JP2019537046A - 光孤立装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、光孤立装置に関するものである。本出願では、正方向への透過率が高く、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１０−２０１６−０１３２８４３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（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれる。光孤立装置は、光通信やレーザー光学分野で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向上または隠蔽掩蔽用軍用製品など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反射型偏光器１０１、ファラデー回転子１０２および第２反射型偏光器１０３を含み、前記第１および第２反射型偏光器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反射型偏光器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、これに伴い、第２反射型偏光器を透過するようになる（Ｆｏｒｗａｒｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）。その反対に第２反射型偏光器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反射型偏光器の吸収軸と平行な線偏光となるので、第１反射型偏光器を透過できない（Ｂａｃｋｗａｒｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）。

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（Ｆｏｒｗａｒｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と呼称され得、その反対方向は逆方向（Ｂａｃｋｗａｒｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）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。一例示において、前記正方向は後述する光孤立素子で第１ホログラフィック素子の入光面から出光面に向かう方向であり得、このような方向は第１方向とも呼称され得る。また、前記逆方向は後述する光孤立素子で第１ホログラフィック素子の出光面から入光面に向かう方向であり得、このような方向は第２方向とも呼称され得る。

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、ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）による時、約３ｄＢ以上であり得る。前記孤立度は他の例示において、約３．５ｄＢ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以下または約５ｄＢ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は正方向に光孤立装置に入射した光の透過率であり、Ｂ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５％以上、約１０％以上、約１５％以上、約２０％以上、約２５％以上、約３０％以上、約３５％以上、約４０％以上、約４５％以上、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。

また、前記光孤立装置を正方向に透過した光は、後述する直交モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光だけを実質的に含むことができる。例えば、前記光孤立装置を透過した光の９０％以上または９５％以上は前記１種の偏光であり得る。理想的には、前記素子を透過した光の１００％がただ前記１種の偏光であり得る。

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。

前記光孤立素子は、少なくとも第１および第２ホログラフィック素子、リターダーおよび反射型偏光器を含むことができる。前記ホログラフィック素子、リターダーおよび反射型偏光器はそれぞれ入光面と出光面を有することができる。前記において、各素子は、第１ホログラフィック素子、第２ホログラフィック素子、リターダーおよび反射型偏光器の順序で含まれ得る。すなわち、第１ホログラフィック素子の出光面と第２ホログラフィック素子の入光面、第２ホログラフィック素子の出光面とリターダーの入光面、そしてリターダーの出光面と反射型偏光器の入光面が互いに対向することができる。

本出願で用語、入射角は、特に規定しない限り、入光面の法線を基準として測定された角度であり、前記法線を基準として時計回り方向に測定された角度は正数で表示し、反時計回り方向に測定された角度は負数で表示する。また、本出願で用語出射角は、特に規定しない限り、出光面の法線を基準として測定された角度であり、前記法線を基準として時計回り方向に測定された角度は正数で表示し、反時計回り方向に測定された角度は負数で表示する。

前記で第１ホログラフィック素子は、第１角度である入射角で入射した光を第２角度である出射角で出射させ得る素子であり得る。前記において、第１および第２角度は互いに他の角度であり得る。前記において、第１角度は、−９０度超過かつ９０度未満の角度であり得る。前記第１角度は、−８０度以上、−７０度以上、−６０度以上、−５０度以上、−４０度以上、−３０度以上、−２０度以上、−１０度以上または−５度以上であり得、前記第１角度は、８０度以下、７０度以下、６０度以下、５０度以下、４０度以下、３０度以下、２０度以下、１０度以下または５度以下であり得、実質的に０度であり得る。

前記で第２角度は、０度超過かつ９０度未満であり得る。前記第２角度は他の例示において、５度以上、１０度以上、１５度以上、２０度以上または２５度以上であるか、あるいは８５度以下、８０度以下、７５度以下、７０度以下、６５度以下、６０度以下、５５度以下、５０度以下、４５度以下、４０度以下または３５度以下であり得る。前記第２角度は実質的に約３０度であり得る。他の例示において、前記第２角度は、−９０度超過かつ０度未満であり得る。前記第２角度は他の例示において、−５度以下、−１０度以下、−１５度以下、−２０度以下または−２５度以下であるか、あるいは−８５度以上、−８０度以上、−７５度以上、−７０度以上、−６５度以上、−６０度以上、−５５度以上、−５０度以上、−４５度以上、−４０度以上または−３５度以上であり得る。前記第２角度は実質的に約−３０度であり得る。

