JPH0948633A - 偏光光学系用光学ガラス及びこれを用いた 偏光ビームスプリッタ - Google Patents
偏光光学系用光学ガラス及びこれを用いた 偏光ビームスプリッタInfo
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- JPH0948633A JPH0948633A JP7197622A JP19762295A JPH0948633A JP H0948633 A JPH0948633 A JP H0948633A JP 7197622 A JP7197622 A JP 7197622A JP 19762295 A JP19762295 A JP 19762295A JP H0948633 A JPH0948633 A JP H0948633A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 力学的外部応力や熱応力下においても光の偏
光特性を害することなく透過する偏光光学系用光学ガラ
スを提供する。 【構成】 屈折率ｎｄが１．４３〜１．６５、アッベ数
νｄが６２〜９６の範囲の弗化物燐酸系光学ガラスにお
いて、使用する光の波長における光弾性定数Ｃの絶対値
が１．０×１０-8ｃｍ2／Ｎ以下であるガラスを、偏光
光学系に用いる。
光特性を害することなく透過する偏光光学系用光学ガラ
スを提供する。 【構成】 屈折率ｎｄが１．４３〜１．６５、アッベ数
νｄが６２〜９６の範囲の弗化物燐酸系光学ガラスにお
いて、使用する光の波長における光弾性定数Ｃの絶対値
が１．０×１０-8ｃｍ2／Ｎ以下であるガラスを、偏光
光学系に用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏光変調を行う空間光
変調素子や偏光ビームスプリッタなどを用いる偏光光学
系に使用される偏光光学系用光学ガラスに関する。
変調素子や偏光ビームスプリッタなどを用いる偏光光学
系に使用される偏光光学系用光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光情報が有する偏光特性を制御す
る手段が増加し、偏光を利用した光学系、すなわち偏光
光学系の応用分野は加速度的に広がりつつある。たとえ
ば偏光を制御する素子としては偏光を空間的に変調する
偏光変調型の空間光変調素子、あるいはＳ偏光とＰ偏光
を分離する偏光ビームスプリッター等があり、これらを
利用した装置、たとえば投射型表示装置は実用化されて
いる。
る手段が増加し、偏光を利用した光学系、すなわち偏光
光学系の応用分野は加速度的に広がりつつある。たとえ
ば偏光を制御する素子としては偏光を空間的に変調する
偏光変調型の空間光変調素子、あるいはＳ偏光とＰ偏光
を分離する偏光ビームスプリッター等があり、これらを
利用した装置、たとえば投射型表示装置は実用化されて
いる。
【０００３】さて、これらの状況に伴い偏光光学系にお
いて、偏光特性を高精度に制御することが重要となって
おり、その精度をより向上させることが望まれている。
偏光光学系を構成する各種基板やプリズム基体といった
光学部品のうち、偏光特性の保持が要求される箇所に
は、光学的に等方性を有する透光性材料が用いられる。
光学的に異方性を有する材料を用いると、透過した光は
主光線とこれに直交する異常光線との間の位相差（光路
差）が材料を透過する前と比較して変化してしまい、偏
光特性が保持できないからである。つまり、たとえ膜等
の素子が高精度に偏光を制御する性能を持っていても、
その偏光特性を保持すべき基板、あるいは基体でその特
性が害されてしまう場合には、全体として高い特性が得
られないことになる。
いて、偏光特性を高精度に制御することが重要となって
おり、その精度をより向上させることが望まれている。
偏光光学系を構成する各種基板やプリズム基体といった
光学部品のうち、偏光特性の保持が要求される箇所に
は、光学的に等方性を有する透光性材料が用いられる。
光学的に異方性を有する材料を用いると、透過した光は
主光線とこれに直交する異常光線との間の位相差（光路
差）が材料を透過する前と比較して変化してしまい、偏
光特性が保持できないからである。つまり、たとえ膜等
の素子が高精度に偏光を制御する性能を持っていても、
その偏光特性を保持すべき基板、あるいは基体でその特
性が害されてしまう場合には、全体として高い特性が得
られないことになる。
