JPS58190906A - Beam splitter - Google Patents
Beam splitterInfo
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
渉薄膜を利用し反射光及び透過光における偏光成分を入
射光のそれと等しいものとすることはもとより、その成
分比を自在に設定することも可能なビームスブリツタ−
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A beam splitter that uses a thin film to make the polarization components of reflected light and transmitted light equal to those of incident light, as well as to freely set the component ratio.
It is related to.
一般にis元のない光が異なる媒質境界に角度をもつ℃
入射すると、その界面における反射光及び透過光それぞ
れに含まれるP調光(入射面に平行な振動方向を4つ調
光)と、81m光(入射面に垂直な振動方向をもつ偏光
)との成分比はそれぞれに異なってくる。この成分比は
入射角、両媒質の屈折率に依存するが、通常においては
反射光はS@元酸成分透過光はPlif成分な多く含み
、所謂プリュースター角においてはSa+成分、Pli
光成分をそれぞれ反射光、透過光とし【#1ぼ分離され
ることも知られている。このような現象を積極的に利用
した偏光プリズムは、特公昭55−9683号公報など
で公知で,この種の調光f IIズムは例えばフィリッ
プス社のMCA方式党ディスク再生光学系中で実用化さ
れている。しかし、ここで用いられている調光デリズム
は信号再生のための基本的要素として不可欠のものでは
なく、再生用光源としてのレーザー発振器の出力安定化
を目的とするものである。すなわち、光デイスク再生の
ために用いられている従来のレーザー発振器は、パンク
トークと称される信号光の逆入射があると、その位相関
係によっては発振出力光の出力変動が生じ、信号再生に
悪影響を及ぼす結果となる。そこで従来の元ディスク再
生光学系中には上述した偏光プリズムの他、1/4波長
板を併用し、パックトークを防いでいたものである。(
なお、この場合の1光プリズム、1/4波長板の作用あ
るいは再生光学系の詳細はすでに公知であるので説明は
省略する。)しかし、近来においては、レーザー発振器
も種々改良されてきており、上述したパックトークを問
題としないもの、さらにはある種の半導体レーザーのよ
5に、自己結合効果を利用することによって逆入射光そ
のものを利用して信号検出を行なうものも提案されてき
ている。このような事情にあっては従来の光デイスク再
生光学系中に用いられている偏光プリズムはもとより1
/4波長板も不必要となり、再生光学系を格段に簡略化
できることになる。第1図はこうして簡略化された光デ
イスク再生光学系の一例を示すものでレーザー発振器1
としてはパックトークを問題としないものが用いられて
いるものとする。レーザー発振器1からの光はコリメー
タレンズ2によって平行光束としてビームスプリッタ−
3に入射する。ビームスプリッタ−3にはハーフミラ−
3′が形成され、例えばこれを5゜鴫透過、50憾反射
のものとする。ハーフミラ−3′で反射された光束は対
物レンズ4によりディスク5の信号部上に収斂され、信
号部として設けられたピットと称される凹凸信号部をス
ポット照射する。この信号部からの反射光はビット形状
、寸法に応じて位相変調され、光干渉による強度変化を
伴っており、これが信号光として再度対物レンズ4に入
射する。対物レンズ4により平行光束とされた信号光は
またハーフミラ−3′に達し、ここを透過した光束がフ
ォトセンサ6で検出されることになる。以上の構成によ
れば、レーザー発振器1からの光はハーフミラ−3′で
一度反射され、そして透過されるため、このハーフミラ
−3′の透過率(あるいは反射率)が501であると、
フォトセンサ6に達する光の酸としては25%となり、
この場曾の光の利用率が最も高い。In general, is the degree to which light without an origin has an angle to the boundary of different media.
When incident, the reflected light and transmitted light at the interface contain P light modulation (modulated in four vibration directions parallel to the plane of incidence) and 81m light (polarized light with vibration direction perpendicular to the plane of incidence). The component ratio differs for each. This component ratio depends on the angle of incidence and the refractive index of both media, but normally the reflected light contains a large amount of the S@ original acid component, and the transmitted light contains many Plif components, and at the so-called Prewster angle, Sa+ components, Pli
It is also known that the light components are separated into reflected light and transmitted light, respectively. A polarizing prism that actively utilizes this phenomenon is known in Japanese Patent Publication No. 55-9683, etc., and this type of dimming f II system has been put into practical use, for example, in Philips' MCA-type disc playback optical system. has been done. However, the dimming delism used here is not essential as a basic element for signal reproduction, but is intended for stabilizing the output of a laser oscillator as a reproduction light source. In other words, in conventional laser oscillators used for optical disc playback, when there is a reverse incidence of signal light called puncture talk, the output of the oscillation output light varies depending on the phase relationship, which affects signal playback. This will result in negative effects. Therefore, in addition to the above-mentioned polarizing prism, a quarter wavelength plate has been used in a conventional original disk reproducing optical system to prevent pack talk. (
Note that the details of the functions of the single-light prism, the quarter-wave plate, and the reproduction optical system in this case are already known, and therefore will not be described. ) However, in recent years, various improvements have been made to laser oscillators, including ones that do not have the problem of pack talk mentioned above, and even some types of semiconductor lasers that utilize the self-coupling effect to eliminate reverse incident light. There have also been proposals for detecting signals using the same. Under these circumstances, not only the polarizing prism used in the conventional optical disk reproducing optical system but also the
The /4 wavelength plate is also unnecessary, and the reproduction optical system can be significantly simplified. Figure 1 shows an example of an optical disk reproducing optical system simplified in this way.The laser oscillator 1
It is assumed that a method is used that does not involve pack talk. The light from the laser oscillator 1 is converted into a parallel beam by the collimator lens 2 and sent to the beam splitter.
