以上であり得る。前記正方向透過率の上限は約１００％であり得る。また、光孤立装置の逆方向に入射した光の透過率は、約５０％未満、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下または約５％以下であり得る。前記逆方向透過率の下限は約０％程度であり得る。

光孤立装置は少なくとも一つ以上の光孤立素子を含むことができる。用語、光孤立素子は、光孤立装置を形成する単位素子であって、単独で光孤立機能を有する。したがって、光孤立素子も正方向に入射した光の透過率が逆方向に入射した光の透過率に比べて相対的に大きくなるように構成されており、このとき、孤立度、正方向透過率および逆方向透過率の範囲は前記光孤立装置で言及した内容が同様に適用され得る。

光孤立素子は、偏光変換素子（ＰＣＳ：ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）および偏光子を含むことができる。図２に模式的に示したように、前記偏光変換素子２０１および偏光子２０２は、前記偏光変換素子２０１側に入射した光が前記素子２０１を透過した後に前記偏光子２０２に向かうことができるように位置することができる。本明細書では、前記偏光変換素子２０１から偏光子２０２に向かう方向を正方向（Ｆｏｒｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と呼称し、前記偏光子２０２および偏光変換素子２０１に向かう方向を逆方向（Ｂａｃｋｗａｒｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と呼称し得る。

偏光変換素子は、第１方向に入射した非偏光を線偏光に変換させて第２方向に出射できるように構成されている。前記において、第２方向に出射する線偏光は、一種類の線偏光であり得る。すなわち、第２方向に出射する線偏光は、互いに偏光方向が異なる二種類以上の線偏光を含まなくてもよい。前記第１および第２方向は正方向と略平行な方向であり得る。偏光変換素子から前記第１方向に入射した光の第２方向への透過率は、約５０％以上、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、約９０％以上または約９５％以上であり得る。前記透過率の上限は約１００％であり得る。すなわち、前記偏光変換素子は、第１方向に入射した非偏光光の約５０％以上、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、約９０％以上または約９５％以上を線偏光に変換させて第２方向に出射できるように構成され得、好ましくは約１００％の非偏光入射光を線偏光に変換させて第２方向に出射させることができる。

第１方向に入射した非偏光された光を線偏光に変換させて第２方向に出射させ得る偏光変換素子の構成は公知にされている。例えば、このような偏光変換素子は、アメリカ登録特許第４９１３５２９号、アメリカ登録特許第５８８４９９１号、アメリカ登録特許第６１３９１５７号、アメリカ公開特許第２０１３−００２７６５６号などに公知にされており、前記特許の内容は本明細書の一部として編入される。

一例示において、偏光変換素子は、偏光分割器およびリターダー（ｒｅｔａｒｄｅｒ）を少なくとも含むことができる。

前記で偏光分割器は、入射光を直交モードペア（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｍｏｄｅｐａｉｒ）の偏光に分割させる素子であり得る。前記において、直交モードペアは、互いに偏光の方向が垂直な２つの線偏光または互いに回転方向が逆方向である２つの円偏光を含むことができる。本明細書で用いる用語垂直、水平、平行または直交は誤差を勘案した実質的な垂直、水平、平行または直交を意味し、例えば、±１０度以内、±８度以内、±６度以内、±４度以内、±２度以内、±１度以内または±０．５度以内の誤差が存在し得る。また、本明細書で用語円偏光は、いわゆる楕円偏光も含む概念である。

前記のような役割が可能な偏光分割器は、多様に公知にされており、その例としては、いわゆる反射型偏光器が例示され得る。反射型偏光器は、直交モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光は透過させ、他の偏光は反射させる偏光子である。このような反射型偏光器としては、いわゆる異方性物質偏光分離子または薄膜コーティング型偏光子などを適用して前記効果を示す偏光光線分離器（ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ）、金属ワイヤーグリッド偏光子などのワイヤーグリッド偏光子（ＷＧＰ、ＷｉｒｅＧｒｉｄＰｏｌａｒｉｚｅｒ）、二重輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ、ＤｕａｌＢｒｉｇｈｔｎｅｓｓＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＦｉｌｍ）またはコレステリック液晶（ＣＬＣ、ＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）フィルムなどがある。例えば、金属ワイヤーグリッド偏光子の格子のサイズまたはピッチ、二重輝度上昇フィルムの積層構造、コレステリック液晶フィルム内の液晶のピッチまたは回転方向などの制御を通じて、目的とする波長範囲の光を直交モードペアに分割することができる。本出願に適用できる反射型偏光器の種類は前記に制限されず、入射光を直交モードペアの偏光に分割できるものであれば、公知にされたすべての反射型偏光器が適用され得る。

