JPH0242201B2 - - Google Patents
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- JPH0242201B2 JPH0242201B2 JP9167183A JP9167183A JPH0242201B2 JP H0242201 B2 JPH0242201 B2 JP H0242201B2 JP 9167183 A JP9167183 A JP 9167183A JP 9167183 A JP9167183 A JP 9167183A JP H0242201 B2 JPH0242201 B2 JP H0242201B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、偏光ビームスプリツタに関し、特に
実質的に透光性の誘電性物質よりなる多層膜（以
下、「誘電体多層膜」という。）を有している偏光
ビームスプリツタに関するものである。
実質的に透光性の誘電性物質よりなる多層膜（以
下、「誘電体多層膜」という。）を有している偏光
ビームスプリツタに関するものである。
一般に、立方体の光学薄膜付偏光ビームスプリ
ツタは第１図のような構造である。すなわち、１
及び２は三角柱のガラスの基体、３は三角柱のガ
ラスの基体１及び２により挾まれている誘電体多
層膜である。この偏光ビームスプリツタは、第２
図で示すように、誘電体多層膜３により、Ｐ波は
透過し、Ｓ波は反射することによつて、Ｐ波とＳ
波とを分離する。
ツタは第１図のような構造である。すなわち、１
及び２は三角柱のガラスの基体、３は三角柱のガ
ラスの基体１及び２により挾まれている誘電体多
層膜である。この偏光ビームスプリツタは、第２
図で示すように、誘電体多層膜３により、Ｐ波は
透過し、Ｓ波は反射することによつて、Ｐ波とＳ
波とを分離する。
従来、この種の偏光ビームスプリツタは、第３
図に示す誘電体多層膜を有していた。すなわち、
４は硫化亜鉛（屈折率は2.29）のような高屈折率
物質の層（以下、「Ｈ層」という。）、５はクリオ
ライト（屈折率は1.25）のような低屈折率物質の
層（以下、「Ｌ層」という。）であり、前記Ｈ層４
と前記Ｌ層５を交互に積層して23層（第３図では
７層しか示していない。）とし、前記誘電体多層
膜の両端の層は、前記Ｈ層４であつた。
図に示す誘電体多層膜を有していた。すなわち、
４は硫化亜鉛（屈折率は2.29）のような高屈折率
物質の層（以下、「Ｈ層」という。）、５はクリオ
ライト（屈折率は1.25）のような低屈折率物質の
層（以下、「Ｌ層」という。）であり、前記Ｈ層４
と前記Ｌ層５を交互に積層して23層（第３図では
７層しか示していない。）とし、前記誘電体多層
膜の両端の層は、前記Ｈ層４であつた。
前記誘電体多層膜は、三角柱のガラスの基体１
又は２の三角形の斜辺の面（以下、「斜面」とい
う。）に、先ずＨ層４を真空蒸着法等により付着
し、その後Ｌ層５、Ｈ層４を交互に真空蒸着法等
により積層し、最後のＨ層４を積層した後、光学
ボンドによつてもう一方の三角柱のガラスの斜面
に接着して偏光プリズムを作成した。
又は２の三角形の斜辺の面（以下、「斜面」とい
う。）に、先ずＨ層４を真空蒸着法等により付着
し、その後Ｌ層５、Ｈ層４を交互に真空蒸着法等
により積層し、最後のＨ層４を積層した後、光学
ボンドによつてもう一方の三角柱のガラスの斜面
に接着して偏光プリズムを作成した。
従来の偏光ビームスプリツタにおいて、入射光
をＰ波とＳ波に高効率で分離するために、誘電体
多層膜の膜構成等は、入射光のＰ波の反射率が最
も少なくかつＳ波の反射率の高い波長範囲に入射
光の波長が含まれるように適宜選択されていた。
それにもかかわらず、例えば、He−Neレーザー
用の第６図のＡで示すように前記従来の偏光ビー
ムスプリツタのＰ波の反射率は、所望する633nm
の波長の近傍で必ずしも最小の値を示さない場合
がある。すなわち、従来の偏光ビームスプリツタ
では、△λ＝620〜650nmの波長範囲で、前記反
射率が波長に依らずほぼ零であることが望ましい
が、前記波長範囲△λ内で、最大４％のＰ波の反
射が存在し、しかも前記Ｐ波の反射率は約３％も
変動するという欠点があつた。
をＰ波とＳ波に高効率で分離するために、誘電体
多層膜の膜構成等は、入射光のＰ波の反射率が最
も少なくかつＳ波の反射率の高い波長範囲に入射
光の波長が含まれるように適宜選択されていた。
それにもかかわらず、例えば、He−Neレーザー