3. Beam splitter 3 has a half mirror
3' is formed, and for example, it is assumed that it has 5 degrees of light transmission and 50 degrees of reflection. The light beam reflected by the half mirror 3' is converged by the objective lens 4 onto the signal portion of the disk 5, and illuminates a concavo-convex signal portion called a pit provided as a signal portion as a spot. The reflected light from this signal section is phase modulated according to the bit shape and size, and is accompanied by a change in intensity due to optical interference, and this light enters the objective lens 4 again as signal light. The signal light, which has been made into a parallel light beam by the objective lens 4, also reaches the half mirror 3', and the light beam transmitted therethrough is detected by the photosensor 6. According to the above configuration, the light from the laser oscillator 1 is reflected once by the half mirror 3' and then transmitted, so if the transmittance (or reflectance) of the half mirror 3' is 501,
The amount of acid in the light reaching the photosensor 6 is 25%.
This place has the highest utilization rate of light ever.
ところが上述した光学系においては、ハーフミラ−3′
が反射面としてさらに透過面として用いられている1、
従って従来一般的に用いられているハーフミラ−をこの
光学系中に設けると、光の利用率がさらに低減する。と
いうのはすでに述べたように通常のハーフミラ−ではp
t1元、81扁光それぞれに対する反射特性、透過特性
が異なるため、最初反射面として作用する時点でP@光
の多くは透過され、多くsm′lt、の光がディスク5
へと向けられる。(但し反射光全体の光量としては5゜
憾あるとする。)そしてディスク5から反射されてきた
am光を主とする信号光が再度ハーフミラ−3′に入射
してくると、一般的ハーフミラ−の特性からこの信号光
のほとんどはハーフミラ−3′で再度反射され、フォト
センサ6に達する光は微弱なものとなり、フォトセンサ
6の負担が増大することになる。However, in the optical system described above, the half mirror 3'
is used as a reflective surface and also as a transmitting surface1,
Therefore, if a conventionally commonly used half mirror is provided in this optical system, the light utilization efficiency will be further reduced. This is because, as already mentioned, in a normal half mirror, p
Since the reflection and transmission characteristics for t1 element and 81 polarized light are different, most of the P@ light is transmitted when it first acts as a reflecting surface, and most of the light of sm'lt is reflected on the disk 5.
directed towards. (However, it is assumed that the total amount of reflected light is 5 degrees.) Then, when the signal light mainly composed of AM light reflected from the disk 5 enters the half mirror 3' again, the general half mirror Due to the characteristics, most of this signal light is reflected again by the half mirror 3', and the light reaching the photosensor 6 becomes weak, increasing the load on the photosensor 6.
これを解決するにはハーフミラ−としてP@光、sii
[:いずれもほぼ等しく反射(透過)する特性のものが
必要とされること(なる。To solve this problem, use P@Hikari as a half mirror, sii
[: Both require properties that reflect (transmit) almost equally.
この他、例えばカメラの測光用光学系などにおいて、ハ
ーフミラ−を介して輝度検出を行なうものがある。この
ような光学系では例えばハーフミラ−で分割される一方
をファインダー観察に、他方を測光に利用するが、ハー
フミラ−に入射してくる光の多くは被写範囲からの反射
光である。従ってこの入射光はS@元酸成分光を多く含
みゃすい。%に画面内に水Lガラス窓などの反射体があ
るとその角度によってはSII光成分がかなり多い場合
がある。すると通常のハーフミラ−でハ81光を多く反
射することを考慮するとI・−フミラーの透過率を50
憾にしたとしても分割された後の光の光量はアンバラン
スなものとなり、正しい測光を行なうことが困難になっ
てくる。このような弊害はやはり・・−フミラーのもつ
一般的な特性に起因しており、これる。In addition, for example, in a photometric optical system of a camera, there are systems that perform brightness detection via a half mirror. In such an optical system, for example, one half of the half mirror is used for viewfinder observation, and the other is used for photometry, but most of the light that enters the half mirror is reflected light from the subject area. Therefore, this incident light is likely to contain a large amount of S@ original acid component light. %, if there is a reflector such as a water L glass window in the screen, the SII light component may be quite large depending on the angle. Then, considering that a normal half mirror reflects a lot of H81 light, the transmittance of the I-F mirror should be reduced to 50.
Even if it is unfortunate, the amount of light after being divided will be unbalanced, making it difficult to perform correct photometry. Such adverse effects are caused by the general characteristics of humira.
