JPH05215917A - 多層偏光分離膜 - Google Patents

多層偏光分離膜

Info

Publication number
JPH05215917A
JPH05215917A JP5635192A JP5635192A JPH05215917A JP H05215917 A JPH05215917 A JP H05215917A JP 5635192 A JP5635192 A JP 5635192A JP 5635192 A JP5635192 A JP 5635192A JP H05215917 A JPH05215917 A JP H05215917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
component
separation film
polarized
polarization separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5635192A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriko Shiokawa
紀子 塩川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP5635192A priority Critical patent/JPH05215917A/ja
Publication of JPH05215917A publication Critical patent/JPH05215917A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の多層偏光分離膜15は、屈折率が
1.75〜1.81である光学部品20の表面に、第1
層1から第11層11までの11層をこの順に積層して
なるものである。第1層1、第3層3および第5層5
は、それぞれTiO2 を主成分とする材料で構成され、
第2層2および第8層8は、それぞれSiO2 を主成分
とする材料で構成され、第4層4、第7層7、第9層9
および第11層11は、それぞれAl23 を主成分と
する材料で構成され、第6層6および第10層10は、
それぞれMgF2 を主成分とする材料で構成されてい
る。また、多層偏光分離膜15は、第1層1側から入射
光50が入射角30〜60°で入射するように用いられ
る。 【効果】 S偏光成分とP偏光成分との分離能が高く、
かつ、広い波長域にわたって、S偏光成分とP偏光成分
との無位相差状態が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、カメラ、望遠
鏡、各種光学測定機器、各種OA機器、レーザー応用機
器、各種電子映像機器、光通信装置、光情報処理装置、
光学応用製造装置等の光学機器を構成する光学部品に対
して施される多層偏光分離膜に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、レーザープリンター、光ディス
ク装置、レーザー加工装置および測定装置のようなレー
ザー応用機器には、レンズやプリズム等の多くの光学部
品が用いられているが、このような光学部品に対して
は、S偏光成分とP偏光成分のうち、一方だけを取り出
したい場合があり、そのために、偏光分離膜を形成する
ことが行われている。この偏光分離膜は、光学部品の表
面に、真空蒸着法等により、例えばTiO2 、SiO
2 、MgF2 のような無機物質よりなる薄膜を複数積層
して形成したものである。
【0003】この多層偏光分離膜としては、S偏光成分
およびP偏光成分の高い分離能を得ることが重要な課題
である。また、レーザー用の光学系では、多層偏光分離
膜に要求される性能として、高い分離能が得られること
のみならず、S偏光成分とP偏光成分との位相差が実質
的にないこと(以下、無位相差という)、換言すれば直
線偏光となることが重要である。すなわち、S偏光成分
とP偏光成分とに位相差があると、レーザービームのス
ポット径を小さくすることができず、S/N比等の精度
が低下するからである。
【0004】さらに、一般に、S偏光成分とP偏光成分
との位相差には、波長依存性があるが、上記無位相差の
状態は、広い波長域にわたって得られなければならな
い。すなわち、レーザー光源自身が持っている仕様幅や
環境の変化等によって使用する波長が変動することがあ
るが、このような変動に対しても無位相差を維持し、高
いレベルの精度を安定的に得ることが好ましいからであ
る。
【0005】このような無位相差およびその波長依存性
がないことに関し、従来の多層偏光分離膜では、満足す
る性能が得られるものは未だなく、特に、設計波長では
無位相差であるが、設計波長から±30nm以上離れる
と、反射光のS偏光成分とP偏光成分との位相差が5°
を超えてしまうような状態であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、S偏
光成分とP偏光成分と分離能(以下、単に分離能ともい
う)が高く、広い波長域にわたって、S偏光成分とP偏
光成分との無位相差状態が得られる多層偏光分離膜を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)の本発明により達成される。
【0008】(1) 屈折率が1.75〜1.81であ
る光学部品の表面に、第1層から第11層までの層を前
記表面側からこの順に積層してなる多層偏光分離膜であ
って、第1層、第3層および第5層は、それぞれ、Ti
2 を主成分とする材料で構成され、第2層および第8
層は、それぞれ、SiO2 を主成分とする材料で構成さ
れ、第4層、第7層、第9層および第11層は、それぞ
れ、Al23 を主成分とする材料で構成され、第6層
および第10層は、それぞれ、MgF2 を主成分とする
材料で構成され、入射光が前記第1層側から入射角30
〜60°で入射するように用いられることを特徴とする
多層偏光分離膜。
【0009】
【発明の構成】以下、本発明の多層偏光分離膜を添付図
面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。図1
は、本発明の多層偏光分離膜の構成例を拡大して示す断
面側面図である。同図に示すように、多層偏光分離膜1
5は、比較的高い屈折率を有する光学部品(入射媒質)
20の表面に形成されている。
【0010】光学部品20としては、例えば、透明な各
種硝材またはプラスチック(例えばアクリル系樹脂、ポ
リカーボネート、ポリスチレン)で構成されたレンズ、
プリズム、光学フィルター等が挙げれら、特に、ビーム
スプリッターを構成するプリズムが好適に用いられる。
また、光学部品20の多層偏光分離膜15を形成する表
面は、図示のごとく平面であっても、また曲面(球面ま
たは非球面)であってもよい。
【0011】光学部品20の屈折率(測定波長550n
m)は、1.75〜1.81であり、好ましくは、1.
