JPH05196811A - 偏光解消板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの水晶板間の斜面の方向を光学軸に対し
45°の方向にすることにより、分光器に使用した場合、
出射スリット６の幅が狭い場合でも、偏光依存性が解消
され、分光特性が正確になる偏光解消板を提供する。 【構成】 水晶板２Ａは光学軸２１に対し45°の方向に
厚みが連続的に変化し、水晶板２Ｂは光学軸２２に対し
45°の方向に厚みが連続的に変化する。偏光解消板は光
学軸２１と光学軸２２を互いに直交して水晶板２Ａと水
晶板２Ｂを貼り合わせたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、分光器の偏光依存性
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。

【０００２】

【従来の技術】次に、従来技術による偏光解消板を図３
により説明する。図３の７は偏光解消板、７Ａと７Ｂは
水晶板である。図３アは外観斜視図、図３イは水晶板７
Ａの正面図・平面図・側面図、図３ウは水晶板７Ｂの正
面図・平面図・側面図である。水晶板７Ａ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を互いに直交して水晶板
７Ａと水晶板７Ｂを貼り合わせ、偏光解消板７を構成す
る。

【０００３】次に、図３の偏光解消板７の作用を図４に
より説明する。図４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。

【０００４】例えば、図４のオ、カ、キの光の透過前の
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、光
の偏光状態を空間的にみて多くの偏光状態の混ざった状
態に変換することができる。つまり、偏光状態が空間的
に攪乱される。ただし、光学軸に平行または垂直な光成
分に対しては効果がなく、これらの光成分はそのまま透
過する。

【０００５】次に、分光器の偏光依存性について説明す
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も
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は、入射光の偏光状態に
より効率が変わり、光の分光特性を求める上で障害とな
る。

【０００６】次に、偏光解消板７の使用例を図５より説
明する。図５は偏光解消板７を使用した分光器の構成図
である。図５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
に対し光学軸が45°の方向となるように配置される。

【０００７】偏光解消板７は入射光を多くの偏光状態の
混ざった状態に変換する。光学軸に平行または垂直な光
成分はそのまま透過するが、これらの成分は回折格子４
の溝に対して45°の角度で入射する。したがって、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と溝に平行な成分との比が
等しくなる。よって入射光の偏光状態により効率が変動
することはない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】次に、従来技術の問題
点を図６により説明する。図６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の光学軸に平行な光は、水晶板
７Ｂの光学軸に垂直となる。したがって、斜面の両側で
屈折率が異なるので、光は斜面で屈折を起こす。しか
も、屈折角は、水晶板７Ａの光学軸７１に平行な光成分
と、光学軸７２に垂直な成分とで異なる。例えば、図６
の入射光クは、光学軸７１に平行な成分は屈折光ケにな
り、光学軸７２に垂直な成分は屈折光コになる。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。

【０００９】したがって、図５においても、偏光解消板
７で光が２つの方向に分かれ、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７は、図５の出射
スリット６の正面図である。図７のシは偏光解消板７が
ない場合の焦点位置、図７のサとスは、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。図７のように
偏光解消板７を挿入すると、スリット上での焦点位置が
斜め方向にわかれるので、スリット幅が狭い場合は、回
折格子４の角度を調節しても、これらの光がすべてスリ
ットを透過することができなくなる。例えば焦点位置サ
の光を通すように設定すると、焦点位置スの光がスリッ
トを透過しない。

【００１０】焦点位置サの光と焦点位置スの光の強度比
は偏光状態により変わるので、スリット幅が狭い場合、
偏光依存性を解消できない。また、回折格子４を回転さ
せて波長掃引をする場合、例えば光が単一波長でも、焦
点位置サの光と焦点位置スの光が別々にスリット上を通
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。

【００１１】この発明は、２つの水晶板間の斜面の方向
を光学軸に対し45°の方向にすることにより、分光器に
使用した場合、出射スリット６の幅が狭い場合でも、偏
光依存性が解消され、分光特性が正確になる偏光解消板
の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、光学軸２１に対し45°の方向に厚み
が連続的に変化する水晶板２Ａと、光学軸２２に対し45
°の方向に厚みが連続的に変化する水晶板２Ｂとを備
え、光学軸２１と光学軸２２を互いに直交して水晶板２
Ａと水晶板２Ｂを貼り合わせる。

