JPS62201328A - 偏光度測定方法および装置 - Google Patents
偏光度測定方法および装置Info
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- JPS62201328A JPS62201328A JP24179486A JP24179486A JPS62201328A JP S62201328 A JPS62201328 A JP S62201328A JP 24179486 A JP24179486 A JP 24179486A JP 24179486 A JP24179486 A JP 24179486A JP S62201328 A JPS62201328 A JP S62201328A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被測定楕円偏光の偏光度および光パワーを実
時間で同時に測定する偏光度測定方法および装置に関す
る。
時間で同時に測定する偏光度測定方法および装置に関す
る。
楕円偏光の偏光度を測定するためには、被測定楕円偏光
を検光子に入射させ、この検光子の主軸と一致する直線
偏光成分だけを透過させて光検出器で検出する。従来の
測定方法では、検光子の主軸を回転させ、透過した光強
度の最大値1 maxおよび最小値1 minを記録し
、偏光度Pの定義式、により求めていた。
を検光子に入射させ、この検光子の主軸と一致する直線
偏光成分だけを透過させて光検出器で検出する。従来の
測定方法では、検光子の主軸を回転させ、透過した光強
度の最大値1 maxおよび最小値1 minを記録し
、偏光度Pの定義式、により求めていた。
しかし、この測定方法では検光子を常に回転させ、最大
値および最小値を求める必要があり、促成時間がかかる
欠点があった。短時間で測定するために、検光子を高速
で回転させ、光強度の変化を交流信号として測定する方
法も考えられているが、検光子の光軸が振動しないよう
な回転駆動装置を製作することは困難であり、現実的と
はいえない。
値および最小値を求める必要があり、促成時間がかかる
欠点があった。短時間で測定するために、検光子を高速
で回転させ、光強度の変化を交流信号として測定する方
法も考えられているが、検光子の光軸が振動しないよう
な回転駆動装置を製作することは困難であり、現実的と
はいえない。
本発明は、短時間で偏光度を測定できる偏光度測定方法
および装置を提供することを目的とする。
および装置を提供することを目的とする。
C問題点を解決するための手段〕
本発明の第一の発明は偏光度測定方法であり、被測定楕
円偏光の直線偏光成分の光強度を測定し、その光強度の
最大値■、%1Xと最小値1 minとから偏光度Pを P=(I □8 − ■ 、五、、)/ (1、Ja
X + I mi。)なる偏光度定義式により求め
る偏光度測定方法において、互いに異なる偏光角度θ8
、θ2、θ3の直線偏光成分についてそれぞれその光強
度I8.12、I3を測定し、これらの値を 1 + = I ma、ICO3” (□−φ−θI)
+ I min CO32(ψ + θ 1 )
12 = 1.、、 cos” (□−φ−02)+
1)1)1+% cos2(φ+02)+ 2 = t
ma、1CQS” (□−ψ−θ、)+I win
CO52(φ+θ3 )(ただしφは被測定楕円偏光の
傾きにより定まる定数) に代入して連立方程式を解くことにより最大値■、%1
Xおよび最小値17.7を求め、これらの最大値1□8
および最小値1 m+。を上記偏光度定義式に代入して