【０００４】一般に、充分にアニールが施されたガラス
は光学的に等方性を有し、さらに耐久性、強度、透過
率、屈折率及び価格等の面からも他の材料に勝るため、
この様な光学ガラスは偏光特性を保持すべき光学部品の
箇所に多く用いられている。特に、硼珪酸ガラス（例え
ばＢＫ７＝ドイツ、ショット社の記号）は、安価で耐久
性に優れ、分散も小さいので、偏光光学系に多用されて
いる。
は光学的に等方性を有し、さらに耐久性、強度、透過
率、屈折率及び価格等の面からも他の材料に勝るため、
この様な光学ガラスは偏光特性を保持すべき光学部品の
箇所に多く用いられている。特に、硼珪酸ガラス（例え
ばＢＫ７＝ドイツ、ショット社の記号）は、安価で耐久
性に優れ、分散も小さいので、偏光光学系に多用されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の一般光学ガラスを偏光光学系の光学部品に用いた
場合でも、力学的外部応力や熱応力下においては、光弾
性効果に起因する光学的異方性が誘起される。その結
果、この光学的異方性により光の偏光特性が変化してし
まい偏光光学系が所望の性能を得ることが難しくなる、
という問題があった。
従来の一般光学ガラスを偏光光学系の光学部品に用いた
場合でも、力学的外部応力や熱応力下においては、光弾
性効果に起因する光学的異方性が誘起される。その結
果、この光学的異方性により光の偏光特性が変化してし
まい偏光光学系が所望の性能を得ることが難しくなる、
という問題があった。
【０００６】これら力学的外部応力や熱応力は、主に以
下の状況下で生じるものと考えられる。力学的外部応力
は、主に、ガラスの加工工程（切断、他の材料との接
合、表面への成膜など）や、ガラスを光学系に組み込む
操作（治具での保持、接着など）の後に生じる。また、
熱応力は、ガラス内部の発熱（光エネルギーの吸収な
ど）あるいは外部の発熱（周辺機器の発熱など）などに
より生じる。さらに、発熱の際に、ガラスと熱膨張率の
異なる材料を接触接合した場合にも応力が生じる。従っ
て、偏光光学系を光学部品で構成する場合、力学的外部
応力や熱応力が作用することは実質的に避けられず、従
来の一般光学ガラスを偏光光学系に用いると、光学的異
方性が誘起されることは避けられなかった。
下の状況下で生じるものと考えられる。力学的外部応力
は、主に、ガラスの加工工程（切断、他の材料との接
合、表面への成膜など）や、ガラスを光学系に組み込む
操作（治具での保持、接着など）の後に生じる。また、
熱応力は、ガラス内部の発熱（光エネルギーの吸収な
ど）あるいは外部の発熱（周辺機器の発熱など）などに
より生じる。さらに、発熱の際に、ガラスと熱膨張率の
異なる材料を接触接合した場合にも応力が生じる。従っ
て、偏光光学系を光学部品で構成する場合、力学的外部
応力や熱応力が作用することは実質的に避けられず、従
来の一般光学ガラスを偏光光学系に用いると、光学的異
方性が誘起されることは避けられなかった。
【０００７】本発明の目的は、力学的外部応力や熱応力
下においても光の偏光特性を害することなく透過する偏
光光学系用光学ガラスを見出すことにある。
下においても光の偏光特性を害することなく透過する偏
光光学系用光学ガラスを見出すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】一般に、ガラスのような
等質等方な透光性材料（以下、透明体）に力を加えて応
力を生じさせると、この透明体に光学的な異方性が生
じ、ある種の結晶体と同様に複屈折性を持つようにな
る。これは光弾性効果と呼ばれている。応力が生じたと
きの透明体の屈折率はいわゆる屈折率楕円体で表すこと
ができ、この時、屈折率楕円体の主屈折率軸は主応力軸
に一致する。一般に主屈折率をｎ1、ｎ2、ｎ3、主応力
をσ1、σ2、σ3（それぞれ添字が共通なものは同一方
向にある）とすると、これらの間には次のような関係が
成立する。
等質等方な透光性材料（以下、透明体）に力を加えて応
力を生じさせると、この透明体に光学的な異方性が生
じ、ある種の結晶体と同様に複屈折性を持つようにな
る。これは光弾性効果と呼ばれている。応力が生じたと
きの透明体の屈折率はいわゆる屈折率楕円体で表すこと
ができ、この時、屈折率楕円体の主屈折率軸は主応力軸
に一致する。一般に主屈折率をｎ1、ｎ2、ｎ3、主応力
をσ1、σ2、σ3（それぞれ添字が共通なものは同一方
向にある）とすると、これらの間には次のような関係が
成立する。
【０００９】
