JPS59216108A - Phase plate - Google Patents

Phase plate

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JPS59216108A
JPS59216108A JP9081483A JP9081483A JPS59216108A JP S59216108 A JPS59216108 A JP S59216108A JP 9081483 A JP9081483 A JP 9081483A JP 9081483 A JP9081483 A JP 9081483A JP S59216108 A JPS59216108 A JP S59216108A
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plates
phase
angle
lambda
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Nobuhisa Asanuma
浅沼 信久
Soichi Iwamura
岩村 総一
Yasuaki Nishida
泰章 西田
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements

Abstract

PURPOSE:To obtain a phase plate which has relaxed work precision and maintains the functions even to divergent luminous flux by pasting two phase plates which have the same specific angle between plate surface normals and optical axes on specific condition. CONSTITUTION:Work is so performed that the plate surface normals of lambda/8 plates 4 and 5 having the same dimensions are at the angle beta to their optical axes 6 and 7, and those plates are set while their orientation flats 8 for optical axis display are symmetrical about pasted surfaces and adhered together in such a way that adhered surfaces of the lambda/8 plates 4 and 5 form a wedge with an angle delta with an interposed isotropic adhesive layer 9 which has the same refractive index with the lambda/8 plates 4 and 4, thus obtaining lambda/4. When this lambda/4 plate is applied to an ellipsometer, neither high-precision work nor assembly is required specially and a uniform quenching ratio is obtained even if a beam having a very large angle of divergency from a semiconductor laser, etc., is used without being collimated.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複屈折性あるいは複屈折性と旋光性とを有す
る結晶板を通過した光の71に直交する偏光成分の間に
所望の位相差を生せしめる位相板に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a phase plate that produces a desired phase difference between polarization components orthogonal to 71 of light that has passed through a crystal plate that has birefringence or birefringence and optical rotation. .

従来から、高密度の電子メモリディスク表面に形成され
る極めて薄い5i02等の酸化Hり(20X程度)の膜
厚を精密に測定するために、例えば第1図に示す如き構
成を有するエリプソメータが用いられている。しかし、
その構成要素たる四分の一波長板(以下、入/4板と称
する)は膜厚測定の基準となるものであって、その加工
精度を上げ且つ低コスト化を図ることが特に重要である
Conventionally, an ellipsometer having a configuration as shown in FIG. 1 has been used to precisely measure the thickness of an extremely thin 5i02 or other H2 oxide film (approximately 20X) formed on the surface of a high-density electronic memory disk. It is being but,
The quarter-wave plate (hereinafter referred to as a quarter-wave plate), which is a component of this, serves as the standard for film thickness measurement, and it is particularly important to improve its processing accuracy and reduce costs. .

また、3半導体レーザを光源とするディジタルφオーデ
ィオ・プレーヤあるいはビデ′オΦディスク・プレーヤ
の光ピツクアップは、かかる光源における波長のバラツ
キを考慮して、零次モードの入/4板を用いるのが望ま
しい。
In addition, for the optical pickup of a digital φ audio player or video φ disk player that uses three semiconductor lasers as a light source, it is recommended to use a zero-order mode input/fourth plate, taking into account the wavelength variations in such light sources. desirable.

ところが、従来の水晶を用いた入/4板においては、板
面法線と水晶光学軸とを直交する如く切り出し、光線が
板面に垂直入射するよう使用することが一般的であった
ので、零次モードのλ/4板は例えばHe−Ne レー
ザ(入= 133281)に対してその厚さが約177
1mとなり、加工が極めそ困難であった。
However, in conventional quartz plates using crystal, it was common to cut out the plate so that the normal to the plate surface and the optical axis of the crystal were perpendicular to each other so that the light rays were incident perpendicularly to the plate surface. For example, the thickness of the zero-order mode λ/4 plate is approximately 177 cm for a He-Ne laser (input = 133281).
The length was 1 m, making processing extremely difficult.

