JP2741731B2 - 偏光子 - Google Patents
偏光子Info
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- JP2741731B2 JP2741731B2 JP1154658A JP15465889A JP2741731B2 JP 2741731 B2 JP2741731 B2 JP 2741731B2 JP 1154658 A JP1154658 A JP 1154658A JP 15465889 A JP15465889 A JP 15465889A JP 2741731 B2 JP2741731 B2 JP 2741731B2
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- Japan
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- thickness
- polarizer
- layers
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Description
【発明の詳細な説明】 概要 ショート構成の偏光分離膜を用いてなる偏光子に関
し、 所定以上の消光比を得ることができる光の波長範囲が
広く、且つ、製造が容易な偏光子の提供を目的とし、 第１及び第２の透明基板間にSi層及びSiO2層を交互に
奇数層積層してなる偏光子であって、上記第１及び第２
の透明基板に直接接触する層をSi層とし、光の波長の４
分の１に相当する厚みを1.0とするときに、上記第１及
び第２の透明基板に直接接触するSi層の厚みの設計値を
0.43、中央に位置するSi層の厚みの設計値を1.16、その
他のSi層及びSiO2層の厚みの設計値を1.0とし、各層の
厚みの偏差を±1.0％として構成する。
し、 所定以上の消光比を得ることができる光の波長範囲が
広く、且つ、製造が容易な偏光子の提供を目的とし、 第１及び第２の透明基板間にSi層及びSiO2層を交互に
奇数層積層してなる偏光子であって、上記第１及び第２
の透明基板に直接接触する層をSi層とし、光の波長の４
分の１に相当する厚みを1.0とするときに、上記第１及
び第２の透明基板に直接接触するSi層の厚みの設計値を
0.43、中央に位置するSi層の厚みの設計値を1.16、その
他のSi層及びSiO2層の厚みの設計値を1.0とし、各層の
厚みの偏差を±1.0％として構成する。
産業上の利用分野 本発明はショート構成の偏光分離膜を用いてなる偏光
子に関する。
子に関する。
偏光子は、非偏光から偏光（直接偏光）を分離する場
合、偏光を互いに直交する偏光面を有する２つの偏光成
分に分離する場合等に利用され、例えば光通信の分野に
おいては、光アイソレータ、光スイッチ等の構成要素と
して多用されている。偏光子の１形態として、一対の透
明基板間にショート構成の偏光分離膜を介在してなるも
のがある。ここで、ショート構成とは、偏光分離膜がそ
の屈折率よりも小さな屈折率の空気中に直接露出してい
ない構成をいう。ショート構成の偏光分離膜を用いてな
る偏光子にあっては、使用する光の波長により消光比等
の性能が大きく異なるので、所定以上の消光比を得るこ
とができる光の波長範囲（以下「帯域」又は「帯域幅」
という場合がある。）が広い偏光子が要求されている。
合、偏光を互いに直交する偏光面を有する２つの偏光成
分に分離する場合等に利用され、例えば光通信の分野に
おいては、光アイソレータ、光スイッチ等の構成要素と
して多用されている。偏光子の１形態として、一対の透
明基板間にショート構成の偏光分離膜を介在してなるも
のがある。ここで、ショート構成とは、偏光分離膜がそ
の屈折率よりも小さな屈折率の空気中に直接露出してい
ない構成をいう。ショート構成の偏光分離膜を用いてな
る偏光子にあっては、使用する光の波長により消光比等
の性能が大きく異なるので、所定以上の消光比を得るこ
とができる光の波長範囲（以下「帯域」又は「帯域幅」
という場合がある。）が広い偏光子が要求されている。
従来の技術 従来、ショート構成の偏光分離膜を用いてなる偏光子
は、例えば、ガラス等の透明材からなる一対の透明基板
を用意し、一方の透明基板上にSiO2及を電子ビーム蒸着
法等により交互に積層し、この積層物上に他方の透明基
板を貼り付けることにより構成されていた。
は、例えば、ガラス等の透明材からなる一対の透明基板
を用意し、一方の透明基板上にSiO2及を電子ビーム蒸着
法等により交互に積層し、この積層物上に他方の透明基
板を貼り付けることにより構成されていた。
第６図は、従来の偏光子の特性の一例を示す図であ
り、Ｐ波及びＳ波についての消光比（dB）と光の波長
（nm）との関係が示されている。ここで、Ｐ波は偏光面
が入射面に対して平行な偏光であり、Ｓ波は偏光面が入
射面に対して垂直な偏光である。この従来例では、Ｐ波
及びＳ波について25（dB）以上の消光比を得ることがで
きる帯域幅は180（nm）であり、この帯域幅を得るため
に、多層膜の積層数を23以上としている。
り、Ｐ波及びＳ波についての消光比（dB）と光の波長
（nm）との関係が示されている。ここで、Ｐ波は偏光面
が入射面に対して平行な偏光であり、Ｓ波は偏光面が入
射面に対して垂直な偏光である。この従来例では、Ｐ波
及びＳ波について25（dB）以上の消光比を得ることがで
きる帯域幅は180（nm）であり、この帯域幅を得るため
に、多層膜の積層数を23以上としている。
発明が解決しようとする課題 このように、従来技術であると、広い帯域幅を得るた
めに、例えば23層以上多層膜を積層する必要があり、蒸
着に長時間を要する等により製造が容易でないという問
題があった。
めに、例えば23層以上多層膜を積層する必要があり、蒸