用の第６図のＡで示すように前記従来の偏光ビー
ムスプリツタのＰ波の反射率は、所望する633nm
の波長の近傍で必ずしも最小の値を示さない場合
がある。すなわち、従来の偏光ビームスプリツタ
では、△λ＝620〜650nmの波長範囲で、前記反
射率が波長に依らずほぼ零であることが望ましい
が、前記波長範囲△λ内で、最大４％のＰ波の反
射が存在し、しかも前記Ｐ波の反射率は約３％も
変動するという欠点があつた。
このことにより、所望する波長用の偏光ビーム
スプリツタの製造歩留が劣化し、かつ入射光の入
射角がわずかにずれるだけでＰ波の反射特性が変
動するという欠点があつた。
スプリツタの製造歩留が劣化し、かつ入射光の入
射角がわずかにずれるだけでＰ波の反射特性が変
動するという欠点があつた。
本発明は、前記のような欠点を除去するために
なされたもので、前記誘電体多層膜３がＨ層とＬ
層とを交互に積層した、第１の誘電体多層膜及び
第２の誘電体多層膜と、前記第１の誘電体多層膜
と前記第２の誘電体多層膜との間に設けられた誘
電体物質（Ｈ層とＬ層との中間の屈折率を有する
もの。）の中間層とからなり、さらに中間層に接
する、第１及び第２の誘電体多層膜の層をそれぞ
れＨ層とし、入射光の波長が含まれる波長範囲の
Ｐ波の反射率を低下し、及びＰ波の反射率の変動
を極力防止する偏光ビームスプリツタを提供する
ことを目的としている。
なされたもので、前記誘電体多層膜３がＨ層とＬ
層とを交互に積層した、第１の誘電体多層膜及び
第２の誘電体多層膜と、前記第１の誘電体多層膜
と前記第２の誘電体多層膜との間に設けられた誘
電体物質（Ｈ層とＬ層との中間の屈折率を有する
もの。）の中間層とからなり、さらに中間層に接
する、第１及び第２の誘電体多層膜の層をそれぞ
れＨ層とし、入射光の波長が含まれる波長範囲の
Ｐ波の反射率を低下し、及びＰ波の反射率の変動
を極力防止する偏光ビームスプリツタを提供する
ことを目的としている。
以下、本発明の一実施例を図に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
実施例 １
第４図に基づいて説明する。４はＨ層（例え
ば、硫化亜鉛の層。）、５はＬ層（例えば、クリオ
ライト。）、６は前記Ｈ層４と前記Ｌ層５との中間
の屈折率を有する誘電体物質層（例えば、屈折率
1.46の二酸化ケイ素の層。以下、Ｍ層という。）、
７は第１の誘電体多層膜で、前記Ｈ層４（層数は
６層）と前記Ｌ層５（層数は５層）を交互に積層
し11層をなし、その両端は前記Ｈ層４とし、その
両端の一方の前記Ｈ層４は、前記Ｍ層６の一表面
に接し、その両端のもう一方の前記Ｈ層４は、第
１図の１に示すような三角柱のガラスの斜面に付
着している。８は、第２の誘電体多層膜で、前記
第１の誘電体多層膜７と実質的に同一の構成をな
し、その両端の一方のＨ層４は、前記第１の誘電
体多層膜７が接している前記Ｍ層６の一表面の反
対の表面に接して、その両端のもう一方のＨ層４
は、第１図の２に示すような三角柱のガラスの斜
面に光学ボンド（例えば、3021、住友スリーエム
株式会社、商品名。）により接着されている。前
記Ｌ層５、前記Ｈ層４、前記Ｍ層６は、真空蒸着
法により積層した。さらに、前記各層の厚みは、
前記Ｌ層５及び前記Ｍ層６は、光学的膜厚でλ／
４（λ：入射光の波長で、本実施例では、入射光
は633nmのレーザ光である。以下同様。）。前記Ｈ
層４は、前記光学ボンドに接着しているＨ層４及
び前記三角柱のガラスの斜面に付着しているＨ層
４がλ／８でその他のＨ層４はλ／４である。こ
のように、Ｍ層６の光学的膜厚をλ／４に選定す
ることにより、適度の干渉を引き起こすことがで
きるので、Ｐ波の反射率及び反射率の変動を低減
させることができる。つまり、本実施例によるＰ
波の反射率は、第６図Ｂに示すような曲線とな
り、入射光633nmのレーザ光の含まれる波長範囲
△λ（約620〜650nm）で、最大約１％の反射率、
反射率の変動も約１％となつた。
ば、硫化亜鉛の層。）、５はＬ層（例えば、クリオ
ライト。）、６は前記Ｈ層４と前記Ｌ層５との中間
の屈折率を有する誘電体物質層（例えば、屈折率
1.46の二酸化ケイ素の層。以下、Ｍ層という。）、
７は第１の誘電体多層膜で、前記Ｈ層４（層数は
６層）と前記Ｌ層５（層数は５層）を交互に積層
し11層をなし、その両端は前記Ｈ層４とし、その
両端の一方の前記Ｈ層４は、前記Ｍ層６の一表面
に接し、その両端のもう一方の前記Ｈ層４は、第