上述した加工上の問題を回避するために、例えば19λ
/4板と18λ/4板とを両者の光学軸が直交する如く
貼り合わせて零次モードの入/4を構成する所謂ニーリ
ングハウス・タイプの位相板が実用化されている。
In order to avoid the above-mentioned processing problems, for example, 19λ
A so-called kneeling house type phase plate has been put into practical use, in which a /4 plate and an 18λ/4 plate are bonded together so that their optical axes are perpendicular to each other to form a zero-order mode input/4.

一方、特公昭52−4943号および特公昭52−48
48号公報に開示された如く、板面法線と光学軸とに所
要の角度を与える所謂バイアス・カy ト式の位相板が
提案されている。これによると零次モードの水晶λ/4
板は、そのバイアス角を例えば13°とすることにより
、」二連したHe−Ne レーザに対して零次モードで
板厚的340 p、mとなる。よって加工上の問題は生
じてこない。
On the other hand, Special Publication No. 52-4943 and Special Publication No. 52-48
As disclosed in Japanese Patent No. 48, a so-called bias kit type phase plate has been proposed which provides a required angle between the plate surface normal and the optical axis. According to this, the zero-order mode crystal λ/4
By setting the bias angle of the plate to, for example, 13°, the thickness of the plate becomes 340 p, m in the zero-order mode for a double He-Ne laser. Therefore, no processing problems arise.

しかしながら、上述の貼り合わせ式水晶位相板ではりタ
デーシ百ン806を与える2板の位相板の板厚差がHe
−Neレーザ波長に対して17.6ルIとなるので、例
えばエリプソメータにおいて要求される位相角精度を9
0″±1″とすればかかる板厚差の精度を±0.2 p
、m以内に仕上げる必要があり、接着法を含めて加工が
極めて困難であった。
However, in the above-mentioned bonded crystal phase plate, the difference in thickness between the two phase plates that gives the beam tadency of 806 mm is He
-Ne laser wavelength is 17.6 lI, so for example, the phase angle accuracy required in an ellipsometer is 9.
If 0″±1″, the accuracy of the plate thickness difference is ±0.2 p.
, m or less, and processing including adhesion was extremely difficult.

また、バイアス・カット式において上述した位相角精度
を得るためには、板厚の精度を±4p−m以内に加工す
ればよいので、加工上はさほどの困難はなく、しかも貼
り合わせ工程も存在しないので有利である。しかし、こ
れを光路上にアセンブルする場合の精度が厳しく、例え
ば入射ビームに1ミリラジアンの発散角があっても入/
4板としての機能が低下するという欠点があった。
In addition, in order to obtain the above-mentioned phase angle accuracy in the bias cut method, it is only necessary to process the plate thickness to within ±4pm, so there is not much difficulty in processing, and there is also a bonding process. It is advantageous because it does not. However, the precision required when assembling this onto the optical path is difficult; for example, even if the incident beam has a divergence angle of 1 milliradian, the
There was a drawback that the function as a 4-board was degraded.

本発明の目的は、上述した従来の位相板の欠点を除去す
るために、加工精度およびアセンブリ時の組立て精度に
ついても厳しい要求を受けることなく、殊に半導体レー
ザの如く発散性の大きい入射光線束に対しても機能を維
持し得るようにした位相板を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional phase plate described above, and to avoid strict requirements regarding processing accuracy and assembly accuracy during assembly. It is an object of the present invention to provide a phase plate that can maintain its function even when

かかる目的を速成するために1本発明では位相板板面法
線とその光学軸とが所定の角度をなす2枚の位相板を用
意し、その遅相軸および進相軸方向を一致させ、且つ両
者の光学軸が平行とならないように貼り合わせてこれを
透過する光線の写に1μ交する偏光成分の間に所望の位
相差を与えるよう構成する。
In order to achieve this object quickly, in the present invention, two phase plates are prepared in which the normal to the phase plate surface and the optical axis thereof form a predetermined angle, and the directions of the slow axis and fast axis are made to coincide, In addition, they are bonded together so that their optical axes are not parallel, and a desired phase difference is created between the polarized light components that intersect by 1μ in the image of the light beam that passes through them.

以下、IA面を参照して本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the IA aspect.

まず、*発明の理解を助けるための一例として、従来か
ら知られている位相板の旋光性測定時における消光比劣
化について説明する。
First, *as an example to help understand the invention, extinction ratio deterioration during optical rotation measurement of a conventionally known phase plate will be explained.