被測定楕円偏光の偏光度を求めることを特徴とする。
円偏光の直線偏光成分の光強度を測定し、その光強度の
最大値■、%1Xと最小値1 minとから偏光度Pを P=(I □8 − ■ 、五、、)/ (1、Ja
X + I mi。)なる偏光度定義式により求め
る偏光度測定方法において、互いに異なる偏光角度θ8
、θ2、θ3の直線偏光成分についてそれぞれその光強
度I8.12、I3を測定し、これらの値を 1 + = I ma、ICO3” (□−φ−θI)
+ I min CO32(ψ + θ 1 )
12 = 1.、、 cos” (□−φ−02)+
1)1)1+% cos2(φ+02)+ 2 = t
ma、1CQS” (□−ψ−θ、)+I win
CO52(φ+θ3 )(ただしφは被測定楕円偏光の
傾きにより定まる定数) に代入して連立方程式を解くことにより最大値■、%1
Xおよび最小値17.7を求め、これらの最大値1□8
および最小値1 m+。を上記偏光度定義式に代入して
被測定楕円偏光の偏光度を求めることを特徴とする。
偏光角度θ1、θ2、θ、は、任意に設定可能な一定の
角度θ。に対してそれぞれ、 θ1=θ0、 θ2=θ。+π/4、 θ3=θ0+π/2 であり、偏光度Pを II +13 の演算により求めることが望ましい。
角度θ。に対してそれぞれ、 θ1=θ0、 θ2=θ。+π/4、 θ3=θ0+π/2 であり、偏光度Pを II +13 の演算により求めることが望ましい。
本発明の第二の発明は上記の方法を利用する装置であり
、被測定楕円偏光を第一および第二の光路に分岐する第
一段階の分岐手段と、上記第一の光路上に配置され、互
いに異なる偏光角度θ5、θ3の二つの直線偏光成分に
分岐する第二段階の分岐手段と、上記第一の光路上に配
置され、上記偏光角度θ1、θ3と異なる偏光角度θ2
の直線偏光成分を透過させる検光子と、上記第二段階の
分岐手段により分岐された直線偏光成分および上記検光
子を透過した直線偏光成分の光強度をそれぞれ測定する
測定手段と、これらの検出器の出力電気信号から被測定
楕円偏光の偏光度を演算する演算手段とを備えたことを
特徴とする。
、被測定楕円偏光を第一および第二の光路に分岐する第
一段階の分岐手段と、上記第一の光路上に配置され、互
いに異なる偏光角度θ5、θ3の二つの直線偏光成分に
分岐する第二段階の分岐手段と、上記第一の光路上に配
置され、上記偏光角度θ1、θ3と異なる偏光角度θ2
の直線偏光成分を透過させる検光子と、上記第二段階の
分岐手段により分岐された直線偏光成分および上記検光
子を透過した直線偏光成分の光強度をそれぞれ測定する
測定手段と、これらの検出器の出力電気信号から被測定
楕円偏光の偏光度を演算する演算手段とを備えたことを
特徴とする。
第二段階の分岐手段は、第一の光路をさらに二つの光路
に分岐する半透鏡と、この半透鏡により分岐される光路
上にそれぞれ配置された検光子とを含むか、または、偏
光角度が直交する二つの直線偏光成分に分岐する光分岐
素子を含む。
に分岐する半透鏡と、この半透鏡により分岐される光路
上にそれぞれ配置された検光子とを含むか、または、偏
光角度が直交する二つの直線偏光成分に分岐する光分岐
素子を含む。
光分岐素子を用いた場合には、第一段階の分岐手段を光
分岐素子の表面に設けることができる。
分岐素子の表面に設けることができる。
また、第一段階の分岐手段として、一定の周波数で振動
する振動子を用いて反射板を構成し、被測定楕円偏光を
時分割で反射または通過させることもできる。
する振動子を用いて反射板を構成し、被測定楕円偏光を
時分割で反射または通過させることもできる。
