JPS59104603A - ビ−ムスプリツタ− - Google Patents
ビ−ムスプリツタ−Info
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- JPS59104603A JPS59104603A JP21508082A JP21508082A JPS59104603A JP S59104603 A JPS59104603 A JP S59104603A JP 21508082 A JP21508082 A JP 21508082A JP 21508082 A JP21508082 A JP 21508082A JP S59104603 A JPS59104603 A JP S59104603A
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- JP
- Japan
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- light
- semi
- incident
- semitransmitting
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- 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
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
-
- 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
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/144—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
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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
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Optical Filters (AREA)
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。
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、光を分割するビームスプリッタ−に関する。
従来、この種のビームスプリッタ−としては、〈１）企
及ｑ４鏡又は半透過鏡などの光学部品をいくつか組み合
わせで必要数の平行なビームを得るもの、（２）米国特
許第４，１２５，８６４より紹介され（いるように、互
に平行な一対の側面を有する透′光性基材の一方々側面
に反射膜を配没し、他方の側面に、２本以上に分割され
た出射光の強麿がＨ・に等しくなるように、分割数に応
じた数のゾーンにわ°けてそれぞれ膜特性の相異なる半
透過膜を配設したもの、などが知られている。
及ｑ４鏡又は半透過鏡などの光学部品をいくつか組み合
わせで必要数の平行なビームを得るもの、（２）米国特
許第４，１２５，８６４より紹介され（いるように、互
に平行な一対の側面を有する透′光性基材の一方々側面
に反射膜を配没し、他方の側面に、２本以上に分割され
た出射光の強麿がＨ・に等しくなるように、分割数に応
じた数のゾーンにわ°けてそれぞれ膜特性の相異なる半
透過膜を配設したもの、などが知られている。
しかしながら、（１）項のビームスプリッタ−は、装置
が大型になり、製造原価が高価になるばかりでなく、分
割された出射光の形状及び相互の平行度の各精度を上げ
ることが困難であるなどの欠点があった。また（２）項
のビームスプリッタ−は、膜特性の相異なる半透過１１
し）を各ゾーンに配設することから、製造が困難で高価
になるばかりでなく、出射光が各ゾーンの隣接づる膜の
境界を横切らないように、各ゾーン間隔に比較して十分
に細いビームを使用づることと、光の入射位置や入射角
などを正確に調整することが必須となる制約があった。
が大型になり、製造原価が高価になるばかりでなく、分
割された出射光の形状及び相互の平行度の各精度を上げ
ることが困難であるなどの欠点があった。また（２）項
のビームスプリッタ−は、膜特性の相異なる半透過１１
し）を各ゾーンに配設することから、製造が困難で高価
になるばかりでなく、出射光が各ゾーンの隣接づる膜の