偏光変換素子にはリターダーが含まれる。リターダーとしては、λ／２板またはλ／４板が適用され得る。用語λ／２板は、いわゆるＨＷＰ（ＨａｌｆＷａｖｅＰｌａｔｅ）と呼称されるリターダーであって、線偏光が入射すると、その線偏光の偏光方向を略９０度回転させることができる素子であり、用語λ／４板は、いわゆるＱＷＰ（ＱｕａｒｔｅｒＷａｖｅＰｌａｔｅ）と呼称されるリターダーであって、線偏光と円偏光を相互に変換させることができる素子である。

前記のように、λ／２板またはλ／４板として作用できるリターダーは、この分野で多様に公知にされている。例えば、前記リターダーは、高分子延伸フィルムまたは液晶高分子フィルムであり得る。高分子延伸フィルムとしては、例えば、アクリルフィルム、ポリエチレンフィルムまたはポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリノルボルネンフィルムなどの環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ：Ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリビニルアルコールフィルムまたはＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムなどのセルロースエステルポリマーフィルムや前記ポリマーを形成する単量体のうち２種以上の単量体の共重合体フィルムなどが例示され得る。前記のようなフィルムをこの分野で公知された方式によって適切に延伸することによって前記リターダーを形成することができる。また、前記で液晶高分子フィルムとしては、ネマティック液晶またはディスコティック液晶などのような公知の液晶フィルムを配向および重合させたフィルムが例示され得る。

この分野でλ／２板またはλ／４板として作用し得るリターダーは公知であり、本出願ではこのようなフィルムを制限なく使うことができる。

図面を参照して、前記偏光分割器とリターダーによって偏光が変換する過程を説明する。

図３は、偏光分割器３０１であって、入射光を互いに偏光方向が垂直な２つの線偏光、すなわちＰ偏光とＳ偏光とに分割する分割器３０１、例えば、前述した偏光光線分離器、金属ワイヤーグリッド偏光子や二重輝度上昇フィルムが使われた場合の偏光変換素子を模式的に示した図面であり、この偏光変換素子は、前記偏光分割器３０１およびリターダー３０２を含むことができる。このような場合に、前記リターダー３０２としてはλ／２板が使われ得る。

図３のように入射光ＬＩは、まず前記分割器３０１に入射し、Ｓ偏光ＬＳとＰ偏光ＬＰとに分割される。前記のように分割されたＳおよびＰ偏光のうちいずれか一つの偏光が通る経路に前述したリターダー３０２が存在し、前記リターダー３０２の光軸の方向が適切に制御された場合に前記リターダー３０２を通過した偏光はリターダー３０２を通過していない偏光と同じ種類の偏光に変換され得る。図３では、Ｓ偏光ＬＳがリターダー３０２を経ながら、Ｐ偏光ＬＰに変換する場合を示すが、これに制限されるものではない。図３に示した通り、偏光変換素子は光の経路を制御するための光経路制御器３０３を一つ以上含むことができ、このような光経路制御器３０３としては、プリズムまたは反射板などが例示され得る。

このような光経路制御器は、例えば、図３に示した通り、リターダーを経由する偏光とリターダーを経由しない偏光の進行方向を一致させるための用途などで使われ得る。

図４は、偏光分割器３０１であって、入射光を互いに回転方向が逆方向である２つの楕円偏光に分割する分割器３０１、例えば、前述したコレステリック液晶フィルムが使われた場合の偏光変換素子を模式的に示した図面である。このような場合に偏光変換素子は、リターダーとして、第１リターダー３０２１、第２リターダー３０２２および第３リターダー３０２３を含むことができる。このような場合に、前記第１および第２リターダー３０２１、３０２２はλ／４板が使われ、第３リターダー３０２３としてはλ／２板が使われ得る。