本発明は以上のような技術的背景のもと罠なされたもの
であり、従来のビームスプリッタ−では全く考慮されな
かった、あるいは従来の調光ビームスプリッターにみら
れるようにpH光とStS光の分離特性のみにしか考慮
が及んでいないのく対し、本発明ではPill光、81
111光いずれに対しても等しい反射率、透過率を与え
得ることはもとよりこれを自在に設定できるビームスプ
リッタ−を得ることが可能となる。このため本発明にお
いては、低屈折率膜層と高屈折率膜層との交互積層によ
る多層干渉薄膜を基本としてビームスプリッタ−を構成
する上で、上記低屈折率膜層の屈折率を下地基板の屈折
率よりも高くする点で従来のものと異なっているもので
ある。以下、本発明のいくつかの実施例について詳述す
る。The present invention has been made based on the above technical background, and it is possible to solve problems that were not considered at all in conventional beam splitters, or that the combination of pH light and StS light as seen in conventional dimming beam splitters. In contrast, in the present invention, consideration is given only to the separation characteristics, whereas in the present invention, Pill light, 81
This makes it possible to obtain a beam splitter that not only can give equal reflectance and transmittance to all of the 111 light beams, but also can freely set the same reflectance and transmittance. Therefore, in the present invention, when constructing a beam splitter based on a multilayer interference thin film formed by alternately laminating low refractive index film layers and high refractive index film layers, the refractive index of the low refractive index film layer is set to the base substrate. This differs from conventional ones in that the refractive index is higher than that of the conventional one. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail.
第2図はプリズム型ビームスグリツタ−に本発明を適用
した一例を示す概念図であり、11.12はプリズムブ
ロックである。!リズムブロック11には多層干渉薄膜
層りが蒸青により被着形成され、また接着剤13により
プリズムブロック12がその上に接合されているものと
する。いまこのビームスプリッタ−の特性をPIl光、
S@光に対してもその反射率、透過率がそれぞれ50鴫
となるように設定すると、図中左方からの入射光Iは透
過光Tと反射光Rとに分割される。この時入射f、Iが
P11成分工2.8(illll光成分上8れぞれ50
4づつ含み全体の光量が100であったとすると、透過
光Tの+tは50(TP:T8認25二25)、反射光
Rの光量も50(RP:R8−25:25)となり、透
過光T及び反射光RVCそれぞれ含まれる偏光の成分比
は入射光のそれと一致する。これは入射光■における偏
光成分比■P/I8がいかなる場合であってもこの成分
比が透過光と反射光とで変わることがない。これは本発
明ビームスグリツタ−で得られる特性の一例に過ぎない
が、以下、本発明ビームスプリッタ−の具体的な膜構成
について述べる。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example in which the present invention is applied to a prism-type beam sinter, and 11 and 12 are prism blocks. ! It is assumed that a multilayer interference thin film layer is deposited on the rhythm block 11 by vapor blue, and the prism block 12 is bonded thereon with an adhesive 13. Now, the characteristics of this beam splitter are PIl light,
When the reflectance and transmittance of the S@ light are set to be 50, respectively, the incident light I from the left side in the figure is divided into transmitted light T and reflected light R. At this time, the incident f and I are 2.8 for the P11 component (50 for each of the upper 8 for the illll light components)
If the total light amount including 4 pieces is 100, +t of the transmitted light T is 50 (TP: T8 recognition 25225), the light amount of the reflected light R is also 50 (RP: R8-25:25), and the transmitted light The component ratio of polarized light included in each of T and reflected light RVC matches that of the incident light. This means that no matter what the polarization component ratio (2) P/I8 of the incident light (2) is, this component ratio does not change between transmitted light and reflected light. Although this is just one example of the characteristics obtained with the beam splitter of the present invention, the specific film structure of the beam splitter of the present invention will be described below.
第3図は第2図における多層干渉薄膜/ILを3層膜で
構成した場合の概念図である。第3図においてSは下地
基板で、例えばBK7などの硝材(屈折率NS ) 、
L 1は第1層で屈折XNLの低屈折率膜層、L2は第
2層で屈折軍NHO高屈折率膜層、L3は第3層で第1
層Llと同じ低屈折率膜層である。またOは接着剤層で
その屈折率はN。である。なおL 1−L 3の各層の
膜厚は光学的膜厚でλ、/4(λ、は基準設計波長)と
しである。そして例えば用途として近赤外レーザー発振
器を用いた光デイスク再生光学系を想定し、まず基準設
計波長〜λ。を925nmK設定する。FIG. 3 is a conceptual diagram when the multilayer interference thin film/IL shown in FIG. 2 is composed of three layers. In FIG. 3, S is a base substrate, for example, a glass material such as BK7 (refractive index NS),
L1 is the first layer, which is a refractive XNL low refractive index film layer, L2 is the second layer, which is a refractive NHO high refractive index film layer, and L3 is the third layer, which is the first refractive index film layer.
This is the same low refractive index film layer as layer Ll. Further, O is an adhesive layer whose refractive index is N. It is. Note that the film thickness of each layer L 1 to L 3 is an optical film thickness of λ, /4 (λ is a reference design wavelength). For example, assuming an optical disk reproducing optical system using a near-infrared laser oscillator as an application, first, the reference design wavelength ~λ is determined. is set to 925nmK.