【数１】
【００１０】この様な透明体に光を入射する場合、その
方向がσ3と同一方向となるように座標を取れば、入射
光はそれぞれσ1、σ2方向の、すなわち互いに振動面が
直交する２つの直線偏光に分かれる。透明体から光が出
射する時には、各主応力方向の屈折率差（ｎ1，ｎ2）が
生じるため、これらの２つの直線偏光間には次式で表せ
るような光路差（位相差）Δφが生じる。
方向がσ3と同一方向となるように座標を取れば、入射
光はそれぞれσ1、σ2方向の、すなわち互いに振動面が
直交する２つの直線偏光に分かれる。透明体から光が出
射する時には、各主応力方向の屈折率差（ｎ1，ｎ2）が
生じるため、これらの２つの直線偏光間には次式で表せ
るような光路差（位相差）Δφが生じる。
【００１１】
【数２】
【００１２】従来、偏光光学系に用いられていた光学ガ
ラスの光弾性定数Ｃの値は大きく、例えば、前記のＢＫ
７では２．７８［１０-8ｃｍ2／Ｎ］（波長λ＝６３３
ｎｍ）という値が得られている。この為、熱応力や力学
的外部応力により誘起される光学的異方性、及びこれに
基づく光路差Δφが無視できない値となっている。本発
明者らは、先に光弾性定数Ｃが実質的に零のガラスであ
れば熱応力や力学的外部応力下においても光学的異方性
がほとんど生じないことに着目し、一定量の鉛イオンを
含有する組成系において、光弾性定数Ｃが実質的に零に
なる偏光光学系用光学ガラスを見出した。さらに、先の
組成系にフッ素を含有させることにより、光弾性定数を
実質的に零に保ったまま可視短波長域の透過率を向上し
た偏光光学系用光学ガラスを見出した。しかし、これら
の発明によるガラスだけでは可視域全体、あるいは紫外
域を利用する高精度な偏光光学系の場合、透過率が未だ
十分でない用途もあり、さらに優れた透光性材料が要求
された。
ラスの光弾性定数Ｃの値は大きく、例えば、前記のＢＫ
７では２．７８［１０-8ｃｍ2／Ｎ］（波長λ＝６３３
ｎｍ）という値が得られている。この為、熱応力や力学
的外部応力により誘起される光学的異方性、及びこれに
基づく光路差Δφが無視できない値となっている。本発
明者らは、先に光弾性定数Ｃが実質的に零のガラスであ
れば熱応力や力学的外部応力下においても光学的異方性
がほとんど生じないことに着目し、一定量の鉛イオンを
含有する組成系において、光弾性定数Ｃが実質的に零に
なる偏光光学系用光学ガラスを見出した。さらに、先の
組成系にフッ素を含有させることにより、光弾性定数を
実質的に零に保ったまま可視短波長域の透過率を向上し
た偏光光学系用光学ガラスを見出した。しかし、これら
の発明によるガラスだけでは可視域全体、あるいは紫外
域を利用する高精度な偏光光学系の場合、透過率が未だ
十分でない用途もあり、さらに優れた透光性材料が要求
された。
【００１３】そこで、本発明者らは、鋭意研究した結
果、弗化物燐酸系光学ガラスの光弾性定数が従来の偏光
光学系に用いられた一般光学ガラスに比してはるかに小
さいこと、及びさまざまな用途に対して透過率が要求を
満たしていることを見出した。また、先の発明による一
定量の鉛イオンを含有する偏光光学系用光学ガラスは使
用する光の波長により光弾性定数の値が大きく異なる特
徴を持っていた。
果、弗化物燐酸系光学ガラスの光弾性定数が従来の偏光
光学系に用いられた一般光学ガラスに比してはるかに小
さいこと、及びさまざまな用途に対して透過率が要求を
満たしていることを見出した。また、先の発明による一
定量の鉛イオンを含有する偏光光学系用光学ガラスは使
用する光の波長により光弾性定数の値が大きく異なる特
徴を持っていた。
【００１４】この様な光弾性定数の分散が大きなガラス
は、特定の光の波長において光弾性定数を実質的に零に
制御した組成であっても、広い光の波長域で用いた場
合、波長により光弾性定数が変化し、力学的外部応力あ
るいは熱応力による光学的異方性の影響が問題となる場
合があった。これに対して、本発明者らは弗化物燐酸系
光学ガラスの光弾性定数の分散が小さいことを見出し
た。そこで、広い光の波長域のどの波長においても同様
に光弾性定数が小さく、力学的外部応力あるいは熱応力
による光学的異方性の影響が同様に小さい弗化物燐酸塩
系の偏光光学系用光学ガラスを提供する。
は、特定の光の波長において光弾性定数を実質的に零に
制御した組成であっても、広い光の波長域で用いた場
合、波長により光弾性定数が変化し、力学的外部応力あ
るいは熱応力による光学的異方性の影響が問題となる場