図４のように入射光ＬＩは、まず前記分割器３０１に入射し、左円偏光ＬＬと右円偏光ＬＲに分割される。前記のように分割された左円および右円偏光のうちいずれか一つの偏光ＬＲは、第１リターダー３０２１を経てＳおよびＰ偏光のうちいずれか一つの偏光、例えば、Ｓ偏光ＬＳに変換され得る。一方、前記左円および右円偏光のうち他の偏光ＬＬは、光経路制御器３０２により経路が制御された後に第２リターダー３０２２を経由することができ、その偏光は前記第１リターダー３０２１を経た偏光の垂直モードペア、例えば、Ｐ偏光ＬＰに変換され得、引き続き第３リターダー３０２２を経て前記第１リターダー３０２１を経た偏光と同じ偏光に変換され得る。

図５は、偏光分割器３０１であって、入射光を互いに回転方向が逆方向である２つの楕円偏光に分割する分割器３０１を使った場合の異なる模式図である。図５の場合は、光経路制御器３０３が円偏光の経路を制御しつつ、その回転方向を変更させることができる場合である。例えば、前記光経路制御器が反射板である場合、円偏光は前記反射板によって反射して、その回転方向が逆方向に変更される場合がある。このような場合に、前記第３リターダー３０２３がなくても偏光変換素子は同じ線偏光を生成することができる。

図３〜図５で説明したように、偏光変換素子は、偏光分割器とリターダーを含み、前記偏光分割器によって分割された垂直モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光は前記リターダーを透過し、他の偏光は前記リターダーを透過しないように前記偏光分割器とリターダーが配置されていてもよい。この場合は、偏光分割器によって偏光方向が垂直な２つの線偏光、すなわちＰ偏光とＳ偏光が生成する場合に適合であり、このような場合に前記リターダーとしては、λ／２板が使用され得る。

他の例示において、偏光変換素子は、偏光分割器とリターダーを含み、前記偏光分割器によって分割された垂直モードペアの偏光がすべて前記リターダーを透過できるように、偏光分割器とリターダーが配置されていてもよい。このような場合に、前記垂直モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光がリターダーを透過する過程での位相遅延値と他の一つの偏光がリターダーを透過する過程での位相遅延値の差の絶対値はλ／２であり得る。前記において、λは入射光の波長であり得る。これは図４の場合のように、偏光分割器によって回転方向が逆方向である２つの円偏光が生成する場合に適合であり、このような場合に前記リターダーは、少なくとも１個のλ／２板および少なくとも１個のλ／４板を含むことができる。図４では、λ／４板が２つの場合を示すが、光の経路を適切に制御することによって、１個のλ／４板でも図４のような効果を確保することができる。

他の例示において、偏光変換素子は、偏光分割器とリターダーを含み、前記偏光分割器によって分割された垂直モードペアの偏光がすべて前記リターダーを透過できるように、偏光分割器とリターダーが配置されていてもよい。このような場合に、前記垂直モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光がリターダーを透過する過程での位相遅延値と他の一つの偏光がリターダーを透過する過程での位相遅延値は実質的に互いに同じであり得る。このような場合は、図５の場合のように偏光分割器によって回転方向が逆方向である２つの円偏光が生成する場合に適合であり、このような場合に前記リターダーは、λ／４板であり得る。

