JPH0886915A - 偏光感応型装置およびその製造方法 - Google Patents
偏光感応型装置およびその製造方法Info
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- JPH0886915A JPH0886915A JP7230487A JP23048795A JPH0886915A JP H0886915 A JPH0886915 A JP H0886915A JP 7230487 A JP7230487 A JP 7230487A JP 23048795 A JP23048795 A JP 23048795A JP H0886915 A JPH0886915 A JP H0886915A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
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- G—PHYSICS
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- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型且つ効率的で、製造が容易な偏光感応型
装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 感光性材料からなる膜の第１および第２
の側に偏光されたコヒーレント光を照射することによ
り、膜内に干渉パターンを形成する。屈折率が周期的に
変化する領域が、干渉パターンの強度に応じて膜内に設
けられ、それによって、偏光感応型屈折率格子が形成さ
れる。屈折率格子は、偏光および波長依存型ミラー、パ
ターン化された偏光子、ビームスプリッタまたはフィル
タとして用いられ得る。
装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 感光性材料からなる膜の第１および第２
の側に偏光されたコヒーレント光を照射することによ
り、膜内に干渉パターンを形成する。屈折率が周期的に
変化する領域が、干渉パターンの強度に応じて膜内に設
けられ、それによって、偏光感応型屈折率格子が形成さ
れる。屈折率格子は、偏光および波長依存型ミラー、パ
ターン化された偏光子、ビームスプリッタまたはフィル
タとして用いられ得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置に関し、
特に入射光の偏光方法によって特性が異なる偏光感応型
装置およびその製造方法に関する。
特に入射光の偏光方法によって特性が異なる偏光感応型
装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】日本国特許第5,181,401号に、硬化性材
料からなる層間に液晶材料を介在させ、硬化性材料が固
定化する前に硬化性材料と液晶材料とに２つの干渉ビー
ムを照射する、ホログラムの製造方法が記載されてい
る。これにより、液晶材料が切り換え可能となる。
料からなる層間に液晶材料を介在させ、硬化性材料が固
定化する前に硬化性材料と液晶材料とに２つの干渉ビー
ムを照射する、ホログラムの製造方法が記載されてい
る。これにより、液晶材料が切り換え可能となる。
【０００３】米国特許第5,198,912号には、ホログラム
が書き込まれたポリマーマトリクスを含む装置が記載さ
れている。ホログラムを記録した後、マトリクス内のマ
イクロボイドに液晶材料が満たされる。従って、例えば
使用時に電界を印加して液晶材料の配向を変えることに
より、ホログラムの特性が変化し得る。
が書き込まれたポリマーマトリクスを含む装置が記載さ
れている。ホログラムを記録した後、マトリクス内のマ
イクロボイドに液晶材料が満たされる。従って、例えば
使用時に電界を印加して液晶材料の配向を変えることに
より、ホログラムの特性が変化し得る。
【０００４】米国特許第4,983,479号には、光学素子を
製造する技術が記載されている。この技術は、基板上に
光重合性液晶モノマー材料を設け、モノマー材料の様々
な部分を所望の方向に配向するために磁界などの外力を
モノマー材料に付与し、その後光を照射することにより
モノマー材料を硬化させることを含む。
製造する技術が記載されている。この技術は、基板上に
光重合性液晶モノマー材料を設け、モノマー材料の様々
な部分を所望の方向に配向するために磁界などの外力を
モノマー材料に付与し、その後光を照射することにより
モノマー材料を硬化させることを含む。
【０００５】米国特許第5,161,039号には、光重合性材
料のブロックの第１の側に偏光を照射することにより、
偏光に対する屈折率変化のパターンを形成することが記
載されている。屈折率は、光重合性材料の表面に平行な
平面内で空間的に変化する。
料のブロックの第１の側に偏光を照射することにより、
偏光に対する屈折率変化のパターンを形成することが記
載されている。屈折率は、光重合性材料の表面に平行な
平面内で空間的に変化する。
【０００６】米国特許第3,610,729号には、真空蒸着ま
たは同時押し出し延伸配向のいずれかにより形成された
複屈折層の積層体を含む偏光子が記載されている。効果
的な装置を得るためには、各層の厚みが精度よく制御さ
れなければならない。
たは同時押し出し延伸配向のいずれかにより形成された
複屈折層の積層体を含む偏光子が記載されている。効果
的な装置を得るためには、各層の厚みが精度よく制御さ
れなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
米国特許第5,161,039号に記載の方法は、非常に高い光
強度を必要とし且つ得られる屈折率変化が小さいため、
実用的でない。また、米国特許第3,610,729号に記載の
技術を用いて、効率の高い装置を形成するためには、複
数の複屈折層のそれぞれの厚さを精密に制御する必要が
ある。また、この装置を製造するためには、多くの工程
が必要である。
米国特許第5,161,039号に記載の方法は、非常に高い光
強度を必要とし且つ得られる屈折率変化が小さいため、
実用的でない。また、米国特許第3,610,729号に記載の
技術を用いて、効率の高い装置を形成するためには、複
数の複屈折層のそれぞれの厚さを精密に制御する必要が
ある。また、この装置を製造するためには、多くの工程
が必要である。
【０００８】このように、従来は、小型で効率が高く、
製造が容易な偏光感応型装置はなかった。さらに、入射
光の偏光方向および波長に特性が依存するミラー、偏光
子、ビームスプリッタ、フィルターなどの光学装置はな
かった。また、装置の領域毎に偏光依存性や波長依存性
などの特性が異なる装置も知られていない。
製造が容易な偏光感応型装置はなかった。さらに、入射
光の偏光方向および波長に特性が依存するミラー、偏光
子、ビームスプリッタ、フィルターなどの光学装置はな
