JPH079122Y2 - 波長板 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、波長板に関し、特にその温度特性の改良に
関するものである。

〔従来の技術〕

波長板は結晶の複屈折を利用しており、２つの固有偏光
の位相差Δは次式で表わされる。

Δ＝２π／λ・ｄ・Δｎ …（１） ここで、λは入射光線の波長、ｄは光路差、Δｎは結晶
のfast軸とslow軸との屈折率の差、即ち複屈折である。

従来の波長板を第２図（ａ），（ｂ）に示す。第２図
（ａ）は単板型、第２図（ｂ）ははり合せ型の一例であ
る。図において、（１）は結晶板、（２）は結晶板
（１）のfast軸、（３）は結晶板（１）のslow軸、
（４）は入射光線の入射方向である。第２図（ａ）に示
す波長板は、１枚の結晶板（１）で、その厚さ、即ち光
路差を調整して使用する。第２図（ｂ）に示す波長板は
同一の複屈折を有する２枚の結晶板（１）を、中性軸の
うちのfast軸（２）の方向が互いに90°をなすように、
即ち互いにfast軸（２）とslow軸（３）が平行になるよ
うに配置し、２枚の結晶板の厚さの差と等価な波長板を
得るものである。このはり合せ型の場合の位相差Δは次
式で表わされる。

Δ＝２π／λ・（d₁−d₂）・Δｎ …（２） ここで、d₁，d₂は２枚の結晶板の厚さである。波長板で
特に使用されるものは、1/4波長板及び1/2波長板であ
る。一例として、水晶のはり合せ型による1/4波長板に
ついて以下に述べる。Δｎ＝0.009、λ＝0.6328μでd₁
−d₂＝17.58μとなり、式（２）よりこの波長板の温度
特性はΔｎの温度特性に依存する。この波長板では、測
定によれば、−120ppm/degの温度変化を生じる。また、
1/4波長板は位相差Δが であってもよく、この場合の温度特性は、（−480・Ｎ
−120）ppm/deg（N:整数）となる。また、 の場合の温度係数は、（480・Ｎ−120）ppm/deg（N:整
数）となる。このように、水晶の波長板の温度特性は結
晶板の厚さを調整しても離散的な値をとり、温度変化０
の波長板は得られず、任意の温度特性の波長板も得られ
ない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の波長板は以上のように構成されているので、温度
変化が０の波長板や、任意の温度特性を有する波長板が
得られないという問題点があった。

この考案は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、温度変化が０の波長板や任意の温度特性を有
する波長板を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る波長板は、第１の薄い結晶板、及び第１
の薄い結晶板と異なる複屈折を有し、 第１の薄い結晶板と中性軸を平行させて設置した第２の
薄い結晶板を備え、Δn₁₀，Δn₂₀を第1,第２の薄い結晶
板の使用中心温度における複屈折、α，βを第1,第２の
薄い結晶板の温度係数、λを入射光線の波長、波長板の
温度特性をγ、及びＮを係数、ａを定数とする時、第1,
第２の薄い結晶板の厚さd₁，d₂を、 としたものである。

〔作用〕

この考案における第１の薄い結晶板と第２の薄い結晶板
は異なる温度特性を有する複屈折体であり、２枚の薄い
結晶板の厚さをそれぞれ調整し、結晶長が短く適当な長
さにすることによって、波長分散が少なく、かつ任意の
温度特性を有する波長板が得られる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図について説明する。第１
図はこの考案の一実施例による波長板を示す斜視図であ
る。図において、（１）は第１の薄い結晶板、（５）は
第１の薄い結晶板（１）と異なる複屈折を有する第２の
薄い結晶板である。第１の薄い結晶板（１）と第２の薄
い結晶板（５）とは中性軸（fast軸とslow軸）を平行さ
せて設置している。この場合は、第１の薄い結晶板
（１）のfast軸（２）と第２の薄い結晶板（５）のslow
軸（３）を平行させて、例えばはり合せている。

このように構成された波長板において、位相差Δは次式
で表わされる。

Δ＝２π／λ・（d₁Δn₁−d₂Δn₂） …（３） ここで、d₁は第１の薄い結晶板（１）の厚さ、d₂は第２
の薄い結晶板（５）の厚さ、Δn₁は第１の薄い結晶板
（１）の複屈折、Δn₂は第２の薄い結晶板（５）の複屈
折である。

Δn₁，Δn₂の温度特性を Δn₁＝Δn₁₀（１＋αＴ） …（４） Δn₂＝Δn₂₀（１＋βＴ） …（５） とする。ただし、Δn₁₀，Δn₂₀はそれぞれ第1,第２の薄
い結晶板の使用中心温度における複屈折、α，βはそれ
ぞれ第1,第２の薄い結晶板の温度係数、Ｔ＝ｔ−t₀で、
ｔは使用温度（°Ｋ）、t₀は使用中心温度（°Ｋ）であ
る。

