JPH08101365A - 屈折率漸変液晶装置とその製造方法 - Google Patents
屈折率漸変液晶装置とその製造方法Info
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- JPH08101365A JPH08101365A JP2419106A JP41910690A JPH08101365A JP H08101365 A JPH08101365 A JP H08101365A JP 2419106 A JP2419106 A JP 2419106A JP 41910690 A JP41910690 A JP 41910690A JP H08101365 A JPH08101365 A JP H08101365A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光線の強度プロフィルを整形すること。
【構成】 2枚の基板(通常ガラス)の間に2つの異な
ったコレステリック液晶物質混合物を両側から挿入し
て、中央部に混合領域を形成することにより、屈折率の
漸変をつくり出し、レーザー光線をその素子に通過させ
ることにより、その強度プロフィルを整形する。
ったコレステリック液晶物質混合物を両側から挿入し
て、中央部に混合領域を形成することにより、屈折率の
漸変をつくり出し、レーザー光線をその素子に通過させ
ることにより、その強度プロフィルを整形する。
Description
【0001】
【従来の技術】本発明は光学装置に関するものであり、
特定して言えば、特定の波長を有る光線の空間強度プロ
フィルを整形するための、屈折率漸変光学効果(gra
dient index optical effec
ts)を与える液晶を使用する光学装置に関する。
特定して言えば、特定の波長を有る光線の空間強度プロ
フィルを整形するための、屈折率漸変光学効果(gra
dient index optical effec
ts)を与える液晶を使用する光学装置に関する。
【0002】
【従来技術】レーザー光線のアポダイゼーションは19
70年代の初めから、ソリッドステート・レーザー・プ
ログラムの目標であった。アポダイゼーションは、ゲイ
ン媒質によって充満因子を増加するための空間的ビーム
プロフィルを整形することてある。これは、ゲイン媒質
からより多くのエネルギーを抽出することを可能にし、
また自己焦点スパイクを起こす線状および非線状の周辺
回折を減少される。光線アポダイザーは、▲高▼性能レ
ーザー系の窮極的性能を広範囲に決定する。
70年代の初めから、ソリッドステート・レーザー・プ
ログラムの目標であった。アポダイゼーションは、ゲイ
ン媒質によって充満因子を増加するための空間的ビーム
プロフィルを整形することてある。これは、ゲイン媒質
からより多くのエネルギーを抽出することを可能にし、
また自己焦点スパイクを起こす線状および非線状の周辺
回折を減少される。光線アポダイザーは、▲高▼性能レ
ーザー系の窮極的性能を広範囲に決定する。
【0003】レーザー光線をアポダイズするいくつかの
技術が報告されている。それは本明細書の末尾に文献1
−11,として示されている。吸収に基づくアポダイゼ
ーションは、吸収媒質(通常ガラスまた薄いフィルム)
の屈折率が変化するので不利である。屈折率の変化は均
一な波面特性の保存をはばみ、フレネル回折を惹起する
ことがある。コレステリック液晶物質の選択反射(分布
ブラッグ反射)によるアポダイゼーションは吸収媒質に
おけるような吸収を引き起さない。最近、S.D.Ja
cobs等は完全なアポダイザーのそれに似た性質を示
す液晶技術に基づく新規なアポダイザーを開発した。文
献12,および米国特許第4,679,911号参照。
このJacobs等のアポダイザーは、小さな、例えば
約8mmの開口(アパーチャー)に対して最良の性能を
有し、ある実施態様では、光学素子の正確な平面の研磨
を要し、それがその製作を困難にする。
技術が報告されている。それは本明細書の末尾に文献1
−11,として示されている。吸収に基づくアポダイゼ
ーションは、吸収媒質(通常ガラスまた薄いフィルム)
の屈折率が変化するので不利である。屈折率の変化は均
一な波面特性の保存をはばみ、フレネル回折を惹起する
ことがある。コレステリック液晶物質の選択反射(分布
ブラッグ反射)によるアポダイゼーションは吸収媒質に
おけるような吸収を引き起さない。最近、S.D.Ja
cobs等は完全なアポダイザーのそれに似た性質を示
す液晶技術に基づく新規なアポダイザーを開発した。文
献12,および米国特許第4,679,911号参照。
このJacobs等のアポダイザーは、小さな、例えば
約8mmの開口(アパーチャー)に対して最良の性能を
有し、ある実施態様では、光学素子の正確な平面の研磨
を要し、それがその製作を困難にする。
【0004】長方形(断面において)の光線のビーム・
アポダイゼーションに使用され、特にスラブ型レーザー
・アンプまたはダイオード・レーザーとともに使用する
に適し、また円形光線のビーム・アポダイゼーションに
適し、特に大きな(例えば10mm以上の)開口を有す
るロッド・レーザー・アンプとともに使用するに適す
る、液晶を使用するレーザー光線アポダイザーを提供す
ることが本発明の特徴である。
アポダイゼーションに使用され、特にスラブ型レーザー
・アンプまたはダイオード・レーザーとともに使用する
に適し、また円形光線のビーム・アポダイゼーションに
適し、特に大きな(例えば10mm以上の)開口を有す
るロッド・レーザー・アンプとともに使用するに適す
る、液晶を使用するレーザー光線アポダイザーを提供す
ることが本発明の特徴である。
【0005】本発明は、コレステロール液晶(CLC)
の性質を利用したレーザー光線の強度プロフィルを整形
するための軟い開口を提供することを使用するに特に適
する。「液晶」という用語は固体状態および液体状態の
結晶を含む。「コレステリック」という用語は、純粋な
コレステリック化合物または鏡像性(キラル)添加物と
混合されたネマチック材料であろうと鏡像性を有する液
晶を意味する。
の性質を利用したレーザー光線の強度プロフィルを整形
するための軟い開口を提供することを使用するに特に適
する。「液晶」という用語は固体状態および液体状態の
結晶を含む。「コレステリック」という用語は、純粋な
コレステリック化合物または鏡像性(キラル)添加物と
混合されたネマチック材料であろうと鏡像性を有する液
晶を意味する。
【0006】通常CLCは第1図に示すような、ら線
(ヘリックス)状の層状組織を有する。通常CLCセル
は2枚のガラス基板の間に形成される。液晶の組織の各
単層のなかで、分子はネマチック状態のよう平行状に整
列する。伸びた液晶分子(複数)の平均配向はディレク
ターと呼ばれる。隣接する層で、各分子に結合する突出
する側鎖基がディレクターをねじる作用を有する。液体
を介する層の回転から線(ヘリックス)構造を引き起こ
す。ディレクターの全360゜の回転は1ピッチ長P0
と定義される。このら線構造は円偏光と波長において選
択反射の重要な光学的性質を生み出す。
