JPH10154345A - 偏光ビームスプリッター - Google Patents

偏光ビームスプリッター

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Publication number
JPH10154345A
JPH10154345A JP8312159A JP31215996A JPH10154345A JP H10154345 A JPH10154345 A JP H10154345A JP 8312159 A JP8312159 A JP 8312159A JP 31215996 A JP31215996 A JP 31215996A JP H10154345 A JPH10154345 A JP H10154345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beam splitter
polarizing beam
reflectivity
refractive index
wave
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8312159A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunari Tokuda
一成 徳田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH10154345A publication Critical patent/JPH10154345A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、設計が簡略であり、膜構成も比較
的単純な偏光ビームスプリッターを提供する。 【解決手段】 δを偏光ビームスプリッターを透過した
P波とS波との位相差とするとき、nπ+(π/4)<
δ≦nπ+(π/2)を満たす多層膜を、屈折率が2以
上の高屈折率材料からなる膜と、屈折率が1.5以下の
低屈折率材料からなる膜とを基板上に交互に積層して形
成したものである。位相差δを上述した範囲とすること
で、スタックは一種類(シングルスタック)の単純構成
で済み、膜厚の大きい層を含ませる必要もない。膜構成
が単純であれば、それだけ製造面でも容易になるという
利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は所定の波長の光線が
入射した場合に、その偏光状態により分岐する方向が所
定の割合で異なるような偏光ビームスプリッターに関す
る。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置、光磁気ディスク装置、
レーザプリンター、レーザー加工機、測定装置等のレー
ザー応用機器では、半導体レーザからの光の光路と光検
出器に至る光の光路との分割を行うため偏光ビームスプ
リッターが使用されている。
【0003】従来の偏光ビームスプリッターとしては、
基板上に高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層させて
なり、その膜構成が、前記基板の近傍には光学的膜厚の
比較的薄い組み合わせからなる第1のスタックを形成
し、その上に光学的膜厚が前記第1のスタックより厚い
第2のスタックを形成したダブルスタックのものがあ
る。ここでスタックとは、高屈折率層と低屈折率層とを
各々所定の範囲の膜厚とした2層1組を1セットとし、
これを数回繰り返したものをいう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たダブルスタックの偏光ビームスプリッターは、膜構成
が複雑であり容易に製造できないという問題点を有して
いた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、δを偏光ビー
ムスプリッターを透過したP波とS波との位相差とする
とき、nπ+(π/4)<δ≦nπ+(π/2)を満た
す多層膜を形成したことが特徴である。
【0006】前記位相差δを、上述した範囲より大きく
する場合には、膜構成の中に極端に厚い層や極端に薄い
層を含ませる必要がある。このため、膜にクラックが生
じ易く耐久性が悪くなる。また、逆に位相差δが、この
範囲より小さくする場合には、膜構成がダブルスタック
となる傾向がある。このため、膜構成が複雑で製造が困
難となる。一方、本発明の膜構成の場合、上述した範囲
とすることで、スタックは一種類(シングルスタック)
の単純構成で済み、膜厚の大きい層を含ませる必要もな
い。膜構成が単純であれば、それだけ製造面でも容易に
なるという利点がある。
【0007】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1) (構成)本実施の形態1では、偏光ビームスプリッター
の入射側媒質が屈折率1の空気、基板が屈折率2.24
のニオブ酸リチウム(LiNbO3 )であり、目標特性
として波長λ=690nmの光線が45度の入射角でこ
の偏光ビームスプリッターに入射した場合、S偏光の反
射率Rsは80%程度、P偏光の反射率Rpは0%とす
る。
【0008】実用上許容される誤差は、S偏光の反射率
Rsは80±10%程度、P偏光の反射率Rpは15%
以下であり、この範囲を超えた場合には光の利用効率が
悪化するので好ましくない。
【0009】このような偏光ビームスプリッターを、図
1に示すように屈折率1.46の低屈折率材料としての
SiO2 と、屈折率2.25の高屈折率材料としてのT
iO2 とを交互に所定の膜厚でニオブ酸リチウムからな
る基板(屈折率2.24)に積層することにより実現す
る。
【0010】本実施の形態1の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、60度であった。また、本実施の形
態1の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図8
に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の反
射率Rsは74%、P偏光の反射率Rpは10%とな
り、略良好な特性となっている。
【0011】(実施の形態2)本実施の形態2では、実
施の形態1と同様、図2に示すように、偏光ビームスプ
リッターの入射側媒質が屈折率1の空気、基板が屈折率
2.24のニオブ酸リチウム(LiNbO3 )であり、