本発明の偏光度測定方法は、三つの異なる偏光角度で直
線偏光成分の光強度を測定し、この結果を光強度の式に
代入して光強度の最大値および最小値を求める。さらに
、これらの最大値および最小値を用いて、偏光度定義式
により偏光度を求める。
線偏光成分の光強度を測定し、この結果を光強度の式に
代入して光強度の最大値および最小値を求める。さらに
、これらの最大値および最小値を用いて、偏光度定義式
により偏光度を求める。
上述の光強度の式には三つの未知定数が含まれ、二連連
立方程式によりこれらの未知定数をすべて求めることが
できるが、本発明では角度φについて求める必要はない
。
立方程式によりこれらの未知定数をすべて求めることが
できるが、本発明では角度φについて求める必要はない
。
光強度を測定するための偏光角度を適切な値に設定する
ことにより、計算が容易になる。
ことにより、計算が容易になる。
本発明の偏光度測定装置は、上述の測定方法を実施する
装置である。
装置である。
分岐手段としては半透鏡が一般的であるが、直交する二
つの直線偏光に分岐する素子を用いて、半透鏡と二つの
検光子の役割を一つの素子で実現することもできる。さ
らに、この素子の表面に皮膜を設け、またはその他の表
面処理を行うことにより、一つの素子で、光路を三つに
分岐するとともに、二つの光路について直線偏光成分を
取り出すことができる。
つの直線偏光に分岐する素子を用いて、半透鏡と二つの
検光子の役割を一つの素子で実現することもできる。さ
らに、この素子の表面に皮膜を設け、またはその他の表
面処理を行うことにより、一つの素子で、光路を三つに
分岐するとともに、二つの光路について直線偏光成分を
取り出すことができる。
また、反射板により被測定楕円偏光を時分割で反射また
は通過させて光路を分岐させる場合には、半透鏡を用い
た場合に生じる反射率の偏光依存性による測定誤差の問
題を解決することができる。
は通過させて光路を分岐させる場合には、半透鏡を用い
た場合に生じる反射率の偏光依存性による測定誤差の問
題を解決することができる。
第1図は本発明第一実施例偏光度測定装置のブロック構
成図である。
成図である。
被測定楕円偏光S0の光路上には半透鏡1aが配置され
、この被測定楕円偏波光S0を第一の光路(透過光)と
第二の光路(反射光)とに分岐する。
、この被測定楕円偏波光S0を第一の光路(透過光)と
第二の光路(反射光)とに分岐する。
第一の光路上には半透鏡1bが配置され、この光路上の
楕円偏光を第三の光路に分岐する。第一、第二および第
三の光路上にはそれぞれ検光子2a、2b、2cが配置
され、それぞれ直線偏光成分St、Sz、S3を分離し
、光検出器3a、3b、3cに供給する。
楕円偏光を第三の光路に分岐する。第一、第二および第
三の光路上にはそれぞれ検光子2a、2b、2cが配置
され、それぞれ直線偏光成分St、Sz、S3を分離し
、光検出器3a、3b、3cに供給する。
光検出器3a、3bおよび3cは電気信号処理装置4に
接続される。電気信号処理装置4は演算処理装置5に接
続される。
接続される。電気信号処理装置4は演算処理装置5に接
続される。
検光子2a、2bおよび2cの主軸は、それぞれ異なる
角度θ5、θ2、θ、に設定されている。主軸の角度と
して、互いにπだけ異なる角度は実質的に同じなので、
ここでは、 0≦01、θ2、θ3くπ とする。
角度θ5、θ2、θ、に設定されている。主軸の角度と
して、互いにπだけ異なる角度は実質的に同じなので、
ここでは、 0≦01、θ2、θ3くπ とする。
光検出器3a、3bおよび3Cは、それぞれ入射した直