着に長時間を要する等により製造が容易でないという問
題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもの
で、帯域幅が広く且つ製造が容易な偏光子の提供を目的
としている。
で、帯域幅が広く且つ製造が容易な偏光子の提供を目的
としている。
課題を解決するための手段 上述した技術的課題を解決するために、本発明では、
高屈折率材料として従来のTiO2に代えてSiを使用するこ
とにより、比較的少ない積層数で従来以上の帯域幅を実
現した。また、多層膜の積層構成及び膜厚を最適化する
ことにより、Ｐ波及びＳ波ともに高い消光比を実現し
た。
高屈折率材料として従来のTiO2に代えてSiを使用するこ
とにより、比較的少ない積層数で従来以上の帯域幅を実
現した。また、多層膜の積層構成及び膜厚を最適化する
ことにより、Ｐ波及びＳ波ともに高い消光比を実現し
た。
第１図は本発明の偏光子の基本構成を示す図である。
本発明の偏光子は、第１及び第２の透明基板1,2間にS
i層３及びSiO2層４を交互に奇数層積層して構成されて
いる。
i層３及びSiO2層４を交互に奇数層積層して構成されて
いる。
第１及び第２の透明基板1,2に直接接触する層はSi層
３である。
３である。
そして、光の波長の４分の１に相当する厚みを1.0と
するときに、第１及び第２の透明基板1,2に直接接触す
るSi層３の厚みの設計値を0.43、中央に位置するSi層３
の厚みの設計値を1.16、その他のSi層３及びSiO2層４の
厚みの設計値を1.0とし、各層の厚みの偏差を±1.0％と
している。
するときに、第１及び第２の透明基板1,2に直接接触す
るSi層３の厚みの設計値を0.43、中央に位置するSi層３
の厚みの設計値を1.16、その他のSi層３及びSiO2層４の
厚みの設計値を1.0とし、各層の厚みの偏差を±1.0％と
している。
作用 高屈折率材料としてSiを用い、低屈折率材料としてSi
O2を用いているので、少ない積層数で広い帯域幅を実現
することができ、製造が容易になる。また、第１及び第
２の透明基板に直接接触する層をSi層とし、各層の膜厚
を最適化しているので、Ｐ波及びＳ波について高い消光
比を得ることができる。
O2を用いているので、少ない積層数で広い帯域幅を実現
することができ、製造が容易になる。また、第１及び第
２の透明基板に直接接触する層をSi層とし、各層の膜厚
を最適化しているので、Ｐ波及びＳ波について高い消光
比を得ることができる。
実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明の実施例を示す偏光子の構成図であ
る。この実施例では、第１及び第２の透明基板としてBK
−７（屈折率1.51）からなる三角柱プリズム11,12を用
い、これら三角柱プリズム11,12の斜面間に偏光分離膜
（多層膜）13を介在させている。この偏光子の製造方法
としては、一方の三角柱プリズム11の斜面上に電子ビー
ム蒸着法等により偏光分離膜13を形成し、光学接着剤を
用いて三角柱プリズム11,12を一体化する方法を採用し
得る。
る。この実施例では、第１及び第２の透明基板としてBK
−７（屈折率1.51）からなる三角柱プリズム11,12を用
い、これら三角柱プリズム11,12の斜面間に偏光分離膜
（多層膜）13を介在させている。この偏光子の製造方法
としては、一方の三角柱プリズム11の斜面上に電子ビー
ム蒸着法等により偏光分離膜13を形成し、光学接着剤を
用いて三角柱プリズム11,12を一体化する方法を採用し
得る。
偏光分離膜13は、Si及びSiO2をこの順で交互に17層積
層して構成されている。各層の物質、屈折率及び膜厚を
表に示す。なお、表において、膜厚は、光の波長（中心
波長は1350nm）の４分の１を1.0としたときの相対値で
ある。
層して構成されている。各層の物質、屈折率及び膜厚を
表に示す。なお、表において、膜厚は、光の波長（中心
波長は1350nm）の４分の１を1.0としたときの相対値で
ある。
各層の膜厚に変化がないとしたとき、つまり、表に示
す設計値通りの膜厚としたときの特性を第３図に示す。
縦軸は消光比（dB）、横軸は波長（nm）である。なお、
偏光分離膜13への入射角は45゜である。25（dB）以上の
消光比を得ることができる帯域幅が225（nm）となって
おり、積層数を従来の約3/4にしたにもかかわらず、従
来例（第６図）と比較して帯域幅が拡大していることが
明らかである。一般に、光学部材上への電子ビーム蒸着
法等による薄膜の形成には長時間を要するので、特性が
同等またはそれ以上であれば積層数が少ないほど製造技
術上有利であり、従って、製造を容易化する上で本発明
は極めて有効である。
す設計値通りの膜厚としたときの特性を第３図に示す。
縦軸は消光比（dB）、横軸は波長（nm）である。なお、
偏光分離膜13への入射角は45゜である。25（dB）以上の
消光比を得ることができる帯域幅が225（nm）となって
おり、積層数を従来の約3/4にしたにもかかわらず、従
来例（第６図）と比較して帯域幅が拡大していることが
明らかである。一般に、光学部材上への電子ビーム蒸着
法等による薄膜の形成には長時間を要するので、特性が
同等またはそれ以上であれば積層数が少ないほど製造技
術上有利であり、従って、製造を容易化する上で本発明
は極めて有効である。
次に、各層の厚みに許容される偏差について説明す
る。なお、ここで満足すべき条件は、波長が1500〜1600
（nm）におけるＰ波及びＳ波の消光比が25（dB）以上と
なることである。
る。なお、ここで満足すべき条件は、波長が1500〜1600
（nm）におけるＰ波及びＳ波の消光比が25（dB）以上と
なることである。
第４図は、各層の厚みの偏差が±１％であるときに特
性曲線が取り得る範囲を示す図である。各層の厚みの偏