合があった。これに対して、本発明者らは弗化物燐酸系
光学ガラスの光弾性定数の分散が小さいことを見出し
た。そこで、広い光の波長域のどの波長においても同様
に光弾性定数が小さく、力学的外部応力あるいは熱応力
による光学的異方性の影響が同様に小さい弗化物燐酸塩
系の偏光光学系用光学ガラスを提供する。
【００１５】その結果、本発明は「屈折率ｎｄが１．４
３〜１．６５、アッベ数νｄが６２〜９６の範囲の弗化
物燐酸系光学ガラスにおいて、使用する光の波長におけ
る光弾性定数Ｃの絶対値が１．０×１０-8ｃｍ2／Ｎ以
下であることを特徴とする偏光光学系用光学ガラス」を
提供する。光弾性定数Ｃのばらつきは、簡単な偏光光学
系を構成し、評価して求めた。この値が１．０×１０-8
ｃｍ2／Ｎ以下であれば偏光光学系用光学ガラスとして
実用上、問題ない。特に偏光光学系用光学ガラスが使用
される光の波長がおよそ４００〜７００ｎｍの可視域全
体においては、光弾性定数Ｃのばらつき（光弾性定数Ｃ
の値の分散）は０．３×１０-8ｃｍ2／Ｎ以内が好まし
い。
３〜１．６５、アッベ数νｄが６２〜９６の範囲の弗化
物燐酸系光学ガラスにおいて、使用する光の波長におけ
る光弾性定数Ｃの絶対値が１．０×１０-8ｃｍ2／Ｎ以
下であることを特徴とする偏光光学系用光学ガラス」を
提供する。光弾性定数Ｃのばらつきは、簡単な偏光光学
系を構成し、評価して求めた。この値が１．０×１０-8
ｃｍ2／Ｎ以下であれば偏光光学系用光学ガラスとして
実用上、問題ない。特に偏光光学系用光学ガラスが使用
される光の波長がおよそ４００〜７００ｎｍの可視域全
体においては、光弾性定数Ｃのばらつき（光弾性定数Ｃ
の値の分散）は０．３×１０-8ｃｍ2／Ｎ以内が好まし
い。
【００１６】
【作用】一般の酸化物系光学ガラスにおいて、光弾性定
数Ｃは高い値を示す。この原因は、主に含有される原子
同士の結合性に依存すると考えられる。たとえば酸化物
系ガラス中のＳｉ−Ｏのように比較的共有性の高い結合
は強く局在し、広がりに方向性を持った電子を有するた
め、電子構造が応力から受ける影響が大きく、光弾性定
数Ｃも大きくなる。一方、イオン性の高い結合では電子
の局在度は低く、電子構造が柔軟であり、応力により生
じる電子構造の歪みは小さい。また、対称性も高いため
に光弾性定数Ｃは低い値となる。
数Ｃは高い値を示す。この原因は、主に含有される原子
同士の結合性に依存すると考えられる。たとえば酸化物
系ガラス中のＳｉ−Ｏのように比較的共有性の高い結合
は強く局在し、広がりに方向性を持った電子を有するた
め、電子構造が応力から受ける影響が大きく、光弾性定
数Ｃも大きくなる。一方、イオン性の高い結合では電子
の局在度は低く、電子構造が柔軟であり、応力により生
じる電子構造の歪みは小さい。また、対称性も高いため
に光弾性定数Ｃは低い値となる。
【００１７】そこで、光弾性定数Ｃを低くするために酸
化物系光学ガラスでは、アルカリ金属酸化物、アルカリ
土類酸化物等修飾酸化物を多く含有させることができる
が、ガラス形成酸化物の含有量が低下するため、ガラス
としての安定性は極端に低下してしまう。ただし、Ｐｂ
Ｏは本発明者らが先の発明で示したように修飾酸化物で
ありながら、ガラス中に特に多量を含有できる特異な成
分であり、唯一ガラスの光弾性定数Ｃを実質的に零にす
ることができる。
化物系光学ガラスでは、アルカリ金属酸化物、アルカリ
土類酸化物等修飾酸化物を多く含有させることができる
が、ガラス形成酸化物の含有量が低下するため、ガラス
としての安定性は極端に低下してしまう。ただし、Ｐｂ
Ｏは本発明者らが先の発明で示したように修飾酸化物で
ありながら、ガラス中に特に多量を含有できる特異な成
分であり、唯一ガラスの光弾性定数Ｃを実質的に零にす
ることができる。
【００１８】一方、アニオンサイトを考えると酸素を用
いるよりも、イオン性の高い結合を形成するハロゲン元
素を用いることが光弾性定数Ｃを低下させるのに有効で
ある。特に工業的に生産可能な光学ガラスを考えた場
合、Ｆを導入した系は光弾性定数Ｃを低くする目的に適
合している。ただし、純然たる弗化物ガラス（アニオン
としてＯを含有しない）の安定性は酸化物に比べて著し
く劣るために、一般的な光学ガラスとして弗化物燐酸系
のガラスが適当である。
いるよりも、イオン性の高い結合を形成するハロゲン元
素を用いることが光弾性定数Ｃを低下させるのに有効で
ある。特に工業的に生産可能な光学ガラスを考えた場
合、Ｆを導入した系は光弾性定数Ｃを低くする目的に適