かった。また、装置の領域毎に偏光依存性や波長依存性
などの特性が異なる装置も知られていない。
【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、小型且つ効率的で、
製造が容易な偏光感応型装置およびその製造方法を提供
することにある。
であり、その目的とするところは、小型且つ効率的で、
製造が容易な偏光感応型装置およびその製造方法を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の偏光感応型装置
は、第１の表面を有する材料を含む偏光感応型装置であ
って、該材料に第１の偏光の屈折率変化の第１の繰り返
しパターンを規定するような書き込みが行われており、
該繰り返しパターンが該第１の表面に実質的に直交する
方向に沿って延びており、そのことによって上記目的が
達成される。
は、第１の表面を有する材料を含む偏光感応型装置であ
って、該材料に第１の偏光の屈折率変化の第１の繰り返
しパターンを規定するような書き込みが行われており、
該繰り返しパターンが該第１の表面に実質的に直交する
方向に沿って延びており、そのことによって上記目的が
達成される。
【００１１】前記材料は液晶材料を含んでもよい。
【００１２】前記材料は、液晶モノマー材料を含み、該
モノマー材料を少なくとも部分的に重合するような書き
込みが該材料に行われていてもよい。
モノマー材料を少なくとも部分的に重合するような書き
込みが該材料に行われていてもよい。
【００１３】前記材料は、液晶モノマー材料を含み、該
材料のポリマー鎖を少なくとも部分的に架橋するような
書き込みが該材料に行われていてもよい。
材料のポリマー鎖を少なくとも部分的に架橋するような
書き込みが該材料に行われていてもよい。
【００１４】前記材料は複屈折材料を含んでもよい。
【００１５】前記複屈折材料は光誘起複屈折を示しても
よい。
よい。
【００１６】前記材料はフォトポリマーであってもよ
い。
い。
【００１７】前記材料は膜であってもよい。
【００１８】前記第１の偏光に直交する第２の偏光に対
する前記材料の屈折率は、前記第１の表面からの変位の
関数であってもよい。
する前記材料の屈折率は、前記第１の表面からの変位の
関数であってもよい。
【００１９】前記第２の偏光に対する前記材料の屈折率
は、第２の周期的に変化する連続関数であってもよい。
は、第２の周期的に変化する連続関数であってもよい。
【００２０】前記材料は液晶材料を含み、前記第２の偏
光に対する該材料の屈折率は第２の周期的に変化する連
続関数であってもよい。
光に対する該材料の屈折率は第２の周期的に変化する連
続関数であってもよい。
【００２１】前記第２の偏光に対する屈折率は、前記第
１の表面からの変位に対して実質的に不変であってもよ
い。
１の表面からの変位に対して実質的に不変であってもよ
い。
【００２２】前記第１の繰り返しパターンが、連続変化
パターンであってもよい。
パターンであってもよい。
【００２３】屈折率変化を有する複数の領域を規定する
ようにパターン化されていてもよい。 前記材料は、基
板上に形成されていてもよい。
ようにパターン化されていてもよい。 前記材料は、基
板上に形成されていてもよい。
【００２４】前記基板は溶融シリカであってもよい。
【００２５】前記第１、第２、またはさらなる偏光に対
する屈折率変化の、少なくとも１つのさらなる繰り返し
パターンを有し、該少なくとも１つのさらなる繰り返し
パターンは前記第１のパターンと実質的に平行であって
もよい。
する屈折率変化の、少なくとも１つのさらなる繰り返し
パターンを有し、該少なくとも１つのさらなる繰り返し
パターンは前記第１のパターンと実質的に平行であって
もよい。
【００２６】前記さらなる偏光の各々は、前記第１のパ
ターンに重畳されていてもよい。
ターンに重畳されていてもよい。
【００２７】前記さらなる偏光の各々は、前記第１のパ
ターンと空間的に分離されていてもよい。
ターンと空間的に分離されていてもよい。
【００２８】前記パターンは光学的書き込み技術を用い
て前記材料に書き込まれていてもよい。
て前記材料に書き込まれていてもよい。
【００２９】前記光学的書き込み技術は紫外光を照射す
る工程を含んでもよい。
る工程を含んでもよい。
【００３０】上記の偏光感応型装置を用いて偏光感応型
ビームスプリッタを構成することができる。
ビームスプリッタを構成することができる。
【００３１】上記の偏光感応型装置を用いて偏光感応型
リフレクタを構成することができる。 本発明の偏光感
応型装置の製造方法は、第１の表面を有する液晶材料に
光学的に書き込みを行うことにより、該第１の表面に実
質的に直交する方向に沿って延びる、第１の偏光に対す
る屈折率変化の第１の繰り返しパターンを規定する工程
と、該液晶材料中に該パターンを固定化する工程と、残
りの液晶材料を固定化する工程とを含み、そのことによ
って上記目的が達成される。
リフレクタを構成することができる。 本発明の偏光感
応型装置の製造方法は、第１の表面を有する液晶材料に
光学的に書き込みを行うことにより、該第１の表面に実
質的に直交する方向に沿って延びる、第１の偏光に対す
る屈折率変化の第１の繰り返しパターンを規定する工程
と、該液晶材料中に該パターンを固定化する工程と、残
りの液晶材料を固定化する工程とを含み、そのことによ
って上記目的が達成される。
【００３２】前記光学的書き込み工程は、前記液晶材料
に、強度が空間的に変化する紫外光を照射することを含
んでもよい。
に、強度が空間的に変化する紫外光を照射することを含
んでもよい。
【００３３】前記照射は、互いに干渉し合って空間的に
変化する強度を発生するように構成された少なくとも２
つの紫外光ビームを用いて行われてもよい。
変化する強度を発生するように構成された少なくとも２
つの紫外光ビームを用いて行われてもよい。
【００３４】前記残りの液晶材料を固定化する工程は、
前記液晶層のうちの、まだ固定化されていない如何なる
部分の配向をも再配向する工程と、実質的に均一な強度
の光を該液晶材料に照射する工程とを含んでもよい。
前記液晶層のうちの、まだ固定化されていない如何なる
部分の配向をも再配向する工程と、実質的に均一な強度
の光を該液晶材料に照射する工程とを含んでもよい。
【００３５】前記液晶材料を再配向する工程は、該液晶
材料を等方相になるまで加熱することを含んでもよい。
材料を等方相になるまで加熱することを含んでもよい。
【００３６】前記液晶材料を再配向する工程は、前記液
晶材料に電界を印加することを含んでもよい。
晶材料に電界を印加することを含んでもよい。
【００３７】前記液晶材料は光重合性液晶モノマー材料
を含んでもよい。
を含んでもよい。
【００３８】前記液晶材料は光架橋可能液晶ポリマー材
料であってもよい。
料であってもよい。
【００３９】本発明の偏光感応型装置の製造方法は、光
誘起複屈折を示す感光性材料の互いに実質的に平行な第