境界を横切らないように、各ゾーン間隔に比較して十分
に細いビームを使用づることと、光の入射位置や入射角
などを正確に調整することが必須となる制約があった。
本発明の目的は、上記した欠点を除去し、ずなわｌ）第
１に、製造が容易で、かつ使用時の調整が容易なビーム
スプリッタ−を提供することであり、り１２に、製造原
画を低減したビームスプリッタ−を提供づることであり
、第３に、分割された出射光の性質及び形状を良好に保
ったビームスプリッタ−を提供することである。
１に、製造が容易で、かつ使用時の調整が容易なビーム
スプリッタ−を提供することであり、り１２に、製造原
画を低減したビームスプリッタ−を提供づることであり
、第３に、分割された出射光の性質及び形状を良好に保
ったビームスプリッタ−を提供することである。
木光明は、Ｊ５光性基材の相対向する平行側面の一方に
反射膜を、他方に半透過膜を配設し、前記半？に’Ａ′
膜の光学的膜厚を他方側面の長さ方−向に沿って漸次減
少させ又は増大させることにより、分割された各出射光
の間に何らの不連続な境界を介在させずに、上記目的を
達成している。
反射膜を、他方に半透過膜を配設し、前記半？に’Ａ′
膜の光学的膜厚を他方側面の長さ方−向に沿って漸次減
少させ又は増大させることにより、分割された各出射光
の間に何らの不連続な境界を介在させずに、上記目的を
達成している。
先ず、本発明の理解を容易にさせるため、本発明の特徴
どなる半透過膜の光学的原理を説明づる。
どなる半透過膜の光学的原理を説明づる。
半透過膜が、光吸収の少ない誘電体の高屈折率物質と低
屈折率物質を交互に積層した多層膜り目ら成っている場
合において、各層の光学的膜厚（１出折率ど幾何学的膜
厚との積をいう。以下同様）が／！１／４からλｚｙ’
４、λ３／／４へと減少りるとぎ、寸なわら透過特性
の中心波長がλ１からλＬ１λうへと小さくなるとき、
波長λＩＪ、りも人さな一定の波長λ。における光透過
率は、第１図に小Ｊ゛ように光学的膜厚の減少；ｌｉ１
／′４→／！え７・′１−ンλう７／・１に１１′って
、Ｔ１−）Ｔ乙−→Ｔ５のように次第に増加する。
屈折率物質を交互に積層した多層膜り目ら成っている場
合において、各層の光学的膜厚（１出折率ど幾何学的膜
厚との積をいう。以下同様）が／！１／４からλｚｙ’
４、λ３／／４へと減少りるとぎ、寸なわら透過特性
の中心波長がλ１からλＬ１λうへと小さくなるとき、
波長λＩＪ、りも人さな一定の波長λ。における光透過
率は、第１図に小Ｊ゛ように光学的膜厚の減少；ｌｉ１
／′４→／！え７・′１−ンλう７／・１に１１′って
、Ｔ１−）Ｔ乙−→Ｔ５のように次第に増加する。
したかって、第２図に示ずように、透光性阜扱４、七に
誘電体多層１１６！ ５を積層し、その各層の光学的膜
厚を光径路１．２．３にａ３いてそれぞれλ１／４、λ
２／４、λ３７／４のように漸次減少させることにより
、単一の誘電体多層膜蹄のもとて中心波長λ１、λ２、
λうの光透過４”＝ Ｔｌ、ＴＺ、 Ｔ５を実現するこ
とができる。
誘電体多層１１６！ ５を積層し、その各層の光学的膜
厚を光径路１．２．３にａ３いてそれぞれλ１／４、λ
２／４、λ３７／４のように漸次減少させることにより
、単一の誘電体多層膜蹄のもとて中心波長λ１、λ２、
λうの光透過４”＝ Ｔｌ、ＴＺ、 Ｔ５を実現するこ
とができる。
本発明は上記のような光学的原１（１！に従って光明さ
れたものであり、以下本発明の実施例を図面を参照して
詳細に説明づる。
れたものであり、以下本発明の実施例を図面を参照して
詳細に説明づる。
第３図（ａ ）及び（１１）は、入射光を５本の平行な
出射光に分割づる場合にお（プる本ざト明の実施例を示
す概略図である。
出射光に分割づる場合にお（プる本ざト明の実施例を示
す概略図である。
透光性基材６は、硝種がＢ１０−７ （（株）保谷硝子
商品名）である光学カラスからなり、長さ方向に互に平
行な一対の側面７．８を有し、この側面７．８は平滑面
に成形されている。入射光９の側面７上の入用点１０に
は、弗化マグネシウム（ＭｇＦｚ、屈折率ｎ ＝ １．
３８ ＞と酸化ジルコニウム（Ｚ ｒ Ｏン’ ｎ ＝
２．０）の２層からなる反則防止Ｈｔ、ｌ １１を配
設し、この反射防止膜１１以外の側面７の区域上には、
二酸化チタン（ＴｉＯ２、ｎ ＝ ２．３）と二酸化ケ
イ素（Ｓ ｉ ０１． ｎ ＝ １．４６ ）とを交互
に２１層重ねた誘電体多層膜からなる反射膜１２を配設
し、この反射膜１２に各反射点１３〜１７を位置ざぜて
、企及用の児−醒路を形成している。次に、側面８」二