線偏光成分Sl、S2、S3の光強度に対応した電気信
号V+ 、Vz 、Vsを出力し、これらを電気信号処
理装置4に供給する。電気信号処理装置4は、被測定楕
円偏光S。が各光検出器3a、3bおよび3cに入射す
るまでの過程で受ける損失の補正、および各光検出器3
a、3bおよび3cの感度のばらつきの補正を行い、デ
ィジタル信号に変換して出力する。演算処理装置5は、
このディジタル13号を取り込み、偏光度P、消光比E
および光パワーP、を算出する。
線偏光成分Sl、S2、S3の光強度に対応した電気信
号V+ 、Vz 、Vsを出力し、これらを電気信号処
理装置4に供給する。電気信号処理装置4は、被測定楕
円偏光S。が各光検出器3a、3bおよび3cに入射す
るまでの過程で受ける損失の補正、および各光検出器3
a、3bおよび3cの感度のばらつきの補正を行い、デ
ィジタル信号に変換して出力する。演算処理装置5は、
このディジタル13号を取り込み、偏光度P、消光比E
および光パワーP、を算出する。
偏光度P、消光比Eおよび光パワーP。の算出方法につ
いて、第2図および第3図を参照して説明する。
いて、第2図および第3図を参照して説明する。
第2図は偏光度Pの測定方法の原理を示す図である。こ
の図では、被測定楕円偏光S。の進行方向に直交するx
、y平面を定義し、この平面における被測定楕円偏光S
。の電界の振動成分の軌跡、すなわち参照面跡を示す。
の図では、被測定楕円偏光S。の進行方向に直交するx
、y平面を定義し、この平面における被測定楕円偏光S
。の電界の振動成分の軌跡、すなわち参照面跡を示す。
説明のため直線偏光成分の角度に対応する光強度を併記
したが、光強度は電界強度の自乗に比例する量であり、
楕円上の点の値を示すものではない。
したが、光強度は電界強度の自乗に比例する量であり、
楕円上の点の値を示すものではない。
被測定楕円偏光S。の偏光度Pは、その直線偏光成分の
光強度の最大値1)□8および最小値1.87から、 と定義される。また、消光比Eは、 で定義され、偏光度Pを用いて、 と表される。
光強度の最大値1)□8および最小値1.87から、 と定義される。また、消光比Eは、 で定義され、偏光度Pを用いて、 と表される。
本発明では、これら最大値1 naxおよび最小値1)
、、を測定するのではなく、これらを未知数として取り
扱う。
、、を測定するのではなく、これらを未知数として取り
扱う。
第2図に示すように、被測定楕円偏光S0の参照面跡が
楕円を示し、その長軸がy軸から角度φたけX軸の方向
に傾いているとする。このとき、直線偏光成分の光強度
は長袖方向で最大値T mmx、短軸方向で最小値1
ni、となり、偏光角度0における直線偏光成分の光強
度1は、最大値lイ、X、最小値1.。および角度φの
関数として、1 =I mmx CO32(□−φ−θ
)” I mtn CO3” (ψ+θ)”” I m
ax 5jn2(φ+θ) +I mrn CoS”(
φ+θ)・−・・−(41 で表される。
楕円を示し、その長軸がy軸から角度φたけX軸の方向
に傾いているとする。このとき、直線偏光成分の光強度
は長袖方向で最大値T mmx、短軸方向で最小値1
ni、となり、偏光角度0における直線偏光成分の光強
度1は、最大値lイ、X、最小値1.。および角度φの
関数として、1 =I mmx CO32(□−φ−θ
)” I mtn CO3” (ψ+θ)”” I m
ax 5jn2(φ+θ) +I mrn CoS”(
φ+θ)・−・・−(41 で表される。
(4)式において、最大値IffiaM、最小値1).
