JPS60118803A - 偏光分離装置 - Google Patents
偏光分離装置Info
- Publication number
- JPS60118803A JPS60118803A JP22444283A JP22444283A JPS60118803A JP S60118803 A JPS60118803 A JP S60118803A JP 22444283 A JP22444283 A JP 22444283A JP 22444283 A JP22444283 A JP 22444283A JP S60118803 A JPS60118803 A JP S60118803A
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- film
- layers
- layer
- thickness
- lambda
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (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】
発明の技術分野
本発明は、高性能な偏光分離を多層膜により行う偏光分
離装置に関するものである。
離装置に関するものである。
従来技術と問題点
従来の偏光分離装置は、一般に誘電体多層膜からなるも
のであり、例えば、ガラス等の基板上に高屈］ｈ率＋ｌ
料としてのＴ ｉ Ｏ２膜と、低屈折率材料としＣの５
ｉ０２膜とを交互に積層し、積層数を例えば２３層とし
、両端に位置する高屈折材料の１” ｉ ０２膜の厚さ
をλ／８とし、他の膜の厚さをλ／４とした多層膜構造
のものである。この多層膜にほぼ４５度の入射角度で光
を入射させると、例えば、Ｓ波は反射され、Ｐ波は透過
されることにより、Ｓ波とＰ波が分離される。しかし、
実際には多層膜の透過損失特性により、透過されるべき
Ｐ波の一部がＳ波と共に反射されるので、透過されるＰ
波と反射されるＳ波との比、即ち偏光分離度が低い欠点
があった。
のであり、例えば、ガラス等の基板上に高屈］ｈ率＋ｌ
料としてのＴ ｉ Ｏ２膜と、低屈折率材料としＣの５
ｉ０２膜とを交互に積層し、積層数を例えば２３層とし
、両端に位置する高屈折材料の１” ｉ ０２膜の厚さ
をλ／８とし、他の膜の厚さをλ／４とした多層膜構造
のものである。この多層膜にほぼ４５度の入射角度で光
を入射させると、例えば、Ｓ波は反射され、Ｐ波は透過
されることにより、Ｓ波とＰ波が分離される。しかし、
実際には多層膜の透過損失特性により、透過されるべき
Ｐ波の一部がＳ波と共に反射されるので、透過されるＰ
波と反射されるＳ波との比、即ち偏光分離度が低い欠点
があった。
発明の目的
本発明は、偏光分離度を向上し、且つ広帯域化を図るこ
とを目的とするものである。
とを目的とするものである。
発明の構成
本発明は、７１” ｉ ０２膜とＳ ｉ Ｏ２膜とを交
互に積層した′多層膜からなる偏光分離装置に於いて、
第１層を前記ｉ” ｉ ０２膜として前記５ｉ０２膜と
交互に積層し、合計の層数を２３とし、波長をλとして
、第１層、第２０層、第２２層及び第２３層をそれぞれ
（０，５５／４）λ、（０，９８／４）λ、（０，８／
４ ） λ及び（０，４２／４） λの厚さとし、且
つ第１１層を（１，３，；／４）λの厚さとし、前記以
外の層をλ／４の厚さとした多層膜からなるものであり
、偏光分離度が大きく且つ広帯域化することができるも
のである。以下実施例について詳細に説明する。
互に積層した′多層膜からなる偏光分離装置に於いて、
第１層を前記ｉ” ｉ ０２膜として前記５ｉ０２膜と
交互に積層し、合計の層数を２３とし、波長をλとして
、第１層、第２０層、第２２層及び第２３層をそれぞれ
（０，５５／４）λ、（０，９８／４）λ、（０，８／
４ ） λ及び（０，４２／４） λの厚さとし、且
つ第１１層を（１，３，；／４）λの厚さとし、前記以
外の層をλ／４の厚さとした多層膜からなるものであり
、偏光分離度が大きく且つ広帯域化することができるも
のである。以下実施例について詳細に説明する。
発明の実施例
第１図は、本発明の実施例の概略断面図を示し、ＴＯは
Ｔ ｉ Ｏ２膜、ＳＯはＳ ＋ ０２膜、Ｂはガラス基
板である。１．３μｍの光波長λに於いて、Ｔ ｉ ０
２膜ＴＯの屈折率ｎ１は２．２５．５ｆ０２膜Ｓｏの屈
折率ｎ２は１，４５、ガラス基板１はＢＫ７の場合に屈
折率ｎ３は１．５１となる。
Ｔ ｉ Ｏ２膜、ＳＯはＳ ＋ ０２膜、Ｂはガラス基
板である。１．３μｍの光波長λに於いて、Ｔ ｉ ０
２膜ＴＯの屈折率ｎ１は２．２５．５ｆ０２膜Ｓｏの屈
折率ｎ２は１，４５、ガラス基板１はＢＫ７の場合に屈
折率ｎ３は１．５１となる。
ガラス基板Ｂば、光波長λの関係を無視できる程度に厚
いものであり、第１層のＴ ｉ ０２膜Ｔ。
いものであり、第１層のＴ ｉ ０２膜Ｔ。
は（０，５５／４）λの厚さ、第２層〜第１０層のＳ
ｔ Ｏ２膜ＳＯ及びＴ ｉ Ｏ２膜Ｔｏはλ／４の厚さ
、第１１層ｆ７） Ｔ ｉＯ２膜Ｔｏば（１，３／４）
λの厚さ、第１２層〜第１９層のＳ ｉ Ｏ２膜ＳＯ及
び′ｌ″ｉ ０２膜Ｔｏは、λ／４の厚さ、第２０層の
Ｓ ｉ ０２膜ＳＯは、（０，９８／４） λの厚さ、