(ヘリックス)状の層状組織を有する。通常CLCセル
は2枚のガラス基板の間に形成される。液晶の組織の各
単層のなかで、分子はネマチック状態のよう平行状に整
列する。伸びた液晶分子(複数)の平均配向はディレク
ターと呼ばれる。隣接する層で、各分子に結合する突出
する側鎖基がディレクターをねじる作用を有する。液体
を介する層の回転から線(ヘリックス)構造を引き起こ
す。ディレクターの全360゜の回転は1ピッチ長P0
と定義される。このら線構造は円偏光と波長において選
択反射の重要な光学的性質を生み出す。
【0007】図1に示す右手CLCセルにおいて、その
ら線軸はZ軸方向に配向している。CLCの右手ら線構
造と、そのなかを伝播する左円偏光の間に相互作用は起
らない。しかしながら、波長λの右円偏光が、直角に入
射してZ軸に沿って伝播する場合、反射率Rは
ら線軸はZ軸方向に配向している。CLCの右手ら線構
造と、そのなかを伝播する左円偏光の間に相互作用は起
らない。しかしながら、波長λの右円偏光が、直角に入
射してZ軸に沿って伝播する場合、反射率Rは
【0008】
【数1】
【0009】で表わされ、k,k0はk=k0・λ0/
λ、k0=π/λ0・Δπで、結合系数(coupli
ng coefficient)であり、δはδ=2π
(−1/λ−1/λ0)navで解波長調整助変数(d
etuning parameter)であり、またλ
0はλ0=nav・P0で、選択反射域(バンド)のピ
ーク波長であり;LはCLC液体の厚さである。文献1
4参照。Δn=(ne−n0),nav=(ne+
n0)/2は、それぞれ光学的複折率および平均屈折率
である。λ=λ0であるとき、CLC構造は、入力波長
とよく位相が合い、反射率は R=tanh2(k0L) (2)
λ、k0=π/λ0・Δπで、結合系数(coupli
ng coefficient)であり、δはδ=2π
(−1/λ−1/λ0)navで解波長調整助変数(d
etuning parameter)であり、またλ
0はλ0=nav・P0で、選択反射域(バンド)のピ
ーク波長であり;LはCLC液体の厚さである。文献1
4参照。Δn=(ne−n0),nav=(ne+
n0)/2は、それぞれ光学的複折率および平均屈折率
である。λ=λ0であるとき、CLC構造は、入力波長
とよく位相が合い、反射率は R=tanh2(k0L) (2)
【0010】理想的アポダイザーは次の特性を有すると
報告されている。文献(1)参照。 1. 90%透過率と10%透過率の間の透過関数の傾
斜は少くとも3λL/Dで、該式中λはレーザー波長で
あり、Lは強度変化が最小になるべき伝播距離であり、
Dは光線の直径である。この条件にほぼ見合う透過関数
は、Nのオーダーの超ガウス関数、即ち、 T(r)=exp〔−(r/r0)N〕 (3) であり、式中ラジアル開口r0は T(r1)=10
−3( 2r1はアポダイザーに追随する光学装置の
入口開口の直径)の条件に 基づいて選択される。透
過率はN=2のガウス関数である。
報告されている。文献(1)参照。 1. 90%透過率と10%透過率の間の透過関数の傾
斜は少くとも3λL/Dで、該式中λはレーザー波長で
あり、Lは強度変化が最小になるべき伝播距離であり、
Dは光線の直径である。この条件にほぼ見合う透過関数
は、Nのオーダーの超ガウス関数、即ち、 T(r)=exp〔−(r/r0)N〕 (3) であり、式中ラジアル開口r0は T(r1)=10
−3( 2r1はアポダイザーに追随する光学装置の
入口開口の直径)の条件に 基づいて選択される。透
過率はN=2のガウス関数である。
【0011】2.開口全面にわたる、かつ軟エッジに侵
入する波面の性質は連続第1導関数を有する平滑関数で
ある。 3.最小透過率のピークは少くとも1000:1であ
る。 4.設計された波長とパルス幅における▲高▼度の破損
閾値。 5.環境安定性。
入する波面の性質は連続第1導関数を有する平滑関数で
ある。 3.最小透過率のピークは少くとも1000:1であ
る。 4.設計された波長とパルス幅における▲高▼度の破損
閾値。 5.環境安定性。
【0012】
【発明の構成】ネマチック液晶と鏡像性添加物の混合物
であって、選択反射ピーク波長がこれらの物質の混合比
を変化させることによって波長調整されたCLCを使用
することが、本発明の特徴である。混合に際して、より
多量のネマチック液晶を加える程ピッチ長P0は増加
し、より多量の鏡像性添加物を加える程P0は減少す
る。軟開口を与える屈折率漸変光学効果は、異なったP
0を有する複数のCLCが重なる領域で起り、それによ
ってレーザー光線を整形、即ち、アポダイズすることを
可能にする。
であって、選択反射ピーク波長がこれらの物質の混合比
を変化させることによって波長調整されたCLCを使用
することが、本発明の特徴である。混合に際して、より
多量のネマチック液晶を加える程ピッチ長P0は増加
し、より多量の鏡像性添加物を加える程P0は減少す
る。軟開口を与える屈折率漸変光学効果は、異なったP
0を有する複数のCLCが重なる領域で起り、それによ
ってレーザー光線を整形、即ち、アポダイズすることを
可能にする。
【0013】
【発明の具体的開示】本発明によって提供される装置
は、ネマチック液晶物質と鏡像性の添加物質の混合物を
使用するものであるが、その物質の化学については、前
記のJacobs等の報文および米国特許に記されてい
る。さらに、その物質の化学的事項は製造業者の文献に
記載されており、当業者間にはよく知られている。一例
として、ネマチック液晶E7と鏡像性添加物CB15の
混合物はλ=1064nmで選択反射ピークを示すよう
に波長調整することができる。これらの液晶材料は E
MChemicals社(アメリカ合衆国ニューヨーク
州、Hawthorne)から入手できる。これらの物
質をその等方性の状態で混合して製造されるCLC液体
は、→E7は21.36wt%、CB15は78.64
wt%であり、n0,n=1.4172,ne,n=
1.6014,Δn=0.1842およびnav=1.
5093(アッベの屈折計による22℃、λ=1053
nmでの測定)である。λ=1064nmでは結合係数
は K=0.5439と計算される。このCLC混合物
の、厚さの関数としての反射率は図2に示されている。
理論値と実験値の近い一致は式(3)の有効性を支持す
る。
は、ネマチック液晶物質と鏡像性の添加物質の混合物を
使用するものであるが、その物質の化学については、前
記のJacobs等の報文および米国特許に記されてい
る。さらに、その物質の化学的事項は製造業者の文献に
記載されており、当業者間にはよく知られている。一例
として、ネマチック液晶E7と鏡像性添加物CB15の
混合物はλ=1064nmで選択反射ピークを示すよう
に波長調整することができる。これらの液晶材料は E
MChemicals社(アメリカ合衆国ニューヨーク
州、Hawthorne)から入手できる。これらの物
質をその等方性の状態で混合して製造されるCLC液体
は、→E7は21.36wt%、CB15は78.64
wt%であり、n0,n=1.4172,ne,n=
1.6014,Δn=0.1842およびnav=1.