そして基板屈折率、すなわち入射側屈折率N8を1.5
2.接着剤7ill屈折率、すなわち透過側屈折率N。Then, the substrate refractive index, that is, the incident side refractive index N8, is set to 1.5.
2. Adhesive 7ill refractive index, that is, transmission side refractive index N.
を156としてさらに低屈折率膜層L1、L3の屈折率
N を1.90 (>N、 )に固定し、高屈折率膜層
L2の屈折率NHを攬々変化させた場合のP、8両偏光
成分に対する入射角45における分光透過特性を求める
と第5図のような特性図が得られる。なお第5図中のT
p1〜?、7はP偏光成分に対する透過特性、Tsl〜
T87はS偏光成分に対する透過特性を示し、これらの
特性と高屈折率膜層の屈折率NHとの対応は第1表によ
る。is 156, the refractive index N of the low refractive index film layers L1 and L3 is fixed at 1.90 (>N, ), and the refractive index NH of the high refractive index film layer L2 is changed frequently, P, 8 When the spectral transmission characteristics at the incident angle 45 for both polarized light components are determined, a characteristic diagram as shown in FIG. 5 is obtained. Note that T in Figure 5
p1~? , 7 is the transmission characteristic for the P polarized light component, Tsl~
T87 shows transmission characteristics for the S-polarized light component, and the correspondence between these characteristics and the refractive index NH of the high refractive index film layer is shown in Table 1.
第1表(第5図−3層構成)
第5図から明らかなように、3層膜構成のもので前記条
件のもとではほぼ700 nm〜800nm 付近でS
偏光成分に対する透過率T8が極大を示し、特にNH−
350の場合では800nm付近でTPl−Tsl−8
64となり、p、 S両偏光成分についての透過嘉が等
しくなる。Table 1 (Fig. 5 - Three-layer structure) As is clear from Fig. 5, the film has a three-layer structure, and under the above conditions, the S
The transmittance T8 for polarized light components shows a maximum, especially for NH-
In the case of 350, TPl-Tsl-8 at around 800 nm
64, and the transmission coefficients for both the p and s polarization components are equal.
従ってλ−750〜820 nmの光についてはNL−
1,90の低屈折率膜層を第1層及び第3層とし、NH
−350の高屈折率膜層を第2層とする3層膜で、P、
8両偏光成分の成分比に全く左右されない86憾透過の
ビームスプリッタ−を得ることができる。Therefore, for light of λ-750 to 820 nm, NL-
1,90 low refractive index film layers are used as the first and third layers, and NH
A three-layer film with a high refractive index film layer of -350 as the second layer, P,
It is possible to obtain a beam splitter with 86-reflective transmission that is completely unaffected by the ratio of the 8-polarized light components.
@4図は本発明をN層膜で構成した場合の概念図で第1
層を低屈折膜層(屈折率NL1嘆厚λ。/4)、第21
1を高屈折率膜層(屈折介
したものである。(従って層数としては番数となる。)
この第4図に関し、’tJ数を5層、7層、9層とし、
第5図と同攬の特性を求めたものがtjI!、6図、第
7図、第8図である。なお、第6図〜第8図における基
準設計波長、低屈折率膜層の屈折率NL1高屈高屈折率
膜層折率NHO値等については、第2〜第4表のとおり
である。(入射側屈折率Ns 、透過側屈折率N 、ま
た入射角条件については第5図の場合と同じにしである
。)
第2表(第6図−5層構成)
第4表(第8図−9層構成)
これらの特性かられかるように、各条件下においてλ=
800nm近傍でP%S両偏光成分に対する透過率T
及びT8が一致させることが可能で、しかもその透過率
T1、T8の値も層数を選ぶことにより、ある幅をもっ
て設定することもできる。なお、当然TP%T8を一致
させずにそれぞれ異なった透過率とすることも可能であ
ることは言うまでもない。@Figure 4 is a conceptual diagram when the present invention is constructed with an N-layer film.
The layer is a low refractive film layer (refractive index NL1 thickness λ./4), the 21st
1 is a high refractive index film layer (refraction is used. (Therefore, the number of layers is the number.)
Regarding this Figure 4, the number of 'tJ is set to 5 layers, 7 layers, and 9 layers,
The same characteristics as in Figure 5 are obtained for tjI! , 6, 7, and 8. Note that the reference design wavelength, the refractive index NL1 of the low refractive index film layer, the refractive index NHO value of the high refractive index film layer, etc. in FIGS. 6 to 8 are as shown in Tables 2 to 4. (The refractive index Ns on the incident side, the refractive index N on the transmitted side, and the incident angle conditions are the same as in Fig. 5.) Table 2 (Fig. 6 - 5-layer structure) Table 4 (Fig. 8) -9 layer structure) As can be seen from these characteristics, under each condition λ =
Transmittance T for both P%S polarization components near 800 nm
and T8 can be made to match, and the values of the transmittances T1 and T8 can also be set within a certain range by selecting the number of layers. It goes without saying that it is also possible to set different transmittances without making TP%T8 the same.