いま、第1図に示す如く、2個の直交ニコルの中間に入
/4板を挿入する場合を考える。ここで、1は偏光プリ
ズム、2は入/4板、3は検光プリズムを示す。
Now, as shown in FIG. 1, consider the case where an in/quarter plate is inserted between two orthogonal nicols. Here, 1 is a polarizing prism, 2 is an input/quarter plate, and 3 is an analyzing prism.

水晶は周知の如く、直線複屈折性(以下、複屈折性と称
する)と円椎屈折性(以下、旋光性と称する)とを併せ
もつものである。このような結晶では、複屈折性のみに
よって生ずる単位板厚当りの位相差δ′ と、旋光性の
みによって生ずる単位板厚当りの位相差2ρ′ とを合
わせて考慮する必要がある。
As is well known, quartz has both linear birefringence (hereinafter referred to as birefringence) and circular refraction (hereinafter referred to as optical rotation). In such a crystal, it is necessary to consider both the phase difference δ' per unit thickness caused only by birefringence and the phase difference 2ρ' per unit thickness caused only by optical rotation.

いま第2図に示すポアンカレ球上において、中性軸方向
Of 、C:sの向きに大きさδ′のベクトルをとり、
極軸方向り、Rの向きに大きさ2ρ′のベクトルをとる
と、この結晶の固有偏光X、Xoは、それらの合成ベク
トルがポアンカレ球と交わる点で与えられる。この合成
ベクトルとCs +Gfベクトルとがなす角をθとする
と、 θ=jan’  (2ρ′/δ′) 通常の位相板ではこの値が0.3〜0.4度(波長によ
り異る)であるのに対し、上述した光学軸のバイアス角
βを13’ とした位相板では7〜8度にも達す、る。
Now, on the Poincaré sphere shown in Figure 2, take a vector of size δ' in the direction of the neutral axis Of, C:s,
If a vector of magnitude 2ρ' is taken in the direction of R in the polar axis direction, the intrinsic polarizations X and Xo of this crystal are given at the point where their combined vector intersects the Poincaré sphere. If the angle between this composite vector and the Cs + Gf vector is θ, then θ=jan'(2ρ'/δ') For a normal phase plate, this value is 0.3 to 0.4 degrees (depending on the wavelength). On the other hand, in the case of the above-mentioned phase plate in which the bias angle β of the optical axis is 13', the bias angle β reaches 7 to 8 degrees.

入/4板では、この合成ベクトルを回転軸とした6回転
作用により、偏光がどのように変わるかを知ることがで
きる。第1図において入/4板の消光をとる場合には、
偏光プリズム1から出射した直線偏光(P)か入/4板
2を通過しても再び直線偏光(Co )になっている必
要がある。すなわち、固有偏向点XOを中心として、ポ
アンカレ球の赤道(直線偏光対応)上の点Pから赤道上
の点coに80″回転して変換されるわけである。
In the input/4 plate, it is possible to see how the polarization changes due to the 6-rotation action with this composite vector as the rotation axis. When taking the extinction of the input/4 plate in Fig. 1,
Even if the linearly polarized light (P) emitted from the polarizing prism 1 passes through the input quarter plate 2, it must become linearly polarized light (Co) again. That is, the light is rotated by 80'' and converted from a point P on the equator (corresponding to linearly polarized light) of the Poincaré sphere to a point co on the equator, with the eigendeflection point XO as the center.

しかし、入射ビームに発散角があるとδ′の大きさが変
化するので、これにより回転軸中心x。
However, if the incident beam has a divergence angle, the magnitude of δ' changes, which causes the rotation axis center x to change.

はX、  、  X2に変わり、回転の対応点C,、C
2う赤道上に来なくなる6換言すれば、第3図に示す如
く、検光子出射ビームの消去状態を調べると、中心部で
は消光するものの、周辺部Sでは検光プリズム入射によ
り(直線偏光でなく)楕円偏光となっているので消光す
ることができない。
changes to X, , X2, and the corresponding rotation points C, , C
In other words, as shown in Figure 3, when examining the extinction state of the beam emitted from the analyzer, it is found that although it is extinguished in the center, the beam in the periphery S is suppressed by the incidence of the analyzer prism (linearly polarized light). Since it is elliptically polarized light, it cannot be quenched.