5093(アッベの屈折計による22℃、λ=1053
nmでの測定)である。λ=1064nmでは結合係数
は K=0.5439と計算される。このCLC混合物
の、厚さの関数としての反射率は図2に示されている。
理論値と実験値の近い一致は式(3)の有効性を支持す
る。
【0014】反射率Rの、KL=4.59におけるλ/
λ0の関数としてのプロットが図3に示されている。λ
/λ0=1.076であるとき、CLCの反射率は0に
なる。図3の波は位相のずれに基づく。以下に記す素子
の製作においては、基板(CLC物質を分離する)を弱
い表面固定で→組立てられる。そのような固定は、回折
効果を起し、なめらかな傾斜をつくり出すことを妨げる
非傾斜化(disinclination)を阻止す
る。非傾斜化については文献19を参照されたい。この
弱い表面への固定は、構造上の不連続性を阻止し、付随
するなめらかな反射率プロフィルからのずれを阻止する
ので、本発明のアポダイザーにとっては非常に重要であ
る。この弱い固定は、それによってCLC分子が基板表
面に対して配向することのできる線ないし溝を避けるた
めに、組立前に組立の前に基板表面を調整する(一例が
以下に説明される)ことによって達成される。弱い固定
を達成する一例としての技術は次の通りである。基板材
料は例えば、非凝集アルミナ粉末(例えばBueler
社のGamma Micropolish II)で磨
き、2−3分間超音波洗浄し、続いて脱イオン水によっ
て充分に洗浄することによって清浄化される。清浄化さ
れた基板は▲ろ▼過したチッ素ガスを吹きつけて乾燥
し、アンチスタット・ガンで静電荷を除去する。基板は
ポリエステルフィルムのスペーサーで隔てられて、フィ
ルムの厚さを決定する。コレステリック液晶は毛管作用
によって充たされる。せん断技術、例えば、室温で基板
を互いに2−3mmずらすことによってGrandje
an整列が得られる。
λ0の関数としてのプロットが図3に示されている。λ
/λ0=1.076であるとき、CLCの反射率は0に
なる。図3の波は位相のずれに基づく。以下に記す素子
の製作においては、基板(CLC物質を分離する)を弱
い表面固定で→組立てられる。そのような固定は、回折
効果を起し、なめらかな傾斜をつくり出すことを妨げる
非傾斜化(disinclination)を阻止す
る。非傾斜化については文献19を参照されたい。この
弱い表面への固定は、構造上の不連続性を阻止し、付随
するなめらかな反射率プロフィルからのずれを阻止する
ので、本発明のアポダイザーにとっては非常に重要であ
る。この弱い固定は、それによってCLC分子が基板表
面に対して配向することのできる線ないし溝を避けるた
めに、組立前に組立の前に基板表面を調整する(一例が
以下に説明される)ことによって達成される。弱い固定
を達成する一例としての技術は次の通りである。基板材
料は例えば、非凝集アルミナ粉末(例えばBueler
社のGamma Micropolish II)で磨
き、2−3分間超音波洗浄し、続いて脱イオン水によっ
て充分に洗浄することによって清浄化される。清浄化さ
れた基板は▲ろ▼過したチッ素ガスを吹きつけて乾燥
し、アンチスタット・ガンで静電荷を除去する。基板は
ポリエステルフィルムのスペーサーで隔てられて、フィ
ルムの厚さを決定する。コレステリック液晶は毛管作用
によって充たされる。せん断技術、例えば、室温で基板
を互いに2−3mmずらすことによってGrandje
an整列が得られる。
【0015】選択反射ピーク波長の空間傾斜は、各混合
物における鏡像性添加物の異なるパーセンテイジ(相対
濃度)の結果としての異なった選択反射バンド(域)を
有する2種のCLC液体、CLC1とCLC2の混合物
を、図4に示すように、反対側から充填することによっ
て達成することができる。液晶の液体的性質が重なりあ
う領域において互いに混合することを可能にする。この
装置は図4に図解されており、漸変CLC(GCLC)
手段または素子として言及される。ネマチック液晶母体
(ホスト)中の鏡像性添加物(ゲスト)の混合比(相対
割合)は領域3中において領域1側から領域2側にかけ
て線状に変化する。CLCのら線(ヘリックス)派数q
0−(q0=2π/P0)は濃度に比例する。文献(1
6)参照。式(1)中の δ/kは
物における鏡像性添加物の異なるパーセンテイジ(相対
濃度)の結果としての異なった選択反射バンド(域)を
有する2種のCLC液体、CLC1とCLC2の混合物
を、図4に示すように、反対側から充填することによっ
て達成することができる。液晶の液体的性質が重なりあ
う領域において互いに混合することを可能にする。この
装置は図4に図解されており、漸変CLC(GCLC)
手段または素子として言及される。ネマチック液晶母体
(ホスト)中の鏡像性添加物(ゲスト)の混合比(相対
割合)は領域3中において領域1側から領域2側にかけ
て線状に変化する。CLCのら線(ヘリックス)派数q
0−(q0=2π/P0)は濃度に比例する。文献(1
6)参照。式(1)中の δ/kは
【数2】
【0016】と書きかえられ、式中 k0=(2π/
λ)nav は液晶媒質中の波数である。簡単のため
に、平均屈折率と複屈折率は問題となっている波長域で
は一定であると仮定する。もし、2種のCLCが、CL
C2が▲高▼い反射率を起す正規化された波長を有し、
CLC1がλ/λ0=1.076を有するように選択さ
れるならば、なめらかなエッジ・プロフィルが、図4の
反射率曲線に示されるように、重なりあう領域でつくり
出される。重なる領域の幅が一定に保たれるとすると、
重なり領域の透過率関数の傾斜は図4の領域2で▲高▼
反射のために使用されるCLC2のλ/λ0を波長調整
することによって変化させられる。領域2におけるλ/
λ0が1.076に近づくにつれて、重なり領域3の傾
斜は減少し、その装置にとって、軟らかい反射率エッジ
・プロフィルとなる。
λ)nav は液晶媒質中の波数である。簡単のため
に、平均屈折率と複屈折率は問題となっている波長域で
は一定であると仮定する。もし、2種のCLCが、CL
C2が▲高▼い反射率を起す正規化された波長を有し、
CLC1がλ/λ0=1.076を有するように選択さ
れるならば、なめらかなエッジ・プロフィルが、図4の
反射率曲線に示されるように、重なりあう領域でつくり
出される。重なる領域の幅が一定に保たれるとすると、
重なり領域の透過率関数の傾斜は図4の領域2で▲高▼
反射のために使用されるCLC2のλ/λ0を波長調整
することによって変化させられる。領域2におけるλ/
λ0が1.076に近づくにつれて、重なり領域3の傾
斜は減少し、その装置にとって、軟らかい反射率エッジ
・プロフィルとなる。
【0017】Δnおよびnavの→整形された傾斜をつ
くり出すための数種の方法がある。 (1)上に論じたような類似したΔnを有する二つの区
別できる異った選択反射域を与える同じ鏡像性添加物を
異なった濃度で含む同じホストネマチック物質を使用す
ること。(2)同じ鏡像性添加物を有する異なったホス
トネマチック(粘度と複屈折率の変化を与える)を使用
すること。(3)異なったホストネマチックと異なった
鏡像性添加物を使用すること。である。基層材料の屈折
率がCLC物質の平均屈折率に実質的に見合っているこ
とが重要であり、そこでは波面の性質の保存が重要であ
る。
くり出すための数種の方法がある。 (1)上に論じたような類似したΔnを有する二つの区
別できる異った選択反射域を与える同じ鏡像性添加物を
異なった濃度で含む同じホストネマチック物質を使用す