ところで、萌述したような光デイスク再生光学系に本発
明ビームスプリンターを用いることを考えると、光の利
用率の面で50嘔透過のビームスプリッタ−で、しかも
P、S両偏光成分についての透過率も一致しているもの
が好ましい。この要求を満すための屈折率条件を3〜9
層の膜構成のものそれぞれについ℃求めると第5表のと
おりである。なお、入射側屈折率N8%透過側屈折″4
Nos入射角についてはこれまでの条件と同じとし、さ
らに付加条件としてλ−800nmで所期の特性となる
ようにしである。そしてこの第5表に基いた各層数構成
のP、S両偏光成分の分光透過特性T %T8 を第
9図に示す。By the way, considering that the beam splitter of the present invention is used in the optical disc reproduction optical system as described above, in terms of light utilization efficiency, it is necessary to use a beam splitter that transmits 50% of light, and moreover, transmits both P and S polarized light components. It is preferable that the ratios also match. To meet this requirement, the refractive index conditions are 3 to 9.
Table 5 shows the temperature values determined in degrees Celsius for each of the film configurations of the layers. Incidentally, the refractive index on the incident side is N8%, and the refraction on the transmission side is ``4''.
The Nos incident angle is the same as the previous condition, and an additional condition is to obtain the desired characteristics at λ-800 nm. FIG. 9 shows the spectral transmission characteristics T %T8 of both P and S polarized light components for each number of layers based on Table 5.
@5表(第9図)
従って第9図の特性によれば、膜構動層数に応じて高低
屈折率膜層の屈折率NH,NLを決めてやることKよっ
て何層構成の本のでも504透過(2% S両偏光成分
に対して)のビームスプリッタ−を得ることができる。@Table 5 (Figure 9) Therefore, according to the characteristics shown in Figure 9, the refractive indexes NH and NL of the high and low refractive index film layers are determined according to the number of film structural layers. However, a beam splitter with 504 transmission (2% S for both polarization components) can be obtained.
但し、2% S両偏光成分に対する透過率のほぼ一致す
るとみなせる範囲からみると、層数が増すにつれS偏光
成分の透過率T8の極大形状が急峻となる傾向があるの
で製造時における条件変化を考慮すると、層数の少ない
方が有利である。但し、以下に触れるように、例えば3
層構成にすると特に高屈折率膜層にL
要求される屈折率N7の許容範囲が厳しくなってくる。However, considering the range in which the transmittances for both 2% S polarized light components can be considered to be almost the same, as the number of layers increases, the shape of the maximum transmittance T8 for the S polarized light component tends to become steeper. Considering this, it is advantageous to have fewer layers. However, as mentioned below, for example 3
When the layer structure is adopted, the tolerance range of the refractive index N7 required for the high refractive index film layer becomes particularly strict.
第10図はλ−800±201nmの近傍でP、S両偏
向成分に対し等しい透過率を得る場合において、膜構成
層数LNに対し、高屈折率膜層に要求される高屈折率N
Hと低屈折率膜層に要求される低屈折率Nt、との両屈
折車条件を示すものである。なお、その他の条件である
入射側屈折率N8や入射角などについてはこれまでと同
じとしである。なお、@10図中各破線で示したのはP
、s両偏光成分に対する等透過率T (TP ”Ts
)を与える条件を結んだものである。Figure 10 shows the high refractive index N required for the high refractive index film layer relative to the number of film constituent layers LN when obtaining equal transmittance for both P and S polarization components in the vicinity of λ-800±201 nm.
It shows the refractive wheel conditions of H and the low refractive index Nt required for the low refractive index film layer. Note that other conditions such as the incident side refractive index N8 and the incident angle remain the same as before. In addition, each broken line in the diagram @10 indicates P.
, s Equal transmittance T (TP ”Ts
) is a combination of conditions that give
第10図よりわかるように、NH%NLの屈折率条件の
設定によりいずれの膜構成層数にオイてもP%S両偏光
成分の透過率Tp、Tsを等しく、シかも任意の透過率
にすることができる。しかし一般的には層数LNが少な
いほど低屈折率NLを厳密にしなければならず、また層
数Nが多いほど高屈折率NHには厳密さが要求される。As can be seen from Figure 10, by setting the refractive index conditions of NH%NL, the transmittances Tp and Ts of both P%S polarized light components are the same regardless of the number of film constituent layers, and the transmittance can be set to any desired value. can do. However, in general, the smaller the number of layers LN is, the more strict the low refractive index NL must be, and the larger the number of layers N is, the more strict the high refractive index NH is required to be.
この各層数毎の屈折率条件をみると5層膜構成のものが
製造するうえでは制御が容易である。Looking at the refractive index conditions for each number of layers, it is easy to control when manufacturing a five-layer structure.