7および角度φが未知数である。したがって、これらの
値を一義的に定めるには、三つの異なる偏°光角度につ
いてその直線偏光成分の光強度を測定すればよい。そこ
で、X軸に対して互いに異なる偏光角度θ1、θ2、θ
3について直線偏光成分の光強度II、I2、I3を測
定する。第2図では、これらの三つの直線偏光成分の軸
をal 、atおよびa、で示す。ここで、偏光角度θ
と偏光角度θ+πとでは直線偏光成分は同じ値になるの
で、0≦θ1、θ2、θ3〈π とする。偏光角度θ1、θ2、θ3およ・び光強度1)
、I2、I3を(2)弐に代入して、なる連立方程式が
得られる。これらの弐から最大値1)3、および最小値
I0、7を求め、その値を(1)式に代入することによ
り偏光度Pを求めることができ、(2)式に代入するこ
とにより消光比Eが得られる。
7および角度φが未知数である。したがって、これらの
値を一義的に定めるには、三つの異なる偏°光角度につ
いてその直線偏光成分の光強度を測定すればよい。そこ
で、X軸に対して互いに異なる偏光角度θ1、θ2、θ
3について直線偏光成分の光強度II、I2、I3を測
定する。第2図では、これらの三つの直線偏光成分の軸
をal 、atおよびa、で示す。ここで、偏光角度θ
と偏光角度θ+πとでは直線偏光成分は同じ値になるの
で、0≦θ1、θ2、θ3〈π とする。偏光角度θ1、θ2、θ3およ・び光強度1)
、I2、I3を(2)弐に代入して、なる連立方程式が
得られる。これらの弐から最大値1)3、および最小値
I0、7を求め、その値を(1)式に代入することによ
り偏光度Pを求めることができ、(2)式に代入するこ
とにより消光比Eが得られる。
ここで、偏光角度θ1、C2およびθ、を任意に選択す
ると、(5)式の連立方程式を計算機を用いて数値計算
により求めることになる。この場合には、数値計算のた
めのプログラムが必要となり、数百ミリ秒の計算時間を
要する。これに対して、偏光角度θ1、C2およびC3
を適切な値に選択すると、計算がきわめて簡単になり、
より速く測定結果が得られる。
ると、(5)式の連立方程式を計算機を用いて数値計算
により求めることになる。この場合には、数値計算のた
めのプログラムが必要となり、数百ミリ秒の計算時間を
要する。これに対して、偏光角度θ1、C2およびC3
を適切な値に選択すると、計算がきわめて簡単になり、
より速く測定結果が得られる。
第3図は偏光角度θ1.0□およびC3を適切な値に設
定した例を示す。この例では、任意に選択可能な角度θ
。を定義し、 C1=θ0 C2=θ。+π/4 C3=θ0+π/2 と選択する。このように偏光角度θ3、C2、C3をπ
/4ずつ異なる角度に設定した場合には、(5)式の連
立方程式が簡略化され、 となる。この連立方程式により偏光度Pが、1)++3 一−−−−・・(7) の計算式により得られ、この偏光度Pの値から(3)弐
により消光比Eが得られる。したがって、偏光角度θ1
、C2およびθ、を任意に選択した場合に比べて高速に
演算を行うことができる。
定した例を示す。この例では、任意に選択可能な角度θ
。を定義し、 C1=θ0 C2=θ。+π/4 C3=θ0+π/2 と選択する。このように偏光角度θ3、C2、C3をπ
/4ずつ異なる角度に設定した場合には、(5)式の連
立方程式が簡略化され、 となる。この連立方程式により偏光度Pが、1)++3 一−−−−・・(7) の計算式により得られ、この偏光度Pの値から(3)弐
により消光比Eが得られる。したがって、偏光角度θ1
、C2およびθ、を任意に選択した場合に比べて高速に
演算を行うことができる。
次に、被測定楕円偏光S0の光パワーP。を測定する方
法について説明する。
法について説明する。
光パワーPoは、被測定楕円偏光S。の光強度I ma
y 、lm1nを用いて、 P o = I IIax−II min
−−−−18)と表される。ここで、 C1=θo 1 C3−C0+π/2 とすると、偏光角度θI、C3における直線偏光成分の
光強度1).+3は、それぞれ、! + −Ko (I
max Sin” (φ十〇。)+l +、1in
cosz(φ+θo) l −+9+I s −K