ること。(2)同じ鏡像性添加物を有する異なったホス
トネマチック(粘度と複屈折率の変化を与える)を使用
すること。(3)異なったホストネマチックと異なった
鏡像性添加物を使用すること。である。基層材料の屈折
率がCLC物質の平均屈折率に実質的に見合っているこ
とが重要であり、そこでは波面の性質の保存が重要であ
る。
【0018】図5−9を参照すると、一次元アポダイザ
ーがどのように組立てられるかが、次の実施例から、よ
り明らかとなるであろう。3個の清浄化された被覆され
ない殆んど同一の38mm直径のGCLCセルが、該G
CLC材料のnavと見合う屈折率を有するホウケイ酸
ガラス(BK−7)の基板から組立てられた。BK−7
(MIL Code 518−590)はλ=1064
nmで1.509の屈折率を有する。CLC1とCLC
2はλ=1064nmで、1.5093および1.50
99の屈折率を有する。使用できる他の基板材料はK3
(MIL Code 518−590)とPK2(MI
L Code 518−651)透明ガラスである。各
セルは、すき間間隔を、ポリエステル(Mylar(登
録商標)フォイルのスペーサーで13μmに設定され
た。3個のスペーサー(フォイル)が120゜の間隔
で、セルを形成すべく基板の縁近くに置かれた。充填さ
れ、せん断(ずら)された後、セルはセルの周囲をエポ
キシ樹脂で封ずるか、またはガスケットで固定して封着
された。しかしながら、封着は必ずしも必要ではない。
CLC物質は甚だ粘性であるからである。すき間の反対
側の基板表面は平坦平滑である。楔(wedge)が存
在しないことは、白色光の干渉縞から明らかである。そ
れは部屋の照明のもとで見え、基板表面の平面性を示す
ために広くひろげられるべきである。充填はネマチック
E7の等方性遷移温度以上の60℃で、それぞれ異なっ
た量の鏡像性添加物CB15を含む二つの異なった右手
CLC混合物で、セルの両側から毛管作用によって行わ
れる。CLC1とCLC2のビードが、残留している可
能性のある粒子を除去するための最後の▲ろ▼過を行な
うために、0.45μの細孔のフィルターを有する注射
筒で、クラス100の層状流フードを用いて同時に注入
される。泡が入らないように注意しなければならぬ。
ーがどのように組立てられるかが、次の実施例から、よ
り明らかとなるであろう。3個の清浄化された被覆され
ない殆んど同一の38mm直径のGCLCセルが、該G
CLC材料のnavと見合う屈折率を有するホウケイ酸
ガラス(BK−7)の基板から組立てられた。BK−7
(MIL Code 518−590)はλ=1064
nmで1.509の屈折率を有する。CLC1とCLC
2はλ=1064nmで、1.5093および1.50
99の屈折率を有する。使用できる他の基板材料はK3
(MIL Code 518−590)とPK2(MI
L Code 518−651)透明ガラスである。各
セルは、すき間間隔を、ポリエステル(Mylar(登
録商標)フォイルのスペーサーで13μmに設定され
た。3個のスペーサー(フォイル)が120゜の間隔
で、セルを形成すべく基板の縁近くに置かれた。充填さ
れ、せん断(ずら)された後、セルはセルの周囲をエポ
キシ樹脂で封ずるか、またはガスケットで固定して封着
された。しかしながら、封着は必ずしも必要ではない。
CLC物質は甚だ粘性であるからである。すき間の反対
側の基板表面は平坦平滑である。楔(wedge)が存
在しないことは、白色光の干渉縞から明らかである。そ
れは部屋の照明のもとで見え、基板表面の平面性を示す
ために広くひろげられるべきである。充填はネマチック
E7の等方性遷移温度以上の60℃で、それぞれ異なっ
た量の鏡像性添加物CB15を含む二つの異なった右手
CLC混合物で、セルの両側から毛管作用によって行わ
れる。CLC1とCLC2のビードが、残留している可
能性のある粒子を除去するための最後の▲ろ▼過を行な
うために、0.45μの細孔のフィルターを有する注射
筒で、クラス100の層状流フードを用いて同時に注入
される。泡が入らないように注意しなければならぬ。
【0019】図8に示されるように、充分のCLC2
が、CLC1によって占められるより大きなすき間空間
を占めるように注入される。CLC1は26.48wt
%のE7と73.52wt%のCB15からなる。CL
C2は26.48wt%のE7と73.52wt%のC
B15からなる。CLC1は、22℃でλ0=1064
nmで選択反射ピークを示すべく混合することにより波
長調整される。CLC2は、22℃でλ0=820nm
で選択反射ピークを示すべく波長調整される。既知のせ
ん断方法で近Grandjean構造がつくり出され
る。図5は、22℃における可視および近赤外域におけ
る各CLC混合物の光学濃度の形における反射スペクト
ルを示す。これらのスペクトル走査は、分光光度計(P
erkin−Elmer Lamda−9)において、
偏光しない光の放射から得られた。すでに述べたよう
に、弱い固定条件のもとではスペクトルに波形は表れな
い。全体として分子のら線(ヘリックス)数における非
均等性のためである。平坦な頂上部分のわずかな傾き
と、これらの走査の非対称性反射ピークの形は内側の表
面の効果によって惹起されるGrandjean構造の
わずかな傾きから起る。ベースラインからの光学濃度の
変化Δ0,Dの大きさによって示される選択反射の程度
は、約0.29に等しく、それは良好なアラインメント
を示す。(理論的限界値はlog2=0.3に等し
い。)
が、CLC1によって占められるより大きなすき間空間
を占めるように注入される。CLC1は26.48wt
%のE7と73.52wt%のCB15からなる。CL
C2は26.48wt%のE7と73.52wt%のC
B15からなる。CLC1は、22℃でλ0=1064
nmで選択反射ピークを示すべく混合することにより波
長調整される。CLC2は、22℃でλ0=820nm
で選択反射ピークを示すべく波長調整される。既知のせ
ん断方法で近Grandjean構造がつくり出され
る。図5は、22℃における可視および近赤外域におけ
る各CLC混合物の光学濃度の形における反射スペクト
ルを示す。これらのスペクトル走査は、分光光度計(P
erkin−Elmer Lamda−9)において、
偏光しない光の放射から得られた。すでに述べたよう
に、弱い固定条件のもとではスペクトルに波形は表れな
い。全体として分子のら線(ヘリックス)数における非
均等性のためである。平坦な頂上部分のわずかな傾き
と、これらの走査の非対称性反射ピークの形は内側の表
面の効果によって惹起されるGrandjean構造の
わずかな傾きから起る。ベースラインからの光学濃度の
変化Δ0,Dの大きさによって示される選択反射の程度
は、約0.29に等しく、それは良好なアラインメント
を示す。(理論的限界値はlog2=0.3に等し
い。)
【0020】アポダイザーの透過率プロフィルを測定す
るのに使用される設定は図6(a)に示されている。ダ
イオードに励起されるNd:YAGレーザー(Amoc
oMicro Laser 1064nm)の出力は右
へ円形偏光された光に変換され、コリメートされてGC
LCセル(スポットサイズ:約500μm)に焦点合せ
される。セルは変換段階(translation s
tage)のビームで通過して走査される。透過した光
の強度はフォトダイオード検知器(United De
tector Technologies,UDT−1
0)を使用して測定される。図6(b)は、異なったア