第２１層の′Ｉ″ｉ Ｑ ２膜Ｔｏはλ／４の厚さ、第
２２層のＳ ｉ０２膜ＳＯは（０，８／４）λの厚さ、
第２３層のＴ ｉ Ｏ２膜Ｔｏは（０，４２／４）λの
厚さとするものである。この膜厚を第１図に於いては、
λ／４の倍数で示し、括弧内は、本発明の実施例と異な
る従来例の膜厚についてλ／４の倍数で示すものである
。
ｔ Ｏ２膜ＳＯ及びＴ ｉ Ｏ２膜Ｔｏはλ／４の厚さ
、第１１層ｆ７） Ｔ ｉＯ２膜Ｔｏば（１，３／４）
λの厚さ、第１２層〜第１９層のＳ ｉ Ｏ２膜ＳＯ及
び′ｌ″ｉ ０２膜Ｔｏは、λ／４の厚さ、第２０層の
Ｓ ｉ ０２膜ＳＯは、（０，９８／４） λの厚さ、
第２１層の′Ｉ″ｉ Ｑ ２膜Ｔｏはλ／４の厚さ、第
２２層のＳ ｉ０２膜ＳＯは（０，８／４）λの厚さ、
第２３層のＴ ｉ Ｏ２膜Ｔｏは（０，４２／４）λの
厚さとするものである。この膜厚を第１図に於いては、
λ／４の倍数で示し、括弧内は、本発明の実施例と異な
る従来例の膜厚についてλ／４の倍数で示すものである
。
第２図は、従来例と本発明の実施例との偏光分離特性曲
線図であり、横軸は光の波長（μｍ）、縦軸は、透過損
失（ｄＢ）及び反射損失（（Ｉ Ｂ）を示す。又実線は
本発明の実施例によるものであり、点線は従来例による
ものである。従来例は前述の、１、うに、第１層及び第
２３層の厚さをλ／８とし、他の第２層〜第２２層の厚
さをλ／４としたものである。光入射角度を４５度とし
た時、Ｐ波は透過し、Ｓ波は反射されて偏光分離が行わ
れるものであるが、従来例では、（ｂｌで示ずように波
長１．２５μｍ付近で０．２５ ｄ Ｂ程度のリップル
があり、このＰ波の透過損失は、Ｓ波と共に反射光とな
って現れるので、１．３μｍ帯に於ける偏光分離度が低
下するものであった。
線図であり、横軸は光の波長（μｍ）、縦軸は、透過損
失（ｄＢ）及び反射損失（（Ｉ Ｂ）を示す。又実線は
本発明の実施例によるものであり、点線は従来例による
ものである。従来例は前述の、１、うに、第１層及び第
２３層の厚さをλ／８とし、他の第２層〜第２２層の厚
さをλ／４としたものである。光入射角度を４５度とし
た時、Ｐ波は透過し、Ｓ波は反射されて偏光分離が行わ
れるものであるが、従来例では、（ｂｌで示ずように波
長１．２５μｍ付近で０．２５ ｄ Ｂ程度のリップル
があり、このＰ波の透過損失は、Ｓ波と共に反射光とな
って現れるので、１．３μｍ帯に於ける偏光分離度が低
下するものであった。
一方本発明によれば、Ｐ波の透過特性は、実線で示すも
のとなり、従来例のｆｂ１点に対応したリップルはｔａ
＋に示すように小さくなる。又Ｓ波の反射損失は従来例
と殆ど変わらないので、１．３μｍ帯に於ける偏光分離
度を、従来例に比較して著しく向上させることができる
。
のとなり、従来例のｆｂ１点に対応したリップルはｔａ
＋に示すように小さくなる。又Ｓ波の反射損失は従来例
と殆ど変わらないので、１．３μｍ帯に於ける偏光分離
度を、従来例に比較して著しく向上させることができる
。
第３図はＰ波の透過損失を示し、ＦＰは透過損失の第１
ピーク、ＳＰは透過損失の第２ピークを示す。これらの
透過損失のピークが使用光波長帯に於いて低いことが偏
光分離度を向上する為に必要である。このような点から
前述の多層膜構造に於ける膜厚を選定したものであり、
膜厚選定の理由を以下説明する。
ピーク、ＳＰは透過損失の第２ピークを示す。これらの
透過損失のピークが使用光波長帯に於いて低いことが偏
光分離度を向上する為に必要である。このような点から
前述の多層膜構造に於ける膜厚を選定したものであり、
膜厚選定の理由を以下説明する。
従来例の多層膜構造に於ける各層の膜厚の影響を調べる
為に、各層の膜厚を単独に＋３０％変化させた。その結
果の透過損失特性は第４図に示すものとなった。なお横
軸は第１２層で折り返して第１３層〜第２３層を括弧内
で示すものである。
為に、各層の膜厚を単独に＋３０％変化させた。その結
果の透過損失特性は第４図に示すものとなった。なお横
軸は第１２層で折り返して第１３層〜第２３層を括弧内
で示すものである。
又実線は第３図の透過損失の第１ピークＦＰに相当する
部分の透過損失を示し、点線は第３図の透□過損失の第
２ピークＳＰに相当する部分の透過損失を示す。この第
４図から判るように、第１１層、第１２層の所謂中間層
が一番感度が高く、Ｐ波の透過ＩＰ、失が最低となって
いる。そこで、第１１層のＩＩりＪｌｌを前述のように
、（１，３／ ４ ） λとし、更に感度を計算した結
果、第１層、第２０層、第２２層、第２３層の感度が高
いことが判った。そしてこれらの１１り厚の最適化を図
り、前述のように、第１層は（０，５５／４）λの厚さ
、第２０層は（ｔｉ＝＋８／＋）λの厚さ、第２２層は
（０，８／４）λの厚さ、第２３層は（０，４２／４．
）λの厚さに選定したものである。
部分の透過損失を示し、点線は第３図の透□過損失の第
２ピークＳＰに相当する部分の透過損失を示す。この第
４図から判るように、第１１層、第１２層の所謂中間層
が一番感度が高く、Ｐ波の透過ＩＰ、失が最低となって
いる。そこで、第１１層のＩＩりＪｌｌを前述のように
、（１，３／ ４ ） λとし、更に感度を計算した結
果、第１層、第２０層、第２２層、第２３層の感度が高
いことが判った。そしてこれらの１１り厚の最適化を図