77〜1.79程度である。屈折率がこのような範囲の
ものにおいて、後述する効果が有効に発揮される。
【0012】多層偏光分離膜15は、光学部品20の表
面側から順に積層された、第1層1、第2層2、第3層
3、第4層4、第5層5、第6層6、第7層7、第8層
8、第9層9、第10層10および第11層11の合計
11層で構成されている。これらの層のうち、隣接する
2つの層の構成材料を、それらの屈折率がある程度乖離
したものとすることが分離能の向上および無位相差にと
って有効である。
【0013】すなわち、第1層1、第3層3および第5
層5は、それぞれ、TiO2 を主成分とする材料で構成
され、第2層2および第8層8は、それぞれ、SiO2
を主成分とする材料で構成され、第4層4、第7層7、
第9層9および第11層11は、それぞれ、Al23
を主成分とする材料で構成され、第6層6および第10
層10は、それぞれ、MgF2 を主成分とする材料で構
成されている。
【0014】ここで、TiO2 を主成分とする材料と
は、TiO2 か、またはTiO2 を主成分(好ましくは
60重量%以上、より好ましくは80重量%以上)と
し、他の物質(添加物または不可避的不純物等を含む)
を含む混合物を言うが、特に、実質的に不純物を含まな
いTiO2 が好ましい。
【0015】SiO2 を主成分とする材料とは、SiO
2 か、またはSiO2 を主成分(好ましくは60重量%
以上、より好ましくは80重量%以上)とし、他の物質
(添加物または不可避的不純物等を含む)を含む混合物
を言うが、特に、実質的に不純物を含まないSiO2
好ましい。
【0016】Al23 を主成分とする材料とは、Al
23 か、またはAl23 を主成分(好ましくは60
重量%以上、より好ましくは80重量%以上)とし、他
の物質(添加物または不可避的不純物等を含む)を含む
混合物を言うが、特に、実質的に不純物を含まないAl
23 が好ましい。
【0017】MgF2 を主成分とする材料とは、MgF
2 か、またはMgF2 を主成分(好ましくは60重量%
以上、より好ましくは80重量%以上)とし、他の物質
(添加物または不可避的不純物等を含む)を含む混合物
を言うが、特に、実質的に不純物を含まないMgF2
好ましい。
【0018】なお、第1層1、第3層3および第5層5
は、同一の組成でもそれぞれ異なる組成でもよく、第2
層2および第8層8、第4層4、第7層7、第9層9お
よび第11層、第6層6および第10層10について
も、それぞれ同様である。
【0019】本発明においては、第1層1、第3層3お
よび第5層5の屈折率(測定波長550nm、以下同様)
をそれぞれ2.29〜2.38、特に2.29〜2.3
5の範囲のものとし、第2層2および第8層8の屈折率
をそれぞれ1.47〜1.49の範囲のものとし、第4
層4、第7層7、第9層9および第11層の屈折率をそ
れぞれ1.64〜1.65の範囲のものとし、第6層6
および第10層10の屈折率をそれぞれ1.37〜1.