１および第２の表面に第１および第２の偏光されたコヒ
ーレント放射を照射することにより、該第１の光と該第
２の光との間の干渉パターンに応じて、該感光性材料の
屈折率の空間的変化の第１のパターンを規定し、そのこ
とによって上記目的が達成される。
誘起複屈折を示す感光性材料の互いに実質的に平行な第
１および第２の表面に第１および第２の偏光されたコヒ
ーレント放射を照射することにより、該第１の光と該第
２の光との間の干渉パターンに応じて、該感光性材料の
屈折率の空間的変化の第１のパターンを規定し、そのこ
とによって上記目的が達成される。
【００４０】前記感光性材料の選択された領域に、前記
第１および第２の放射を照射することにより前記装置の
パターン化を行ってもよい。
第１および第２の放射を照射することにより前記装置の
パターン化を行ってもよい。
【００４１】前記第１および第２の表面に対する、各々
対応する前記第１および第２の放射の入射角が、前記空
間的変化の第１のパターンが所定の空間的周期で規定さ
れるように選択されてもよい。
対応する前記第１および第２の放射の入射角が、前記空
間的変化の第１のパターンが所定の空間的周期で規定さ
れるように選択されてもよい。
【００４２】前記感光性材料は、後に、屈折率変化のパ
ターンの空間的周期が変化するように変形されてもよ
い。
ターンの空間的周期が変化するように変形されてもよ
い。
【００４３】前記偏光されたコヒーレント放射は光であ
ってもよい。
ってもよい。
【００４４】前記装置の１以上の領域が複数回照射され
ることにより複数のパターンが形成されてもよい。
ることにより複数のパターンが形成されてもよい。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。
明する。
【００４６】本発明の第１の局面によると、第１の表面
を有する材料を含み、該材料に第１の偏光の屈折率変化
の第１の繰り返しパターンを規定するような書き込みが
行われており、該繰り返しパターンが該第１の表面に実
質的に直交する方向に沿って延びる、偏光感応型装置が
提供される。
を有する材料を含み、該材料に第１の偏光の屈折率変化
の第１の繰り返しパターンを規定するような書き込みが
行われており、該繰り返しパターンが該第１の表面に実
質的に直交する方向に沿って延びる、偏光感応型装置が
提供される。
【００４７】従って、装置の表面から装置のバルク内部
までの一連の屈折率変化の繰り返しを規定することが可
能である。さらに、屈折率変化は、偏光依存型である。
までの一連の屈折率変化の繰り返しを規定することが可
能である。さらに、屈折率変化は、偏光依存型である。
【００４８】材料は、第１の偏光に直交する第２の偏光
に対して実質的に不変の屈折率を有し得る複屈折材料を
含み得る。また材料は、第２の偏光の、第２の連続する
屈折率変化を提供し得る。好適には、材料はフォトポリ
マーである。好適には、フォトポリマーは、基板上の膜
として堆積される。基板との界面において、段差のよう
な屈折率変化があってもよい。適切なフォトポリマーの
例としては、ＰＶＭＣとしても知られているポリビニル
４−メトキシケイ皮酸、またはポリシランポリマー、例
えばポリ−（ジ−ｎ−ヘキシルシラン）およびポリ−
（ジ−ｎ−ペンチルシラン）がある。また、材料はＰＥ
−ＤＲ１９のような感光性色素であってもよい。色素
は、ポリエステルポリマーのようなポリマー内に組み込
まれ得る。さらなる材料は、ＰＶＭＣまたは光誘起複屈
折を示す別の材料をドープされた液晶ポリマーを含み得
る。また、液晶ポリマーは、光誘起複屈折を示し得る。
また、材料は、パターンが固定化された液晶材料を含み
得る。
に対して実質的に不変の屈折率を有し得る複屈折材料を
含み得る。また材料は、第２の偏光の、第２の連続する
屈折率変化を提供し得る。好適には、材料はフォトポリ
マーである。好適には、フォトポリマーは、基板上の膜
として堆積される。基板との界面において、段差のよう
な屈折率変化があってもよい。適切なフォトポリマーの
例としては、ＰＶＭＣとしても知られているポリビニル
４−メトキシケイ皮酸、またはポリシランポリマー、例
えばポリ−（ジ−ｎ−ヘキシルシラン）およびポリ−
（ジ−ｎ−ペンチルシラン）がある。また、材料はＰＥ
−ＤＲ１９のような感光性色素であってもよい。色素
は、ポリエステルポリマーのようなポリマー内に組み込
まれ得る。さらなる材料は、ＰＶＭＣまたは光誘起複屈
折を示す別の材料をドープされた液晶ポリマーを含み得
る。また、液晶ポリマーは、光誘起複屈折を示し得る。
また、材料は、パターンが固定化された液晶材料を含み
得る。
【００４９】感光性材料の第１および第２の側は、偏光
された第１および第２のコヒーレント光を照射されて、
第１の材料中に定在波パターンを規定するようになって
いてもよい。定在波パターンによって、偏光に対する感
光性材料の屈折率が繰り返し変化する。書き込み工程中
に感光性材料の複数の領域をマスクして、材料の異なる
領域が、屈折率の異なる空間変化を有するようにしても
よい。これにより、例えば、空間依存型の偏光感応型特
性または分光特性を得るために、装置を空間的にパター
ン化することが可能である。屈折率の変化により、ホロ
グラム要素が形成される。装置の１つの領域には、１よ
り多いホログラムが重畳され得る。従って、例えば装置
の反射率帯域幅または角度許容性を広げるために、装置
の光学特性を改変することが可能である。
された第１および第２のコヒーレント光を照射されて、
第１の材料中に定在波パターンを規定するようになって
いてもよい。定在波パターンによって、偏光に対する感
光性材料の屈折率が繰り返し変化する。書き込み工程中
に感光性材料の複数の領域をマスクして、材料の異なる
領域が、屈折率の異なる空間変化を有するようにしても
よい。これにより、例えば、空間依存型の偏光感応型特
性または分光特性を得るために、装置を空間的にパター
ン化することが可能である。屈折率の変化により、ホロ
グラム要素が形成される。装置の１つの領域には、１よ
り多いホログラムが重畳され得る。従って、例えば装置
の反射率帯域幅または角度許容性を広げるために、装置
の光学特性を改変することが可能である。
【００５０】偏光感応型装置は、直線偏光または円偏光
を用いるように形成され得る。本明細書において、用語
「光」は広義の意味で用いられ、電磁スペクトルの赤外
線、可視光、および紫外線領域に含まれる放射を含む。
を用いるように形成され得る。本明細書において、用語
「光」は広義の意味で用いられ、電磁スペクトルの赤外
線、可視光、および紫外線領域に含まれる放射を含む。
【００５１】装置は、偏光感応型ビームスプリッタ、偏
光感応型リフレクタ、および／または偏光感応型カラー
フィルタ、またはパターン化された偏光子など様々な装
置として用いられ得る。
光感応型リフレクタ、および／または偏光感応型カラー
フィルタ、またはパターン化された偏光子など様々な装
置として用いられ得る。
