JPS62100702A - 光学素子 - Google Patents
光学素子Info
- Publication number
- JPS62100702A JPS62100702A JP24207685A JP24207685A JPS62100702A JP S62100702 A JPS62100702 A JP S62100702A JP 24207685 A JP24207685 A JP 24207685A JP 24207685 A JP24207685 A JP 24207685A JP S62100702 A JPS62100702 A JP S62100702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- groove
- face
- side wall
- wall surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Elements Other Than Lenses (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】
く技術分野〉
本発明はダイシングや超音波加工あるいはエツチングや
鋳造加工などによって製作した板状成形品の溝内壁面を
光の透過面あるいは反射面に利用した光学素子に関する
ものである。
鋳造加工などによって製作した板状成形品の溝内壁面を
光の透過面あるいは反射面に利用した光学素子に関する
ものである。
〈従来技術〉
光の全反射を利用した光学素子としては一般的にプリズ
ムがよく知られている。プリズム（媒質ｌ）に対する空
気（媒質２）の屈折率ｎ１□が１より小さい場合、ｓｉ
ｎψ０＝ｎｌ□で示されるψ０ より大きい入射角ψで
光が媒質１から媒質２へと進むときに全反射が起こる。
ムがよく知られている。プリズム（媒質ｌ）に対する空
気（媒質２）の屈折率ｎ１□が１より小さい場合、ｓｉ
ｎψ０＝ｎｌ□で示されるψ０ より大きい入射角ψで
光が媒質１から媒質２へと進むときに全反射が起こる。
この場合の反射光は金属表面での反射と異なシエネルギ
ーロスが皆無で□ あるという特徴を有する。
ーロスが皆無で□ あるという特徴を有する。
同様に全反射を応用した光学素子として第５図に示すよ
うなフルネルの斜方体がある。これは斜方体の一方から
光の振動する面が入射面と４５゜をなすような直線偏光
を入射させると２回の全反射により互いに直交する偏光
成分にπ／２の位相差・を生じ出射光は円偏光となる。
うなフルネルの斜方体がある。これは斜方体の一方から
光の振動する面が入射面と４５゜をなすような直線偏光
を入射させると２回の全反射により互いに直交する偏光
成分にπ／２の位相差・を生じ出射光は円偏光となる。
即ち、１／４波長板の機能を有する。このとき材料に屈
折率１．５１の一般的な光学ガラスを用いれば、入射角
αは約５４，６°となり、製作時に高度な角度制御技術
が要求されることとなる。
折率１．５１の一般的な光学ガラスを用いれば、入射角
αは約５４，６°となり、製作時に高度な角度制御技術
が要求されることとなる。
以上のような従来の光学素子において、光学ガラス等に
形成される光学的平面は一般的にガラス塊から所定の大
きさの試片を切り出す工程と、荒削り工程とそれに続く
光学研磨工程とを経て作製される。
形成される光学的平面は一般的にガラス塊から所定の大
きさの試片を切り出す工程と、荒削り工程とそれに続く
光学研磨工程とを経て作製される。
そのため農作コストが高価となるのみならず、微小な光
学的平面を作り難いという欠点を有していた。
学的平面を作り難いという欠点を有していた。
第６図はパイルオププレート（ＰｉｌｅｏｆＰｌａｔｅ
ｓ） といわれる偏光素子を示すものであり、平行平
板の透光性材料を一定間隔で重ねたものである。これは
、透光性の誘電体材料（屈折率ｎ）に偏光していない光
を ｔａｎψ。＝ｎ を満たす偏光角ψ０ で入射させ
るさ、入射面に平行な偏光（ｐ成分）は全て屈折透過す
るが、入射面に垂直な偏光（Ｓ成分）は一部分が反射し
、残りは透過することを利用したものであり、平板の枚
数ｍが多い程透過光のｐ成分の割合は増加する。透過光