１図の１に示すような三角柱のガラスの斜面に付
着している。８は、第２の誘電体多層膜で、前記
第１の誘電体多層膜７と実質的に同一の構成をな
し、その両端の一方のＨ層４は、前記第１の誘電
体多層膜７が接している前記Ｍ層６の一表面の反
対の表面に接して、その両端のもう一方のＨ層４
は、第１図の２に示すような三角柱のガラスの斜
面に光学ボンド（例えば、3021、住友スリーエム
株式会社、商品名。）により接着されている。前
記Ｌ層５、前記Ｈ層４、前記Ｍ層６は、真空蒸着
法により積層した。さらに、前記各層の厚みは、
前記Ｌ層５及び前記Ｍ層６は、光学的膜厚でλ／
４（λ：入射光の波長で、本実施例では、入射光
は633nmのレーザ光である。以下同様。）。前記Ｈ
層４は、前記光学ボンドに接着しているＨ層４及
び前記三角柱のガラスの斜面に付着しているＨ層
４がλ／８でその他のＨ層４はλ／４である。こ
のように、Ｍ層６の光学的膜厚をλ／４に選定す
ることにより、適度の干渉を引き起こすことがで
きるので、Ｐ波の反射率及び反射率の変動を低減
させることができる。つまり、本実施例によるＰ
波の反射率は、第６図Ｂに示すような曲線とな
り、入射光633nmのレーザ光の含まれる波長範囲
△λ（約620〜650nm）で、最大約１％の反射率、
反射率の変動も約１％となつた。
実施例 ２
第５図に基づいて説明する。４，６は、前記実
施例１と同一物質、同一層である。５はＬ層（例
えば、チオライト、屈折率は1.33）、７は第１の
誘電体多層膜で、前記Ｈ層４（層数は５層）と前
記Ｌ層５（層数は５層）を交互に積層し10層をな
し、前記Ｈ層４の一層は、前記Ｍ層６の一表面に
接している。８は第２の誘電体多層膜で、前記第
１の誘電体多層膜と同様の構成をなし、Ｈ層４の
一層は、前記Ｍ層６のもう一方の表面に接してい
る。前記Ｈ層４、前記Ｍ層６、前記Ｌ層５は、
各々真空蒸着法により積層され、第１の誘電体多
層膜７又は第２の誘電体多層膜８のＭ層６より最
も離れた位置にあるＬ層５は、第１図１又は２に
示す三角柱のガラスの斜面に付着され、もう一方
の前記Ｌ層５は光学ボンド（例：3041、住友スリ
ーエム株式会社、商品名。）により、第１図の１
又は２に示す三角柱のガラスの斜面に接着する。
前記Ｈ層４、前記Ｍ層６は、光学的膜厚でλ／４
で、前記Ｌ層５は、前記三角柱のガラス１又は２
に付着又は接着されたＬ層５が、光学的膜厚で
λ／10、その他のＬ層５がλ／４である。
施例１と同一物質、同一層である。５はＬ層（例
えば、チオライト、屈折率は1.33）、７は第１の
誘電体多層膜で、前記Ｈ層４（層数は５層）と前
記Ｌ層５（層数は５層）を交互に積層し10層をな
し、前記Ｈ層４の一層は、前記Ｍ層６の一表面に
接している。８は第２の誘電体多層膜で、前記第
１の誘電体多層膜と同様の構成をなし、Ｈ層４の
一層は、前記Ｍ層６のもう一方の表面に接してい
る。前記Ｈ層４、前記Ｍ層６、前記Ｌ層５は、
各々真空蒸着法により積層され、第１の誘電体多
層膜７又は第２の誘電体多層膜８のＭ層６より最
も離れた位置にあるＬ層５は、第１図１又は２に
示す三角柱のガラスの斜面に付着され、もう一方
の前記Ｌ層５は光学ボンド（例：3041、住友スリ
ーエム株式会社、商品名。）により、第１図の１
又は２に示す三角柱のガラスの斜面に接着する。
前記Ｈ層４、前記Ｍ層６は、光学的膜厚でλ／４
で、前記Ｌ層５は、前記三角柱のガラス１又は２
に付着又は接着されたＬ層５が、光学的膜厚で
λ／10、その他のＬ層５がλ／４である。
以上、実施例１及び２において、第１の誘電体
層のガラス等の基体に付着した層と、第２の誘電
体層の光学ボンド等に接着した層が同一の屈折率
を有する物質で構成されていたが、これは、第１
図の三角柱のガラス等の基体１又は２のいづれか
任意の一方より入射できるようにしたためであ
り、何ら、同一の屈折率を有する物質に限定され
る必要はない。望ましくは、同一の屈折率のＨ層
である。
層のガラス等の基体に付着した層と、第２の誘電
体層の光学ボンド等に接着した層が同一の屈折率
を有する物質で構成されていたが、これは、第１
図の三角柱のガラス等の基体１又は２のいづれか
任意の一方より入射できるようにしたためであ
り、何ら、同一の屈折率を有する物質に限定され
る必要はない。望ましくは、同一の屈折率のＨ層
である。
次に、前記実施例１及び２のＨ層４は硫化亜
鉛、Ｌ層はクリオライト（又はチオライト）、Ｍ
層は二酸化ケイ素を使用したが、何らこれに限定
