JPH06174905A - 非偏光ビームスプリッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射光、透過光の分割比を等しくし、光学設
計上の自由度を広げたビームスプリッターを提供するこ
と。 【構成】 １．８８≦ｎ≦１．９、ｋ＝０の物質から成
る入射媒質１９であるプリズムの斜面に、それぞれ特定
の光学定数を有する物質か成る特定の光学的膜厚の層１
〜１７を１７層組み合わせて積層した多層膜を設け、こ
れを１．４５≦ｎ≦１．６０、ｋ＝０の物質から成るプ
リズムの形の基板２０と接合して成るビームスプリッタ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明基板上に多層膜を
形成して成る非偏光ビームスプリッターに関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来、ビームスプリッター
としては、入射光量の一部を反射し、他の一部を透過す
るような金属薄膜又は誘電体多層膜を有する半透鏡など
が用いられている。ビームスプリッターにおいて、斜入
射で多層膜系を通った反射光及び透過光は、入射した時
点では無偏光状態であったとしても、出射する際にはど
ちらか一方の偏光面を持つ光が多くなる。そして、その
光が新たな多層膜系に斜入射すると、その多層膜系を出
射する光量は、入射光の偏りに影響されており、しかも
第二の多層膜系の配置（立体的な傾き）によって出射光
量が全く異なってしまうので、薄膜設計及び光学設計の
両面から見て大変面倒である。そして、これは多層膜系
が多くなる程、煩雑になる。そのため、非偏光の多層膜
系の開発が求められている。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、上記の従来技術の問題点を解
消し、多層膜を非偏光にすることにより、ピームスプリ
ッターのｓ偏光の反射光／透過光（以下、Ｒs ／Ｔs と
略記することがある）、ｐ偏光の反射光／透過光（以
下、Ｒp ／Ｔp と略記することがある）の分割比を等し
くし、光学設計上の自由度を広げたビームスプリッター
を提供することを目的とする。

【０００４】

【発明の概要】本発明による非偏光ビームスプリッター
は、第１層目が屈折率ｎが１．３７≦ｎ≦１．３９、消
衰係数ｋがｋ＝０である物質から成り、光学的膜厚ｎλ
が０．３４５λ₀ ≦ｎλ≦０．３４７λ₀ である層であ
り、第２層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物質
から成り、光学的膜厚が０．１４０λ₀ ≦ｎλ≦０．１
４２λ₀ である層であり、第３層目が１．４５≦ｎ≦
１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．５
１８λ₀ ≦ｎλ≦０．５２２λ₀ である層であり、第４
層目が２．０２≦ｎ≦２．０８、ｋ＝０の物質から成
り、光学的膜厚が０．０５２λ₀ ≦ｎλ≦０．０５５λ
₀ である層であり、第５層目が１．４６≦ｎ≦１．４
８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．５９８λ
₀ ≦ｎλ≦０．６０２λ₀ である層であり、第６層目が
１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物質から成り、光学
的膜厚が０．０９２λ₀ ≦ｎλ≦０．０９４λ₀ である
層であり、第７層目が１．３７≦ｎ≦１．３９、ｋ＝０
の物質から成り、光学的膜厚が０．８５７λ₀ ≦ｎλ≦
０．８６０λ₀ である層であり、第８層目が１．４５≦
ｎ≦１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が
０．４３４λ₀ ≦ｎλ≦０．４３６λ₀ である層であ
り、第９層目が１．３７≦ｎ≦１．３９、ｋ＝０の物質
から成り、光学的膜厚が１．４５４λ₀ ≦ｎλ≦１．４
５６λ₀ である層であり、第１０層目が１．４５≦ｎ≦
１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．３
１５λ₀ ≦ｎλ≦０．３１８λ₀ である層であり、第１
１層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物質から成
り、光学的膜厚が０．０４８λ₀ ≦ｎλ≦０．０５０λ
₀ である層であり、第１２層目が２．０２≦ｎ≦２．０
８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．４６３λ
₀ ≦ｎλ≦０．４６５λ₀ である層であり、第１３層目
が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物質から成り、光
学的膜厚が０．３１１λ₀ ≦ｎλ≦０．３１３λ₀ であ
る層であり、第１４層目が１．４５≦ｎ≦１．４８、ｋ
＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．１２２λ₀ ≦ｎ
λ≦０．１２５λ₀ である層であり、第１５層目が１．
３７≦ｎ≦１．３９、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜
厚が１．６４９λ₀ ≦ｎλ≦１．６５１λ₀ である層で
あり、第１６層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の
物質から成り、光学的膜厚が０．１８８λ₀ ≦ｎλ≦
０．１９０λ₀ である層であり、第１７層目が１．４５
≦ｎ≦１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が
０．１２６λ₀ ≦ｎλ≦０．１２８λ₀ である層であ
り、かつ、入射媒質が１．８８≦ｎ≦１．９、ｋ＝０の
物質から成り、基板が１．４５≦ｎ≦１．６０、ｋ＝０
の物質から成ることを特徴とする。

【０００５】本明細書において、屈折率ｎ及び消衰係数
ｋはいずれも５５０ｎｍ付近で測定した値であり、λ₀
は使用波長を示す。

【０００６】本発明のビームスプリッターは、上記のよ
うに、特定の光学定数（屈折率及び消衰係数）を有する
入射媒質と特定の光学定数を有する基板との間に、特定
の光学定数を有する層を特定の光学的膜厚で１７層積層
して成るものであり、特定の光学定数、光学的膜厚の層
を上記のように組み合わせることによって、無偏光に一
定比率で反射光と透過光とに分割することを可能にした
ものである。各層に用いる特定の光学定数を有する物質
は、当業者が適宜選択することができるので、ここでは
具体的列挙は省く。