一方、前記第２ホログラフィック素子は、入光面または出光面に第３角度の入射角で入射した入射光は透過させ、第４角度の入射角で入光面または出光面に入射した入射光は該当入射光の方向と平行な方向に反射させることができる光学素子であり得る。

前記で第３角度と第４角度は互いに異なる角度である。

一つの例示において、第３および第４角度は、それぞれ０度超過かつ９０度未満であり得る。前記第３および第４角度は、他の例示において、それぞれ５度以上、１０度以上、１５度以上、２０度以上または２５度以上であるか、あるいは８５度以下、８０度以下、７５度以下、７０度以下、６５度以下、６０度以下、５５度以下、５０度以下、４５度以下、４０度以下または３５度以下であり得る。前記第２角度は実質的に約３０度であり得る。他の例示において、前記第３および第４角度は、それぞれ−９０度超過かつ０度未満であり得る。前記第３および第４角度は他の例示において、それぞれ−５度以下、−１０度以下、−１５度以下、−２０度以下または−２５度以下であるか、あるいは−８５度以上、−８０度以上、−７５度以上、−７０度以上、−６５度以上、−６０度以上、−５５度以上、−５０度以上、−４５度以上、−４０度以上または−３５度以上であり得る。前記第３および第４角度は実質的に約−３０度であり得る。

このような状態で前記第１および第２ホログラフィック素子は、前記第２角度と前記第３角度の差の絶対値が０度〜１０度の範囲内となるように配置され得る。前記差の絶対値は他の例示において、９度以下、８度以下、７度以下、６度以下、５度以下、４度以下、３度以下、２度以下または１度以下であり得る。すなわち、前記第２および３角度は、互いに実質的に同じ角度であり得る。

また、前記第３角度と前記第４角度の合計の絶対値が０度〜１０度の範囲内となるように配置され得る。前記合計の絶対値は他の例示において、９度以下、８度以下、７度以下、６度以下、５度以下、４度以下、３度以下、２度以下または１度以下であり得る。すなわち、前記第３および４角度は、互いに符号が反対であって、かつ数値は実質的に同じ角度であり得る。

リターダーは、前記第１ホログラフィック素子を経て第２ホログラフィック素子を透過した光が入射し得る位置に存在することができる。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（Ｈａｌｆ Ｗａｖｅ Ｐｌａｔｅ）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（Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｐｌａｔｅ）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。λ／２板またはλ／４板として作用し得るリターダーは、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：Ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）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（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）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の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。

反射型偏光器は前記リターダーを透過した光が入射され得る位置に配置され得る。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反射型偏光器である。このような反射型偏光器としては、いわゆる線格子反射型偏光器（ＷＧＰ、Ｗｉｒｅ Ｇｒｉｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）、二重輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ、Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）またはコレステリック液晶（ＣＬＣ、Ｃｈｏｒｅｓｔｅｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）フィルムなどがある。例えば、線格子反射型偏光器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。

一方、前記で直交モードペアは、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。本出願では区分の便宜のために前記直交モードペアの偏光のうちいずれか一つの偏光は第１偏光と呼称し、他の一つの偏光は第２偏光と呼称し得る。

前記のような反射型偏光器は、前記リターダーを透過した光が第５角度である入射角で前記反射型偏光器に入射するように位置することができる。したがって、前記反射型偏光器に入射した直交モードペアの第１および第２偏光のうちいずれか一つの偏光は前記反射型偏光器を透過し、他の偏光は前記第５角度と符号は異なるが、数値は同じ角度で反射する。

このような反射型偏光器で前記第５角度と第３角度の差の絶対値は０度〜１０度の範囲内であり得る。前記差の絶対値は他の例示において、約９度以下、８度以下、７度以下、６度以下、５度以下、４度以下、３度以下、２度以下または１度以下であるか、実質的に０度であり得る。すなわち、前記第５角度と第３角度は実質的に同一の角度であり得る。

