JP2995989B2 - 偏光解消板 - Google Patents
偏光解消板Info
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Description
を解消するために用いる偏光解消板についてのものであ
る。
により説明する。図6の7は偏光解消板、7Aと7Bは
水晶板であり、図6アは偏光解消板7の外観斜視図、図
6イは水晶板7Aの正面図・平面図・側面図、図6ウは
水晶板7Bの正面図・平面図・側面図である。水晶板7
Aは水晶の光学軸に平行な方向にそって厚みが連続的に
変化し、水晶板7Bは光学軸に垂直な方向にそって厚み
が連続的に変化する。71は水晶板7Aの光学軸であ
り、72は水晶板7Bの光学軸である。水晶板7Aと水
晶板7Bは同形であり、光学軸71と光学軸72とを互
いに直交させて貼り合わせ、偏光解消板7を構成する。
明する。図7は偏光解消板7の側面図である。水晶は、
その結晶構造のため、特定の方向に光学軸をもち、水晶
を透過する光のうち、光学軸に平行に振動する光成分
と、光学軸に垂直に振動する成分との間に位相差を与え
る性質がある。ここで与えられる位相差は、水晶の厚み
に比例する。水晶板7Aや水晶板7Bは厚みが連続的に
変化し、光が透過する場所により厚みが異なるので、光
が透過する場所により与えられる位相差が異なる。例え
ば、図7のコ、サ、シの光の透過前の偏光状態が同じで
も、水晶板7Aと水晶板7Bで与えられる位相差がそれ
ぞれ異なるので、透過後の光の偏光状態はそれぞれ異な
る。したがって、偏光解消板7は、空間的にみて多くの
偏光状態の混ざった状態に光の偏光状態を変換すること
ができる。より正確には、図8のように光学軸71に対
し45°の方向をX軸とし、X軸と垂直の方向をY軸とし
た場合、偏光解消板7は透過光をX軸成分のパワーとY
軸成分のパワーが等しくなるように変換する。
る。分光器には回折格子が用いられる。回折格子は、入
射光の偏光状態により回折効率が異なるという性質を持
つ。つまり、入射光のうち、回折格子に刻まれた溝に垂
直な成分と、溝に平行な成分とで、反射率が異なる。こ
のため、回折格子を使用した分光器には、入射光の偏光
状態により効率が変わるという問題がある。これは、光
の分光特性を求める上で障害となる。
明する。図9は偏光解消板7を使用した分光器の構成図
である。図9の1は入射スリット、3は凹面鏡、4は回
折格子、5は凹面鏡、6は出射スリットである。偏光解
消板7は、入射スリット1の後に、回折格子4の溝方向
に対しX軸が垂直になるように配置される。
ーとY軸成分のパワーが等しくなるように変換するの
で、入射光の偏光状態がどのようであっても、回折格子
4への入射光は、常に溝に垂直な成分のパワーと溝に平
行な成分のパワーが等しくなるので、入射光の偏光状態
により効率が変動することはない。
点を図10により説明する。図10は偏光解消板7の側
面図である。水晶板7Aと水晶板7Bとは互いの光学軸
が直交するので、水晶板7Aの光学軸71に平行な光
は、水晶板7Bの光学軸72に垂直となる。水晶は光学
軸に平行な光に対する屈折率と光学軸に垂直な光に対す
る屈折率とが互いに異なるので、光は斜面で屈折を起こ
す。しかも、屈折角は、光学軸71に平行な光と、光学
軸71に垂直な光とで異なってくる。例えば、図10の
入射光スは、光学軸に平行な成分は屈折光セになり、光
学軸に垂直な成分は屈折光ソになる。このように、偏光
解消板7の斜面の方向にそって光が2つに分離する。
方向に分かれると、出射スリット6上に光が焦点を結ぶ
位置も2つに分かれる。図11は出射スリット6の正面
図であり、図11のタは偏光解消板7がない場合の焦点
の位置、チとツは偏光解消板7を挿入した場合の2つの
焦点の位置である。このように偏光解消板7を挿入する
と出射スリット6上での焦点位置が斜め方向に分かれる
ので、出射スリット6の幅が狭い場合は、回折格子4の
角度を調節しても、これらの光が両方とも出射スリット
6を透過するようにすることができない。例えば焦点位
置チの光を通すように設定すると焦点位置ツの光は出射
スリット6を透過しない。焦点位置チの光と焦点位置ツ
の光の強度比は入射光の偏光状態により変わるので、出
射スリット6の幅が狭い場合、偏光依存性を解消できな
い。また、回折格子4を回転させて波長掃引を行う場
合、例えば光が単一波長であっても、焦点位置チの光と
焦点位置ツの光が別々に出射スリット6上を通過するの
で、分光器の出力特性に2つのピークが現れ、光の分光
特性を正しく得ることができない。
角度になるように2枚の1/2波長板を並べることによ