【００１３】

【作用】次に、この発明による偏光解消板の構成を図１
より説明する。図１の２は偏光解消板、２Ａと２Ｂは水
晶板である。図１アは外観斜視図、図１イは水晶板２Ａ
の正面図・平面図・側面図、図１ウは水晶板２Ｂの正面
図・平面図・側面図である。２１は水晶板２Ａの光学軸
であり、２２は水晶板２Ｂの光学軸である。図１と図３
の相違点は、水晶板２Ａ・２Ｂの接合面である斜面の方
向が光学軸２１・２２に対し45°の方向になっている点
である。

【００１４】次に、偏光解消板２の作用を説明する。図
３の偏光解消板７と同様に、水晶板２Ａと水晶板２Ｂ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
異なるから、光が透過する場所により与えられる位相差
が異なる。したがって、偏光解消板２は、光の偏光状態
を空間的にみて多くの偏光状態の混ざった状態に変換す
ることができる。ただし、光学軸に平行または垂直な光
成分に対しては効果がなく、これらの光成分はそのまま
透過する。また、光は偏光解消板２の斜面で屈折を起こ
し、２つの方向に分かれるが、分かれる方向は図３の偏
光解消板７とは異なり、光学軸に対し45°の方向にな
る。

【００１５】次に、図１の偏光解消板２の使用例を図２
により説明する。図２は偏光解消板２を使用した分光器
の構成図であり、図２と図５は偏光解消板２と偏光解消
板７が違うだけである。偏光解消板２は回折格子４の溝
に対し光学軸を45°にして配置するので、偏光解消板２
の斜面の方向は、回折格子４の溝方向と平行となる。し
たがって、偏光解消板２により光が分かれる方向は、回
折格子４の溝にそった方向となる。また出射スリット６
上の焦点の位置は、図８セ、ソの位置となる。図８セの
光と図８ソの光の強度比は光の偏光状態により変化する
が、どちらも同時に出射スリット６を透過するので、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
長掃引をした場合も、分光特性を正確に得ることができ
る。

【００１６】なお、図１では偏光解消板２の材質を水晶
として説明したが、複屈折性をもつ１軸性、または２軸
性の結晶であれば水晶でなくてもよい。例えば、方解
石、雲母、フッ化マグネシウムなどを偏光解消板２とし
て使用することができる。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、それぞれ光学軸に対
し45°の方向に厚みが連続的に変化する２つの水晶板の
光学軸を互いに直交して貼り合わせて偏光解消板として
いるので、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でも、偏光依存性が解消され、
分光特性が正確になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による偏光解消板２の構成図である。

【図２】図１の偏光解消板２を使用した分光器の構成図
である。

【図３】従来技術による偏光解消板７の構成図である。

【図４】図３の偏光解消板７の側面図である。

【図５】図３の偏光解消板７を使用した分光器の構成図
である。

【図６】図３の偏光解消板７の側面図である。

【図７】図４の出射スリット６の正面図である。

【図８】図２の出射スリット６の正面図である。

【符号の説明】

１ 入射スリット ２ 偏光解消板 ２Ａ 水晶板 ２Ｂ 水晶板 ３ 凹面鏡 ４ 回折格子 ５ 凹面鏡 ６ 出射スリット ２１ 光学軸 ２２ 光学軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光学軸(21)に対し45°の方向に厚
   みが連続的に変化する第１の水晶板(2A)と、 第２の光学軸(22)に対し45°の方向に厚みが連続的に変
   化する第２の水晶板(2B)とを備え、 第１の光学軸(21)と第２の光学軸(22)を互いに直交して
   第１の水晶板(2A)と第２の水晶板(2B)を貼り合わせるこ
   とを特徴とする偏光解消板。
2. 【請求項２】 第１の水晶板(2A)を複屈折性の結晶と
   し、第２の水晶板(2B)を複屈折性の結晶とする請求項１
   記載の偏光解消板。