の偏光率Ｐけ次式で表わされる。
ｓ） といわれる偏光素子を示すものであり、平行平
板の透光性材料を一定間隔で重ねたものである。これは
、透光性の誘電体材料（屈折率ｎ）に偏光していない光
を ｔａｎψ。＝ｎ を満たす偏光角ψ０ で入射させ
るさ、入射面に平行な偏光（ｐ成分）は全て屈折透過す
るが、入射面に垂直な偏光（Ｓ成分）は一部分が反射し
、残りは透過することを利用したものであり、平板の枚
数ｍが多い程透過光のｐ成分の割合は増加する。透過光
の偏光率Ｐけ次式で表わされる。
Ｐ＝
ｍ ＋ （２ｎ／（１−ｎ２） ） ２これは紫外光や
赤外光の偏光子またはガスレーザの偏光子として利用さ
れているが、平板を多数平行に保持する必要があり、平
板の固定保持に高精度な技術を要し、また光の強度が弱
くなるという欠点を有していた。
赤外光の偏光子またはガスレーザの偏光子として利用さ
れているが、平板を多数平行に保持する必要があり、平
板の固定保持に高精度な技術を要し、また光の強度が弱
くなるという欠点を有していた。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、板
状の固体にダイシング、超音波加工、エツチングあるい
は鋳造加工等により形成した溝の壁面を光の透過面ある
いは反射面に利用するもので微小な光学的平面を有する
光学素子を安価に提供することを目的とする。
状の固体にダイシング、超音波加工、エツチングあるい
は鋳造加工等により形成した溝の壁面を光の透過面ある
いは反射面に利用するもので微小な光学的平面を有する
光学素子を安価に提供することを目的とする。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例の説明に供する直角プリズム
の平面図である。板ガラスのような透光性材料ｉ＋）の
端面を光の透過面とし、透光性材料ｆ＋）の対角線上に
沿って帯状の溝（２）を加工形成してその壁面を全反射
面とする。図中の矢印は光の進行方向を示している。同
様に、第２図は本発明の他の実施例の説明に供するフル
ネル斜方体の平面図であり、全反射面は透光性材料（り
にダイシング等の加工により形成された２本の平行溝（
２）の壁面である。第１図及び第２図におりで、透光性
材料ｆｌ＋の端面より入射した光は透光性材料ｉｌｌ内
を直進し、溝（２）へ達する。溝（２）内の媒質は空気
であり、従って透光性材料（２）と空気の屈折率の関係
より溝（２）の側壁面へ斜め方向から入射した光はこの
側壁面で全反射される。第１図の場合、透光性材料（＋
）へ入射した光は溝（２）の側壁面で直角方向へ屈曲さ
れて透光性材料（１）の端面より出射される。また第２
図の場合、透光性材料！＋）へ入射した光は一方の溝（
２）の側壁面で反射された後、他方の溝（２）の側壁面
へ入射され、この面で再度全反射された後、直交する偏
光成分がπ／２の位相差をもって透光性材料ｆ＋）の端
面より入射方向と平行方向に出射される。
の平面図である。板ガラスのような透光性材料ｉ＋）の
端面を光の透過面とし、透光性材料ｆ＋）の対角線上に
沿って帯状の溝（２）を加工形成してその壁面を全反射
面とする。図中の矢印は光の進行方向を示している。同
様に、第２図は本発明の他の実施例の説明に供するフル
ネル斜方体の平面図であり、全反射面は透光性材料（り
にダイシング等の加工により形成された２本の平行溝（
２）の壁面である。第１図及び第２図におりで、透光性
材料ｆｌ＋の端面より入射した光は透光性材料ｉｌｌ内
を直進し、溝（２）へ達する。溝（２）内の媒質は空気
であり、従って透光性材料（２）と空気の屈折率の関係
より溝（２）の側壁面へ斜め方向から入射した光はこの
側壁面で全反射される。第１図の場合、透光性材料（＋
）へ入射した光は溝（２）の側壁面で直角方向へ屈曲さ
れて透光性材料（１）の端面より出射される。また第２
図の場合、透光性材料！＋）へ入射した光は一方の溝（
２）の側壁面で反射された後、他方の溝（２）の側壁面
へ入射され、この面で再度全反射された後、直交する偏
光成分がπ／２の位相差をもって透光性材料ｆ＋）の端
面より入射方向と平行方向に出射される。
溝（２）の角度出しは高精度の回転ステージを備えたダ