ニーリング時間の3個のGCLCセルのT=22℃の透
過率プロフィルを示す。重なり領域の広さは、混合物の
等方性相遷移温度以上の温度(例えば90℃)でアニー
ルされる時間の長さによって調整できる。このことは液
体の粘度を低く保ち、重なり領域でその場における混合
が起ることを可能にする。
るのに使用される設定は図6(a)に示されている。ダ
イオードに励起されるNd:YAGレーザー(Amoc
oMicro Laser 1064nm)の出力は右
へ円形偏光された光に変換され、コリメートされてGC
LCセル(スポットサイズ:約500μm)に焦点合せ
される。セルは変換段階(translation s
tage)のビームで通過して走査される。透過した光
の強度はフォトダイオード検知器(United De
tector Technologies,UDT−1
0)を使用して測定される。図6(b)は、異なったア
ニーリング時間の3個のGCLCセルのT=22℃の透
過率プロフィルを示す。重なり領域の広さは、混合物の
等方性相遷移温度以上の温度(例えば90℃)でアニー
ルされる時間の長さによって調整できる。このことは液
体の粘度を低く保ち、重なり領域でその場における混合
が起ることを可能にする。
【0021】線状の光学勾配をつくり出す液体混合物の
調整の概念は、図7,8に示されるように、一次元ビー
ム・アポダイザーの製作に利用される。この装置は、図
7,8に示されるように、2個のほぼ同一のGCLCセ
ルから構成され、そのセルの製作は上に述べた。図8
に、CLC1とCLC2の分子が異なったピッチのら線
(ヘリックス)として示されている。ピッチの漸変は重
なり領域のら線(ヘリックス)のピッチの変化として示
されている。この構成では、光は、透過が両方のセルで
起る領域(T)でのみ透過する。領域(R)では、光は
選択反射によって阻止される。入射および出射光線のプ
ロフィルは図7に立体的に示されている。一つのそのよ
うなアポダイザーの透過率プロフィルは図9に示されて
いる。装置の開口は一次元的であるのが効果的である。
開口は2個の素子を総対的に機械的にスライドすること
によって調整することができる。基板の外表面は好まし
くは反射防止コーティングが施してある。両セルは並置
することもできる。セル(図8の23,25)の表面の
反射防止コーティングARは、セルが基板の屈折率に見
合った等方性液体のなかにあるなら、はぶくことができ
る。そのような液体は、開口の幅を変えるために、セル
を(図8では垂直方向に)移動させることを可能にす
る。
調整の概念は、図7,8に示されるように、一次元ビー
ム・アポダイザーの製作に利用される。この装置は、図
7,8に示されるように、2個のほぼ同一のGCLCセ
ルから構成され、そのセルの製作は上に述べた。図8
に、CLC1とCLC2の分子が異なったピッチのら線
(ヘリックス)として示されている。ピッチの漸変は重
なり領域のら線(ヘリックス)のピッチの変化として示
されている。この構成では、光は、透過が両方のセルで
起る領域(T)でのみ透過する。領域(R)では、光は
選択反射によって阻止される。入射および出射光線のプ
ロフィルは図7に立体的に示されている。一つのそのよ
うなアポダイザーの透過率プロフィルは図9に示されて
いる。装置の開口は一次元的であるのが効果的である。
開口は2個の素子を総対的に機械的にスライドすること
によって調整することができる。基板の外表面は好まし
くは反射防止コーティングが施してある。両セルは並置
することもできる。セル(図8の23,25)の表面の
反射防止コーティングARは、セルが基板の屈折率に見
合った等方性液体のなかにあるなら、はぶくことができ
る。そのような液体は、開口の幅を変えるために、セル
を(図8では垂直方向に)移動させることを可能にす
る。
【0022】図10−12を参照すると、大きな開口の
円形(二次元)アポダイザーの組立がより明らかとなる
であろう。これまでの設計(文献12およびJacob
s等の特許)による液晶アポダイザーの構成では配置の
制約が開口を8mmより大きくすることを困難にしてい
た。図10に示す、曲率半径pの平凸レンズ20と曲率
半径p′の平凹レンズ22とその間に充填された単一の
均質なCLC液体からなるアポダイザーはその困難をな
くした。二つの基板はわずかに異なった曲率半径の内面
を有する。すき間の厚さは、その周縁においてピッチの
長さの10−20倍であるように調整される。周縁です
き間を設定するためにフォイルのスペーサーが使用され
る。二つの基板の放射状の対称性は、対称性白色光の円
形の干渉縞の観察によって確められる。液体と基板レン
ズ素子の間の屈折率の一致は焦点合せを除くために重要
である。このことは、基板の平均屈折がCLC液体のn
avであるべきことを意味する。文献12参照。
円形(二次元)アポダイザーの組立がより明らかとなる
であろう。これまでの設計(文献12およびJacob
s等の特許)による液晶アポダイザーの構成では配置の
制約が開口を8mmより大きくすることを困難にしてい
た。図10に示す、曲率半径pの平凸レンズ20と曲率
半径p′の平凹レンズ22とその間に充填された単一の
均質なCLC液体からなるアポダイザーはその困難をな
くした。二つの基板はわずかに異なった曲率半径の内面
を有する。すき間の厚さは、その周縁においてピッチの
長さの10−20倍であるように調整される。周縁です
き間を設定するためにフォイルのスペーサーが使用され
る。二つの基板の放射状の対称性は、対称性白色光の円
形の干渉縞の観察によって確められる。液体と基板レン
ズ素子の間の屈折率の一致は焦点合せを除くために重要
である。このことは、基板の平均屈折がCLC液体のn
avであるべきことを意味する。文献12参照。
【0023】基板の間のすき間の厚さは L(r)=r2/2p〔1−p/p′〕 (5) で与えられる。p/p′=0.863およびp/p′=
0.9でp=1033.4mmの時の透過率プロフィル
は図11に2本の実線で示されている。p/p′が増加
すると、すなわち、二つの基板の曲率半径が互いに接近
すると、アポダイザーの開口は増大する。この図では、
破線は透過率プロフィルに対する超ガウス関数を示す。
二つの曲線は超ガウス関数のオーダーがN=3.51で
あることを示す。CLC液体の厚さが式(5)に従って
変化する限り、アポダイザーのオーダーは不変で、図1
1に示した例ではN=3.51に等しい。
0.9でp=1033.4mmの時の透過率プロフィル
は図11に2本の実線で示されている。p/p′が増加
すると、すなわち、二つの基板の曲率半径が互いに接近
すると、アポダイザーの開口は増大する。この図では、
破線は透過率プロフィルに対する超ガウス関数を示す。
二つの曲線は超ガウス関数のオーダーがN=3.51で
あることを示す。CLC液体の厚さが式(5)に従って
変化する限り、アポダイザーのオーダーは不変で、図1
1に示した例ではN=3.51に等しい。
【0024】図10に示した装置の一実施態様を例にと
れば、p=1033.4mmとp′=1197.5mm
の2個の直径50.8mmの基板をつくり、曲面を内壁
としてセルに組立てた。すき間が、1064nmに波長
調整されたE7とCB15の均一混合物で60℃で毛管
作用によって充填された。E7とCB15の重量%割合
は上述のCLC1と同じでよい。図12に、22℃で測
定された装置の透過率(黒丸)と半径の関数としての計
算値(実線)が示されている。両曲線に対する超ガウス
関数は理論的データに対してN=3.51(r0=8.