o (I IIax CO32(φ十〇。)+ l m
in 5jnz(φ+θo) )・−・(Iolと表す
ことができる。ここでK。は、被測定楕円偏光S。の分
岐時における光パワーの配分により決定される定数であ
る。
y 、lm1nを用いて、 P o = I IIax−II min
−−−−18)と表される。ここで、 C1=θo 1 C3−C0+π/2 とすると、偏光角度θI、C3における直線偏光成分の
光強度1).+3は、それぞれ、! + −Ko (I
max Sin” (φ十〇。)+l +、1in
cosz(φ+θo) l −+9+I s −K
o (I IIax CO32(φ十〇。)+ l m
in 5jnz(φ+θo) )・−・(Iolと表す
ことができる。ここでK。は、被測定楕円偏光S。の分
岐時における光パワーの配分により決定される定数であ
る。
検出された光強度1.、+1の和を計算すると、II
+l。
+l。
= K o (l maXsin” (φ十〇。)十
1).。cos” (φ+θ。)) + K o (I max C092(φ十〇。)+
I ff1in 5jn2(φ十〇。))−K。(1,
つ”Imi。) ・・−・・・0υとなる。したが
って、被測定楕円偏光S0の光パワーPaは、(9)式
および(10式より、Po=K(1,4[:l)、K=
1/KO−CI2)として得られる。
1).。cos” (φ+θ。)) + K o (I max C092(φ十〇。)+
I ff1in 5jn2(φ十〇。))−K。(1,
つ”Imi。) ・・−・・・0υとなる。したが
って、被測定楕円偏光S0の光パワーPaは、(9)式
および(10式より、Po=K(1,4[:l)、K=
1/KO−CI2)として得られる。
第4図は本発明第二実施例偏光度測定装置のブロック構
成図を示す。
成図を示す。
本実施例は、半透鏡1bおよび検光子2a、2bの代わ
りに光分岐素子6を用いたものであり、他の構成は第一
実施例と同じである。ただし、第4図では電気信号処理
装置4および演算処理装置5を省略している。
りに光分岐素子6を用いたものであり、他の構成は第一
実施例と同じである。ただし、第4図では電気信号処理
装置4および演算処理装置5を省略している。
光分岐素子6は、半透鏡1a;t−透過した被測定楕円
偏光を直交した二つの直線偏光成分に分岐する。
偏光を直交した二つの直線偏光成分に分岐する。
これに対応して、検光子2bの偏光角度を上記二つの直
線偏光成分の偏光角度に対してそれぞれn/1)だけず
らして設定しておく。
線偏光成分の偏光角度に対してそれぞれn/1)だけず
らして設定しておく。
光分岐素子6として、ロッションプリズム、オーラスト
ンプリズム、方向性結合素子等を用いることが可能であ
る。
ンプリズム、方向性結合素子等を用いることが可能であ
る。
第5図は本発明第三実施例偏光度測定装置のブロック構
成図を示す。
成図を示す。
本実施例は、第二実施例の半透鏡1aの代わりに、光分
岐素子6の入射端面に反射分岐するための皮膜7を設け
、被測定楕円偏光S、を三つの光路に分岐している。こ
こで、光分岐素子6は、第二実施例の半透鏡bJと同様
に、被測定楕円偏光s0の光路に対して少し傾いて配置
されている。
岐素子6の入射端面に反射分岐するための皮膜7を設け
、被測定楕円偏光S、を三つの光路に分岐している。こ
こで、光分岐素子6は、第二実施例の半透鏡bJと同様
に、被測定楕円偏光s0の光路に対して少し傾いて配置
されている。
本実施例では皮膜7を用いたが、光分岐素子6の表面に
半透鏡を形成できるものであれば、どのような表面処理
を用いてもよい。
半透鏡を形成できるものであれば、どのような表面処理
を用いてもよい。
以上の実施例では、第一段階の分岐手段として半透鏡1
aまたは皮膜7を使用した例を示したが、これらは偏光
依存性の無いことが重要である。そのため、半a SR
1aまたは皮膜7への入射角(半透tn 1 aまたは
皮膜7の法線と光軸のなす角)ψを小さくして、偏光依
存性をできるだけ小さくする必要がある。しかし、光路
を二つに分岐するには有限の角度が必要であり、入射角