されることなく、Ｈ層４は二酸化チタン、五酸化
タンタル、二酸化ジルコン等、Ｌ層５はフツ化マ
グネシウム等、Ｍ層６はフツ化セリウム、アルミ
ナ等より選択し組み合わせればよい。すなわち、
屈折率が相対的に高屈折率、低屈折率及び、それ
らの屈折率の中間の屈折率を有し、実質的に透光
性の誘電性を有する物質を組み合わせればよい。
次に、前記実施例１及び２では、Ｈ層４、Ｌ層５
は、各々同一物質で形成されたが、これに限らず
実質的に同一の屈折率を有する物質を用いても同
様の効果がある。次に、前記実施例１及び２で
は、第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層膜の
層数が同一であるが、異なつていてもよい。望ま
しくは、第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層
膜のそれぞれの層数は同一又はその差が１〜３層
である。さらに、三角柱のガラス等の基体に接着
又は付着されるＬ層又はＨ層は、光学的膜厚λ／
６〜λ／12がよい。
鉛、Ｌ層はクリオライト（又はチオライト）、Ｍ
層は二酸化ケイ素を使用したが、何らこれに限定
されることなく、Ｈ層４は二酸化チタン、五酸化
タンタル、二酸化ジルコン等、Ｌ層５はフツ化マ
グネシウム等、Ｍ層６はフツ化セリウム、アルミ
ナ等より選択し組み合わせればよい。すなわち、
屈折率が相対的に高屈折率、低屈折率及び、それ
らの屈折率の中間の屈折率を有し、実質的に透光
性の誘電性を有する物質を組み合わせればよい。
次に、前記実施例１及び２では、Ｈ層４、Ｌ層５
は、各々同一物質で形成されたが、これに限らず
実質的に同一の屈折率を有する物質を用いても同
様の効果がある。次に、前記実施例１及び２で
は、第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層膜の
層数が同一であるが、異なつていてもよい。望ま
しくは、第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層
膜のそれぞれの層数は同一又はその差が１〜３層
である。さらに、三角柱のガラス等の基体に接着
又は付着されるＬ層又はＨ層は、光学的膜厚λ／
６〜λ／12がよい。
以上のように、本発明によれば、所望の入射光
の含まれる波長範囲のＰ波の反射率をさらに低下
でき、及び反射率の変動を低下させることができ
るので、Ｐ波の透過率変動を防止する効果のある
偏光ビームスプリツタが得られた。さらに偏光ビ
ームスプリツタを構成する一方の基体（第１の基
体）上に第１の誘電体多層膜、中間層及び第２の
誘電体多層膜からなる誘電体多層膜を積層した
後、この誘電体多層膜の最も外側の層（第２の誘
電体多層膜の外側の層）を介して光学ボンド等の
接着剤によりもう一方の基体（第２の基体）が接
着されることから、前述した誘電体多層膜の各層
の位置ずれはほとんど生じない効果が得られた。
の含まれる波長範囲のＰ波の反射率をさらに低下
でき、及び反射率の変動を低下させることができ
るので、Ｐ波の透過率変動を防止する効果のある
偏光ビームスプリツタが得られた。さらに偏光ビ
ームスプリツタを構成する一方の基体（第１の基
体）上に第１の誘電体多層膜、中間層及び第２の
誘電体多層膜からなる誘電体多層膜を積層した
後、この誘電体多層膜の最も外側の層（第２の誘
電体多層膜の外側の層）を介して光学ボンド等の
接着剤によりもう一方の基体（第２の基体）が接
着されることから、前述した誘電体多層膜の各層
の位置ずれはほとんど生じない効果が得られた。
第１図は、一般の偏光ビームスプリツタの斜視
図、第２図は前記第１図の平面図と入射光、Ｐ
波、Ｓ波の関係を示す概略図、第３図は従来の誘
電体多層膜の断面図、第４図は、本発明に使用さ
れる誘電体多層膜の一実施例を示す断面図、第５
図は本発明に使用される誘電体多層膜の他の実施
例を示す断面図、第６図は波長とＰ波の反射率の
関係を示す図。 １，２……偏光ビームスプリツタの基体、３…
…誘電体多層膜、４……Ｈ層、５……Ｌ層、６…
…Ｍ層、７……第１の誘電体多層膜、８……第２
の誘電体多層膜。
図、第２図は前記第１図の平面図と入射光、Ｐ
波、Ｓ波の関係を示す概略図、第３図は従来の誘
電体多層膜の断面図、第４図は、本発明に使用さ
れる誘電体多層膜の一実施例を示す断面図、第５
図は本発明に使用される誘電体多層膜の他の実施
例を示す断面図、第６図は波長とＰ波の反射率の