り、光の進行方向を変化させない偏光解消板を提供する
ことを目的とする。
め、この発明による偏光解消板2は、中心を通る境界線
によって2つの部分に分けられ、一方は光学軸が境界線
に対し平行または垂直である1/2波長板2Aからな
り、他方は光学軸が境界線に対し45゜の方向である1/
2波長板2Bからなる。
する。図1の2は偏光解消板、2Aと2Bは1/2波長
板である。図1アは偏光解消板2の外観斜視図、図1イ
は偏光解消板2の正面図・平面図・側面図である。また
21は1/2波長板2Aの光学軸、22は1/2波長板
2Bの光学軸である。偏光解消板2は、中心を通る境界
線によって1/2波長板2Aと1/2波長板2Bに分け
られる。1/2波長板2Aの光学軸21は境界線に対し
平行であり、1/2波長板2Bの光学軸22は境界線に
対し45゜の方向である。
する。図2のように、偏光解消板2の境界線の方向をX
軸、境界線に垂直な方向をY軸とすると、偏光解消板2
は、従来技術による偏光解消板7と同様に、透過光をX
軸成分のパワーとY軸成分のパワーが等しくなるように
変換する。また、偏光解消板2は、従来技術による偏光
解消板7とは異なり、内部または外部に斜面がない。し
たがって、光に対し垂直に設置すれば、光の進行方向を
変化させることがない。
より説明する。図3のカは1/2波長板2Aへの入射光
の偏光方向、キは1/2波長板2Aの透過光の偏光方向
である。1/2波長板2Aは、光の偏光方向を光学軸2
1を中心として線対称の方向に変換する作用があり、光
学軸21はX軸と同じ方向なので、入射光カとX軸との
なす角θ1 と、透過光キとX軸とのなす角θ2 との関係
は、次の式(1) になる。 θ2 =−θ1 ……………(1)
より説明する。図4のクは1/2波長板2Bへの入射光
の偏光方向、ケは1/2波長板2Bの透過光の偏光方向
である。1/2波長板2Bは、1/2波長板2Aと同様
に、光の偏光方向を光学軸22を中心として線対称の方
向に変換する作用があり、光学軸22はX軸に対し45゜
の方向にあるので、入射光クとX軸とのなす角θ3 と、
透過光ケとX軸とのなす角θ4 との関係は、次の式(2)
になる。 θ4 =90°−θ3 ………(2)
る。偏光解消板2への入射光の電界強度のX軸成分をE
X 、Y成分をEY とおくと、EX 、EY は次の式(3) に
なる。 EX =Ecosθ、EY =Esinθ………(3) ここで、Eは入射光の電界強度の平均値、θは入射光の
偏光方向のX軸に対するなす角である。なお、簡単のた
めに、入射光はX軸成分とのY軸成分との間に位相差が
ない直線偏光であるものとし、時間項を省いてある。
と偏光方向が式(1) に従って変化するので、1/2波長
板2Aの透過光は、そのX軸成分をEX1、Y軸成分をE
Y1とすると、次の式(4) で表される。 EX1=Ecos(−θ)=Ecosθ EY1=Esin(−θ)=−Esinθ………(4)
ワーのX軸成分PX1とY軸成分PY1を求めると、次の式
(5) になる。 PX1=ε・E2 cos2 θ/2 PY1=ε・E2 sin2 θ/2………(5) ここに、εは空気の誘電率である。
と偏光方向が式(2) に従って変化するので、1/2波長
板2Bの透過光は、そのX軸成分をEX2、Y軸成分をE
Y2とすると、次の式(6) で表される。 EX2=Ecos(90−θ)=Esinθ EY2=Esin(90−θ)=Ecosθ………(6)
ワーのX軸成分PX2とY軸成分PY2を求めると、次の式
(7) になる。 PX2=ε・E2 sin2 θ/2 PY2=ε・E2 cos2 θ/2………(7)
て1/2波長板2Aと1/2波長板2Bの2つに分けら
れているので、入射光の半分は1/2波長板2Aを透過
し、残りの半分は1/2波長板2Bを透過する。したが
って、偏光解消板2を透過する光のパワーは、1/2波
長板2Aを透過する光のパワーと、1/2波長板2Bを
透過する光のパワーとを足したものとなる。そこで、偏
光解消板2を透過する光のパワーのX軸成分をPX 、Y
軸成分をPY とすると、式(5) と式(7) より、次の式
(8) が導かれる。 PX =(PX1+PX2)/2=ε2 ・E2 /4 PY =(PY1+PY2)/2=ε2 ・E2 /4………(8)
パワーは入射光の偏光方向〓には関係なく常に一定であ
り、X軸成分PX とY軸成分PY は常に等しい。したが
って、偏光解消板2は、透過光をX軸成分のパワーとY
軸成分のパワーが等しくなるように変換する。
場合を説明したが、入射光が直線偏光ではなく円偏光や
楕円偏光の場合でも、透過光はX軸成分のパワーとY軸
成分のパワーが等しくなる。また、図1と式(1) では1