前記のような構成の素子の原理を図２を参照して説明する。図２は、本出願の一態様による光孤立素子を模式的に示した図面である。図面の偏光変換素子は前記第１ホログラフィック素子１００、第２ホログラフィック素子２００、リターダー３００および反射型偏光器４００を含み、図面で光の進行経路は矢印で表示されている。図面でリターダー３００としてはλ／４板が使われ、入射光Ｌ１は、互いに直交する偏光方向を有する２種の線偏光からなり、第１ホログラフィック素子１００の入光面に垂直に入射することを仮定する。

図面のように、入射光Ｌ１は第１ホログラフィック素子１００に第１角度（約０度）で入射する。このように入射した入射光Ｌ１は第１ホログラフィック素子によって屈折して第２角度（図面では約３０度と仮定する）で出射する。前記出射した光はＬ２で表示されている。出射した光Ｌ２は、この状態ではまだ非偏光の状態である。したがって前記光Ｌ２は、リターダー３００をそのまま透過して反射型偏光器４００に入射する。反射型偏光器４００に入射した光Ｌ２は、依然として非偏光の状態であるが、この光Ｌ２が反射型偏光器４００に入射すると、前記非偏光状態の光のうち第１偏光Ｐは反射型偏光器４００を透過し、第２偏光Ｓは反射する。この時、反射する角度は、前記反射型偏光器４００への入射角、すなわち前記第５角度と数値は実質的に同一であるが、符号は反対である。

ところが、前記第５角度と第３角度は実質的に同じ角度であり、前記第３角度と第４角度は数値は実質的に同一であるが、符号は反対である角度であるので、反射型偏光器４００により反射した第２偏光Ｓは、リターダー３００を経て第２ホログラフィック素子２００の出光面に前記第４角度で入射するようになる。したがって、第２偏光Ｓは、再び前記第２ホログラフィック素子２００によって反射する。ところが、前記第２偏光Ｓは前記過程でリターダー３００を二回経るので、前記リターダー３００による位相遅延値は実質的にλ／２となり、したがって第２ホログラフィック素子２００により反射してリターダー３００を経て反射型偏光器４００に入射する光は第１偏光Ｐ状態となる。したがって、前記第１偏光Ｐが前記反射型偏光器４００を透過することができる。

前記のような原理によって理論的に光孤立素子に正方向（第１ホログラフィック素子の入光面から出光面へ向かう方向）に入射した光は第１偏光Ｐ状態でほぼ１００％透過するが、逆方向（第１ホログラフィック素子の出光面から入光面へ向かう方向）に入射した光は、まず反射型偏光器４００と先に会うようになるので少なくとも５０％が反射する。

このような原理によって正方向への透過率が逆方向への透過率より大きい光孤立素子が具現され得る。

前記のような光孤立素子は、さらなる構成を含むこともできる。例えば、前記光孤立素子は、前記第１ホログラフィック素子の入光面から出光面に向かう方向に沿って反射型偏光器を透過した光の光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ことができる。すなわち、図２から確認されるように、反射型偏光器４００を透過した光は、互いに同一の種類の偏光である第１偏光Ｐであるが、その進行方向が異なり得る。したがって、前記進行方向を一致させるために、適切な位置に前記プリズムまたは反射板が配置され得る。

前記光孤立装置は、また、前記第１ホログラフィック素子の入光面から出光面に向かう方向に沿って反射型偏光器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ことができる。

前記で位相遅延板は、前述したリターダーと同一概念の光学素子であるが、本出願では前記で言及されたリターダーとの区分のために位相遅延板と呼んでいる。前記位相遅延板は、正方向に進行する光が前記反射型偏光器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、反射した光は反射型偏光器の反射軸と平行な線偏光に変換され、それに伴い、前記反射型偏光器によって再び反射し得る。

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板が使用され得る。前記λ／４板の具体的な種類は前述した通りである。

この場合、前記位相遅延板は、その光軸（ｅｘ．遅相軸）が前記吸収型反射型偏光器の透過軸と約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、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他にさらなる光学要素を含むことができる。例えば、光孤立素子は、下記のルーバープレートのような光学要素を含むことができる。