には、分割された５本の出射光１８〜２２の強１真が互
に等しくなり、光の利用効率ができる限り高くなるＪ、
うに設計された誘電体多層膜からなる半透過１１ｊＪ２
３を配設している。すなわち、この半透過膜２３は、１
ヒ較的高屈折率の二酸化チタン（１；−２，３）と比較
的低屈折率の弗化マグネシウム（１１＝ １．３８
）とを交互に９層重ねた誘電体多層膜にして、その各層
の光学的膜厚が出射点２４〜２８にかけて第４図に示づ
ように漸次減少する膜栴成となっている。なＪ３、第４
図では光学的膜厚が相対値表示になっているが、６３２
、８ ｎ ｎ＋の光ビームに対して絶対値としては出
射点２４にて １３０，５ｎｎｌ′Ｃ：ある。
商品名）である光学カラスからなり、長さ方向に互に平
行な一対の側面７．８を有し、この側面７．８は平滑面
に成形されている。入射光９の側面７上の入用点１０に
は、弗化マグネシウム（ＭｇＦｚ、屈折率ｎ ＝ １．
３８ ＞と酸化ジルコニウム（Ｚ ｒ Ｏン’ ｎ ＝
２．０）の２層からなる反則防止Ｈｔ、ｌ １１を配
設し、この反射防止膜１１以外の側面７の区域上には、
二酸化チタン（ＴｉＯ２、ｎ ＝ ２．３）と二酸化ケ
イ素（Ｓ ｉ ０１． ｎ ＝ １．４６ ）とを交互
に２１層重ねた誘電体多層膜からなる反射膜１２を配設
し、この反射膜１２に各反射点１３〜１７を位置ざぜて
、企及用の児−醒路を形成している。次に、側面８」二
には、分割された５本の出射光１８〜２２の強１真が互
に等しくなり、光の利用効率ができる限り高くなるＪ、
うに設計された誘電体多層膜からなる半透過１１ｊＪ２
３を配設している。すなわち、この半透過膜２３は、１
ヒ較的高屈折率の二酸化チタン（１；−２，３）と比較
的低屈折率の弗化マグネシウム（１１＝ １．３８
）とを交互に９層重ねた誘電体多層膜にして、その各層
の光学的膜厚が出射点２４〜２８にかけて第４図に示づ
ように漸次減少する膜栴成となっている。なＪ３、第４
図では光学的膜厚が相対値表示になっているが、６３２
、８ ｎ ｎ＋の光ビームに対して絶対値としては出
射点２４にて １３０，５ｎｎｌ′Ｃ：ある。
このような漸次減少する膜は、真空蒸着の場合、蒸発材
料の飛散方向に対して具材６の側面８を直交させた後、
出射点２４を中心に所定角度、例えば３０°傾けた状態
で真空蒸着することより成膜することができる。
料の飛散方向に対して具材６の側面８を直交させた後、
出射点２４を中心に所定角度、例えば３０°傾けた状態
で真空蒸着することより成膜することができる。
６木目以降の不必要なビームは、例えば側面８上に光吸
収膜２９を塗布することにＪ、って除去される。
収膜２９を塗布することにＪ、って除去される。
以上の構成により、本例の５本の出射光に関する透過率
及び出射光量は表１に示すとおりであり、各出射光量は
０．１６０Ｉ〜０．１！ｌ）Ｉ Ｉに分布し、最小の０
．１６０１においても理想賄０．２１に対して８０％の
光を有効に利用できる。なＪ３，１は入射光■）また、
出射光ビームの相互間には境界がないことから、使用時
において光ビーム形状がくずれることがなく、その出射
光ビームの間隔調整などが極めて容易に行える。特に、
ビーム径とビーム間隔との比が１に近いときは、従来方
式では境界の影響を受けやすかったが、本発明によれば
、その影響を全く受【ノない利点がある。
及び出射光量は表１に示すとおりであり、各出射光量は
０．１６０Ｉ〜０．１！ｌ）Ｉ Ｉに分布し、最小の０
．１６０１においても理想賄０．２１に対して８０％の
光を有効に利用できる。なＪ３，１は入射光■）また、
出射光ビームの相互間には境界がないことから、使用時
において光ビーム形状がくずれることがなく、その出射
光ビームの間隔調整などが極めて容易に行える。特に、
ビーム径とビーム間隔との比が１に近いときは、従来方
式では境界の影響を受けやすかったが、本発明によれば
、その影響を全く受【ノない利点がある。
出射光の平行性に関する精度は、光学研磨された透光性
ａ ’ｔＪ ６の側面７と８との平行度により決まるも
ので、ωＩ磨の仕上がり精度に応じて高い精度を得るこ
とができる。また、側面７．８上の反射膜１２や半透過
膜２３として光吸収のほとんどない誘電体材料を多層膜
にして使用していることから、全光量を有効に利用する
ことができる。
ａ ’ｔＪ ６の側面７と８との平行度により決まるも
ので、ωＩ磨の仕上がり精度に応じて高い精度を得るこ
とができる。また、側面７．８上の反射膜１２や半透過
膜２３として光吸収のほとんどない誘電体材料を多層膜
にして使用していることから、全光量を有効に利用する
ことができる。