このように、従来の位相板によれば込射ビームがコリメ
ートされていない場合には位相板の加工精度を向上させ
たとしても、ビーム断面全域において一様な消光を得難
いことが理解されよう。
As described above, it will be understood that when the incident beam is not collimated using the conventional phase plate, even if the processing accuracy of the phase plate is improved, it is difficult to obtain uniform extinction over the entire beam cross section.

この問題を解決するために、本発明においては以下の如
き構成をとる。
In order to solve this problem, the present invention adopts the following configuration.

第4図(1)および(2)は、それぞれ本発明に係る位
相板の一実施例を示す断面図および斜視図である。
FIGS. 4(1) and 4(2) are a sectional view and a perspective view, respectively, showing an embodiment of a phase plate according to the present invention.

例えば入/4板を構成する場合には同図(1)に示す如
く、同一ディメションを有する入/8板4および5の板
面法線がその光学軸6および7と角度βをなす如く加工
し、これら2枚の入/8板4および5を光学軸表示用オ
リエンテーション・フラット8が同図(2)に示すよう
に貼り合わせ面に対称となる如くセットし、複屈折性も
旋光性もなく屈折率も両λ/8板とほぼ同等の接M層9
を介して接着する。この場合、再入/8板4および5の
接着面は一般に角度δのウェッジを形成する。ごのウェ
ンジ角δは貼り合わせ精度に由来するが、特定の目的を
もって故意に設定してもよい。
For example, when constructing a 1/4 plate, as shown in the same figure (1), processing is performed so that the surface normal of the 4/8 plates 4 and 5, which have the same dimensions, forms an angle β with the optical axes 6 and 7. Then, these two input/8 plates 4 and 5 are set so that the orientation flat 8 for displaying the optical axis is symmetrical to the bonding surface as shown in (2) in the same figure, so that both birefringence and optical rotation can be adjusted. The tangent M layer 9 has almost the same refractive index as both λ/8 plates.
Glue through. In this case, the adhesive surfaces of re-entrant/8 plates 4 and 5 generally form a wedge of angle δ. The wenge angle δ is derived from the bonding accuracy, but may be set intentionally for a specific purpose.

さてこのような構成を有する位相板においては屈折率差
変化の式から が与えられる。
Now, in a phase plate having such a configuration, an equation for change in refractive index difference is given.

ここで、nx、nyおよびIlzはそれぞれX + 1
および2方向の屈折率である。水晶の場合、光学軸を2
方向にとると、 nx = ny = 1.546. nz=1.555
で与えられる。
Here, nx, ny and Ilz are each X + 1
and the refractive index in two directions. In the case of crystal, the optical axis is 2
In the direction, nx = ny = 1.546. nz=1.555
is given by

従って、光学軸6と角度βをなす方向を光路lOとして
、遅相軸C5方向および進相・軸Cf方向の屈折率をそ
れぞれ、nおよびn ′とすると、近似計算により n/J”= ny  e Ksin2/3 + ny 
      (2)nβ’  = ny       
       (3)が与えられる。
Therefore, if the direction forming an angle β with the optical axis 6 is the optical path lO, and the refractive indices in the slow axis C5 direction and the fast/fast axis Cf direction are n and n', respectively, n/J''=ny by approximate calculation. e Ksin2/3 + ny
(2) nβ' = ny
(3) is given.

ビームが発tl’1角Δβを持っていると、その光路長
変化は(Δβ)2で効いてくるので、これを無視する。
If the beam has an emission angle tl'1, Δβ, the optical path length change becomes effective at (Δβ)2, so this is ignored.

すなわち、 となるからである。That is, This is because.

また、光束方向の角度変化Δβによる屈折率差の変化Δ
(n/−ny)は、 Δ(n/g−ny) =ny *に拳5in2β・Δβ
(4) で与えられる。
Also, the change in refractive index difference Δ due to the angle change Δβ in the direction of the light beam
(n/-ny) is Δ(n/g-ny) = ny * fist5in2β・Δβ
(4) is given by.