合している。ただし、純然たる弗化物ガラス（アニオン
としてＯを含有しない）の安定性は酸化物に比べて著し
く劣るために、一般的な光学ガラスとして弗化物燐酸系
のガラスが適当である。
【００１９】図１は、任意の弗化物燐酸系光学ガラスの
屈折率ｎｄとアッベ数νｄと、使用する光の波長（６３
３ｎｍ）に対する、光弾性定数Ｃの関係を示したもので
ある。１〜６は、それぞれ、本発明の光学ガラスの実施
例を表す。図１より、本発明のガラスの光弾性定数Ｃの
値が、広く一般に用いられるショット社製ＢＫ７に比し
て、はるかに小さいことがわかる。
屈折率ｎｄとアッベ数νｄと、使用する光の波長（６３
３ｎｍ）に対する、光弾性定数Ｃの関係を示したもので
ある。１〜６は、それぞれ、本発明の光学ガラスの実施
例を表す。図１より、本発明のガラスの光弾性定数Ｃの
値が、広く一般に用いられるショット社製ＢＫ７に比し
て、はるかに小さいことがわかる。
【００２０】更に、図２に本発明の１０ｍｍ内部の分光
透過曲線（表面反射を除いた、厚さ１０ｍｍの試料の内
部透過率）を比較例とともに示す。本発明者らの先の発
明で見出した鉛イオンを含有し、光弾性定数が実質的に
零の偏光光学系用光学ガラス（Ａ）の１０ｍｍ内部の透
過率と比較しても、本発明の透過率が優れていることが
わかる。また、図３に本発明の光弾性定数Ｃの波長依存
性を比較例とともに示す。これら２つの図より、本発明
は一定量の鉛イオンを含有する偏光光学系用光学ガラス
（Ａ）に比して、可視短波長域及び紫外域の透過率に優
れ、さらに光の波長に対する光弾性定数の分散が小さい
ために、多くの光学部品への応用が可能であることがわ
かる。特に高精度な偏光特性の制御が要求され、優れた
透過率が必要とされる光透過厚が長い偏光光学系、例え
ば大型偏光ビームスプリッタなどに用いることができ
る。
透過曲線（表面反射を除いた、厚さ１０ｍｍの試料の内
部透過率）を比較例とともに示す。本発明者らの先の発
明で見出した鉛イオンを含有し、光弾性定数が実質的に
零の偏光光学系用光学ガラス（Ａ）の１０ｍｍ内部の透
過率と比較しても、本発明の透過率が優れていることが
わかる。また、図３に本発明の光弾性定数Ｃの波長依存
性を比較例とともに示す。これら２つの図より、本発明
は一定量の鉛イオンを含有する偏光光学系用光学ガラス
（Ａ）に比して、可視短波長域及び紫外域の透過率に優
れ、さらに光の波長に対する光弾性定数の分散が小さい
ために、多くの光学部品への応用が可能であることがわ
かる。特に高精度な偏光特性の制御が要求され、優れた
透過率が必要とされる光透過厚が長い偏光光学系、例え
ば大型偏光ビームスプリッタなどに用いることができ
る。
【００２１】偏光ビームスプリッタは、例えば図４に示
すように、２つの透光性基体の間に形成された２つの誘
電体多層膜からなる。図４においては、透光性材料の基
体として、本発明の偏光光学系用光学ガラスを用いて２
つのプリズム４１、４２を形成し、その間に誘電体多層
膜４３、４４が接着層４５によって保持されている。光
がガラスを透過する際の吸収、散乱などによる光損失
は、プリズム４１、４２の光透過厚が長くなるほど大き
くなるため、光の損失が少ない本発明の弗化物燐酸系光
学ガラスは、この様な光透過厚の長い偏光ビームスプリ
ッタなどに用いることができる。また、偏光ビームスプ
リッターを広い光の波長域について用いる場合にも光弾
性定数の波長依存性が小さいために、あらゆる波長に対
して均一で高精度な特性を得ることができる。
すように、２つの透光性基体の間に形成された２つの誘
電体多層膜からなる。図４においては、透光性材料の基
体として、本発明の偏光光学系用光学ガラスを用いて２
つのプリズム４１、４２を形成し、その間に誘電体多層
膜４３、４４が接着層４５によって保持されている。光
がガラスを透過する際の吸収、散乱などによる光損失
は、プリズム４１、４２の光透過厚が長くなるほど大き
くなるため、光の損失が少ない本発明の弗化物燐酸系光
学ガラスは、この様な光透過厚の長い偏光ビームスプリ
ッタなどに用いることができる。また、偏光ビームスプ
リッターを広い光の波長域について用いる場合にも光弾
性定数の波長依存性が小さいために、あらゆる波長に対
して均一で高精度な特性を得ることができる。
【００２２】以上の様に、本発明に依れば、使用する光
の波長に対して光弾性定数Ｃが小さく、透過率の優れた
偏光光学系用光学ガラスが得られる。また、本発明の偏
光光学系用光学ガラスは、各成分の原料として対応する