誘電体多層膜は、広く利用されている光学薄膜製造用の
蒸＠装置を使用して、容易に積層することができる。特
に、本発明の特徴となる半透過膜２３は、透光性基＋Ａ
６を蒸着装置内にセットした後、１回の真空排気操作で
二酸化チタンと弗化マグネシウムを交互に連続して積層
する手段がとれることから、製造原価を低減させること
ができる。
蒸＠装置を使用して、容易に積層することができる。特
に、本発明の特徴となる半透過膜２３は、透光性基＋Ａ
６を蒸着装置内にセットした後、１回の真空排気操作で
二酸化チタンと弗化マグネシウムを交互に連続して積層
する手段がとれることから、製造原価を低減させること
ができる。
第３図に示した実施例では、側面８上の半透過膜２３と
して、出射点２４〜２８にかけて漸次減少する場合を挙
げたが、逆に膜厚が漸次増大する場合でも同様な光学特
性が得られる。この場合、出射位置に対重る光学的膜厚
を第５図に、各出射光の透過率及び出剣光吊を表２に示
寸。なお、この場合の半透過膜は、二酸化チタンと弗化
マグネシウムの交互１０層膜からなり、６３２，８ｎｍ
の光ビームに対して出射点２４における光学的ＩＡ Ｉ
’ｙの絶対値は１また、第３図に示した実施例では、入
射光９と出射光１８〜２２が互に同じ向きであるが。第
６図（ａ ）及び（ｂ）に示すように、入射光９を反射
防止膜１１を通して透光性基材６に入射して、対向覆る
側面８上に配設された反射膜１２と、一方の側面７Ｌに
配設された半透過膜２３との間で内部反射を繰り返させ
て、半透過膜２３の各出射点２４〜２８から出射光１８
〜２２を入射光９とは逆向きに取り出してもよい。
して、出射点２４〜２８にかけて漸次減少する場合を挙
げたが、逆に膜厚が漸次増大する場合でも同様な光学特
性が得られる。この場合、出射位置に対重る光学的膜厚
を第５図に、各出射光の透過率及び出剣光吊を表２に示
寸。なお、この場合の半透過膜は、二酸化チタンと弗化
マグネシウムの交互１０層膜からなり、６３２，８ｎｍ
の光ビームに対して出射点２４における光学的ＩＡ Ｉ
’ｙの絶対値は１また、第３図に示した実施例では、入
射光９と出射光１８〜２２が互に同じ向きであるが。第
６図（ａ ）及び（ｂ）に示すように、入射光９を反射
防止膜１１を通して透光性基材６に入射して、対向覆る
側面８上に配設された反射膜１２と、一方の側面７Ｌに
配設された半透過膜２３との間で内部反射を繰り返させ
て、半透過膜２３の各出射点２４〜２８から出射光１８
〜２２を入射光９とは逆向きに取り出してもよい。
以上の実施例では、出射光を５本に設定したが、出射光
は必要に応じて何本でも分割することができる。また、
透光性基材として光学ガラスを挙げたが、光透過性の高
い透明プラスチックなどでもよい。誘電体材料どして実
施例の弗化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコ
ニウムの他に、弗化セリウム、酸化アルミニウム、酸化
イツトリウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化セ
リウムなどでもよい。
は必要に応じて何本でも分割することができる。また、
透光性基材として光学ガラスを挙げたが、光透過性の高
い透明プラスチックなどでもよい。誘電体材料どして実
施例の弗化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコ
ニウムの他に、弗化セリウム、酸化アルミニウム、酸化
イツトリウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化セ
リウムなどでもよい。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の光学的原理を説明
するための分光透過率特性図及び半透過膜概略図、第３
図は本発明の一実施例を示す概略図、第４図は前実施例
の出射位置における光学的膜厚を示す線図、第５図は光
学的膜厚を増大させた場合の出射位置に６５ける光学的
膜厚を示す絵図、第６図は本発明の他の一実施例を示づ
゛概略図である。 ６・・・透光性基材、７．８・・・一対の側面、９・・
・入射光、１０・・・入射点、１１・・・反射防止膜、
１２・・・反射膜、２３・・・半透過膜滉 １ ロ ５良 畏 ポ 夷τ 俊！
するための分光透過率特性図及び半透過膜概略図、第３
図は本発明の一実施例を示す概略図、第４図は前実施例
の出射位置における光学的膜厚を示す線図、第５図は光
学的膜厚を増大させた場合の出射位置に６５ける光学的
膜厚を示す絵図、第６図は本発明の他の一実施例を示づ