目標特性も実施の形態1と同様である。このような偏光
ビームスプリッターを、図2に示すように屈折率1.4
6の低屈折率材料としてのSiO2 と、屈折率2.25
の高屈折率材料としてのTiO2 とを交互に所定の膜厚
でニオブ酸リチウムからなる基板に積層することにより
実現する。
【0012】本実施の形態2の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、58度であった。また、本実施の形
態2の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図9
に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の反
射率Rsは75%、P偏光の反射率Rpは6%となり、
略良好な特性となっている。
【0013】(実施の形態3)本実施の形態3では、実
施の形態1と同様、偏光ビームスプリッターの入射側媒
質が屈折率1の空気であり、基板が屈折率2.24のニ
オブ酸リチウム(LiNbO3 )であり、目標特性も実
施の形態1と同様である。このような偏光ビームスプリ
ッターを、図3に示すように屈折率1.46の低屈折率
材料としてのSiO2 と、屈折率2.25の高屈折率材
料としてのTiO2 とを交互に所定の膜厚でニオブ酸リ
チウムからなる基板に積層することにより実現する。
【0014】本実施の形態3の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、58度であった。また、本実施の形
態2の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図1
0に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の
反射率Rsは70%、P偏光の反射率Rpは7%とな
り、略良好な特性となっている。
【0015】(実施の形態4)本実施の形態4では、実
施の形態1と同様、偏光ビームスプリッターの入射側媒
質が屈折率1の空気であり、基板が屈折率2.24のニ
オブ酸リチウム(LiNbO3 )であり、目標特性も実
施の形態1と同様である。このような偏光ビームスプリ
ッターを、図4に示すように、屈折率1.46の低屈折
率材料としてのSiO2 と、屈折率2.25の高屈折率
材料としてのTiO2 とを交互に所定の膜厚でニオブ酸
リチウムからなる基板に積層することにより実現する。
【0016】本実施の形態4の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、56度であった。また、本実施の形
態3の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図1
1に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の
反射率Rsは74%、P偏光の反射率Rpは13%とな
り、略良好な特性となっている。
【0017】(実施の形態5)本実施の形態5では、実
施の形態1と同様、偏光ビームスプリッターの入射側媒
質が屈折率1の空気、基板が屈折率2.24のニオブ酸
リチウム(LiNbO 3 )であり、目標特性も実施の形
態1と同様である。このような偏光ビームスプリッター
を、図5に示すように、屈折率1.46の低屈折率材料
であるSiO2と、屈折率2.25の高屈折率材料とし
てのTiO2 とを交互に所定の膜厚でニオブ酸リチウム
からなる基板に積層することにより実現する。
【0018】本実施の形態5の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、69度であった。また、本実施の形
態5の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図1
2に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の
反射率Rsは82%、P偏光の反射率Rpは9%とな
り、略良好な特性となっている。
【0019】(実施の形態6)本実施の形態6では、実
施の形態1と同様、偏光ビームスプリッターの入射側媒
質が屈折率1の空気、基板が屈折率2.24のニオブ酸
リチウム(LiNbO 3 )であり、目標特性も実施の形
態1と同様である。このような偏光ビームスプリッター
を、図6に示すように、屈折率1.46の低屈折率材料
であるSiO2と、屈折率2.25の高屈折率材料とし
てのTiO2 とを交互に所定の膜厚でニオブ酸リチウム
からなる基板に積層することにより実現する。
【0020】本実施の形態6の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、60度であった。また、本実施の形
態6の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図1
3に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の
反射率Rsは77%、P偏光の反射率Rpは8%とな
り、略良好な特性となっている。
【0021】(実施の形態7)本実施の形態7では、実
施の形態1と同様、偏光ビームスプリッターの入射側媒
質が屈折率1の空気、基板が、屈折率2.24のニオブ
酸リチウム(LiNbO3 )であり、目標特性も実施の
形態1と同様である。このような偏光ビームスプリッタ
ーを、図7に示すように、屈折率1.46の低屈折率材
料のSiO2 と、屈折率2.25の高屈折率材料のTi
2 とを交互に所定の膜厚でニオブ酸リチウムからなる
基板に積層することにより実現する。
【0022】本実施の形態7の偏光ビームスプリッター
のP波とS波との透過位相差δは成膜後に偏光解析法に
より測定した結果、68度であった。また、本実施の形
態7の偏光ビームスプリッターの分光反射特性は、図1
4に示す通りであり、波長690nmにおいてS偏光の
反射率Rsは78%、P偏光の反射率Rpは7%とな
り、略良好な特性となっている。なお、上述の実施の形
態における透過位相差δを測定した結果は、56度から
69度の範囲であるが、その他の多くの検討を行った結
果、透過位相差δが45度から90度の範囲のものが、
本発明の作用効果を満たすものであることが確認され
た。また、上述の実施の形態においては、高屈折率材料
としてTiO2 を用いたがこれに変えてTa2 6 (屈