光軸方向がδだけ変化している第2の位相板では、その
屈折率差変化Δ’(17y−ny)はΔ (1’W  
ny)  =ny  @に*5in2(β+ δ)・Δ
β             (5)で与えられる。
In the second phase plate whose optical axis direction changes by δ, the refractive index difference change Δ'(17y-ny) is Δ(1'W
ny) =ny @*5in2(β+δ)・Δ
It is given by β (5).

従って、λ/8板4および5の厚さをtとすると、上述
の如くΔβあるいはδによる光路長変化△tは、Δβお
よびδの2次以上の項となる。そこで、これを無視する
と、リタデーションrはほぼ一定となり、波長入。に対
しては、 で与えられる。
Therefore, assuming that the thickness of the λ/8 plates 4 and 5 is t, the optical path length change Δt due to Δβ or δ becomes a term of the second or higher order of Δβ and δ as described above. Therefore, if this is ignored, the retardation r will be almost constant and the wavelength will change. For , it is given by .

リタデーション位相Rは で与えられる。The retardation phase R is is given by

一方、第4図(1)および(2)に示した位相板に対し
てほぼ垂直にビームを入射させたとき、発散角Δβおよ
び貼り合わせ角δによるリタデージョン変化Δrおよび
その位相変化ΔRはΔr=t(Δ(nρ−fly)−Δ
(n−一1)となる。
On the other hand, when the beam is incident almost perpendicularly to the phase plate shown in FIGS. 4(1) and (2), the retardation change Δr and its phase change ΔR due to the divergence angle Δβ and the bonding angle δ are Δr= t(Δ(nρ−fly)−Δ
(n-1).

従って、ΔFにおいては、Δβとδとの積が第1近似の
主要項となるので無視し得る程小さくすることができる
Therefore, in ΔF, the product of Δβ and δ becomes the main term of the first approximation, so it can be made negligibly small.

例えば、β= 0.227ラジアン(13度)、Δβ=
0.005 ラジアン(17分)、δ= 0.003ラ
ジアン(10分)としてΔRを求めると、 ΔR= 2.I X 10=ラジアン(0,012度)
となる。
For example, β = 0.227 radians (13 degrees), Δβ =
When ΔR is calculated as 0.005 radian (17 minutes) and δ=0.003 radian (10 minutes), ΔR= 2. I x 10 = radian (0,012 degrees)
becomes.

この場合には、ビーム広がりが5ミリラジアンあったと
しても、0.01度の測定誤差以内でビーム以上は右旋
性水晶同士を貼り合わせた位相板について説明したが、
これは旋光性および温度特性の同等なバイアスカット入
/4板単板に相当し、βが13°であればその旋光能は
約8度となる。
In this case, even if the beam spread is 5 milliradians, the beam can be measured within a measurement error of 0.01 degrees, and the phase plate made by bonding dextrorotatory crystals has been explained.
This corresponds to a bias-cut/4-plate single plate with the same optical rotation and temperature characteristics, and if β is 13 degrees, the optical rotation power will be about 8 degrees.

これに対して、右旋入/8板と左旋入/8板との組合わ
せにより、旋光能および温度特性を改善することができ
る。
On the other hand, the optical rotation power and temperature characteristics can be improved by a combination of a right-handed rotation/8 plate and a left-handed rotation/8 plate.

いま、第1図に示した直交ニコル消光系に既述の合成位
相板をセットして消光をとるとき、偏光状態の変化をポ
アンカレ球上のaS近傍で考える。
Now, when the above-mentioned synthetic phase plate is set in the orthogonal Nicol extinction system shown in FIG. 1 to obtain extinction, the change in the polarization state will be considered near aS on the Poincaré sphere.

すなわち、第5図に示す如く直線偏光点Pが右旋入/8
板11を通ったときの偏光状態点Bは、遅相軸点C8に
関しP点とは、対称の位置にあり、且つ右旋入/8板1
1の、固有偏光軸点Xoを中心として反時計方向にP点
から45°回転した点に対応する。
That is, as shown in FIG. 5, the linearly polarized light point P is right-handed
The polarization state point B when passing through the plate 11 is at a position symmetrical to the point P with respect to the slow axis point C8, and the polarization state point B when passing through the plate 11 is symmetrical to the point P with respect to the slow axis point C8.
1, which corresponds to a point rotated by 45 degrees from point P in a counterclockwise direction around the intrinsic polarization axis point Xo.