メタ燐酸塩、弗化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを使
用し、それらを所望の割合に秤量し混合して調合原料と
し、さらにそれらを９００〜１３００℃に加熱して熔
解、清澄、攪拌を行って均質化した後、予め予熱された
金型に鋳込み徐冷することにより容易に製造することが
できる。
の波長に対して光弾性定数Ｃが小さく、透過率の優れた
偏光光学系用光学ガラスが得られる。また、本発明の偏
光光学系用光学ガラスは、各成分の原料として対応する
メタ燐酸塩、弗化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを使
用し、それらを所望の割合に秤量し混合して調合原料と
し、さらにそれらを９００〜１３００℃に加熱して熔
解、清澄、攪拌を行って均質化した後、予め予熱された
金型に鋳込み徐冷することにより容易に製造することが
できる。
【００２３】なお、本発明による上記偏光光学系用光学
ガラスのアッベ数νｄは、従来用いられていたＢＫ７を
はじめとする酸化物系ガラス、あるいは一定量の鉛を含
有する偏光光学系用光学ガラスに比して大きく、低分散
であるため、上記偏光光学系用光学ガラスを用いた光学
部品で生じる色収差は小さい。したがって光学系上で上
記光学部品の前後に配される他の部品にかかる光学設計
上の負担を軽減することが可能であり、光学系全体の高
性能化、低コスト化にも寄与することができる。
ガラスのアッベ数νｄは、従来用いられていたＢＫ７を
はじめとする酸化物系ガラス、あるいは一定量の鉛を含
有する偏光光学系用光学ガラスに比して大きく、低分散
であるため、上記偏光光学系用光学ガラスを用いた光学
部品で生じる色収差は小さい。したがって光学系上で上
記光学部品の前後に配される他の部品にかかる光学設計
上の負担を軽減することが可能であり、光学系全体の高
性能化、低コスト化にも寄与することができる。
【００２４】以下、実施例により本発明の偏光光学系用
光学ガラスを詳細に説明する。
光学ガラスを詳細に説明する。
【００２５】
【実施例】所望の屈折率、アッベ数を有する弗化物燐酸
系偏光光学系用光学ガラスを各成分の原料として対応す
るメタ燐酸塩、弗化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを
用意し、それらを所定の割合に秤量し混合して調合原料
とし、900〜1300℃に加熱して電気炉中で熔解、清澄、
攪拌を行って均質化した後、予め予熱された金型に鋳込
み徐冷することにより製造した。
系偏光光学系用光学ガラスを各成分の原料として対応す
るメタ燐酸塩、弗化物、酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを
用意し、それらを所定の割合に秤量し混合して調合原料
とし、900〜1300℃に加熱して電気炉中で熔解、清澄、
攪拌を行って均質化した後、予め予熱された金型に鋳込
み徐冷することにより製造した。
【００２６】この様にして得られた１〜６の各ガラスに
ついて、波長λ＝６３３ｎｍの光に対する光弾性定数
Ｃ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、１０ｍｍ内部の透過率
（透過率８０％の時の波長）を測定した。なお、光弾性
定数Ｃは、式（１）及び式（２）において波長λ＝６３
３ｎｍの光、ガラスの光透過厚ｌ＝１０ｍｍの試料を用
い測定、算出した。測定結果を表１に示す。但し、比較
としてショット社製ＢＫ７及び一定量の鉛イオンを含有
する偏光光学系用光学ガラス（Ａ）を載せる。
ついて、波長λ＝６３３ｎｍの光に対する光弾性定数
Ｃ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、１０ｍｍ内部の透過率
（透過率８０％の時の波長）を測定した。なお、光弾性
定数Ｃは、式（１）及び式（２）において波長λ＝６３
３ｎｍの光、ガラスの光透過厚ｌ＝１０ｍｍの試料を用
い測定、算出した。測定結果を表１に示す。但し、比較
としてショット社製ＢＫ７及び一定量の鉛イオンを含有
する偏光光学系用光学ガラス（Ａ）を載せる。
【００２７】
【表１】
【００２８】本発明のガラスの光弾性定数Ｃが、ＢＫ７
に比してはるかに小さく、一定量の鉛イオンを含有する
偏光光学系用光学ガラスに比して、可視短波長領域及び
紫外域における透過率に優れ、アッベ数νｄがはるかに