/2波長板2Aの光学軸21が境界線と平行の場合を説
明したが、境界線と垂直でもよい。
り説明する。図5は偏光解消板2を使用した分光器の構
成図である。図5と図9は偏光解消板2が違うだけであ
る。偏光解消板2は境界線が光の中心を通り、X軸が回
折格子4の溝に対し垂直になるよう配置する。ここで、
偏光解消板2は光の進行方向を変化させないので、出射
スリット6上の焦点の位置が2つに分かれることはな
い。したがって、出射スリット6の幅が狭い場合も、偏
光状態により効率が変動することはない。また、回折格
子4を回転させて波長掃引を行った場合も、分光特性を
正確に得ることができる。
を、互いの光学軸の方向が45゜の角度になるように並べ
て偏光解消板を構成しているので、この偏光解消板を透
過する光の進行方向を変化させることがない。また、こ
の偏光解消板を分光器に使用すると、出射スリットの幅
が狭いときも、偏光依存性が解消され、分光特性が正確
になる。
偏光方向を示す図である。
偏光方向を示す図である。
である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の境界面が形成され、第1の境界面
に対し光学軸が平行または垂直の関係にある第1の1/
2波長板(2A)と、 第2の境界面が形成され、第2の境界面に対し光学軸が
45゜の関係にある第2の1/2波長板(2B)とを備え、 第1の境界面と第2の境界面を接触させて偏光解消板
(2) を形成することを特徴とする偏光解消板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4042323A JP2995989B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 偏光解消板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4042323A JP2995989B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 偏光解消板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05215918A JPH05215918A (ja) | 1993-08-27 |
JP2995989B2 true JP2995989B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=12632804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4042323A Expired - Fee Related JP2995989B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 偏光解消板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2995989B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8111458B2 (en) | 2008-01-09 | 2012-02-07 | Fujifilm Corporation | Optical device |
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---|---|---|---|---|
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JP2013130810A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Asahi Glass Co Ltd | 偏光解消素子、光計測機器および投射型表示装置 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4042323A patent/JP2995989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8111458B2 (en) | 2008-01-09 | 2012-02-07 | Fujifilm Corporation | Optical device |
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JPH05215918A (ja) | 1993-08-27 |
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