゛概略図である。 ６・・・透光性基材、７．８・・・一対の側面、９・・
・入射光、１０・・・入射点、１１・・・反射防止膜、
１２・・・反射膜、２３・・・半透過膜滉 １ ロ ５良 畏 ポ 夷τ 俊！
Claims (1)
- （１） 入射光が、互に平行な一対の側面を右づ−る透
光性基月の一方の前記側面の入射点に入射し、他方の前
記側面ど一方の前記側面（前記入射点の区域を除く）と
にそれぞれ反射膜又は半透過膜のうちいずれか一方を配
設して内部反射を繰り返し、出射光が、前記半透過膜か
ら２本以上の光ビームに分割されるビームスプリッタ−
において、前記半透過膜の光学的膜厚を前記側面の長さ
方向に治って漸次減少さゼ又は増大させていることを特
徴どり−るビームスプリッタ−０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21508082A JPS59104603A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | ビ−ムスプリツタ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21508082A JPS59104603A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | ビ−ムスプリツタ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104603A true JPS59104603A (ja) | 1984-06-16 |
Family
ID=16666417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21508082A Pending JPS59104603A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | ビ−ムスプリツタ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104603A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000028849A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Fujitsu Ltd | ビ―ムプロファイルを改善するために反射率の変化する面を有するバ―チャリ・イメ―ジド・フェ―ズド・アレイ（ｖｉｐａ） |
| WO2002006861A1 (fr) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Element optique a selectivite de longueur d'onde |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52122135A (en) * | 1976-03-03 | 1977-10-14 | Crosfield Electronics Ltd | Light beam divider |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP21508082A patent/JPS59104603A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52122135A (en) * | 1976-03-03 | 1977-10-14 | Crosfield Electronics Ltd | Light beam divider |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000028849A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Fujitsu Ltd | ビ―ムプロファイルを改善するために反射率の変化する面を有するバ―チャリ・イメ―ジド・フェ―ズド・アレイ（ｖｉｐａ） |
| WO2002006861A1 (fr) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Element optique a selectivite de longueur d'onde |
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