以上の実施例では入射側屈折率を1.52、透過1則屈
折率を1.56とした場合について述べてきたが、本発
明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば光
デイスク再生光学系で使用されるレーザー発振器が近赤
外レーザーであれば、基板としてその発振波長域で透明
であれば充、分で、ソリコンなどのような基板でもよい
ことになる。第11図はこのような場合について入射側
屈折率を4.0、透過側屈折率もこれに合わせて4.0
とした時に、λ−800nm 近傍でP%S両偏光成分
に対する透過率TP%T8が等しくなり得るような5膚
膜構成のもののいくつかを分光透過特性として示したも
のである。なお、入射角はいずれも45’とし、各嗅層
の屈折率NH,NLは第6表のとおりである。In the above embodiments, a case has been described in which the incident side refractive index is 1.52 and the transmission one-law refractive index is 1.56, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, if the laser oscillator used in the optical disk reproducing optical system is a near-infrared laser, the substrate may be made of a silicone or the like as long as it is transparent in the oscillation wavelength range. Figure 11 shows that in such a case, the refractive index on the incident side is 4.0, and the refractive index on the transmission side is also 4.0.
The figure shows some of the spectral transmission characteristics of five skin membrane structures in which the transmittance TP%T8 for both P%S polarized light components can be equal in the vicinity of λ-800 nm. Incidentally, the angle of incidence is 45' in both cases, and the refractive indexes NH and NL of each olfactory layer are as shown in Table 6.
さらに本発明によれば、p、s両偏光成分の透過率を逆
転させることもできる。すなわちこれまでのビームスプ
リッタ−ではP偏光成分の光は多く透過され8偏光成分
の光は多く反射されることから透過?TについてはTP
>T8が普通である。しかし例えば第12図に示すよう
にある屈折率条件によっては所定波長域においてTP<
Tsとすることも可能である。第12図はNs−1,5
2、No−1,56、入射角45、λ6m890nmと
して低屈折率膜層の屈折率NLを2.20に固定し、高
屈折率膜層の屈折率N を変えた場合のP%S両偏光成
分に対する透過率Tp 、Ts を示したものである
。なお膜構成は5層膜(各層膜厚λ。/4)で、各透過
特性TP%Ts と屈折率NI(どの対応は第7表に
よる。Furthermore, according to the present invention, it is also possible to reverse the transmittance of both p and s polarized light components. In other words, with conventional beam splitters, much of the P-polarized light component is transmitted, and much of the 8-polarized light component is reflected, so is it transmitted? TP for T
>T8 is normal. However, as shown in FIG. 12, for example, depending on certain refractive index conditions, TP<
It is also possible to set it as Ts. Figure 12 shows Ns-1,5
2, No-1, 56, P%S double polarized light when the incident angle is 45, λ6m is 890 nm, the refractive index NL of the low refractive index film layer is fixed at 2.20, and the refractive index N of the high refractive index film layer is changed. It shows the transmittances Tp and Ts for the components. The film structure is a five-layer film (thickness of each layer λ./4), and the correspondence between each transmission characteristic TP%Ts and refractive index NI (correspondence is shown in Table 7).
第7表(第12図−5層構成)
このような特性は従来のビームスプリッタ−では到底得
ることは不可能であるが、本発明によればこのような特
性も容易に得られることから、各種光学系に新たな機能
を求めることもできる。Table 7 (Figure 12 - 5-layer configuration) It is impossible to obtain such characteristics with conventional beam splitters, but according to the present invention, such characteristics can be easily obtained. It is also possible to request new functions from various optical systems.
第13図は7層構成になる本発明ビームスジリッターの
他の実施例を示し、しかも入射角を変えた場合の特性を
示す、膜構成の特徴としては第2層及び第6層の高屈折
率膜層の膜厚を他の膜層の膜厚λ・/4 に対して0.
55(λo/4)と薄くしたものである。なお入射側屈
折率N−1,52,透過側屈折率N。−1,56、また
N =2.20、NH篇3.50とし、基準設計波り
長λ。−1035nmである。入射角αと各特性との対
応は第8表による。Fig. 13 shows another embodiment of the beam striper according to the present invention, which has a seven-layer structure, and also shows the characteristics when the incident angle is changed. The film thickness of the ratio film layer is set to 0.
It is made as thin as 55 (λo/4). Incidentally, the refractive index on the incident side is N-1, 52, and the refractive index on the transmission side is N. -1,56, N = 2.20, NH version 3.50, and the standard design wavelength λ. -1035 nm. The correspondence between the incident angle α and each characteristic is shown in Table 8.
第8表(第13図−7層構成)
このように本発明では各膜層の膜厚を必ずしも全てλ、
/4にしなくともよい。また入射角1の変化も相対的膜
厚の変化として従来の薄膜光学系でみられるような調設
的波長シフトが結果として現れることがわかる。Table 8 (Figure 13 - 7 layer configuration) In this way, in the present invention, the thickness of each layer is not necessarily all λ,
It doesn't have to be /4. It can also be seen that a change in the incident angle 1 results in an adjustable wavelength shift as seen in conventional thin film optical systems as a change in relative film thickness.
以上、いくつかの実施例に基き、本発明ビームスプリン
ターの膜構成について述べ、その屈折悪条件を明らかK
してきたが、本発明を実施する上でこれまでに挙げた屈
折率を与える蒸着物質の一例としては、高屈折率物質と
してはS11低屈折率物質としてはT10!、ZnO□
8 n OH、Z n’s’、”C:にり融〜%を適す
る。時変化させ得るので有利である。なお、通常の基板
温度としては300℃〜400℃程度の範囲が用いられ
る。また、所望の屈折率を得るために各膜層について等
価膜を利用してもよい。この等価膜の利用によれば等価
膜にかuy、率(原理的にはどのような値O
屈折率でも得られる)を実現できるので、本発明な実m
″fる5えでかなり有力な手段である。Above, we have described the film structure of the beam splinter of the present invention based on several examples, and clarified its adverse refraction conditions.