次に左旋入/8板12により、偏光状態点Bは再びもと
の点Pに戻される。すなわち、左旋入/8板、12の固
有偏光軸点りは、赤道に関してXoとは対称の位置にあ
る。
Next, the polarization state point B is returned to the original point P by the left rotation/8 plate 12. That is, the unique polarization axis point of the left-handed /8 plate and 12 is located at a position symmetrical to Xo with respect to the equator.

これは右旋および左旋の水晶板の遅相軸Csが互に一致
するように貼り合せているからであり、このXoを中心
として反時計方間に456回転するとB点は0点(すな
わち、P点)に変換され、見掛は上の旋光能がなくなる
。ただし、一般の場合1例えば入射ビーム偏光状態が円
偏光に近い場合には、旋光能の補正は必ずしも充分でな
く実効的には3/4程度しか補正できない。しかし、例
えばβ=13°の場合には右旋同士の組合せで約8度と
なるのに対し、右旋および左旋組合せでは実効的には1
.6度前後の旋光能となるので、測定精度が向上する。
This is because the slow axes Cs of the right-handed and left-handed crystal plates are bonded together so that they coincide with each other, and when rotated 456 counterclockwise around this Xo, point B becomes 0 point (i.e., point P), and the apparent optical rotation power disappears. However, in the general case 1, for example, when the incident beam polarization state is close to circularly polarized light, the optical rotation power cannot necessarily be corrected sufficiently and can only be effectively corrected by about 3/4. However, for example, when β = 13°, the combination of right-handed rotation is about 8 degrees, whereas the effective angle of right-handed rotation and left-handed rotation is 1 degree.
.. Since the optical rotation power is around 6 degrees, measurement accuracy is improved.

また、温度変化によって常光線および異常光線の屈折率
noおよびne、左旋光および右旋光の屈折率nLおよ
びn、が変化するので、固有偏光軸点x0.x0の座標
および回転角も変化することになる。しかし、これらは
いずれも赤道に対称な変化であるので、必ずしも完壁で
はないにせよ、両者の温度依存性を打ち消すことができ
る。
Also, since the refractive indices no and ne of ordinary and extraordinary rays and the refractive indices nL and n of left-rotated light and dextral-rotated light change due to temperature changes, the characteristic polarization axis point x0. The x0 coordinate and rotation angle will also change. However, since both of these changes are symmetrical to the equator, the temperature dependence of both can be canceled out, although not necessarily completely.

従って本発明に係るん74板をエリプソメータに適用す
る場合には、格別の高精度加工およびアッセンブリを要
せずして半導体レーザの如くかなりの発散角のあるビー
ムをコリメートせずに使用しても一様な消光比を得るこ
とが可能となる。
Therefore, when applying the 74 plate according to the present invention to an ellipsometer, a beam with a considerable divergence angle such as a semiconductor laser can be used without collimation without requiring special high-precision processing and assembly. It becomes possible to obtain a uniform extinction ratio.

また、本発明に係る位相板は第6図に示す如く構成する
ディジタル・オーディオ・プレーヤあるいはビデオ・デ
ィスク・プレーヤの光ピツクアップ部にも当然適用可能
である。これらの光ピツクアップ部は一般に、半導体レ
ーザ13がら射出されたビームをコリメートレンズ14
により平行光束となし、偏光膜15を介挿した光アイソ
レータ16を通してビームを特定の偏光状態とし、これ
をλ/4板17を通して円偏光となし、更に焦点調整レ
ンズ18を介してディスク19の表面に刻印したビット
に照射し、ビットのサイズによって変調された反射光を
再びλ/4板17に通過させて入射時と直交する偏光状
態とすることによって偏光膜15面で完全に反射させ、
パターン整形レンズ2oを介してセンサ21に入射せし
めるものである。
Furthermore, the phase plate according to the present invention can naturally be applied to an optical pickup section of a digital audio player or a video disc player configured as shown in FIG. Generally, these optical pickup sections pass the beam emitted from the semiconductor laser 13 through a collimating lens 14.
The beam is made into a parallel light beam, passed through an optical isolator 16 with a polarizing film 15 interposed therebetween, makes the beam into a specific polarization state, passes through a λ/4 plate 17 and becomes circularly polarized light, and then passes through a focusing lens 18 to the surface of the disk 19. The reflected light is modulated according to the size of the bit and is passed through the λ/4 plate 17 again so that the polarization state is perpendicular to that at the time of incidence, so that it is completely reflected on the polarizing film 15 surface.
The light is made to enter the sensor 21 via the pattern shaping lens 2o.