【００５２】本発明の第２の局面によると、偏光感応型
装置を製造する方法であって、第１の表面を有する液晶
材料に光学的に書き込みを行うことにより、該第１の表
面に実質的に直交する方向に沿って延びる、第１の偏光
に対する屈折率変化の第１の繰り返しパターンを規定す
る工程と、残りの液晶材料を固定化する工程とを含む方
法が提供される。
装置を製造する方法であって、第１の表面を有する液晶
材料に光学的に書き込みを行うことにより、該第１の表
面に実質的に直交する方向に沿って延びる、第１の偏光
に対する屈折率変化の第１の繰り返しパターンを規定す
る工程と、残りの液晶材料を固定化する工程とを含む方
法が提供される。
【００５３】本発明の第３の局面によると、偏光感応型
装置を製造する方法であって、光誘起複屈折を示す感光
性材料の互いに実質的に平行な第１および第２の表面に
第１および第２の偏光されたコヒーレント放射を照射す
ることにより、該第１の光と該第２の光との間の干渉パ
ターンに応じて、該第１の感光性材料の屈折率の空間的
変化の第１のパターンを規定する方法が提供される。
装置を製造する方法であって、光誘起複屈折を示す感光
性材料の互いに実質的に平行な第１および第２の表面に
第１および第２の偏光されたコヒーレント放射を照射す
ることにより、該第１の光と該第２の光との間の干渉パ
ターンに応じて、該第１の感光性材料の屈折率の空間的
変化の第１のパターンを規定する方法が提供される。
【００５４】好適には、レーザのような単一の光源から
第１および第２の照射光が発生する。光源からの光は、
偏光されて、その後ビームスプリッタにより２つの路に
分割され得る。第１および第２の光が各々対応する第１
および第２の表面と形成する角度は、第１および第２の
光の波長よりも長い選択された波長の光が可能な装置を
製造するように選択され得る。感光性材料の物理的サイ
ズは、屈折率変化のパターンが書き込まれて装置の動作
特性が改変された後、例えば伸張または圧縮によって変
更され得る。
第１および第２の照射光が発生する。光源からの光は、
偏光されて、その後ビームスプリッタにより２つの路に
分割され得る。第１および第２の光が各々対応する第１
および第２の表面と形成する角度は、第１および第２の
光の波長よりも長い選択された波長の光が可能な装置を
製造するように選択され得る。感光性材料の物理的サイ
ズは、屈折率変化のパターンが書き込まれて装置の動作
特性が改変された後、例えば伸張または圧縮によって変
更され得る。
【００５５】好適には、円偏光を用いる装置を製造する
とき、および第１および第２の表面に、これらの表面に
対して垂直でない第１および第２の光を照射するとき、
第１および第２の光は楕円偏光される。楕円偏光を使用
することにより、干渉パターンの電界ベクトルの大きさ
は、実質的に一定となる。直線偏光を楕円偏光に変換す
るために、位相板のような複屈折素子が用いられ得る。
調整可能な複屈折率が必要な場合は、ソレイユ／バビネ
補償板が用いられ得る。
とき、および第１および第２の表面に、これらの表面に
対して垂直でない第１および第２の光を照射するとき、
第１および第２の光は楕円偏光される。楕円偏光を使用
することにより、干渉パターンの電界ベクトルの大きさ
は、実質的に一定となる。直線偏光を楕円偏光に変換す
るために、位相板のような複屈折素子が用いられ得る。
調整可能な複屈折率が必要な場合は、ソレイユ／バビネ
補償板が用いられ得る。
【００５６】従って、第１の材料中に、複屈折格子とし
てホログラム干渉パターンを記録することが可能であ
る。第１の材料の屈折率は、入射光の強度と偏光状態と
の両方に応じて改変される。
てホログラム干渉パターンを記録することが可能であ
る。第１の材料の屈折率は、入射光の強度と偏光状態と
の両方に応じて改変される。
【００５７】以下、図面を参照しながら、本発明の実施
の形態を詳しく説明する。
の形態を詳しく説明する。
【００５８】図1に示すように、面偏光されたコヒーレ
ント光の第１および第２のビーム２および４が透明基板
１２上に保持されたフォトポリマー１０からなる膜の第
１および第２の側６および８に各々入射する。光ビーム
２および４は、干渉パターンを形成し、それによってフ
ォトポリマーの特性が変化し、フォトポリマー内に複屈
折領域の繰り返しパターンを形成するように変化する。
ント光の第１および第２のビーム２および４が透明基板
１２上に保持されたフォトポリマー１０からなる膜の第
１および第２の側６および８に各々入射する。光ビーム
２および４は、干渉パターンを形成し、それによってフ
ォトポリマーの特性が変化し、フォトポリマー内に複屈
折領域の繰り返しパターンを形成するように変化する。
【００５９】その後、フォトポリマー１０に、例えば熱
または紫外光を照射して膜内のホログラム固定化し、安
定化させ得る。また、ポリマーまたは紫外光吸収材料の
層をさらにフォトポリマー１０の周りに堆積することに
より、この後フォトポリマーの屈折率変化を引き起こす
波長の紫外線がフォトポリマーに照射されることを阻止
するようにしてもよい。
または紫外光を照射して膜内のホログラム固定化し、安
定化させ得る。また、ポリマーまたは紫外光吸収材料の
層をさらにフォトポリマー１０の周りに堆積することに
より、この後フォトポリマーの屈折率変化を引き起こす
波長の紫外線がフォトポリマーに照射されることを阻止
するようにしてもよい。
【００６０】図１に示す装置は、図２に示すように偏光
選択ミラーとして用いられ得る。フォトポリマー１０の
第１の側６に入射した偏光されていない光１８は、フォ
トポリマー１０のバルク内部に達し、そこにおいてフォ
トポリマー内で形成された複屈折格子と相互作用する。
第１および第２のビーム２および４の偏光方向に直交す
る方向に偏光された光２０は、フォトポリマー１０内の
屈折率格子を感じないため、ミラーを透過する。しか
し、第１および第２のビーム２および４の偏光方向に平
行な方向に偏光された光２２は、フォトポリマー１０の
バルクの屈折率格子を感じるため、ミラーにより反射さ
れる。
選択ミラーとして用いられ得る。フォトポリマー１０の
第１の側６に入射した偏光されていない光１８は、フォ
トポリマー１０のバルク内部に達し、そこにおいてフォ
トポリマー内で形成された複屈折格子と相互作用する。
第１および第２のビーム２および４の偏光方向に直交す
る方向に偏光された光２０は、フォトポリマー１０内の
屈折率格子を感じないため、ミラーを透過する。しか
し、第１および第２のビーム２および４の偏光方向に平
行な方向に偏光された光２２は、フォトポリマー１０の
バルクの屈折率格子を感じるため、ミラーにより反射さ
れる。
【００６１】第１の側６に対して所定の入射角度範囲を
有する光に対して動作する装置が製造され得る。図３
は、第１の方向の偏光されていない光２８を受光し、そ
の偏光されていない光を互いに直交する偏光方向を有し
且つ各々第２および第３の方向に向かう第１および第２
の偏光３０および３２に分割するように構成された装置