イシングソーを用いること【より容易に行なうことがで
きる。また、形状が簡素化されているため光学素子本体
の固定保持も容易である。
イシングソーを用いること【より容易に行なうことがで
きる。また、形状が簡素化されているため光学素子本体
の固定保持も容易である。
第３図は本発明の他の実施例を示す光学素子の平面図で
あり、入射角４５°の２回の全反射で、フルネル斜方体
と同様に互いに直交する偏光成分にＴ、／２の位相差を
付与することが可能な光学素子を示す。透光性材料（１
）には光の入射端面に対して４５°傾いた斜め方向の溝
（２）が互いに直交する方向に形成されている。
あり、入射角４５°の２回の全反射で、フルネル斜方体
と同様に互いに直交する偏光成分にＴ、／２の位相差を
付与することが可能な光学素子を示す。透光性材料（１
）には光の入射端面に対して４５°傾いた斜め方向の溝
（２）が互いに直交する方向に形成されている。
一般に全反射において反射面内に振動面を有する直線偏
光と、それに直交する方向に振動する直線偏光との間に
生じる位相差δは次式で表わさｎるり ２ ｓ ｉ ｎ２ψ ここでｎは媒質の屈折率、ψは入射角である。
光と、それに直交する方向に振動する直線偏光との間に
生じる位相差δは次式で表わさｎるり ２ ｓ ｉ ｎ２ψ ここでｎは媒質の屈折率、ψは入射角である。
本実施例では入射光に対して４５°方向に傾斜した溝（
２）の側壁面が全反射面となるためψ＝４５゜であり、
この時の１回の全反射によって生じる位相差δは で表わされる。入射光は２本の溝（２）の側壁面で計２
回全反射されるが２回の全反射でπ／２の位相差を付与
するには２δ＝π／２ となりこれを満たす材料の屈折
率は１．５５４ となる。この材料を透光性材料ｆ１
＋として用いれば第３図のようだ出射光が入射光に対し
１８０°反転し同一の透光性材料ｆｌ＋端面より入出射
されることとなシ、且つ１／４波長板と同等の機能を有
する光学素子となる０ 第４図は本発明の他の実施例を示すパイルオププレート
の平面図である。透光性材料［１）に溝加工を施すこと
により斜め方向に平行配列された複数の溝（２）を設け
る。この溝（２）内を空気層とするので第６図のような
平板の保持調整が不要で機械的な強度も向上する。透光
性材料（１）としては可視光には高分子材料、光学ガラ
スまたは石英ガラスなど紫外光にはＬｉＦ、ＣａＦ２．
ＭｇＦ２など、赤外光にはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅなどが使用
可能である。また溝（２）内の空気層を液状透光性材料
で充満させて用いてもよい。
２）の側壁面が全反射面となるためψ＝４５゜であり、
この時の１回の全反射によって生じる位相差δは で表わされる。入射光は２本の溝（２）の側壁面で計２
回全反射されるが２回の全反射でπ／２の位相差を付与
するには２δ＝π／２ となりこれを満たす材料の屈折
率は１．５５４ となる。この材料を透光性材料ｆ１
＋として用いれば第３図のようだ出射光が入射光に対し
１８０°反転し同一の透光性材料ｆｌ＋端面より入出射
されることとなシ、且つ１／４波長板と同等の機能を有
する光学素子となる０ 第４図は本発明の他の実施例を示すパイルオププレート
の平面図である。透光性材料［１）に溝加工を施すこと
により斜め方向に平行配列された複数の溝（２）を設け
る。この溝（２）内を空気層とするので第６図のような
平板の保持調整が不要で機械的な強度も向上する。透光
性材料（１）としては可視光には高分子材料、光学ガラ
スまたは石英ガラスなど紫外光にはＬｉＦ、ＣａＦ２．
ＭｇＦ２など、赤外光にはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅなどが使用
可能である。また溝（２）内の空気層を液状透光性材料
で充満させて用いてもよい。
透光性材料（１）の入射端面（図中の上方端面）より入
射された光は溝（２）の側壁面へ到達するが、この側壁
面で入射面に平行な偏光（ｐ成分）は溝（２）内を屈折
透過し、入射面に垂直な偏光（Ｓ成分）は一部分が全反
射して残りが屈折透過する。屈折透過した光は順次隣り
の溝（２）へ到達し同様な屈折透過と全反射が生起され