を小さくするほど光学的距離を延長しなければならず、
装置形状が大きくなる。
aまたは皮膜7を使用した例を示したが、これらは偏光
依存性の無いことが重要である。そのため、半a SR
1aまたは皮膜7への入射角(半透tn 1 aまたは
皮膜7の法線と光軸のなす角)ψを小さくして、偏光依
存性をできるだけ小さくする必要がある。しかし、光路
を二つに分岐するには有限の角度が必要であり、入射角
を小さくするほど光学的距離を延長しなければならず、
装置形状が大きくなる。
第6図は半透鏡の反射率の偏光依存性を示す。
、電輪は反射率比γを示し、横軸は入射角ψを示す。
ここで反射率比γとは、半透鏡の面に対し垂直な偏光の
反射率をRv、平行な偏光の反射率をRhとしたときの
両者の比により、 r =10 log (Rh / Rv ) (d
B)で定義される値である。また、入射角ψがOoのと
きの半透鏡の反射率はR6−50%である。
反射率をRv、平行な偏光の反射率をRhとしたときの
両者の比により、 r =10 log (Rh / Rv ) (d
B)で定義される値である。また、入射角ψがOoのと
きの半透鏡の反射率はR6−50%である。
第6図に示したように、入射角ψが76程度のとき反射
率比率比γは約0.04dBとなり、この値は消光比E
で102に相当する。実際の装置構成では最低でも7°
程度の角度設定が必要であり、上述の実施例装置では被
測定楕円偏光S。が円偏光に近い場合には利用できるが
、直線偏光に近くなるにつれて誤差が大きくなる。この
ような問題点を解決する実施例を以下に説明する。
率比率比γは約0.04dBとなり、この値は消光比E
で102に相当する。実際の装置構成では最低でも7°
程度の角度設定が必要であり、上述の実施例装置では被
測定楕円偏光S。が円偏光に近い場合には利用できるが
、直線偏光に近くなるにつれて誤差が大きくなる。この
ような問題点を解決する実施例を以下に説明する。
第7図は本発明第四実施例偏光度測定装置の構成を示す
。
。
本実施例は、第二実施例における半透鏡1aの代わりに
反射板8を用い、さらに、反射板8への入射光路上、反
射板8から検光子2bへの光路上および反射板8から光
°分岐素子6への光路上には、それぞれレンズ9a、
9bおよび9cが配置される。
反射板8を用い、さらに、反射板8への入射光路上、反
射板8から検光子2bへの光路上および反射板8から光
°分岐素子6への光路上には、それぞれレンズ9a、
9bおよび9cが配置される。
反射板8は、一定の周波数で振動する振動子により構成
され、被測定楕円偏光S。を時分割に反射または通過さ
せる。反射板8の表面は鏡面に仕上げられており、被測
定楕円偏光S。を全反射するため、入射角ψのすべての
値に対して偏光依存性はない。したがって、偏光度およ
び光強度が被測定楕円偏光S0と等しい二つの断続光を
作り出すことができる。
され、被測定楕円偏光S。を時分割に反射または通過さ
せる。反射板8の表面は鏡面に仕上げられており、被測
定楕円偏光S。を全反射するため、入射角ψのすべての
値に対して偏光依存性はない。したがって、偏光度およ
び光強度が被測定楕円偏光S0と等しい二つの断続光を
作り出すことができる。
三つのレンズ9a、9bおよび9cは、被測定楕円偏光
S。を小さなビームに収光し、反射板8による断続を効
果的に行うためのものである。これらのレンズ9a、9
bおよび9cを用いることにより、反射板8の振動振幅
を小さくすることができ、反射板8を小型化することが
できる。
S。を小さなビームに収光し、反射板8による断続を効
果的に行うためのものである。これらのレンズ9a、9
bおよび9cを用いることにより、反射板8の振動振幅
を小さくすることができ、反射板8を小型化することが
できる。
反射板8により反射された断続光および反射されなかっ
たItli続光は、第二実施例と同様にしてそれぞれ偏
光角度がπ/2ずつ異なる三つの直線偏光成分S+ 、
S2 、S3に分離され、その光強度1+ 、Iz、1
3が光検出器3a、3b、3cにより電気信号v1、v
2、■3に変換され、電気信号処理装置に供給される。
たItli続光は、第二実施例と同様にしてそれぞれ偏