かかる構成を有する光ピツクアップにおいては、半導体
レーザ13の発するビームがかなりの発散角を有してい
るので、充分なコリメートがとり難く、入/4板17が
その機能を完全に発揮し得ない。その結果として、半導
体レーザ13への戻り光が生ずるのが現状である。その
ために、半導体レーザI3はその発信状態が不安定にな
り良好な画質および音質を得るのが困難となるのみなら
ず、上述した戻り光を極力減少するために偏光膜15の
設計が極めて困難となる等の問題があった。
In an optical pickup having such a configuration, since the beam emitted by the semiconductor laser 13 has a considerable divergence angle, it is difficult to achieve sufficient collimation, and the input/quarter plate 17 cannot fully perform its function. As a result, the current situation is that light returns to the semiconductor laser 13. Therefore, the emission state of the semiconductor laser I3 becomes unstable, making it difficult to obtain good image and sound quality, and it is also extremely difficult to design the polarizing film 15 in order to reduce the above-mentioned return light as much as possible. There were some problems.

しかるに本発明に係る位相板を適用すれば発散角の大な
るビームに対しても極めて鈍感となるので、光ピツクア
ップの仕様によってはビーム・Lリメート用光学系を除
去することも可能となる。
However, if the phase plate according to the present invention is applied, it becomes extremely insensitive even to beams with a large divergence angle, so depending on the specifications of the optical pickup, it is possible to eliminate the beam/L remating optical system.

しかも偏光膜15の設計も容易となり、大幅なコスト低
誠が可能となることは自明である。
Moreover, it is obvious that the design of the polarizing film 15 becomes easy and that the cost can be significantly reduced.

本発明は以上説明した如く構成するので、以下に列挙す
る如き効果が得られる。
Since the present invention is constructed as described above, the following effects can be obtained.

■ ビーム入射角変動によるリタデーションの変化を2
枚の位相板でキャンセルするので、装置の光軸ン入射ビ
ームとの不一致あるいは発散角大なるビームに対しても
位相板としての機能を維持する。従って、上述の如きビ
ームに対してもビームの所要断面全域において良好な消
光を得ることができる。
■ Changes in retardation due to changes in beam incidence angle
Since the phase plate cancels out, it maintains its function as a phase plate even for beams that do not match the incident beam on the optical axis of the device or have a large divergence angle. Therefore, even for the beam as described above, good extinction can be obtained over the entire required cross section of the beam.

■ あるリタデーション位相角を得るとき、位相板板面
法線と光学軸kがなす角度が小さい程、位相板の厚さを
厚くすることができる。
(2) When obtaining a certain retardation phase angle, the smaller the angle between the normal to the phase plate surface and the optical axis k, the thicker the phase plate can be.

従って、厚さの製作精度がそのままりタデ−ジョン位相
角精度となり、位相板製作上での歩溜りが改善される。
Therefore, the manufacturing accuracy of the thickness becomes the same as the phase angle accuracy of the phase plate, and the yield in manufacturing the phase plate is improved.

■ エリプソメータ等に適用する場合には、貼り合せた
位相板の板面間に所要のウェッジ角を与えることにより
当該位相板内での多重反射を装置光軸外に除去しう、る
ので、・かかる多重反射に基づく妨害光束の影響による
消光比劣化を大幅に改善することができる。
■ When applied to an ellipsometer, etc., multiple reflections within the phase plate can be removed off the optical axis of the device by providing the required wedge angle between the plate surfaces of the bonded phase plates. Extinction ratio deterioration due to the influence of interfering light flux due to such multiple reflections can be significantly improved.