However, in carrying out the present invention, examples of vapor deposited substances that give the refractive index mentioned above include S11 for a high refractive index material and T10! for a low refractive index material. , ZnO□
8 n OH, Z n's', "C: molten to %" is suitable. It is advantageous because it can be changed over time. Note that a range of about 300° C. to 400° C. is usually used as the substrate temperature. Furthermore, in order to obtain a desired refractive index, an equivalent film may be used for each film layer.Using this equivalent film allows the equivalent film to have a However, it is possible to realize the actual m
This is a very effective method.
また本発明はプリズム型ビームスプリッタ−のみならず
、所謂・・−フミラー屋のビームスプリッタ−とするこ
ともできる。この場針には透過側屈折率N。を例えばI
K段設定て屈折率条件等を求めればよいことになる。Further, the present invention can be applied not only to a prism type beam splitter, but also to a so-called ``fumiller'' beam splitter. In this case, the needle has a transmission side refractive index N. For example, I
It is sufficient to set K stages and find the refractive index conditions, etc.
こうして本発明によれば、入射光を透過光及び反射光に
分離する所謂ビームスプリッタ−の透過及び反射特性を
、特にP偏光成分、S偏光成分についていずれも等しく
でき、あるいは透過光、反射光に含まれる両側光の成分
比も自在に設定できるという極めて汎用的、実用的作用
を達成し得ることになるものである。しかも、その蒸着
作業についても特に新たな機材が要求されたり、また特
殊な蒸着物質を必要としたりすることもなく、I来II
!fit、蒸着物質がそのまま流用できるので製造時の
制約もなく、ta性も充分である。Thus, according to the present invention, the transmission and reflection characteristics of a so-called beam splitter that separates incident light into transmitted light and reflected light can be made equal for both the P-polarized light component and the S-polarized light component, or the transmitted light and the reflected light can be made equal. The component ratio of the included light on both sides can be freely set, which makes it possible to achieve extremely versatile and practical effects. Moreover, the vapor deposition process does not require any new equipment or special vapor deposition substances,
! Since the vapor deposition material can be used as is, there are no restrictions during manufacturing, and the ta properties are sufficient.
第1図は本発明ビームスプリッタ−を用いる場合の、光
デイスク再生光学系の一例を示す原理構成図である。
@2図は本発明ビームスプリッタ−の特性を説明するた
めの概念図である。
第3図は本発明の3層膜構成の一実施例を示す概念図で
ある。
第4図は本発明のN層膜構成の一実施例を示す概念図で
ある。
第5図は第3図実施例における特性の一例を示す分光透
過特性図である。
第6図、第7図、第8図はそれぞれ第4図実施例におい
て層数を5層、7層、9層とした際の特性の一例を示す
分光透過特性図である。
第9図は本発明において、透過率Tp%T8がそれぞれ
50噛で一致する場合の例の分光透過特性図である。
第10図は本発明をそれぞれ3〜9層膜構成としてTP
−T8 となる屈折率条件NLとNHの関係を示す図で
ある5゜
第11図は入射側及び透過側屈折率が高い場合に利用で
きる5層膜構成になる本発明一実施例の分光透過特性図
である。
第12図はTPくT8となる本発明一実施例の示す分光
透過特性図である。
第13図は711を膜構成において、第2層と第6層と
の膜厚を若干λ。/4より薄くした一実施例の示す分光
透過特性図である。
1・・・レーザー発振器、 2 ・・・コリメータレン
ズ、3・・・ビームスプリッタ−14・・・対物し7ズ
。
5・・・ティスフ、6・・・フォトセンサ、11.12
・・・プリズムブロック、L・・・多層干渉薄膜層、1
3・・・接壇剤層、■・・・入射光%T・・・透過光、
R・・・反射光、TP・・・P偏光成分に対する透過光
、NL・・・低屈折率膜層屈折率、
Nu ”・高屈折率膜層屈折率。
ツシ 4ρ 人 イ左 rチックL°x
i、ス i\゛イc Ii−図面の浄杏(内容に変更
なし)
第3図
第4図
剰四誓トち
補畦豊憂 。
胎
1 呼シ ÷(ト ト ど
f g 補 正 書昭和
57年8へ一μ。
特許庁長官 若 杉 和 夫 殿
1・事件の表示 昭和57年特許願第 73と73号
2、発明の名称 ビームスプリッタ−3、補正をする
者
事件との関係 特許出願人
住 所 栃木県佐野市小中町700番地4、
補正命令の日付 昭和57 年7 月9 日(発送
日昭和57年7月27日)
5゜補正の対象 明細書及び図面
66補正の内容 添付のとおり明細書及び図面の浄書を
提出します。
(内容に変更なし)FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of an example of an optical disc reproducing optical system when using the beam splitter of the present invention. Figure 2 is a conceptual diagram for explaining the characteristics of the beam splitter of the present invention. FIG. 3 is a conceptual diagram showing an embodiment of the three-layer film structure of the present invention. FIG. 4 is a conceptual diagram showing an embodiment of the N-layer film structure of the present invention. FIG. 5 is a spectral transmission characteristic diagram showing an example of the characteristics in the embodiment shown in FIG. 6, 7, and 8 are spectral transmission characteristic diagrams showing examples of characteristics when the number of layers is 5, 7, and 9 in the embodiment shown in FIG. 4, respectively. FIG. 9 is a spectral transmission characteristic diagram of an example in which the transmittances Tp%T8 are equal to each other by 50 degrees in the present invention. Figure 10 shows the present invention in TP with a 3- to 9-layer film structure.