折率2.1)を用いてもよく、また、低屈折率材料とし
てSiO2 を用いたがこれに変えてMgF2 (屈折率
1.4)を用いてもよいことが確認された。さらに、高
屈折率材料は屈折率が2以上のものが望ましく、低屈折
率材料は屈折率が1.5以下のものが望ましいことも確
認された。
【0023】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、透過光の
P波とS波との位相差をδとしたとき、nπ+(π/
4)<δ≦nπ+(π/2)の条件を満たす多層膜を形
成したことによって、膜構成が単純で済み、膜厚の大き
い層を含ませる必要もなく、製造が容易な偏光ビームス
プリッターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態2の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図3】本発明の実施の形態3の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態4の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図5】本発明の実施の形態5の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態6の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図7】本発明の実施の形態7の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の組成を示す説明図である。
【図8】本発明の実施の形態1の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。
【図9】本発明の実施の形態2の偏光ビームスプリッタ
ーの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。
【図10】本発明の実施の形態3の偏光ビームスプリッ
ターの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。
【図11】本発明の実施の形態4の偏光ビームスプリッ
ターの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。
【図12】本発明の実施の形態5の偏光ビームスプリッ
ターの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。
【図13】本発明の実施の形態6の偏光ビームスプリッ
ターの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。
【図14】本発明の実施の形態7の偏光ビームスプリッ
ターの多層膜の波長と分光反射率との関係を示す図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏光ビームスプリッターを透過したP波
    とS波との位相差δが、nπ+(π/4)<δ≦nπ+
    (π/2)(nは整数)を満たす多層膜を形成したこと
    を特徴とする偏光ビームスプリッター。
JP8312159A 1996-11-22 1996-11-22 偏光ビームスプリッター Withdrawn JPH10154345A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8312159A JPH10154345A (ja) 1996-11-22 1996-11-22 偏光ビームスプリッター

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8312159A JPH10154345A (ja) 1996-11-22 1996-11-22 偏光ビームスプリッター

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JPH10154345A true JPH10154345A (ja) 1998-06-09

Family

ID=18025957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8312159A Withdrawn JPH10154345A (ja) 1996-11-22 1996-11-22 偏光ビームスプリッター

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JP (1) JPH10154345A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7163291B2 (en) 2002-12-03 2007-01-16 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Polarization splitter, method of manufacturing same and ophthalmic lens incorporating projection inserts containing it
KR101051372B1 (ko) * 2010-04-19 2011-07-22 주식회사 엘엠에스 블루-레이 디스크 용 파장판
US9025624B2 (en) 2011-07-25 2015-05-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Beam generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7163291B2 (en) 2002-12-03 2007-01-16 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Polarization splitter, method of manufacturing same and ophthalmic lens incorporating projection inserts containing it
KR101051372B1 (ko) * 2010-04-19 2011-07-22 주식회사 엘엠에스 블루-레이 디스크 용 파장판
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040203