5mm)、実験データに対してN=3.52(r0=
9.9mm)を与える。CLC中における分子の局部的
ミスアラインメント(整列の失敗)は結合係数を理論値
を低くすることがあり、そのことが上述の予盾を説明す
る。一般に、3.51より大きいオーダーの超ガウス・
アポダイザーは▲高▼出力レーザーの応用において出力
エネルギーを最小にすることが必要である。このこと
は、上に例示した単純な単一液体の着想によっては達成
されない。なぜなら、超ガウス関数のオーダーNは変化
できないからである。しかし、漸変屈折率効果の付加は
3.51より大きいオーダーの構成を可能にする。
れば、p=1033.4mmとp′=1197.5mm
の2個の直径50.8mmの基板をつくり、曲面を内壁
としてセルに組立てた。すき間が、1064nmに波長
調整されたE7とCB15の均一混合物で60℃で毛管
作用によって充填された。E7とCB15の重量%割合
は上述のCLC1と同じでよい。図12に、22℃で測
定された装置の透過率(黒丸)と半径の関数としての計
算値(実線)が示されている。両曲線に対する超ガウス
関数は理論的データに対してN=3.51(r0=8.
5mm)、実験データに対してN=3.52(r0=
9.9mm)を与える。CLC中における分子の局部的
ミスアラインメント(整列の失敗)は結合係数を理論値
を低くすることがあり、そのことが上述の予盾を説明す
る。一般に、3.51より大きいオーダーの超ガウス・
アポダイザーは▲高▼出力レーザーの応用において出力
エネルギーを最小にすることが必要である。このこと
は、上に例示した単純な単一液体の着想によっては達成
されない。なぜなら、超ガウス関数のオーダーNは変化
できないからである。しかし、漸変屈折率効果の付加は
3.51より大きいオーダーの構成を可能にする。
【0025】本発明の屈折率漸変円形(二次元)アポダ
イザーは図13−16からより明らかになるであろう。
それでは、CLC液体の厚さの変化みならず、ピッチの
漸変も利用される。厚さとピッチ勾配の組合せによっ
て、円形アポダイザーは、図10に示すような可変厚さ
の場合よりも、超ガウス関数を含む、より広い範囲のプ
ロフィルを提供する。図13において、異なったピッチ
のら線(ヘリックス)は異なったCLC物質を示し、C
LC1は高い透過率(T)を有し、CLC2は採用され
た波長において高い反射率(R)を有する。二つのCL
C2の液体のような性質は互いに混合してピッチの変化
する重なり領域を形成し、その部分では反射率は、その
領域にわたるヘリックスのピッチの変化によって示され
るように、装置の中心から放射状に外部に向って0から
1まで変化する。良好な円形対称性が、基板をCLC1
が中心の薄いすき間に放射状毛管作用によって引き入れ
られるように、わずかに異った曲率半径の支持基板を使
用することによって達成される。
イザーは図13−16からより明らかになるであろう。
それでは、CLC液体の厚さの変化みならず、ピッチの
漸変も利用される。厚さとピッチ勾配の組合せによっ
て、円形アポダイザーは、図10に示すような可変厚さ
の場合よりも、超ガウス関数を含む、より広い範囲のプ
ロフィルを提供する。図13において、異なったピッチ
のら線(ヘリックス)は異なったCLC物質を示し、C
LC1は高い透過率(T)を有し、CLC2は採用され
た波長において高い反射率(R)を有する。二つのCL
C2の液体のような性質は互いに混合してピッチの変化
する重なり領域を形成し、その部分では反射率は、その
領域にわたるヘリックスのピッチの変化によって示され
るように、装置の中心から放射状に外部に向って0から
1まで変化する。良好な円形対称性が、基板をCLC1
が中心の薄いすき間に放射状毛管作用によって引き入れ
られるように、わずかに異った曲率半径の支持基板を使
用することによって達成される。
【0026】一例として、2個のp=1033.4mm
とp′=1197.5mmの直径50.8mmの基板2
4と26がセルに組立てられた。周辺に120゜の間隔
で設置されたスペーサーがすみ間の厚さを決定した。上
述のように放射状対称性をチェックするために干渉縞を
観察する。ZLI167(21.18wt%)とCB1
5(78.82wt%)の混合物(90℃で等方性で、
910nmに派長調整)とE7(21.36wt%)と
CB15(78.82wt%)の混合物(60℃で等方
性で、1064nmに波長調整)がCLC1およびCL
C2として使用された。これらの材料はアメリカ合衆国
ニュージャージー州のHawthorneのEM Ch
emicals社から入手できる。曲面28,30はセ
ルの内壁として働き、CLC2域の内縁でのすき間の厚
さは▲高▼い反射を与えるに充分である。
とp′=1197.5mmの直径50.8mmの基板2
4と26がセルに組立てられた。周辺に120゜の間隔
で設置されたスペーサーがすみ間の厚さを決定した。上
述のように放射状対称性をチェックするために干渉縞を
観察する。ZLI167(21.18wt%)とCB1
5(78.82wt%)の混合物(90℃で等方性で、
910nmに派長調整)とE7(21.36wt%)と
CB15(78.82wt%)の混合物(60℃で等方
性で、1064nmに波長調整)がCLC1およびCL
C2として使用された。これらの材料はアメリカ合衆国
ニュージャージー州のHawthorneのEM Ch
emicals社から入手できる。曲面28,30はセ
ルの内壁として働き、CLC2域の内縁でのすき間の厚
さは▲高▼い反射を与えるに充分である。
【0027】図13の装置を製作するには、第1CLC
1が90℃で毛管作用により、セルの中心で良好な円形
対称をとるまで充填される。ついでセルは45℃に冷却
され、CLC2が、混合が始まらないようにきわめてゆ
っくり注入される。CLC1は低温における粘度増加の
故に、変形に抵抗しようとする傾向を示す。一但CLC
2が充填されるや、温度を90℃に上げて、両方の混合
物の等方性相でアニールする。このようにして得られた
素子は室温に冷して、良好な整列をするようにせん断
(ずら)される。
1が90℃で毛管作用により、セルの中心で良好な円形
対称をとるまで充填される。ついでセルは45℃に冷却
され、CLC2が、混合が始まらないようにきわめてゆ
っくり注入される。CLC1は低温における粘度増加の
故に、変形に抵抗しようとする傾向を示す。一但CLC
2が充填されるや、温度を90℃に上げて、両方の混合
物の等方性相でアニールする。このようにして得られた
素子は室温に冷して、良好な整列をするようにせん断
(ずら)される。
【0028】図14に、22℃における実験データ(黒
丸)と超ガウス関数(破線)が示されている。このアポ
ダイザーのプロフィルはr0=12.4mmで、N=
8.3のオーダーの超ガウス関数に見合うように見え
る。▲高▼度の透過が必要な中央の平坦部分での理想的
性能からのずれは、910nmを中央とするCLC1の
反射域の端の部分の1064nmにおける残留反射の結
果である。これは、910nmより短い波長に選択反射
ピークを有するCLC1混合物を調製することによって
解決できる。アポダイザープロフィルの端の方の傾き
は、混合物(複数)の等方性相遷移温度より▲高▼い一
定温度で充填された素子がアニールされる時間を変える
ことによって変えることができる。そのような温度では
混合物の粘度は低い。図14に見られるアポダイザープ
ロフィルのわずかな非対称性は封着操作中に誤ってエポ
キシ樹脂にもたらせれた楔によって起された。
丸)と超ガウス関数(破線)が示されている。このアポ
ダイザーのプロフィルはr0=12.4mmで、N=
8.3のオーダーの超ガウス関数に見合うように見え
る。▲高▼度の透過が必要な中央の平坦部分での理想的
性能からのずれは、910nmを中央とするCLC1の
反射域の端の部分の1064nmにおける残留反射の結