図３〜図５で確認されるように、偏光変換素子は、必要な場合にプリズムまたは反射板のような光経路制御器をさらに含むことができる。

光孤立素子は、前記の偏光変換素子とともに偏光子を含み、偏光子は正方向に進行して前記光孤立素子を透過した線偏光が入射できる位置に配置される。前記偏光子としては、例えば、吸収型線型偏光子が使われ得る。吸収型線型偏光子は業界に多様に公知にされており、例えば、いわゆるＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）偏光子が使われ得る。このような吸収型偏光子は、一方向に形成された透過軸と前記透過軸と垂直な方向に形成された吸収軸を有するが、前記透過軸が前記偏光変換素子を透過して生成された線偏光の偏光方向と平行であるように前記偏光子が配置され得る。このような場合に正方向に入射して偏光変換素子を透過する光は理論的に１００％透過し得、逆方向に透過する光の少なくとも５０％は前記吸収型線型偏光子に吸収されて遮断される。

光孤立素子は、位相遅延板をさらに含むことができる。前記において、位相遅延板は、前述したリターダーと同一概念の光学素子であるが、本出願では偏光変換素子に含まれるリターダーと区分するために位相遅延板と呼ぶことにする。前記位相遅延板は、正方向に進行する光が前記偏光子を透過した後に入射する位置に位置することができる。このような位相遅延板は、正方向に一旦光孤立素子を透過した光が反射などによって再び光孤立素子に向かって進行して発生し得る問題を解消することができる。すなわち、前記位相遅延板の存在によって反射した光は、吸収型偏光子の吸収軸と平行な線偏光に変換され、それにより前記偏光子に再び吸収される。

このような場合に前記位相遅延板としては、前述したλ／４板が使われ得る。前記λ／４板の具体的な種類は前述と同じである。

この場合、前記位相遅延板は、その光軸（ｅｘ．遅相軸）が前記吸収型偏光子の透過軸と約４０度〜５０度の範囲内、例えば約４５度または１３０度〜１４０度の範囲内、例えば、約１３５度の角度をなすように配置され得る。

前記光孤立素子は前述した偏光変換素子に含まれ得るものの他に必要な場合、追加して光の経路が制御できるプリズムまたは反射板のような光経路制御器をさらに含むことができる。

また、光孤立素子は、必要な場合に前記のほかに追加の光学要素を含むことができる。例えば、光孤立素子は、テレスコープのような光学要素を含むことができる。

このような場合に前記テレスコープは、光の正方向進行経路の入射側、例えば、偏光変換素子に入射する前の光が経由し得る位置に存在することができる。このようなテレスコープは、光の入射面積を制御して前記偏光変換素子に伝達する役割をすることができる。例えば、前記テレスコープは、光の入射面積を略１／２倍にして偏光変換素子に伝達する役割をすることができる。このような光学要素は、光孤立装置の正方向と逆方向の入光面積を同一にするために要求され得る。

光孤立装置は、前記のような光孤立素子を１個または２個以上含むことができる。光孤立素子が２個以上含まれる場合に各光孤立素子は、正方向に沿っていずれか一つの光孤立素子を透過した光が他の光孤立素子の偏光変換素子側に入射できるように配置され得る。このように複数個の光孤立素子を適用することによって光孤立度をより向上させることができる。例えば図６を参照すると、理論的に正方向に複数の光孤立素子を透過する光は損失なく継続して透過するが、逆方向に透過する光の場合、１／２の指数倍で継続して減少する。したがって、光孤立素子の数を制御することによって、光孤立度を最大化することができる。

本出願では簡単かつ低費用で形成できる光孤立度に優れた光孤立装置が提供される。このような光孤立装置は、例えば、光通信やレーザー光学分野、セキュリティー、プライバシー保護分野、ディスプレイの輝度向上または隠蔽掩蔽用などの多様な用途に適用され得る。

ファラデー光孤立装置を模式的に示した図面。本出願の光孤立素子の基本構成を示した図面。偏光変換素子の原理を説明するための図面。偏光変換素子の原理を説明するための図面。偏光変換素子の原理を説明するための図面。複数の光孤立素子が含まれる場合を模式的に示している図面。

以下、実施例および比較例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲は下記の実施例に制限されるものではない。