大きいことがわかる。
に比してはるかに小さく、一定量の鉛イオンを含有する
偏光光学系用光学ガラスに比して、可視短波長領域及び
紫外域における透過率に優れ、アッベ数νｄがはるかに
大きいことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の偏
光光学系用光学ガラスは、力学的外部応力や熱応力が生
じた時の光学的異方性による光路差（複屈折）が非常に
小さく、且つその波長依存性も小さい。したがって、実
際の光学系に本発明によるガラスを用いることにより、
従来用いてきたガラスにおいて意図せず生じる、好まし
くない光路差（複屈折）の影響を極力低減することが可
能となった。また、従来の偏光光学系用光学ガラスに比
べて、特に可視短波長領域及び紫外域における透過率の
優れた材料が得られ、光学的性能の優れた偏光光学系の
設計、作製が可能となった。
光光学系用光学ガラスは、力学的外部応力や熱応力が生
じた時の光学的異方性による光路差（複屈折）が非常に
小さく、且つその波長依存性も小さい。したがって、実
際の光学系に本発明によるガラスを用いることにより、
従来用いてきたガラスにおいて意図せず生じる、好まし
くない光路差（複屈折）の影響を極力低減することが可
能となった。また、従来の偏光光学系用光学ガラスに比
べて、特に可視短波長領域及び紫外域における透過率の
優れた材料が得られ、光学的性能の優れた偏光光学系の
設計、作製が可能となった。
【図１】本発明の骨子となる屈折率、アッベ数と光弾性
定数の関係である。
定数の関係である。
【図２】実施例の１０ｍｍ内部の分光透過曲線図であ
る。
る。
【図３】光弾性定数の波長依存性を示す図である。
【図４】本発明の光学ガラスが適用され得る偏光ビーム
スプリッタの一例を示す概略図である。
スプリッタの一例を示す概略図である。
１〜６ ・・・本発明の光学ガラスの一実施例 ４１、４２・・・プリズム ４３、４４・・・誘電体多層膜 ４５ ・・・接着層
Claims (4)
- 【請求項１】屈折率ｎｄが１．４３〜１．６５、アッベ
数νｄが６２〜９６の範囲の弗化物燐酸系光学ガラスで
あって、使用する光の波長における光弾性定数Ｃの絶対
値が１．０×１０-8ｃｍ2／Ｎ以下であることを特徴と
する偏光光学系用光学ガラス。 - 【請求項２】請求項１に記載の偏光光学系用光学ガラス
において、前記光の波長が０．３μｍ〜３．０μｍであ
ることを特徴とする偏光光学系用光学ガラス。 - 【請求項３】請求項１に記載の偏光光学系用光学ガラス
において、前記光の波長が０．４μｍ〜０．７μｍにお
ける光弾性定数Ｃのばらつきが０．３×１０-8ｃｍ2／
Ｎ以内であることを特徴とする偏光光学系用光学ガラ
ス。 - 【請求項４】使用する光の波長に対して透明な基体と、
該基体上に配置された誘電体多層膜とを含む偏光ビーム
スプリッタであって、前記基体が、使用する光の波長に
おける光弾性定数Ｃの絶対値が１．０×１０-8ｃｍ2／
Ｎ以下であり、屈折率ｎｄが１．４３〜１．６５、アッ
ベ数νｄが６２〜９６の範囲の弗化物燐酸系光学ガラス
であることを特徴とする偏光ビームスプリッタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7197622A JPH0948633A (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 偏光光学系用光学ガラス及びこれを用いた 偏光ビームスプリッタ |
| DE1996131171 DE19631171A1 (de) | 1995-08-02 | 1996-08-01 | Optisches Glas für ein optisches Polarisationssystem, Herstellungsverfahren dafür und optisches Polarisationssystem |
| US08/691,923 US5969861A (en) | 1994-02-07 | 1996-08-01 | Polarizing optical system |