果である。これは、910nmより短い波長に選択反射
ピークを有するCLC1混合物を調製することによって
解決できる。アポダイザープロフィルの端の方の傾き
は、混合物(複数)の等方性相遷移温度より▲高▼い一
定温度で充填された素子がアニールされる時間を変える
ことによって変えることができる。そのような温度では
混合物の粘度は低い。図14に見られるアポダイザープ
ロフィルのわずかな非対称性は封着操作中に誤ってエポ
キシ樹脂にもたらせれた楔によって起された。
【0029】環状のプロフィルを得るためには、図16
に示されるように1対の素子27,31とタンデムに配
するか、または並置して重ねることができる。そこに示
されるように、素子27と31においてCLC1とCL
C2の混合物は逆の順序で配置することができる。
に示されるように1対の素子27,31とタンデムに配
するか、または並置して重ねることができる。そこに示
されるように、素子27と31においてCLC1とCL
C2の混合物は逆の順序で配置することができる。
【0030】温度の変化は、液晶装置の特性に対して波
長の変化を惹起する。屈折率漸変円形アポダイザーの製
作に使用される2個のCLCの選択反射ピーク波長の温
度依存性は図15に示されている。20℃と30℃の間
では選択反射ピーク波長はE7とCB15の混合物につ
いては2.8nm/℃、ZLI1167とCB15の混
合物については2nm/℃だけ変化する。CLC混合物
の温度依存性を低減するために使用することのできる新
しい鏡像性ドーパント(添加剤)が記載されている。文
献17参照。
長の変化を惹起する。屈折率漸変円形アポダイザーの製
作に使用される2個のCLCの選択反射ピーク波長の温
度依存性は図15に示されている。20℃と30℃の間
では選択反射ピーク波長はE7とCB15の混合物につ
いては2.8nm/℃、ZLI1167とCB15の混
合物については2nm/℃だけ変化する。CLC混合物
の温度依存性を低減するために使用することのできる新
しい鏡像性ドーパント(添加剤)が記載されている。文
献17参照。
【0031】ポリマー液晶が温度不敏性や耐久性のよう
な有利な性質を有する。使用することのできる液晶ポリ
マーは異なった側鎖基を有するポリシロキサンとポリグ
ルタメートである。文献18参照。
な有利な性質を有する。使用することのできる液晶ポリ
マーは異なった側鎖基を有するポリシロキサンとポリグ
ルタメートである。文献18参照。
【0032】上述のように、液晶の屈折率漸変光学効果
に基づくレーザー光線アポダイザーの設計、製作および
その特徴が語られた。一次元アポダイザーの設計におい
て、2つの素子を互いにずらすことによって開口を変化
させることを示した。CLC液体の厚さの変化が、異な
った曲率半径を有する2個の基板で限定される円形アポ
ダイザーはN=3.51のオーダーの超ガウス関数を有
する。この説においてNを変化する能力と屈折率漸変光
学的効果をつくり出す液晶(複数)の混合特性を利用し
て所望の超ガウスプロフィルを得る能力も記載された。
に基づくレーザー光線アポダイザーの設計、製作および
その特徴が語られた。一次元アポダイザーの設計におい
て、2つの素子を互いにずらすことによって開口を変化
させることを示した。CLC液体の厚さの変化が、異な
った曲率半径を有する2個の基板で限定される円形アポ
ダイザーはN=3.51のオーダーの超ガウス関数を有
する。この説においてNを変化する能力と屈折率漸変光
学的効果をつくり出す液晶(複数)の混合特性を利用し
て所望の超ガウスプロフィルを得る能力も記載された。
【0033】文献
【0034】
【図1】 コレステリック液晶の分子配列を模式的に表
示する図面である。
示する図面である。
【図2】 λ=1064nmにおいて測定された、λ0
=1064nmの選択されたピークを示すべく波長調整
されたE7とCB15の混合物についての、厚さLの関
数としての反射率の曲線である。混合物は結合係数K0
=0.5439を有する。実線曲線は理論的計算の結果
を示し、点は実験結果を示す。
=1064nmの選択されたピークを示すべく波長調整
されたE7とCB15の混合物についての、厚さLの関
数としての反射率の曲線である。混合物は結合係数K0
=0.5439を有する。実線曲線は理論的計算の結果
を示し、点は実験結果を示す。
【図3】 図1に示すのと同じ、CLC混合物の反射率
の、KL=4.59に対する正規化された派長λ/λ0
の関数としての曲線である。
の、KL=4.59に対する正規化された派長λ/λ0
の関数としての曲線である。
【図4】 2種のCLC、CLC1とCLC2を有する
屈折率漸変コレステリック液晶素子(GCLC)と屈折
率漸変コレスステリック液晶素子の反射率のプロフィル
を示す模式図である。CLC1とCLC2が重なり混じ
てピッチの傾斜を増大する領域は、水平ハッチングで示
されるように、図示されている滑めらかに変化する反射
率のプロフィルを与える。
屈折率漸変コレステリック液晶素子(GCLC)と屈折
率漸変コレスステリック液晶素子の反射率のプロフィル
を示す模式図である。CLC1とCLC2が重なり混じ
てピッチの傾斜を増大する領域は、水平ハッチングで示
されるように、図示されている滑めらかに変化する反射
率のプロフィルを与える。
【0035】
【図5】 GCLS素子を製作するのに使用される2種
の異なったコレステリック液晶についての、それぞれの
選択反射バンドを示す曲線である。
の異なったコレステリック液晶についての、それぞれの
選択反射バンドを示す曲線である。
【図6】 (a)部分は本発明によって提供されるアポ
ダイザー手段の透過プロフィルを測定するのに使用され
る装置の模式図である。(b)部分は3種のGCLC素
子の、1、2および4時間、等方性相でアニールした後
の位置の関数としての透過率のプロフィルを示す曲線で
ある。
ダイザー手段の透過プロフィルを測定するのに使用され
る装置の模式図である。(b)部分は3種のGCLC素
子の、1、2および4時間、等方性相でアニールした後
の位置の関数としての透過率のプロフィルを示す曲線で
ある。
【図7】 2個の相補的GCLC素の重ねられた対を有
する一次元ビーム・アポダイザーと、入射光線とアポダ
イザーを出るアポダイズされた光線のプロフィルを示す
模式透視図である。素子の側方相対位置における変化が
開口の調整を可能にする。この図解において、Rは入射
光線の反射を表わし、Tは透過率を表わす。陰影をつけ
た領域は各素子における混合ないし重なりあう領域を示
し、そこでピッチの傾斜および傾斜屈折率が存在する。
する一次元ビーム・アポダイザーと、入射光線とアポダ
イザーを出るアポダイズされた光線のプロフィルを示す
模式透視図である。素子の側方相対位置における変化が
開口の調整を可能にする。この図解において、Rは入射
光線の反射を表わし、Tは透過率を表わす。陰影をつけ
た領域は各素子における混合ないし重なりあう領域を示
し、そこでピッチの傾斜および傾斜屈折率が存在する。
【0036】
【図8】 図7に示すアポダイザーをより詳細に、断面
で示す立面図である。ら線のち密度はCLSのピッチを
模式的に示す。密にねじれている領域は短ピッチに相当
し、ゆるくねじれている領域は長ピッチに相当する。中
間のねじれの領域は液体の重なり合う領域OLRに相当
し、ここでは、ピッチに空間的傾斜が存在する。
で示す立面図である。ら線のち密度はCLSのピッチを
模式的に示す。密にねじれている領域は短ピッチに相当
し、ゆるくねじれている領域は長ピッチに相当する。中
間のねじれの領域は液体の重なり合う領域OLRに相当
し、ここでは、ピッチに空間的傾斜が存在する。
【図9】 図7と8に示される一次元アポダイザーの透
過率プロフィルであり、その2個のGCLCは、それぞ
れ1時間および2時間等方性相でアニールされたもので
ある。
過率プロフィルであり、その2個のGCLCは、それぞ