関係を示す図。 １，２……偏光ビームスプリツタの基体、３…
…誘電体多層膜、４……Ｈ層、５……Ｌ層、６…
…Ｍ層、７……第１の誘電体多層膜、８……第２
の誘電体多層膜。
Claims (1)
- １ 第１の基体、誘電体多層膜及び第２の基体よ
りなり、前記誘電体多層膜が前記第１の基体と前
記第２の基体との間に介在する偏光ビームスプリ
ツタにおいて、前記誘電体多層膜は前記第１の基
体上に積層され、かつ第１の誘電体多層膜と中間
層と第２の誘電体多層膜とを順次積層したものか
らなり、前記第１の誘電体多層膜及び前記第２の
誘電体多層膜がそれぞれ、実質的に透光性を有す
る、高屈折率物質からなる層と低屈折率物質から
なる層とを交互に積層したもので、かつ前記中間
層に接する層が高屈折率物質からなる層であり、
前記中間層は、前記高屈折率物質と前記低屈折率
物質の中間の屈折率、及びλ／４（λ：入射光の
波長）の光学的膜厚とを有し、実質的に透光性を
有する誘電体物質からなり、さらに前記第２の基
体を接着剤により前記第２の誘電体多層膜に接着
してなることを特徴とする偏光ビームスプリツ
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9167183A JPS59216110A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 偏光ビ−ムスプリツタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9167183A JPS59216110A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 偏光ビ−ムスプリツタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216110A JPS59216110A (ja) | 1984-12-06 |
| JPH0242201B2 true JPH0242201B2 (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=14032940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9167183A Granted JPS59216110A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 偏光ビ−ムスプリツタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216110A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130104A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Fujitsu Ltd | 偏光分離素子 |
| FR2629924B1 (fr) * | 1988-04-08 | 1992-09-04 | Comp Generale Electricite | Polariseur a couches dielectriques |
| JPH07117668B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1995-12-18 | 富士写真フイルム株式会社 | 光増幅装置 |
| JP2518137Y2 (ja) * | 1989-10-24 | 1996-11-20 | 京セラ株式会社 | 偏光ビームスプリッタ |
| JP3168770B2 (ja) * | 1993-06-03 | 2001-05-21 | 松下電器産業株式会社 | 偏光装置および該偏光装置を用いた投写型表示装置 |
| JP6767792B2 (ja) * | 2016-07-01 | 2020-10-14 | オリンパス株式会社 | 偏波分離素子、光学系及び光学機器 |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP9167183A patent/JPS59216110A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59216110A (ja) | 1984-12-06 |
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