【０００７】

【実施例】次に、図示実施例に基づいて本発明を詳述す
るが、本発明はこれによって制限されるものではない。
図１は、本発明の一実施例を示すビームスプリッターの
説明図である。このビームスプリッターは、符号１〜１
７で示した１７層から成る多層膜を入射媒質１９上に積
層し、基板２０と接着剤層１８によって接合したもので
ある。

【０００８】さらに具体的には、入射媒質１９として、
屈折率１．８８８の光学ガラス（ＬａＳＦ０８）を用
い、基板２０として屈折率１．５１８の光学ガラス（Ｂ
Ｋ７）から成る物質を用いた。９０度の頂角を持つプリ
ズム（入射媒質１９）の斜面に、下記の表１に示す物質
からなる層を１７層積層し、もう１個の全く同じ形のプ
リズム（基板２０）をハードロック（電気化学工業製）
などの接着剤層１８（ｎ＝１．５０程度）で接合した立
方体ビームスプリッターを作製した。このビームスプリ
ッターにおいて、矢印ａから入射した光の一部は、矢印
ｂの方向に反射し、残りは第１層〜第１７層を順次透過
し、さらに基板２０を透過し、矢印ｃの方向に出射す
る。

【０００９】

【表１】

【００１０】得られたビームスプリッターの分光特性を
図２に示す。波長４００〜７００ｎｍの間の３００ｎｍ
という広い波長範囲にわたって、ほとんどＲｓ：Ｔｓ＝
Ｒｐ：Ｔｐ＝４０：６０となっており、このビームスプ
リッターが一定の比率で光線束を分割することが分か
る。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、ｓ偏光、ｐ偏光によら
ず、広い波長範囲において反射光、透過光を一定比率で
分割することができるビームスプリッターが得られる。
このビームスプリッターを用いれば、その前段の光学系
によって生じた入射光の偏光の度合いを考慮する必要が
なくなり、どのような光学系に対しても一定の比率で光
を分割するので、光学設計上の自由度が広い、非常に汎
用性の高い非偏光ビームスプリッターが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すビームスプリッターの
説明図である。

【図２】実施例で作製したビームスプリッターの分光特
性図である。

【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 １２ 第１２層 １３ 第１３層 １４ 第１４層 １５ 第１５層 １６ 第１６層 １７ 第１７層 １８ 接着剤層 １９ 入射媒質 ２０ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１層目が屈折率ｎが１．３７≦ｎ≦
   １．３９、消衰係数ｋがｋ＝０である物質から成り、光
   学的膜厚ｎλが０．３４５λ₀ ≦ｎλ≦０．３４７λ₀
   である層であり、第２層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、
   ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．１４０λ₀ ≦
   ｎλ≦０．１４２λ₀ である層であり、第３層目が１．
   ４５≦ｎ≦１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜
   厚が０．５１８λ₀ ≦ｎλ≦０．５２２λ₀ である層で
   あり、第４層目が２．０２≦ｎ≦２．０８、ｋ＝０の物
   質から成り、光学的膜厚が０．０５２λ₀ ≦ｎλ≦０．
   ０５５λ₀ である層であり、第５層目が１．４６≦ｎ≦
   １．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．５
   ９８λ₀ ≦ｎλ≦０．６０２λ₀ である層であり、第６
   層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物質から成
   り、光学的膜厚が０．０９２λ₀ ≦ｎλ≦０．０９４λ
   ₀ である層であり、第７層目が１．３７≦ｎ≦１．３
   ９、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．８５７λ
   ₀ ≦ｎλ≦０．８６０λ₀ である層であり、第８層目が
   １．４５≦ｎ≦１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学
   的膜厚が０．４３４λ₀ ≦ｎλ≦０．４３６λ₀ である
   層であり、第９層目が１．３７≦ｎ≦１．３９、ｋ＝０
   の物質から成り、光学的膜厚が１．４５４λ₀ ≦ｎλ≦
   １．４５６λ₀ である層であり、第１０層目が１．４５
   ≦ｎ≦１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が
   ０．３１５λ₀ ≦ｎλ≦０．３１８λ₀ である層であ
   り、第１１層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物
   質から成り、光学的膜厚が０．０４８λ₀ ≦ｎλ≦０．
   ０５０λ₀ である層であり、第１２層目が２．０２≦ｎ
   ≦２．０８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．
   ４６３λ₀ ≦ｎλ≦０．４６５λ₀ である層であり、第
   １３層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、ｋ＝０の物質から
   成り、光学的膜厚が０．３１１λ₀ ≦ｎλ≦０．３１３
   λ₀ である層であり、第１４層目が１．４５≦ｎ≦１．
   ４８、ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．１２２
   λ₀ ≦ｎλ≦０．１２５λ₀ である層であり、第１５層
   目が１．３７≦ｎ≦１．３９、ｋ＝０の物質から成り、
   光学的膜厚が１．６４９λ₀ ≦ｎλ≦１．６５１λ₀ で
   ある層であり、第１６層目が１．６２≦ｎ≦１．６４、
   ｋ＝０の物質から成り、光学的膜厚が０．１８８λ₀≦
   ｎλ≦０．１９０λ₀ である層であり、第１７層目が
   １．４５≦ｎ≦１．４８、ｋ＝０の物質から成り、光学
   的膜厚が０．１２６λ₀ ≦ｎλ≦０．１２８λ₀である
   層であり、かつ、入射媒質が１．８８≦ｎ≦１．９、ｋ
   ＝０の物質から成り、基板が１．４５≦ｎ≦１．６０、
   ｋ＝０の物質から成ることを特徴とする非偏光ビームス
   プリッター。