このようなルーバープレートなどは、例えば、正方向に進行する光が最終的に出射する側、例えば前述した反射型偏光器または位相遅延板の後方に存在することができる。

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することが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３を参照すると、理論的には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、正方向への透過率が高くて、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模式図。 複数の光孤立素子が含まれる場合を模式的に示した図面。

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２に示したような構造の素子を製作した後にＣｏｈｅｒｅｎｔ社のＧｅｎｅｓｉｓ ＭＸ ＳＬＭレーザーを該当素子に入射（１０ｍＷ出力）させて素子をテストした。素子の製作に使われたホログラフィック光学素子（図２の１００、２００）としては、いずれも公知の方式で製作された素子を使った。すなわち、前記ホログラフィック光学素子は、厚さが約５μｍ〜３０μｍ程度であるフォトポリマーに光源として５３２ｎｍの波長を有するＣｏｈｅｒｅｎｔ社のＧｅｎｅｓｉｓ ＭＸ ＳＬＭレーザーを使った干渉計で２００ｍＷ程度のレーザー出力で製作した。前記フォトポリマーの露光前の屈折率は約１．５程度であり、露光後の干渉模様の屈折率差は約０．０３程度であった。

図２の素子において、リターダー３００としては、入射光に対してλ／４の位相遅延特性を示す、λ／４板を使ったのであり、反射型偏光器４００としては、ＷＧＰ（Ｗｉｒｅ Ｇｒｉｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）を使った。

前記のような形態の素子に、図２に示したように光Ｌ１を照射した結果（正方向照射）、得られた正方向の透過率Ｔ１と反対方向に光を透過させて確認した逆方向の透過率Ｔ２との比率（Ｔ１／Ｔ２）は、約２．６程度であり、正方向に透過した光のうち第１偏光の比率は約９４．１％であった。

また、前記素子に対して確認した孤立度ＩＲは約４．１ｄＢであった。

Claims (9)

1. 少なくとも一つの光孤立素子を含む光孤立装置であり、
   前記光孤立素子は、それぞれ入光面と出光面を含む第１ホログラフィック素子、第２ホログラフィック素子、リターダーおよび反射型偏光器をこの順序で含み、
   前記第１ホログラフィック素子は、入光面に−９０度超過かつ９０度未満の範囲内である第１角度の入射角で入射した入射光を前記第１角度とは異なる第２角度の出射角で出射させ得る光学素子であり、
   前記第２ホログラフィック素子は、入光面または出光面に第３角度の入射角で入射した入射光は透過させ、前記第３角度とは異なる第４角度の入射角で入光面または出光面に入射した入射光は該当入射光の方向と平行な方向に反射させることができる光学素子であり、
   前記第２〜第４角度はそれぞれ０度超過かつ９０度未満の範囲であるか、−９０度超過かつ０度未満の範囲内であり、
   前記第２角度と前記第３角度の差の絶対値は０度〜１０度の範囲内であり、
   前記第３角度と第４角度の合計の絶対値は０度〜１０度の範囲内である、光孤立装置。
2. 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ホログラフィック素子の入光面から出光面に向かう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１ホログラフィック素子の出光面から入光面に向かう方向に光孤立装置に入射した光の透過率である。
3. リターダーがλ／４板である、請求項１または２に記載の光孤立装置。
4. 反射型偏光器が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１から３のいずれか一項に記載の光孤立装置。
5. 反射型偏光器はリターダーを透過した光が第５角度である入射角で前記反射型偏光器に入射するように位置し、前記第５角度と第３角度の差の絶対値は０度〜１０度の範囲内である、請求項１から４のいずれか一項に記載の光孤立装置。
6. 第１ホログラフィック素子の入光面から出光面に向かう方向に沿って反射型偏光器を透過した光の光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１から５のいずれか一項に記載の光孤立装置。
7. 第１ホログラフィック素子の入光面から出光面に向かう方向に沿って反射型偏光器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６のいずれか一項に記載の光孤立装置。
8. 位相遅延板は、その遅相軸が反射型偏光器の透過軸と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７に記載の光孤立装置。
9. 位相遅延板は、λ／２板およびλ／４板を含む、請求項７または８に記載の光孤立装置。

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