| US09/368,892 US6432854B1 (en) | 1994-02-07 | 1999-08-05 | Optical glass for polarizing optical system, production process therefor and polarizing beam splitter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7197622A JPH0948633A (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 偏光光学系用光学ガラス及びこれを用いた 偏光ビームスプリッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0948633A true JPH0948633A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16377548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7197622A Pending JPH0948633A (ja) | 1994-02-07 | 1995-08-02 | 偏光光学系用光学ガラス及びこれを用いた 偏光ビームスプリッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0948633A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6156684A (en) * | 1997-06-17 | 2000-12-05 | Hoya Corporation | Light polarization control element using stress-optical coefficient glass and method of producing the stress-optical coefficient glass |
| JP2004515796A (ja) * | 2000-02-24 | 2004-05-27 | エイエスエムエル ユーエス， インコーポレイテッド | マイクロリソグラフィ用の紫外線偏光ビームスプリッタ |
| US6756334B2 (en) | 2001-05-29 | 2004-06-29 | Kabushiki Kaisha Ohara | Optical glass |
| WO2013069658A1 (ja) * | 2011-11-09 | 2013-05-16 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 |
| KR20150115736A (ko) * | 2013-02-04 | 2015-10-14 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 유리 기판의 절단 방법, 유리 기판, 근적외선 커트 필터 유리, 유리 기판의 제조 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63502026A (ja) * | 1985-10-26 | 1988-08-11 | コーニング フランス ソシエテ アノニム | 異常な正の部分分散のある光学弗燐酸塩ガラスおよびその製造方法 |
| JPH0416526A (ja) * | 1990-05-07 | 1992-01-21 | Nikon Corp | 軽量弗燐酸塩光学ガラス |
| JPH06157068A (ja) * | 1992-11-20 | 1994-06-03 | Ohara Inc | 弗燐酸塩光学ガラス |
| JPH06191876A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-12 | Hoya Corp | 弗燐酸塩光学ガラス用調合組成物 |
| JPH07157330A (ja) * | 1993-12-02 | 1995-06-20 | Hoya Corp | 塩素含有フツ燐酸塩ガラス |
| JPH07172864A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-07-11 | Nikon Corp | フッ化物リン酸塩系低分散光学ガラス |
-
1995
- 1995-08-02 JP JP7197622A patent/JPH0948633A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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