る。以上によシ透光性材料（１）を透過して出射される
光はｐ成分の非常に多い出射光となる。
射された光は溝（２）の側壁面へ到達するが、この側壁
面で入射面に平行な偏光（ｐ成分）は溝（２）内を屈折
透過し、入射面に垂直な偏光（Ｓ成分）は一部分が全反
射して残りが屈折透過する。屈折透過した光は順次隣り
の溝（２）へ到達し同様な屈折透過と全反射が生起され
る。以上によシ透光性材料（１）を透過して出射される
光はｐ成分の非常に多い出射光となる。
尚、全反射角より小さい角度で反射させる場合には、溝
の壁面にＡｌやＡｇあるいは誘電体などの増反射膜を蒸
着などにより形成して用いてもよい。
の壁面にＡｌやＡｇあるいは誘電体などの増反射膜を蒸
着などにより形成して用いてもよい。
〈発明の効果〉
以上詳説した如く本発明による光学素子はダイシングや
超音波加工あるいはエツチングや鋳造成形などによって
形成された板状固体の溝の壁面を光の透過面あるいは反
射面とするため、低い製作コストで微小な光学的平面が
得られるという利点を有し、さらに光学素子の保持が容
易であるため、支持強度が向上し信頼性か増す。
超音波加工あるいはエツチングや鋳造成形などによって
形成された板状固体の溝の壁面を光の透過面あるいは反
射面とするため、低い製作コストで微小な光学的平面が
得られるという利点を有し、さらに光学素子の保持が容
易であるため、支持強度が向上し信頼性か増す。
第１図は本発明の１実施例を示す直角プリズムの平面図
である。 第２図は本発明の他の実施例を示すフルネル斜方体の平
面図である。 第３図は本発明の他の実施例を示す光学素子の平面図で
ある。 第４図は本発明の他の実施例を示すパイルオププレート
の平面図である・ 第５図は従来のフルネル斜方体の平面図である。 第６図は従来のパイルオププレートの平面図である。 １・・・透光性材料、 ２・・・溝代理人 弁理
士 福 士 愛 彦（他２名）ｔｓ１図
第２図 第６図
である。 第２図は本発明の他の実施例を示すフルネル斜方体の平
面図である。 第３図は本発明の他の実施例を示す光学素子の平面図で
ある。 第４図は本発明の他の実施例を示すパイルオププレート
の平面図である・ 第５図は従来のフルネル斜方体の平面図である。 第６図は従来のパイルオププレートの平面図である。 １・・・透光性材料、 ２・・・溝代理人 弁理
士 福 士 愛 彦（他２名）ｔｓ１図
第２図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、透光性固体材料に溝を形成して前記透光性固体材料
に入射される光に対して該溝方向を光学的に定まる特定
方向に設定し、前記光に対する反射面を前記溝の側壁面
で構成したことを特徴とする光学素子。 ２、溝の側壁面が光に対する全反射面である特許請求の
範囲第１項記載の光学素子。 ３、溝の側壁面に増反射膜を形成した特許請求の範囲第
１項記載の光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24207685A JPS62100702A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24207685A JPS62100702A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100702A true JPS62100702A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17083923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24207685A Pending JPS62100702A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62100702A (ja) |
-
1985
- 1985-10-28 JP JP24207685A patent/JPS62100702A/ja active Pending
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