り、前述のように、第１層は（０，５５／４）λの厚さ
、第２０層は（ｔｉ＝＋８／＋）λの厚さ、第２２層は
（０，８／４）λの厚さ、第２３層は（０，４２／４．
）λの厚さに選定したものである。
この結果、ｌ）波の透過損失のリップルは、第２図の実
線のｔａ＋点のように、Ｏ，０Ｏ１ｄＢとなり、従来例
の透過損失の＋ｂ１点のリップルに比較して、１ ／
２５０となった。従って、偏光分離度を従来例に比較し
て約２０ｄＢ以上向上させることができた。
線のｔａ＋点のように、Ｏ，０Ｏ１ｄＢとなり、従来例
の透過損失の＋ｂ１点のリップルに比較して、１ ／
２５０となった。従って、偏光分離度を従来例に比較し
て約２０ｄＢ以上向上させることができた。
第５図は、本発明の前述の実施例の多層膜構造による偏
光分離度の計算結果と実測結果とを示すものであり、ａ
は実測曲線、ｂ、ｃは計算結果の曲線でｂはＰ波につい
て、ＣはＳ波について示すものである。計算結果では広
帯域に亘り３０ｄＢ以上の偏光分離度が得られており、
実測結果でも１．３μｍ付近では３０ｄＢ以上の偏光分
離度が得られた。又２５ｄＢ以上の波長範囲は１．３μ
ｍ±２０ｎｍ以上であり、広い帯域に亘り偏光分離度を
向上することができた。
光分離度の計算結果と実測結果とを示すものであり、ａ
は実測曲線、ｂ、ｃは計算結果の曲線でｂはＰ波につい
て、ＣはＳ波について示すものである。計算結果では広
帯域に亘り３０ｄＢ以上の偏光分離度が得られており、
実測結果でも１．３μｍ付近では３０ｄＢ以上の偏光分
離度が得られた。又２５ｄＢ以上の波長範囲は１．３μ
ｍ±２０ｎｍ以上であり、広い帯域に亘り偏光分離度を
向上することができた。
発明の詳細
な説明したように、本発明は、Ｔ ｉ Ｏ２膜とＳ ｉ
Ｏ２１１！とを交互に２３層積層した多層ＴＩ９構造
の偏光分離装置に於いて、膜厚の最適化を図ったことに
よって、偏光分離度を従来例に比較して著しく大きくす
ることができた。又比較的広い帯域に亘り大きな偏光分
離度が得られた。従って、各種の偏光分離を必要とする
装置に適用して、光学
Ｏ２１１！とを交互に２３層積層した多層ＴＩ９構造
の偏光分離装置に於いて、膜厚の最適化を図ったことに
よって、偏光分離度を従来例に比較して著しく大きくす
ることができた。又比較的広い帯域に亘り大きな偏光分
離度が得られた。従って、各種の偏光分離を必要とする
装置に適用して、光学
第１図は本発明の実施例の概略断面図、第２図は本発明
の実施例と従来例との透過損失及び反射ｌｊｔ失特失血
性曲線図３図は透過損失特性曲線図、第４図は各層対応
の透過損失特性曲線図、第５図は本発明の実施例につい
ての偏光分離度の実測及び旧算曲刹）図である。 １３はガラス基板、ＴＯはＴ ｉ Ｏ２膜、ｓＯはＳ
ｉ Ｑ ２膜である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第１図 第２図 大便 （）Ｊｍ） 第３図 第５図 波長 （ｐｍ）
の実施例と従来例との透過損失及び反射ｌｊｔ失特失血
性曲線図３図は透過損失特性曲線図、第４図は各層対応
の透過損失特性曲線図、第５図は本発明の実施例につい
ての偏光分離度の実測及び旧算曲刹）図である。 １３はガラス基板、ＴＯはＴ ｉ Ｏ２膜、ｓＯはＳ
ｉ Ｑ ２膜である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第１図 第２図 大便 （）Ｊｍ） 第３図 第５図 波長 （ｐｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＴｉＯ２膜と５ｉ０２膜とを交互に積層した多層膜から
なる偏光分離装置に於いて、第１層を前記Ｔ ｉ Ｏ２
膜として前記５ｉ０２膜と交互に積層し、合計の層数を
２３とし、第１層、第２０層。 第２２層及び第２３層をそれぞれ（０，５５／４）λ、
（０，９８／４’） λ、（０，８／ ４ ） λ及び
（０゜４２／４）λの厚さとし、且つ第１１層を（１，
３／４）λの厚さとし、前記以外の層をλ／４の厚さと
した多層膜からなることを特徴とする偏光分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22444283A JPS60118803A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 偏光分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22444283A JPS60118803A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 偏光分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118803A true JPS60118803A (ja) | 1985-06-26 |
| JPS6340289B2 JPS6340289B2 (ja) | 1988-08-10 |
Family