式（３），（４），（５）より、この波長板の位相差Δ
は次式で表わされる。

Δ＝２π／λ・（d₁Δn₁₀−d₂Δn₂₀）＋２π／λ・（d₁
Δn₁₀α−d₂Δn₂₀β）Ｔ …（６） 例えば温度変化０の1/4波長板は、式（６）より ２π／λ・（d₁Δn₁₀−d₂Δn₂₀）＝２・Ｎ・π＋π/2
（N:整数） αd₁Δn₁₀α−βd₂Δn₂₀＝０ となるようにd₁，d₂を調整すればよい。従って、 となる。ここでd₁又はd₂が負になった場合、その薄い結
晶板のfast軸とslow軸を入れかえればよい。また、温度
係数がγである1/4波長板は、式（６）より ２π／λ・（d₁Δn₁₀−d₂Δn₂₀）＝２・Ｎ・π＋π/2
（N:整数） となるようにd₁，d₂を調整すればよい。従って、 となる。このように、温度変化０の波長板、又は任意の
温度特性を有する波長板を第1,第２の薄い結晶板
（１），（５）の厚さd₁，d₂を調整することにより得ら
れる。また、Ｎは整数であるため、最適値が１つのみに
定められるのではなく、制作上や使用上の都合により、
適当な厚さの波長板で任意の温度特性γのものが得られ
る。

以上、1/4波長板について述べたが、1/2波長板など、他
の波長板でも、任意の位相差の薄い結晶板で可能であ
る。

また、上記実施例では第１の薄い結晶板（１）のfast軸
と第２の薄い結晶板（５）のslow軸を平行に設置して波
長板を構成しているが、第1,第２の薄い結晶板（１），
（５）のfast軸同志を平行に設置しても可能である。

以下、実際の実施例について述べる。表１に水晶，Mg
F₂，Al₂O₃の複屈折と温度変化を示す。

実施例１ Al₂O₃の厚さ154.6μｍ、水晶の厚さ153.3μｍで、λ/4
板である温度変化０の1/4き波長板が得られる。

実施例２ 水晶の厚さ85.9μｍ、MgF₂の厚さ151.5μｍで、5/4λ板
である温度変化０の1/4波長板が得られる。

実施例３ Al₂O₃の厚さ464μｍ、MgF₂の厚さ460μｍで、−3/4λ板
である温度変化０の1/4波長板が得られる。

実施例４ MgF₂の厚さ230.5μｍ、Al₂O₃の厚さ172.8μｍで、−7/4
λ板である温度特性−200ppm/degの1/4波長板が得られ
る。

上記実施例においてＮの値は実施例１ではＮ＝０、実施
例２ではＮ＝１、実施例３ではＮ＝−１、実施例４では
Ｎ＝−２である。同様にしてＮが５以下であれば波長分
散が少なく、充分な温度特性が得られる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば波長板を第１の薄い結
晶板、及び第１の薄い結晶板と異なる複屈折を有し、第
１の薄い結晶板と中性軸を平行させて設置した第２の薄
い結晶板とを備え、λを入射光線の波長、Δn₁₀，Δn₂₀
を第1,第２の薄い結晶板の使用中心温度における複屈
折、α，βを第1,第２の薄い結晶板の温度係数、γを波
長板の温度係数、Ｎを−５Ｎ５の整数、ａを−1/2
ａ1/2の定数とするとき、第1,第２の薄い結晶板の
厚さd₁，d₂を としたことにより、波長分散が少なく、かつ任意の温度
特性を有するものが得られる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による波長板を示す斜視
図、第２図（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来の波長板を示
す斜視図である。 （１）……第１の薄い結晶板、（２）……fast軸、
（３）……slow軸、（５）……第２の薄い結晶板。（fa
st軸（２）とslow軸（３）を中性軸という。） なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の薄い結晶板、及び第１の薄い結晶板
   と異なる複屈折を有し、第１の薄い結晶板と中性軸を平
   行させて設置した第２の薄い結晶板とを備え、λを入射
   光線の波長、Δn₁₀，Δn₂₀を第1,第２の薄い結晶板の使
   用中心温度における複屈折、α，βを第1,第２の薄い結
   晶板の温度係数、γを波長板の温度係数、Ｎを−５Ｎ
   ５の整数、ａを−1/2ａ1/2の定数とするとき、第
   1,第２の薄い結晶板の厚さd₁，d₂を とすることを特徴とする波長板。