39の範囲のもとするのが好ましい。
【0020】多層偏光分離膜15の各層1〜11の構成
材料や屈折率を上記のようにすることにより、極めて高
い分離能が得られ、反射光のS偏光成分とP偏光成分と
の位相差が実質的にないかまたは極めて小さく、しかも
その効果は広い波長域において得られる。さらに、この
ような多層偏光分離膜15は、劣化が少なく、優れた耐
久性が得られる。また、各層1〜11間の境界面および
光学部品20の表面における膜の密着性も良好であり、
層間の応力によるクラックの発生も大幅に減少する。
【0021】多層偏光分離膜15において、各層1〜1
1の光学的膜厚には特に制限はないが、通常は次のよう
なものとするのが好ましい。すなわち、各層1〜11の
光学的膜厚は、それぞれ、使用波長域(反射増加したい
波長域)の中心波長の0.15〜0.35倍程度とする
のが好ましく、より好ましくは0.20〜0.30倍程
度、さらに好ましくは0.225〜0.275倍程度と
される。
【0022】各層1〜11の形成は、通常、真空蒸着、
スパッタリング、イオンプレーティング等の気相成膜法
により行われ、成膜条件の設定により、上記膜組成およ
び膜厚を得ることができる。
【0023】このような多層偏光分離膜15は、図1に
示すように、入射光50が第1層1側から入射するよう
に用いられ、かつ、通常の使用状態において、入射角θ
が30〜60°、好ましくは35〜50°程度、より好
ましくは40〜47°程度となるように用いられるもの
である。入射角θが30°未満であるとS偏光成分とP
偏光成分との分離能が低下する傾向を示し、また入射角
θが60°を超えると、S偏光成分とP偏光成分との位
相差が大きくなる傾向を示す。
【0024】以上のような多層偏光分離膜15は、特
に、波長750〜910nm、さらには波長780〜88
0nmの入射光に対し、極めて高い分離能と無位相差を実
現する。図示の例では、多層偏光分離膜15の第11層
11側に、接着剤層30を介して、光学部品(出射媒
質)40が接着されている。
【0025】光学部品40としては、前記光学部品20
と同様のものが挙げらる。光学部品40の屈折率は特に
限定されないが、例えば、光学部品20および40をプ
リズムとするビームスプリッターを構成する場合、光学
部品40の屈折率は、光学部品20の屈折率とほぼ等し
いかまたはそれ以下のもの(例えば、LaSF01:
1.79、LaF012:1.77、BaSF6:1.
66、BK7:1.51、FK3:1.47)、あるい
は光学部品20の屈折率より大きいもの(例えば、SF
S1:1.90、LaF021:1.85)を用いるこ
とができる。
【0026】接着剤層30の厚さは特に限定されない
が、例えば、光学部品20および40をプリズムとする
ビームスプリッターを構成する場合、接着剤層30の厚
さは、5〜10μm 程度、特に7〜8μm 程度とするの
が好ましい。なお、本発明では、接着剤層30や光学部
品40は、必要に応じて設けられるものであり、これら
が存在しないものであってもよい。
【0027】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
る。
【0028】(実施例1) [1]多層偏光分離膜の製造 光学ガラス部品(LaSF01、屈折率:1.79のプ
リズム)を精密洗浄した後、真空蒸着法により、この光
学ガラス部品の表面側から下記表1に示す材料で構成さ
れる第1層〜第11層を順次形成し、本発明の多層偏光
分離膜を得た。なお、表1中には、各層の屈折率(測定
波長550nm)および膜厚を併せて示す。
【0029】
【表1】
【0030】[2]偏光ビームスプリッターの製造 上記多層偏光分離膜の第11層側に、透明な接着剤(電
気化学工業社製の品名:ハードロップ、塗布膜圧7μm
)を介して光学ガラス部品(LaSF01、屈折率:
1.79のプリズム)を接着し、偏光ビームスプリッタ
ーを組み立てた。
【0031】[3]分光特性の測定 上記多層偏光分離膜に対し、波長750〜910nm(設
計波長830nm)の光を第1層側から入射角45°で入
射させ、S偏光成分およびP偏光成分の分離能を測定し
た。その結果を図2のグラフに示す。
【0032】このグラフに示すように、設計波長からの
乖離が±80nm以内で、S偏光成分(図中点線)の反射
率がほぼ100%で、かつP偏光成分(図中実線)の反
射率が25%以下を達成しており、優れた分離能が得ら
れている。
【0033】[4]位相差の測定 上記多層偏光分離膜に対し、波長710〜990nm(設
計波長830nm)の光を第1層側から入射角45°で入
射させ、S偏光成分とP偏光成分との位相差を測定し
た。その結果を図3のグラフに示す。
【0034】このグラフに示すように、S偏光成分とP
偏光成分との位相差は、設計波長からの乖離が−120
〜+160nmの範囲内で±2.0°以内、±80nmの範
囲内で±1.0°以内を達成している。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の多層偏光分
離膜によれば、S偏光成分とP偏光成分との分離能が高
く、しかも、広い波長域にわたって、S偏光成分とP偏
光成分との無位相差状態が得られる。また、本発明の多
層偏光分離膜は、比較的層数が少ないため、製造が容易
であり、また安定性、耐久性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層偏光分離膜の構成例を拡大して示
す断面側面図である。
【図2】本発明の実施例における分光特性を示すグラフ
である。
【図3】本発明の実施例におけるS偏光成分とP偏光成
分との位相差を示すグラフである。
【符号の説明】
1 第1層 2 第2層 3 第3層 4 第4層 5 第5層 6 第6層 7 第7層 8 第8層 9 第9層 10 第10層 11 第11層 15 多層偏光分離膜 20 光学部品 30 接着剤層 40 光学部品 50 入射光

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 屈折率が1.75〜1.81である光学