２６を示す。
有する光に対して動作する装置が製造され得る。図３
は、第１の方向の偏光されていない光２８を受光し、そ
の偏光されていない光を互いに直交する偏光方向を有し
且つ各々第２および第３の方向に向かう第１および第２
の偏光３０および３２に分割するように構成された装置
２６を示す。
【００６２】図４に示すように、円偏光を主に用いる装
置もまた形成され得る。互いに同一方向の円偏光を有す
るコヒーレントビーム４０および４２が、フォトポリマ
ー１０の第１および第２の側６および８方向に各々向け
られ得る。円偏光は、干渉してフォトポリマー１０内に
干渉パターンを形成する。これにより、フォトポリマー
１０内に複屈折領域の繰り返しパターンが形成される。
上述したように、フォトポリマーを硬化し、複屈折領域
のパターンを固定化するようにしてもよい。右回り円偏
光により記録がなされた図４に示すタイプの装置は、図
５に示すように右回り円偏光を反射するミラーとして用
いられ得る。偏光されていない光ビーム４６が、装置の
第１の側６に入射する。偏光されていない光４６はフォ
トポリマー１０のバルク内部に達し、そこにおいて記録
されているホログラムと相互作用する。ホログラムは、
偏光されていない光を２つの互いに直交する円偏光成分
に分解する。左回り円偏光成分４８は、フォトポリマー
１０内に形成された屈折率格子を感じないため、透過す
る。右回り円偏光成分５０は、フォトポリマー１０内に
形成された屈折率格子を感じるため、回折格子と相互作
用してそれにより反射される。
置もまた形成され得る。互いに同一方向の円偏光を有す
るコヒーレントビーム４０および４２が、フォトポリマ
ー１０の第１および第２の側６および８方向に各々向け
られ得る。円偏光は、干渉してフォトポリマー１０内に
干渉パターンを形成する。これにより、フォトポリマー
１０内に複屈折領域の繰り返しパターンが形成される。
上述したように、フォトポリマーを硬化し、複屈折領域
のパターンを固定化するようにしてもよい。右回り円偏
光により記録がなされた図４に示すタイプの装置は、図
５に示すように右回り円偏光を反射するミラーとして用
いられ得る。偏光されていない光ビーム４６が、装置の
第１の側６に入射する。偏光されていない光４６はフォ
トポリマー１０のバルク内部に達し、そこにおいて記録
されているホログラムと相互作用する。ホログラムは、
偏光されていない光を２つの互いに直交する円偏光成分
に分解する。左回り円偏光成分４８は、フォトポリマー
１０内に形成された屈折率格子を感じないため、透過す
る。右回り円偏光成分５０は、フォトポリマー１０内に
形成された屈折率格子を感じるため、回折格子と相互作
用してそれにより反射される。
【００６３】円偏光を用いて記録されたホログラムは、
構造の波長整合ピッチにおいて、一方の方向の円偏光が
強力に反射され他方の方向の円偏光が透過するという点
で、コレステリック液晶と類似の特性を有する。
構造の波長整合ピッチにおいて、一方の方向の円偏光が
強力に反射され他方の方向の円偏光が透過するという点
で、コレステリック液晶と類似の特性を有する。
【００６４】装置は、直線偏光を用いて記録されたホロ
グラムと円偏光を用いて記録されたホログラムとを含み
得る。さらに、装置の異なる空間領域は、異なる直線偏
光または円偏光を用いて記録されたホログラムを含み得
る。
グラムと円偏光を用いて記録されたホログラムとを含み
得る。さらに、装置の異なる空間領域は、異なる直線偏
光または円偏光を用いて記録されたホログラムを含み得
る。
【００６５】このような屈折率格子の挙動は、波長依存
性が高い。屈折率格子の反射率の帯域幅は、格子の厚み
および屈折率変化の大きさに依存する。１０μｍの厚み
とΔｎ＝０．０５の最大複屈折率を有する膜内に形成さ
れた格子は、典型的には２５ｎｍの帯域幅を有する。そ
の結果、ホログラムは偏光カラーフィルタとして用いら
れ得る。
性が高い。屈折率格子の反射率の帯域幅は、格子の厚み
および屈折率変化の大きさに依存する。１０μｍの厚み
とΔｎ＝０．０５の最大複屈折率を有する膜内に形成さ
れた格子は、典型的には２５ｎｍの帯域幅を有する。そ
の結果、ホログラムは偏光カラーフィルタとして用いら
れ得る。
【００６６】偏光選択ミラーの製造を、添付の図６を参
照して説明する。溶融シリカ基板６２上にＰＶＭＣまた
は光誘起複屈折を示す他の材料からなる膜６０を１０μ
ｍの厚さで堆積する。膜６０は、スピンコーティングま
たは溶液から膜をキャスティングすることにより堆積さ
れ得る。一方の側にフォトポリマーを有する基板６２
を、第１および第２の溶融シリカプリズム６４および６
６間に挟む。露光されていないフォトポリマーの屈折率
はｎ1であり、基板６２そしてプリズム６４および６６
の屈折率はｎ2である。理想的には、ｎ1はｎ2と実質的
に同一である。プリズムと基板および／またはフォトポ
リマーとの間に屈折率整合流体を導入して、プリズムと
基板またはフォトポリマーとの界面における屈折率変化
を減少または実質的に排除するようにしてもよい。
照して説明する。溶融シリカ基板６２上にＰＶＭＣまた
は光誘起複屈折を示す他の材料からなる膜６０を１０μ
ｍの厚さで堆積する。膜６０は、スピンコーティングま
たは溶液から膜をキャスティングすることにより堆積さ
れ得る。一方の側にフォトポリマーを有する基板６２
を、第１および第２の溶融シリカプリズム６４および６
６間に挟む。露光されていないフォトポリマーの屈折率
はｎ1であり、基板６２そしてプリズム６４および６６
の屈折率はｎ2である。理想的には、ｎ1はｎ2と実質的
に同一である。プリズムと基板および／またはフォトポ
リマーとの間に屈折率整合流体を導入して、プリズムと
基板またはフォトポリマーとの界面における屈折率変化
を減少または実質的に排除するようにしてもよい。
【００６７】レーザ光源６８は、コヒーレント光７０の
直線偏光を供給する。光７０は、ビームスプリッタ７２
に向けられ、ビームスプリッタ７２は、光を第１および
第２のビーム７４および７６に分割する。各ビーム７４
および７６は各々ミラー７８および８０により反射され
て、第１および第２のプリズム６４および６６に向か
う。プリズム６４および６６は、記録波長、例えば、レ
ーザ６８により生成された光の波長がミラーに用いられ
るべき波長よりも有意に短い場合に、用いられる。プリ
ズムによって、フォトポリマーに入射するビーム間の、
所定の空間的周期を有する干渉パターンを得るために適
切な角度が達成される。
直線偏光を供給する。光７０は、ビームスプリッタ７２
に向けられ、ビームスプリッタ７２は、光を第１および
第２のビーム７４および７６に分割する。各ビーム７４
および７６は各々ミラー７８および８０により反射され
て、第１および第２のプリズム６４および６６に向か
う。プリズム６４および６６は、記録波長、例えば、レ
ーザ６８により生成された光の波長がミラーに用いられ
るべき波長よりも有意に短い場合に、用いられる。プリ
