JPS58221812A - 自然光生成素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、偏光を解消して自然光またはより弱い偏光に
戻すための自然光生成素子に関するものである。さら忙
具体的にいえば、直接偏光、円偏光、ダ円偏光などを入
射して、自然光により近い光を出力するための自然光生
成素子に関するものである。

偏光を解消して自然光（非偏光）Ｋ戻すことは、種々の
分野で必要とされている。

例えば、自然光が分光器などのグレーティングを通過す
ると偏光されてしま５ことがあり、その後の処理のため
には、この偏光を解消することが望まれる。

また、光検出部として広く実用されているホトマルチプ
ライヤにおいては、偏光された入射光の光電面九対する
入射角によって、その感度が大幅に変化する。それ故罠
、正確な測定を行なうためには、入射光の偏光を解消す
ることが必要となる。

従来、この目的の為には、すりガラスなどが用いられて
きたが、実際には、もとの光の偏光特性がかなり保存さ
れており、また光の損失も大きく実用上使用できないケ
ースが多かった。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点をな（シ、
広い波長範囲にわたって、あるいは単色光についても、
光の損失を最小に押さえて、効率良く偏光を解消し、良
質の自然光を得ることのできる自然光生成素子を提供す
ることにある。

第１図に、本発明の一実施例を示す。

まず、水晶の結晶を、そのＹ軸に対して垂直に、板状罠
切り出す。この水晶板１を同図（イ）のように、Ｙ軸方
向には一様厚みで、Ｚ軸方向で厚みが変化するような、
くさび形に研磨す゛る。

また一方で、その２軸およびＹ軸を４５°ずらして切り
出した水晶板２を、同図（ｒｊ）のように、やはり（さ
び形に研磨する。

これらの２枚の水晶板１，２を、同図（ハ）のよ５に、
相互のＹ軸およびｚ軸を４５°ずらせ、各くさび面を合
わせて接着する。このようにして、本発明の自然光生成
素子が得られる。

なお、その際、接着面を十分良好忙研磨し、光学接着を
用いると、接着剤による光吸収が無くなるので、望まし
い結果が得られる３、 また、２枚の水晶板１，２のくさび面の傾斜を同一とし
ておけば、第１図（）・）のように接着したとき、その
両面−すなわち、光の入射面と出射面とが平行になり、
光の進行方向が変化しないので、好ましい結果が得られ
る。

この自然光生成素子に光が入射すると、次のような現象
が起こる。

水晶の結晶に於いては、良く知られているよう忙、Ｙ軸
、２軸の方向で光の速度、即ち屈折率が異る。その為に
、例えば、Ｙ軸にそって直線偏光が入射した場合、偏光
のベクトル成分のうち、Ｚ軸方向成分の振動とＹ軸方向
成分の振動とでは、それぞれ伝ばん速度が異なることに
なる。従って、入射した偏光は、その振動面が回転する
。

この場合における２軸方向とＹ軸方向の位相のずれを計
算すると、５００ｎｍの波長に於いて、距離６μｍにつ
き十波長ず・つずれる。

そこで、第１図に於て、一枚の（さび形水晶１または２
に、断面５ｍｍφの光束が入射したとする。水晶板のく
さび面が１７１０の傾きを持っているとすると、光束断
面の両端では、０．５ｍｍ（５００μｍ）の厚みの差が
存在する。それ故に、前記光束の両端では、約２０波長
の位相ずれが起きる。

すなわち、５ｍｍφの光束の全断面で見れば、あらゆる
位相ずれが起きていることになり、入射された直線偏光
は、自然光に近い形となって出射される。但し、Ｙ軸、
あるいは２軸に平行な偏光成分については位相ずれは起
きない。

このため釦、第１図（ハ）に示すように、もう一枚の水
晶板を、光学軸を４５°ずらしてはりつける。こうする
こと罠より、例えば、（イ）Ｉｃ示した水晶板１では位
相ずれを起こさない偏光成分も、（ロ）Ｋ示した水晶板
２でかならず位相ずれを起こすようにすることができる
。

また、第１図（イ）および（ロ）に示した水晶板１゜２
は、それぞれくさび形となっているため、一枚だけでは
入射光が屈曲する。しかしくノ・）のように、２枚をは
りつげ、入射面および出射面を平行とすることＫより、
入射光をまっすぐに出射させることができる。

第２図は、本発明の別の実施例である。この例は、第１
図の場合と同様に切出した２枚の水晶板３．４の各片方
の面５．６をあらし、あらした面を透明媒体７で貼り合
わせたものである。

面のあらさを約５０μｍＶＣすると、波長３００ｎｍの
光で、約２波長分の位相ずれが起こる。この場合、２枚
の水晶板３．４の間には、水晶に近い屈折率を持つ液体
、たとえば、グリセリンを封入しておくのがよい。こう
することＫよＩハあもした面による光の散乱が押さえら
れ、光の損失が少くなる。

また、各水晶板の中央部のみをあらし、前記の液体を封
入したあと、板の外えん部を合わせて接着することＫよ
り、封入液体の流出を防止することができる。

別の方法として、第３図のように、水晶に近い屈折率を
もつガラスの薄板８をはさんで、上記２枚の水晶板３．
　４１に爆着すれば、液体を使わずに製作することも可
能である。

また、第１図および第２図のいずれにおいても、２枚の
水晶板だけでなく、さらに多くの水晶板を、お互いの光
学軸が４５°以内の角をなすようにはり合わせることに
より、より自然光へと近すげることができる。

さらに、２枚の水晶板を用いる一場合、相互の光軸が４
５°と異なる角度をなすように接合しても、それなりの
偏光解消効果が達成されることは明らかである。

なお、以上では、Ｘ軸罠垂直に切り出した水晶板を用い
た例について述べたが、その他の複屈折性結晶（例えば
、螢石など）を用いても本発明が実施できることは当然
である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、比較
的簡単な構成で偏光を自然光に近づけることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の実施例を示す
製造工程図で、それぞれ（イ）および仲）は素材として
の２枚の水晶板σンノ杉状を示すｌｌＩ面図および平面
図、（ハ）は前記２枚σ）水晶板を接合した完成品の側
面図および平面図、第６図番１本発明の第３の実施例を
示す側面図である。 １〜４・・・水晶板、　　５，６・・・あらした面代理
人弁理士　平　木　道　人 才１図 （イ）　　　　　　　　　　　　（ロ）才２図 （イ）　　　　　　　　　　　（０） 第３図 （ハ） （ハ） ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （りその上の各点に於いて、通過する光の位相変化（ず
   れ）が異るように切断された複屈折性の結晶板の複数個
   を、互いに光学軸の方向が異る向きＫはり合わせたこと
   を特徴とする自然光生成素子。 （２）２枚の結晶板が、それぞれ厚み方向にななめに切
   断されてくさび状に整形され、これらが、光学軸の方向
   が互に一致しないように、それぞれのくさび面をはり合
   わせられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の自然光生成素子。 （３）２枚の結晶板のそれぞれの片面をあらし、あらさ
   れた面を内＠Ｋして、かつ光学軸の方向が互いに一致し
   ないよ５に、前記結晶板のそれに近い屈折率を有する透
   明媒体を用いて、前記２枚の結晶板が接合されたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自然光生成素子
   。