    部品の表面に、第1層から第11層までの層を前記表面
    側からこの順に積層してなる多層偏光分離膜であって、 第1層、第3層および第5層は、それぞれ、TiO2
    主成分とする材料で構成され、 第2層および第8層は、それぞれ、SiO2 を主成分と
    する材料で構成され、 第4層、第7層、第9層および第11層は、それぞれ、
    Al23 を主成分とする材料で構成され、 第6層および第10層は、それぞれ、MgF2 を主成分
    とする材料で構成され、 入射光が前記第1層側から入射角30〜60°で入射す
    るように用いられることを特徴とする多層偏光分離膜。
JP5635192A 1992-02-05 1992-02-05 多層偏光分離膜 Pending JPH05215917A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5635192A JPH05215917A (ja) 1992-02-05 1992-02-05 多層偏光分離膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5635192A JPH05215917A (ja) 1992-02-05 1992-02-05 多層偏光分離膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05215917A true JPH05215917A (ja) 1993-08-27

Family

ID=13024815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5635192A Pending JPH05215917A (ja) 1992-02-05 1992-02-05 多層偏光分離膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05215917A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661602A (en) * 1995-03-16 1997-08-26 Fujitsu Limited Beam splitter
JP2012226208A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Canon Inc 偏光分離素子、及びそれを用いた偏光変換素子及び画像投射装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661602A (en) * 1995-03-16 1997-08-26 Fujitsu Limited Beam splitter
US5745290A (en) * 1995-03-16 1998-04-28 Fujitsu Limited Beam splitter
US5771118A (en) * 1995-03-16 1998-06-23 Fujitsu Limited Beam splitter
US5798865A (en) * 1995-03-16 1998-08-25 Fujitsu Limited Beam splitter
US5822124A (en) * 1995-03-16 1998-10-13 Fujitsu Limited Beam splitter
JP2012226208A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Canon Inc 偏光分離素子、及びそれを用いた偏光変換素子及び画像投射装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4367921A (en) Low polarization beam splitter
US5850309A (en) Mirror for high-intensity ultraviolet light beam
Musset et al. IV multilayer antireflection coatings
US5625491A (en) Broad band polarizing beam splitter
JP3249992B2 (ja) シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜
CA2292808C (en) Thin film polarizing device having metal-dielectric films
JPH05215915A (ja) 多層反射増加膜
JP3799696B2 (ja) エキシマレーザー用ミラー
JP2005165249A (ja) 反射防止膜及びこれを備える光学レンズ並びに光学レンズユニット
CN112526656A (zh) 一种四方位消偏振分光棱镜及其制备方法
JP2009192708A (ja) ビームスプリッター、並びにそれを利用した一眼レフデジタルカメラ及びオートフォーカスビデオカメラ
JPH11211916A (ja) 偏光ビームスプリッター
JPS6177002A (ja) 光反射防止膜
JPH05215917A (ja) 多層偏光分離膜
JPH05264802A (ja) 多層反射防止膜
JPH05215906A (ja) 多層偏光分離膜
JP2009031406A (ja) 非偏光ビームスプリッター及びそれを利用した光学計測機器
JPH058801B2 (ja)
JPH07281024A (ja) 偏光ビームスプリッタ
JP3113371B2 (ja) 多層反射防止膜
JP3113376B2 (ja) 多層反射防止膜
JP3056320B2 (ja) 光学多層薄膜およびビームスプリッター
JP7404673B2 (ja) 反射防止膜及びその製造方法及び光学部品
JPH05232317A (ja) 偏光ビームスプリッター
CN218848372U (zh) 一种激光分束镜消偏振薄膜