ズムによって、フォトポリマーに入射するビーム間の、
所定の空間的周期を有する干渉パターンを得るために適
切な角度が達成される。
【００６８】ビーム７４および７６は、フォトポリマー
６０のバルク内部で干渉して干渉縞パターンを形成す
る。ミラーを所定の波長での使用のために調整するに
は、干渉縞は、設計波長に対応する間隔で形成されなけ
ればならない。なお、設計波長は、予備照射されたフォ
トポリマー６０からなる膜の屈折率で換算される。プリ
ズム６４および６６が４５度プリズムであり、フォトポ
リマー６０の屈折率ｎ1がプリズムの屈折率ｎ2とほぼ等
しい場合、与えられた書き込み波長λwriteおよび与え
られた設計波長λreadにおける、ビーム７４および７６
とビームスプリッタとの半角θは以下の式で表される。
６０のバルク内部で干渉して干渉縞パターンを形成す
る。ミラーを所定の波長での使用のために調整するに
は、干渉縞は、設計波長に対応する間隔で形成されなけ
ればならない。なお、設計波長は、予備照射されたフォ
トポリマー６０からなる膜の屈折率で換算される。プリ
ズム６４および６６が４５度プリズムであり、フォトポ
リマー６０の屈折率ｎ1がプリズムの屈折率ｎ2とほぼ等
しい場合、与えられた書き込み波長λwriteおよび与え
られた設計波長λreadにおける、ビーム７４および７６
とビームスプリッタとの半角θは以下の式で表される。
【００６９】θ＝４５°−sin-1｛ｎsin[cos-1（λwrit
e／λread）−４５°]｝ 予備照射されたフォトポリマー６０の屈折率と、溶融シ
リカ基板およびプリズムの屈折率とがｎ＝１．５でほぼ
等しいとすると、青色光、緑色光、および赤色光に各々
対応する設計波長４４０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６２０
ｎｍにおける半角θは以下のようになる。
e／λread）−４５°]｝ 予備照射されたフォトポリマー６０の屈折率と、溶融シ
リカ基板およびプリズムの屈折率とがｎ＝１．５でほぼ
等しいとすると、青色光、緑色光、および赤色光に各々
対応する設計波長４４０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６２０
ｎｍにおける半角θは以下のようになる。
【００７０】 λread θ ４４０ｎｍ ４８．９° ５５０ｎｍ ３１．８° ６２０ｎｍ ２４．７° 上記例の記録光λwriteは、出力波長３２５ｎｍを有す
るＨｅＣｄレーザにより供給される。
るＨｅＣｄレーザにより供給される。
【００７１】フォトポリマー６０を、必要な複屈折率Δ
ｎ＝ｎe−ｎoが達成されるまで照射する。ここで、ｎe
およびｎoは各々、複屈折膜の異常光方向および正常光
方向に沿った屈折率である。複屈折材料は、ｎeがｎoよ
りも大きくなるかまたは小さくなる材料であり得る。適
切な照射時間は、予備照射による較正テストまたはホロ
グラムの反射率のその場モニタ（in-situ monitoring）
のいずれかによって決定される。
ｎ＝ｎe−ｎoが達成されるまで照射する。ここで、ｎe
およびｎoは各々、複屈折膜の異常光方向および正常光
方向に沿った屈折率である。複屈折材料は、ｎeがｎoよ
りも大きくなるかまたは小さくなる材料であり得る。適
切な照射時間は、予備照射による較正テストまたはホロ
グラムの反射率のその場モニタ（in-situ monitoring）
のいずれかによって決定される。
【００７２】回折効率ηは以下の式によって表される。
【００７３】 η＝ｔａｎｈ2｛π・（ｎ／λ）・（Δｎｄ／２）｝ ここで、 λ＝フォトポリマー内の波長、 ｄ＝フォトポリマーの厚み、 ｎ＝フォトポリマーの平均屈折率、 Δｎ＝上記の通りである。
【００７４】ｄ＝１０μｍ、Δｎ＝０．０５およびｎ＝
１．５である膜を用い、設計波長が５５０ｎｍである場
合、一方の偏光状態において９５％の反射率（回折効
率）が達成可能であるが、それに直交する偏光状態では
ホログラムが形成されず、その結果、反射は実質的に起
こらない。
１．５である膜を用い、設計波長が５５０ｎｍである場
合、一方の偏光状態において９５％の反射率（回折効
率）が達成可能であるが、それに直交する偏光状態では
ホログラムが形成されず、その結果、反射は実質的に起
こらない。
【００７５】フォトポリマーからなる膜を反復工程を用
いて照射することにより、フォトポリマーの異なる領域
を異なる時間および／または異なる設計波長および／ま
たは異なる偏光状態で照射すようにしてもよい。１以上
の領域を複数回照射して、各領域内に複数のホログラム
を形成するようにしてもよい。
いて照射することにより、フォトポリマーの異なる領域
を異なる時間および／または異なる設計波長および／ま
たは異なる偏光状態で照射すようにしてもよい。１以上
の領域を複数回照射して、各領域内に複数のホログラム
を形成するようにしてもよい。
【００７６】複数のホログラムが直線偏光を用いる装置
の領域内に書き込まれた場合、第２以降のホログラム用
の書き込みビームは、その偏光状態が第１のホログラム
を書き込むために用いられた光の偏光状態と同一であれ
ば、第１のホログラムにより部分的に反射され得る。こ
のような反射は、第２以降のホログラムの書き込みを強
化し得る。第２のホログラム用の書き込みビームの偏光
方向が第１のホログラムの書き込みに用いられた光の偏
光方向に直交する場合、書き込みビームは第１のホログ
ラムと相互作用しない。
の領域内に書き込まれた場合、第２以降のホログラム用
の書き込みビームは、その偏光状態が第１のホログラム
を書き込むために用いられた光の偏光状態と同一であれ
ば、第１のホログラムにより部分的に反射され得る。こ
のような反射は、第２以降のホログラムの書き込みを強
化し得る。第２のホログラム用の書き込みビームの偏光
方向が第１のホログラムの書き込みに用いられた光の偏
光方向に直交する場合、書き込みビームは第１のホログ
ラムと相互作用しない。
【００７７】このようにして、容易に製造され得る小型
且つ効率的な偏光感応型装置を提供することが可能であ
る。
且つ効率的な偏光感応型装置を提供することが可能であ
る。
【００７８】図７および図８に示す構成において、配向
された液晶ポリマー層８２が、一対のガラス基板８４間
に設けられている。液晶層８２は、適切な従来の技術を
用いて、例えばガラス基板８４にラビング済みのポリイ
ミド配向膜を設けることによって配向される。配向膜
は、液晶材料の分子がガラス基板８４に平行な方向また
はガラス基板８４に直交する方向のいずれかに配向され
るように設けられる。
された液晶ポリマー層８２が、一対のガラス基板８４間
に設けられている。液晶層８２は、適切な従来の技術を
用いて、例えばガラス基板８４にラビング済みのポリイ
ミド配向膜を設けることによって配向される。配向膜
は、液晶材料の分子がガラス基板８４に平行な方向また
はガラス基板８４に直交する方向のいずれかに配向され
るように設けられる。