-T8 is a diagram showing the relationship between the refractive index conditions NL and NH.5゜Figure 11 shows the spectral transmission of an embodiment of the present invention with a five-layer film configuration that can be used when the refractive index on the incident side and the transmission side is high. It is a characteristic diagram. FIG. 12 is a spectral transmission characteristic diagram of an embodiment of the present invention in which TP is T8. In FIG. 13, the film configuration is 711, and the film thicknesses of the second layer and the sixth layer are slightly λ. FIG. 4 is a spectral transmission characteristic diagram showing an example in which the thickness is thinner than /4. 1... Laser oscillator, 2... Collimator lens, 3... Beam splitter 14... Objective 7 lenses. 5... Tisfu, 6... Photo sensor, 11.12
... Prism block, L... Multilayer interference thin film layer, 1
3... Adhesive layer, ■... Incident light %T... Transmitted light,
R...Reflected light, TP...Transmitted light for P polarized light component, NL...Refractive index of low refractive index film layer, Nu''/refractive index of high refractive index film layer. x
i, Sc I\゛Ic Ii - Cleaning of the drawing (no change in content) Fig. 3 Fig. 4 Surplus four oaths and supplements. Womb 1 Call ÷ (To to do f g Amendment 1 μ to 8 of 1980. Commissioner of the Patent Office Kazuo Wakasugi 1. Indication of the case 1988 Patent Application No. 73 and No. 73 2, Title of the invention Beam splitter 3, relationship with the amended case Patent applicant address 700-4 Konaka-cho, Sano City, Tochigi Prefecture;
Date of amendment order: July 9, 1980 (Delivery date: July 27, 1980) 5゜ Subject of amendment Contents of amendment No. 66 on the specification and drawings I will submit an engraving of the specification and drawings as attached. (No change in content)
Claims (3)
折率NLをもつ低屈折率膜層と、これよりさらに大きい
屈折率NHをもつ高屈折率膜層とを交互に、かつ最下層
および最上層が低屈折率膜層となるように積層したビー
ムスプリッタ−1(1) On a transparent substrate with a refractive index N, a low refractive index film layer with a refractive index NL larger than N8 and a high refractive index film layer with an even larger refractive index NH are alternately applied to the bottom layer and Beam splitter 1 stacked so that the top layer is a low refractive index film layer
5 < NH< 8.1.6<ML<5とした特許請求
の範囲第(1)項に記載のビームスプリッタ−0(2) In the case where 1.3 < Ns < 4, 2,
5<NH<8.1.6<ML<5 Beam splitter-0 according to claim (1)
第(1)項もしくは第(2)項に記載のビームスプリッ
タ−0(3) The optical thickness of each layer is λ. /4 Beam splitter-0 according to claim (1) or (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57073873A JPS58190906A (en) | 1982-05-01 | 1982-05-01 | Beam splitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP57073873A JPS58190906A (en) | 1982-05-01 | 1982-05-01 | Beam splitter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS58190906A true JPS58190906A (en) | 1983-11-08 |
JPS6315562B2 JPS6315562B2 (en) | 1988-04-05 |
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ID=13530743
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JPS58190906A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62148906A (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Beam splitter for optical head |
JPS63121821A (en) * | 1986-11-12 | 1988-05-25 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
US5453859A (en) * | 1993-06-03 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polarization beam splitter and projection display apparatus |
EP1253588A1 (en) * | 2000-02-04 | 2002-10-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head device |
JPWO2022145208A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5084253A (en) * | 1973-10-03 | 1975-07-08 | ||
JPS5238942A (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Nippon Shinku Kogaku Kk | Polarizer prism |
-
1982
- 1982-05-01 JP JP57073873A patent/JPS58190906A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5084253A (en) * | 1973-10-03 | 1975-07-08 | ||
JPS5238942A (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Nippon Shinku Kogaku Kk | Polarizer prism |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62148906A (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Beam splitter for optical head |
JPS63121821A (en) * | 1986-11-12 | 1988-05-25 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
US5453859A (en) * | 1993-06-03 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polarization beam splitter and projection display apparatus |
EP1253588A1 (en) * | 2000-02-04 | 2002-10-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head device |
EP1253588A4 (en) * | 2000-02-04 | 2005-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical head device |
JPWO2022145208A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | ||
WO2022145208A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 富士フイルム株式会社 | Light guide and image display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6315562B2 (en) | 1988-04-05 |
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