■ 右旋および左旋位相板の貼り合せにより、旋光性の
ない位相板を得ることができる。また、温度特性の小さ
な位相板特性を得ることができる。
■ By bonding dextrorotatory and levorotary phase plates, a phase plate without optical rotation can be obtained. Furthermore, phase plate characteristics with small temperature characteristics can be obtained.

■ 」−述したエリプソメータあるいは光ピック・アッ
プに用いる位相板は一般に旋光性の影響を実質的に考慮
する必要がないので、右旋ある・いは左旋同士の位相板
を組合せることが可能である。よって、同一ロットの位
相板を使用して安価に高機能の位相板を得ることができ
る。
- Phase plates used in the ellipsometer or optical pickup described above generally do not require substantial consideration of the influence of optical rotation, so it is possible to combine dextrorotatory and levorotary phase plates. be. Therefore, a highly functional phase plate can be obtained at low cost using phase plates from the same lot.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

し法王の旋光性表示を説明する図、第3図はビーム広が
りによる消光比の劣化を説明する図、第4板の組み合わ
せによる。入/4板旋光特性を説明する図、第6図は本
発明に係る位相板を適用したディジタルψディスクープ
レーヤの光ピツクアップ部を示す構成図である。 l・・・偏光プリズム、 2・・・入/4板、 3・・・検光プリズム、 4.5・・・入/8板、 6.7・・・光学軸、 8・・・光学軸表示用オリエンテー ションフラット、 9・・・接着層、 10・・・光路、 11・・・右旋入/8板、 12・・・左旋入/8板。 CS・・・W相軸、 Cf・・・進相軸、 13・・・半導体レーザ、 14・・・コリメーI・レンズ、 15・・・偏光膜。 16・・・光アイソレータ。 17・・・入/4板、 18・・・焦点調整レンズ、 18・・・ディスク、 20・・・パターン整形レンズ、 21・・・センサ。 特 許 出 願 人 東洋通信機株式会社1可  出 
 願  人  日 本 放 送 1弱 会第5図 (1ン
Figure 3 is a diagram illustrating the display of optical rotation of His Holiness, and Figure 3 is a diagram illustrating deterioration of extinction ratio due to beam broadening, based on the combination of the fourth plate. FIG. 6 is a diagram illustrating the optical rotation characteristics of the input/quarter plate, and is a block diagram showing the optical pickup section of a digital ψ disk player to which the phase plate according to the present invention is applied. l...Polarizing prism, 2...In/4 plates, 3...Analysis prism, 4.5...In/8 plates, 6.7...Optical axis, 8...Optical axis Orientation flat for display, 9...adhesive layer, 10...optical path, 11...right-handed rotation/8 plates, 12...left-handed rotation/8 plates. CS: W phase axis, Cf: fast axis, 13: semiconductor laser, 14: collimator I/lens, 15: polarizing film. 16... Optical isolator. 17...Enter/4 plate, 18...Focal adjustment lens, 18...Disc, 20...Pattern shaping lens, 21...Sensor. Patent applicant: Toyo Tsushinki Co., Ltd.
Applicants Japan Broadcasting

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)板面法線と光学軸とのなす角が所定の同し値を有す
る2枚の位相板をその遅相軸および進相軸方向を一致さ
せ、且つ前記光学軸が平行とならないように貼り合わせ
たことを特徴とする位相板。
1) Two phase plates whose angles between the plate surface normal and the optical axis have the same predetermined value are made so that their slow axes and fast axes coincide, and the optical axes are not parallel to each other. A phase plate characterized by being pasted together.
JP9081483A 1983-05-25 1983-05-25 Phase plate Granted JPS59216108A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006040359A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Epson Toyocom Corp Laminated quarter wave plate, and optical pickup using it

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006040359A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Epson Toyocom Corp Laminated quarter wave plate, and optical pickup using it
JP4507738B2 (en) * 2004-07-23 2010-07-21 エプソントヨコム株式会社 Laminated wave plate and optical pickup using the same

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