【００７９】液晶層８２の両側に、互いに干渉し合う１
対の紫外光ビーム８６が照射され、液晶層８２内に干渉
パターンが形成される。干渉パターンは、ガラス基板８
４に実質的に直交する方向に延び、一連の縞を有する。
層８２を照射するために適した構成は図６に示すもので
ある。これにより、上記の方法に用いられる技術と類似
の技術が、パターンの書き込みに用いられることが理解
される。
対の紫外光ビーム８６が照射され、液晶層８２内に干渉
パターンが形成される。干渉パターンは、ガラス基板８
４に実質的に直交する方向に延び、一連の縞を有する。
層８２を照射するために適した構成は図６に示すもので
ある。これにより、上記の方法に用いられる技術と類似
の技術が、パターンの書き込みに用いられることが理解
される。
【００８０】液晶層８２に対する照射により、層８２の
うちの、干渉パターンが明るい縞を形成する領域９０に
おいて架橋可能液晶ポリマー鎖の架橋が生じるが、干渉
パターンがキャンセルされる領域９２においては、架橋
は生じない。液晶層のうち架橋が起こる領域９０は固定
化され、その領域９０のディレクタ８８は、例えば電界
印加によって再配向を引き起こすことはない。
うちの、干渉パターンが明るい縞を形成する領域９０に
おいて架橋可能液晶ポリマー鎖の架橋が生じるが、干渉
パターンがキャンセルされる領域９２においては、架橋
は生じない。液晶層のうち架橋が起こる領域９０は固定
化され、その領域９０のディレクタ８８は、例えば電界
印加によって再配向を引き起こすことはない。
【００８１】液晶層８２における干渉パターンを永久に
固定化するために、領域９０の分子のディレクタ８８と
は異なる方向に配向した状態で、領域９２の分子のディ
レクタ８８を固定化する。これを達成する１つの技術を
図８に示す。透明電極９４がガラス基板８４に隣接して
設けられ、層８２のうちの、固定化されていない領域、
例えば領域９２の分子を再配向するために、電圧Ｖが電
極９４に印加される。領域９２が再配向されると、液晶
層８２は、均一な強度の紫外光によって照射される。こ
のような照射は、固定化されていない領域９２における
液晶ポリマーを完全に架橋する。その結果、照射が終了
すると、液晶層８２は、液晶層８２内にホログラムを形
成する干渉パターンを有する状態で固定化される。
固定化するために、領域９０の分子のディレクタ８８と
は異なる方向に配向した状態で、領域９２の分子のディ
レクタ８８を固定化する。これを達成する１つの技術を
図８に示す。透明電極９４がガラス基板８４に隣接して
設けられ、層８２のうちの、固定化されていない領域、
例えば領域９２の分子を再配向するために、電圧Ｖが電
極９４に印加される。領域９２が再配向されると、液晶
層８２は、均一な強度の紫外光によって照射される。こ
のような照射は、固定化されていない領域９２における
液晶ポリマーを完全に架橋する。その結果、照射が終了
すると、液晶層８２は、液晶層８２内にホログラムを形
成する干渉パターンを有する状態で固定化される。
【００８２】初期の照射工程により、層８２のいくつか
の領域が部分的に架橋し、架橋の度合いは入射光の強度
に依存することが理解される。それに続く再配向および
照射工程により、部分的に架橋した領域は完全に架橋す
る。その結果得られる、材料中で固定化されたパターン
は、連続的パターンまたは不連続性を含むパターンであ
り得る。
の領域が部分的に架橋し、架橋の度合いは入射光の強度
に依存することが理解される。それに続く再配向および
照射工程により、部分的に架橋した領域は完全に架橋す
る。その結果得られる、材料中で固定化されたパターン
は、連続的パターンまたは不連続性を含むパターンであ
り得る。
【００８３】別の方法によると、初期照射工程の後、液
晶層８２を等方相になるまで加熱し、層８２を均一に照
射することにより、固定化されていない領域９２および
他の如何なる部分的に架橋した領域をも完全に架橋す
る。
晶層８２を等方相になるまで加熱し、層８２を均一に照
射することにより、固定化されていない領域９２および
他の如何なる部分的に架橋した領域をも完全に架橋す
る。
【００８４】上記方法は架橋可能液晶ポリマーを用いて
いるが、液晶モノマーも用いられ得、その場合、照射工
程は液晶モノマーを重合する。
いるが、液晶モノマーも用いられ得、その場合、照射工
程は液晶モノマーを重合する。
【００８５】
【発明の効果】以上のように本発明による偏光感応型装
置は、小型且つ効率的であり、製造が容易である。
置は、小型且つ効率的であり、製造が容易である。
【００８６】また、本発明によると、入射光の偏光方向
および波長に特性が依存するミラー、偏光子、ビームス
プリッタ、フィルターなどの光学装置およびその製造方
法が提供される。また、装置の領域毎に偏光依存性や波
長依存性などの特性が異なる装置およびその製造方法を
提供することができる。
および波長に特性が依存するミラー、偏光子、ビームス
プリッタ、フィルターなどの光学装置およびその製造方
法が提供される。また、装置の領域毎に偏光依存性や波
長依存性などの特性が異なる装置およびその製造方法を
提供することができる。
【図1】２つの面偏光されたコヒーレント光ビームをフ
ォトポリマー膜の互いに対向する側に入射するように構
成することにより、ホログラムを記録することを示す模
式図である。
ォトポリマー膜の互いに対向する側に入射するように構
成することにより、ホログラムを記録することを示す模
式図である。
【図２】本発明の一実施態様の偏光選択ミラーを示す模
式図である。
式図である。
【図３】本発明の別の実施態様の広角偏光ビームスプリ
ッタを示す模式図である。
ッタを示す模式図である。
【図４】円偏光を用いたホログラムの記録を示す模式図
である。
である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様の円偏光を用いる
偏光感応型リフレクタを示す模式図である。
偏光感応型リフレクタを示す模式図である。
【図６】ホログラムの干渉パターンを記録するための構
成を示す模式図である。
成を示す模式図である。
【図７】液晶ポリマー内にホログラムを記録する技術の
工程の一部を示す模式図である。
工程の一部を示す模式図である。
【図８】液晶ポリマー内にホログラムを記録する技術の
工程の一部を示す模式図である。
工程の一部を示す模式図である。
６ 第１の側 ８ 第２の側 １０ フォトポリマー １２ 透明基板 １６ 基板 ８２ ポリマー層 ８６ 紫外光ビーム
フロントページの続き (72)発明者 ポール メイ イギリス国 シービー３ ０エヌエス，ケ ンブリッジ，ガートン，ソーントン コー ト 21
Claims (37)
- 【請求項１】 第１の表面を有する材料を含む偏光感応
型装置であって、該材料に第１の偏光の屈折率変化の第
１の繰り返しパターンを規定するような書き込みが行わ
れており、該繰り返しパターンが該第１の表面に実質的