ID=16813831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22444283A Granted JPS60118803A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 偏光分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118803A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148906A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ヘツド用ビ−ムスプリツタ− |
| EP0256685A2 (en) * | 1986-08-14 | 1988-02-24 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Optical system and components for optical disk reader |
| JPH01153926A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-06-16 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ビームアナライザ及びビームスプリッタ |
| WO1989008278A1 (en) * | 1988-02-26 | 1989-09-08 | Fujitsu Limited | Polarizing isolation apparatus and optical isolator using the same |
| JPH0778578B1 (ja) * | 1988-02-26 | 1995-08-23 | Fujitsu Ltd | |
| US5453859A (en) * | 1993-06-03 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polarization beam splitter and projection display apparatus |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP22444283A patent/JPS60118803A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148906A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ヘツド用ビ−ムスプリツタ− |
| EP0256685A2 (en) * | 1986-08-14 | 1988-02-24 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Optical system and components for optical disk reader |
| JPH01153926A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-06-16 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ビームアナライザ及びビームスプリッタ |
| US4974219A (en) * | 1987-10-30 | 1990-11-27 | International Business Machines | Polarizing beam splitter using dielectric multilayers |
| WO1989008278A1 (en) * | 1988-02-26 | 1989-09-08 | Fujitsu Limited | Polarizing isolation apparatus and optical isolator using the same |
| EP0383923A1 (en) * | 1988-02-26 | 1990-08-29 | Fujitsu Limited | Polarizing isolation apparatus and optical isolator using the same |
| US5076675A (en) * | 1988-02-26 | 1991-12-31 | Fujitsu Limited | Polarizing separating device and optical isolator employing the same |
| JPH0778578B1 (ja) * | 1988-02-26 | 1995-08-23 | Fujitsu Ltd | |
| US5453859A (en) * | 1993-06-03 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polarization beam splitter and projection display apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340289B2 (ja) | 1988-08-10 |
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