れ1時間および2時間等方性相でアニールされたもので
ある。
【図10】 平面−凹面/凸面レンズ(複数)(p=1
033.4,p′=1197.5)で構成され、均一液
体(E7とCB15の混合物)で満たされた1064n
mのCLC円形(二次元)ビームアポダイザーの立面の
断面を示す模式図である。この模式図は、組立体の方向
と、それから導かれる半径の大きさの関数としての液体
のすき間Lの関係を示す。
033.4,p′=1197.5)で構成され、均一液
体(E7とCB15の混合物)で満たされた1064n
mのCLC円形(二次元)ビームアポダイザーの立面の
断面を示す模式図である。この模式図は、組立体の方向
と、それから導かれる半径の大きさの関数としての液体
のすき間Lの関係を示す。
【0037】
【図11】 p/p′=0.863およびp/p′=
0.9(2本の実線)を有する図10に示された設計の
2個のCLCビームアポダイザーの、計算された周辺の
透過率のプロフィルを示す曲線である。
0.9(2本の実線)を有する図10に示された設計の
2個のCLCビームアポダイザーの、計算された周辺の
透過率のプロフィルを示す曲線である。
【図12】 図10に示す円形CLCアポダイザーの、
λ=1064nmにおける透過率を示す曲線である。実
線は理想的な場合の計算された透過率のプロフィルであ
り、黒丸は実験結果であり、破線はデータに見合う最良
の超ガウス関数(N=3.51)を示す。
λ=1064nmにおける透過率を示す曲線である。実
線は理想的な場合の計算された透過率のプロフィルであ
り、黒丸は実験結果であり、破線はデータに見合う最良
の超ガウス関数(N=3.51)を示す。
【図13】 CLC1として使用されるCB15とZL
I1167(910nmに同調)とCLC2として使用
されるCB15とE7の混合物(1064nmに同調)
を使用する1064nmの円形GCLCビームアポダイ
ザーの立面断面である。
I1167(910nmに同調)とCLC2として使用
されるCB15とE7の混合物(1064nmに同調)
を使用する1064nmの円形GCLCビームアポダイ
ザーの立面断面である。
【図14】 図13に示すGCLCアポダイザーの、λ
=1064nmにおける透過プロフィルを示す曲線であ
る。
=1064nmにおける透過プロフィルを示す曲線であ
る。
【図15】 ZLI1167+CB15(方形)および
E7+CB15(円形)の温度の関数としての選択反射
ピーク波長の変化を示す曲線である。
E7+CB15(円形)の温度の関数としての選択反射
ピーク波長の変化を示す曲線である。
【図16】 リング形(断面において)のビームを得る
ための図13に示す型の2個の円形素子を使用する環状
ビーム・アポダイザーの模式図である。
ための図13に示す型の2個の円形素子を使用する環状
ビーム・アポダイザーの模式図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年11月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図10】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
Claims (2)
- 【請求項1】 一つの光路に向けられる一つの波長の光
学ビームのプロフィルを整形するため装置であって:該
ビームを途中で通すための、それぞれ相対する第1と第
2の表面と該両表面の間にはさまれた液晶物質からな
り、該液晶物質は一つのピーク波長λ0を有する選択反
射域(バンド)を提供すべく一定のピッチP0の分子
(複数)の構造をしめす、鏡像性を有し、該域のピーク
波長λ0は前記一つ波長と本質的に等しく、またP0と
該物質のλ0における装置の操作温度において測定され
た異常光線と常光線の屈折率の平均の積であり、該第1
と第2の表面は該分子(複数)のために弱い固着の座を
提供するものである液晶手段からなる装置。 - 【請求項2】 レーザービームのプロフィルを整形する
ための装置の製作方法であって、それぞれ別のピッチを
有する第1と第2の液晶混合物を得るために異なった鏡
像性を有する液晶物質の混合すること、該混合物を勾配
(変化する)ピッチを有する領域が生ずるように二つの
基板の間に挿入することからなる方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/452,886 US5061046A (en) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | Gradient index liquid crystal devices and method of fabrication thereof |
US07/452,886 | 1989-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08101365A true JPH08101365A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=23798356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2419106A Pending JPH08101365A (ja) | 1989-12-19 | 1990-12-18 | 屈折率漸変液晶装置とその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5061046A (ja) |
JP (1) | JPH08101365A (ja) |
DE (1) | DE4041098A1 (ja) |
FR (1) | FR2656117B1 (ja) |
GB (1) | GB2240402B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000055677A1 (fr) * | 1999-03-15 | 2000-09-21 | Citizen Watch Co., Ltd. | Dispositif optique |
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-
1989
- 1989-12-19 US US07/452,886 patent/US5061046A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-12-12 GB GB9027006A patent/GB2240402B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-18 JP JP2419106A patent/JPH08101365A/ja active Pending
- 1990-12-19 DE DE4041098A patent/DE4041098A1/de not_active Withdrawn
- 1990-12-19 FR FR9015958A patent/FR2656117B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2240402B (en) | 1994-03-23 |
GB9027006D0 (en) | 1991-01-30 |
FR2656117A1 (fr) | 1991-06-21 |
FR2656117B1 (fr) | 1994-09-23 |
US5061046A (en) | 1991-10-29 |
GB2240402A (en) | 1991-07-31 |
DE4041098A1 (de) | 1991-07-11 |
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