に直交する方向に沿って延びる偏光感応型装置。 - 【請求項２】 前記材料は液晶材料を含む、請求項１に
記載の偏光感応型装置。 - 【請求項３】 前記材料は、液晶モノマー材料を含み、
該モノマー材料を少なくとも部分的に重合するような書
き込みが該材料に行われている請求項２に記載の偏光感
応型装置。 - 【請求項４】 前記材料は、液晶モノマー材料を含み、
該材料のポリマー鎖を少なくとも部分的に架橋するよう
な書き込みが該材料に行われている請求項２に記載の偏
光感応型装置。 - 【請求項５】 前記材料は複屈折材料を含む請求項１に
記載の偏光感応型装置。 - 【請求項６】 前記複屈折材料は光誘起複屈折を示す請
求項５に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項７】 前記材料はフォトポリマーである請求項
６に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項８】 前記材料は膜である請求項１から７のい
ずれかに記載の偏光感応型装置。 - 【請求項９】 前記第１の偏光に直交する第２の偏光に
対する前記材料の屈折率は、前記第１の表面からの変位
の関数である請求項１から８のいずれかに記載の偏光感
応型装置。 - 【請求項１０】 前記第２の偏光に対する前記材料の屈
折率は、第２の周期的に変化する連続関数である請求項
９に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項１１】 前記材料は液晶材料を含み、前記第２
の偏光に対する該材料の屈折率は第２の周期的に変化す
る連続関数である請求項９に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項１２】 前記第２の偏光に対する屈折率は、前
記第１の表面からの変位に対して実質的に不変である請
求項９に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項１３】 前記第１の繰り返しパターンが、連続
変化パターンである、請求項１から１２のいずれかに記
載の偏光感応型装置。 - 【請求項１４】 屈折率変化を有する複数の領域を規定
するようにパターン化された請求項１から１３のいずれ
かに記載の偏光感応型装置。 - 【請求項１５】 前記材料は、基板上に形成されている
請求項１から１４のいずれかに記載の偏光感応型装置。 - 【請求項１６】 前記基板は溶融シリカである請求項１
５に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項１７】 前記第１、第２、またはさらなる偏光
に対する屈折率変化の、少なくとも１つのさらなる繰り
返しパターンを有し、該少なくとも１つのさらなる繰り
返しパターンは前記第１のパターンと実質的に平行であ
る請求項１から１６のいずれかに記載の偏光感応型装
置。 - 【請求項１８】 前記さらなる偏光の各々は、前記第１
のパターンに重畳されている請求項１７に記載の偏光感
応型装置。 - 【請求項１９】 前記さらなる偏光の各々は、前記第１
のパターンと空間的に分離されている請求項１８に記載
の偏光感応型装置。 - 【請求項２０】 前記パターンは光学的書き込み技術を
用いて前記材料に書き込まれている請求項１から１９に
記載の偏光感応型装置。 - 【請求項２１】 前記光学的書き込み技術は紫外光を照
射する工程を含む請求項２０に記載の偏光感応型装置。 - 【請求項２２】 請求項１から２１のいずれかに記載の
偏光感応型装置を含む偏光感応型ビームスプリッタ。 - 【請求項２３】 請求項１から２１のいずれかに記載の
偏光感応型装置を含む偏光感応型リフレクタ。 - 【請求項２４】 偏光感応型装置を製造する方法であっ
て、第１の表面を有する液晶材料に光学的に書き込みを
行うことにより、該第１の表面に実質的に直交する方向
に沿って延びる、第１の偏光に対する屈折率変化の第１
の繰り返しパターンを規定する工程と、該液晶材料中に
該パターンを固定化する工程と、残りの液晶材料を固定
化する工程とを含む、偏光感応型装置の製造方法。 - 【請求項２５】 前記光学的書き込み工程が、前記液晶
材料に、強度が空間的に変化する紫外光を照射すること
を含む、請求項２４に記載の偏光感応型装置の製造方
法。 - 【請求項２６】 前記照射は、互いに干渉し合って空間
的に変化する強度を発生するように構成された少なくと
も２つの紫外光ビームを用いて行われる請求項２５に記
載の偏光感応型装置の製造方法。 - 【請求項２７】 前記残りの液晶材料を固定化する工程
は、前記液晶層のうちの、まだ固定化されていない如何
なる部分の配向をも再配向する工程と、実質的に均一な
強度の光を該液晶材料に照射する工程とを含む、請求項
２４から２６のいずれかに記載の偏光感応型装置の製造
方法。 - 【請求項２８】 前記液晶材料を再配向する工程は、該
液晶材料を等方相になるまで加熱することを含む請求項
２７に記載の偏光感応型装置の製造方法。 - 【請求項２９】 前記液晶材料を再配向する工程は、前
記液晶材料に電界を印加することを含む請求項２７に記
載の偏光感応型装置の製造方法。 - 【請求項３０】 前記液晶材料は光重合性液晶モノマー
材料を含む請求項２４から２９のいずれかに記載の偏光
感応型装置の製造方法。 - 【請求項３１】 前記液晶材料は光架橋可能液晶ポリマ
ー材料である請求項２４から２９のいずれかに記載の偏
光感応型装置の製造方法。 - 【請求項３２】 偏光感応型装置を製造する方法であっ
て、光誘起複屈折を示す感光性材料の互いに実質的に平
行な第１および第２の表面に第１および第２の偏光され
たコヒーレント放射を照射することにより、該第１の光
と該第２の光との間の干渉パターンに応じて、該感光性
材料の屈折率の空間的変化の第１のパターンを規定す
る、偏光感応型装置の製造方法。 - 【請求項３３】 前記感光性材料の選択された領域に、
前記第１および第２の放射を照射することにより前記装
置のパターン化を行う、請求項３２に記載の偏光感応型
装置の製造方法。 - 【請求項３４】 前記第１および第２の表面に対する、
各々対応する前記第１および第２の放射の入射角が、前
記空間的変化の第１のパターンが所定の空間的周期で規
定されるように選択される、請求項３２または３３に記
載の偏光感応型装置の製造方法。 - 【請求項３５】 前記感光性材料は、後に、屈折率変化
のパターンの空間的周期が変化するように変形される請
求項３２から３４のいずれかに記載の偏光感応型装置の
製造方法。 - 【請求項３６】 前記偏光されたコヒーレント放射は光
である請求項３２から３５のいずれかに記載の偏光感応
型装置の製造方法。 - 【請求項３７】 前記装置の１以上の領域が複数回照射
されることにより複数のパターンが形成される請求項２
４から３６のいずれかに記載の偏光感応型装置の製造方
法。
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