差が±１％であるときには、波長が1500〜1600（nm）の
範囲においてＰ波及びＳ波の消光比が常に25（dB）以上
となる。
性曲線が取り得る範囲を示す図である。各層の厚みの偏
差が±１％であるときには、波長が1500〜1600（nm）の
範囲においてＰ波及びＳ波の消光比が常に25（dB）以上
となる。
第５図は各層の厚みの偏差が±２％であるときに特性
曲線が取り得る範囲を示す図である。各層の厚みの偏差
が±２％であるときには、波長が1500〜1600（nm）の範
囲内において、Ｐ波の消光比が25（dB）よりも小さくな
ることがある。
曲線が取り得る範囲を示す図である。各層の厚みの偏差
が±２％であるときには、波長が1500〜1600（nm）の範
囲内において、Ｐ波の消光比が25（dB）よりも小さくな
ることがある。
従って、偏光分離膜13を構成している各層の厚みの偏
差が±１％の範囲内としておくことによって、波長が15
00〜1600（nm）の範囲内においてＰ波及びＳ波の消光比
を常に25（dB）以上とすることができる。
差が±１％の範囲内としておくことによって、波長が15
00〜1600（nm）の範囲内においてＰ波及びＳ波の消光比
を常に25（dB）以上とすることができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、帯域幅が広
く、且つ、製造が容易な偏光子を提供することができる
ようになるという効果を奏する。
く、且つ、製造が容易な偏光子を提供することができる
ようになるという効果を奏する。
第１図は本発明の偏光子の基本構成図、 第２図は本発明の実施例を示す偏光子の構成図、 第３図は本発明の実施例における特性図、 第４図は本発明の実施例において各層の厚みの偏差が±
１％であるときに特性曲線が取り得る範囲を示す図、 第５図は本発明の実施例において各層の厚みの偏差が±
２％であるときに特性曲線が取り得る範囲を示す図、 第６図は従来の偏光子の特性の一例を示す図である。 １……第１の透明基板、２……第２の透明基板、 ３……Si層、４……SiO2層、 11,12……三角柱プリズム、 13……偏光分離膜。
１％であるときに特性曲線が取り得る範囲を示す図、 第５図は本発明の実施例において各層の厚みの偏差が±
２％であるときに特性曲線が取り得る範囲を示す図、 第６図は従来の偏光子の特性の一例を示す図である。 １……第１の透明基板、２……第２の透明基板、 ３……Si層、４……SiO2層、 11,12……三角柱プリズム、 13……偏光分離膜。
Claims (1)
- 【請求項１】第１及び第２の透明基板（1,2）間にSi層
（３）及びSiO2層（４）を交互に奇数層積層してなる偏
光子であって、 上記第１及び第２の透明基板（1,2）に直接接触する層
をSi層（３）とし、 光の波長の４分の１に相当する厚みを1.0とするとき
に、上記第１及び第２の透明基板（1,2）に直接接触す
るSi層（３）の厚みの設計値を0.43、中央に位置するSi
層（３）の厚みの設計値を1.16、その他のSi層（３）及
びSiO2層（４）の厚みの設計値を1.0とし、 各層の厚みの偏差を±1.0％の範囲内としたことを特徴
とする偏光子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154658A JP2741731B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 偏光子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154658A JP2741731B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 偏光子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321903A JPH0321903A (ja) | 1991-01-30 |
| JP2741731B2 true JP2741731B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=15589053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154658A Expired - Lifetime JP2741731B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 偏光子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741731B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5808794A (en) * | 1996-07-31 | 1998-09-15 | Weber; Michael F. | Reflective polarizers having extended red band edge for controlled off axis color |
| JP2009271546A (ja) * | 2009-08-10 | 2009-11-19 | Epson Toyocom Corp | ビームスプリッタ |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1154658A patent/JP2741731B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321903A (ja) | 1991-01-30 |
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