実施例１．
図５のような形態の素子を製作し、その性能をテストした。この過程で光経路制御器としては、反射板（ｍｉｒｒｏｒ）を使用したのであり、リターダー３０２１、３０２２としては、Ｔｈｏｒｌａｂｓ社の製品（ＷＰＱ０５Ｍ−５３２）を使用したのであり、偏光分割器としては同じくＴｈｏｒｌａｂｓ社のＰＢＳ（ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ）製品（ＰＢＳ２５１）を適用した。前記のような素子に対して、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ社のＧｅｎｅｓｉｓＭＸＳＬＭレーザーを入射（１０ｍＷ出力）させて素子をテストした。このような方式で得られた正方向透過率は約７６％程度であり、逆方向透過率は約３６％程度であり、孤立度（ＩＲ）は約３．２ｄＢ程度であった。

Claims

少なくとも一つの光孤立素子を含む光孤立装置であって、
前記光孤立素子は、順に配置されている偏光変換素子および偏光子を含み、
前記偏光変換素子は、第１方向に入射した非偏光を線偏光に変換させて第２方向に出射できるように構成されており、
前記偏光子は、一方向に形成された透過軸と前記透過軸と垂直な方向に形成された吸収軸を有する吸収型線型偏光子であって、前記透過軸が前記線偏光と平行な方向に形成されている、光孤立装置。
第１方向に入射した光の透過率が５０％を超過し、下記の数式１で規定される孤立度（ＩＲ）が３ｄＢ以上である、請求項１に記載の光孤立装置：
［数式１］
ＩＲ＝１０×ｎ×ｌｏｇ（Ｆ／Ｂ）
数式１において、ＩＲは孤立度であり、ｎは光孤立装置内に含まれる光孤立素子の個数であり、Ｆは第１方向に光孤立装置に入射した光の透過率であり、Ｂは前記第２方向に光孤立装置に入射した光の透過率である。
偏光変換素子は、入射光を垂直モードペアの偏光に分割させる偏光分割器およびリターダーを含む、請求項１または２に記載の光孤立装置。
偏光分割器は、偏光光線分離器（ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ）、ワイヤーグリッド偏光器、二重輝度上昇フィルムまたはコレステリック液晶フィルムである、請求項３に記載の光孤立装置。
偏光変換素子内でリターダーは、偏光分割器によって分割された垂直モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光は前記リターダーを経由し、他の一つの偏光は前記リターダーを経由しない位置に配置されている、請求項３または４に記載の光孤立装置。
リターダーは、λ／２板である、請求項５に記載の光孤立装置。
偏光変換素子内でリターダーは、偏光分割器によって分割された垂直モードペアの偏光のいずれも前記リターダーを経由する位置に配置され、前記垂直モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光が前記リターダーを経由する過程での位相遅延値と他の一つの偏光が前記リターダーを経由する過程での位相遅延値の差の絶対値はλ／２である、請求項３または４に記載の光孤立装置。
リターダーは、λ／２板およびλ／４板を含む、請求項７に記載の光孤立装置。
偏光変換素子内でリターダーは、偏光分割器によって分割された垂直モードペアの偏光のいずれも前記リターダーを経由する位置に配置され、前記垂直モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光が前記リターダーを経由する過程での位相遅延値と他の一つの偏光が前記リターダーを経由する過程での位相遅延値が同じであるである、請求項３または４に記載の光孤立装置。
リターダーは、λ／４板を含む、請求項９に記載の光孤立装置。
偏光変換素子は、光の経路を制御するためのプリズムまたは反射板をさらに含む、請求項３から１０のいずれか一項に記載の光孤立装置。
第１方向に沿って偏光子を透過した光が入射し得る位置に位相遅延板をさらに含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光孤立装置。
位相遅延板は、その遅相軸が偏光子の透過軸と４０度〜５０度の範囲内のいずれか一つの角度または１３０度〜１４０度の範囲内のいずれか一つの角度をなすように配置されている、請求項１２に記載の光孤立装置。
位相遅延板は、λ／２板およびλ／４板を含む、請求項１２に記載の光孤立装置。
第１方向に進行する光が偏光変換素子に入射する前に入射され得る位置に存在するテレスコープをさらに含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光孤立装置。
第１方向に沿って偏光子を出射した光の進行方向を制御する光経路制御素子をさらに含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の光孤立装置。