光角度がπ/2ずつ異なる三つの直線偏光成分S+ 、
S2 、S3に分離され、その光強度1+ 、Iz、1
3が光検出器3a、3b、3cにより電気信号v1、v
2、■3に変換され、電気信号処理装置に供給される。
ただし、第7図では電気信号処理装置およびこれに接続
される演算処理装置については図示していない。
される演算処理装置については図示していない。
また、図示していないが反射板8には反射板駆動源が接
続されており、この反射板駆動源から、反射板8の振動
に同期した同期信号が電気信号処理装置4に供給される
。したがって、電気信号処理装置4では、同期検波によ
り高感度に電気信号■1、■2、■、を検出できる。電
気信号処理装置および演算処理装置のその他の機能は上
述の実施例と同等である。
続されており、この反射板駆動源から、反射板8の振動
に同期した同期信号が電気信号処理装置4に供給される
。したがって、電気信号処理装置4では、同期検波によ
り高感度に電気信号■1、■2、■、を検出できる。電
気信号処理装置および演算処理装置のその他の機能は上
述の実施例と同等である。
本実施例は、反射板8の全反射を利用しているため、光
学系の配置が容易であり、装置を小型化することができ
る。また、低レベルの被測定楕円偏光でも測定可能であ
る。さらに、偏光依存性のない全反射により被測定楕円
偏光を分岐しているため、被測定楕円偏光が直線偏光に
きわめて近い場合でも精度よく測定できる。
学系の配置が容易であり、装置を小型化することができ
る。また、低レベルの被測定楕円偏光でも測定可能であ
る。さらに、偏光依存性のない全反射により被測定楕円
偏光を分岐しているため、被測定楕円偏光が直線偏光に
きわめて近い場合でも精度よく測定できる。
以上説明したように、本発明の偏光度測定方法および装
置は、検光子を回転させる必要がなく、三つの偏光角度
の直線偏光成分を同時に検出することができ、この結果
により偏光度、消光比および光パワーを計算により求め
る。このため、非常に高速の測定が可能となる。
置は、検光子を回転させる必要がなく、三つの偏光角度
の直線偏光成分を同時に検出することができ、この結果
により偏光度、消光比および光パワーを計算により求め
る。このため、非常に高速の測定が可能となる。
したがって本発明は、光源と光回路との結合や偏波保持
光ファイバの接続等、偏光度および光パワーを促成しな
がら行う作業の効率を高める効果がある。また、検光子
を固定しているので、光回路の集積化により、非常に小
型の偏光度測定装置を実現できる効果がある。
光ファイバの接続等、偏光度および光パワーを促成しな
がら行う作業の効率を高める効果がある。また、検光子
を固定しているので、光回路の集積化により、非常に小
型の偏光度測定装置を実現できる効果がある。
第1図は本発明第一実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 第2図は偏光度測定方法の原理を示す図。 第3図は測定角度の設定例を示す図。 第4図は本発明第二実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 第5図は本発明第三実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 第6図は半透鏡による反射率の偏光依存性を示す図。 第7図は本発明第四実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 1a、1b・・・半透鏡、2a、2b、2c・・・検光
子、3a、3b、3c・・・光検出器、4・・・電気信
号処理装置、5・・・演算処理装置、6・・・光分岐素
子、7・・・皮膜、8・・・反射板、9a、 9b、
9c・・・レンズ。 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 第6図
成図。 第2図は偏光度測定方法の原理を示す図。 第3図は測定角度の設定例を示す図。 第4図は本発明第二実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 第5図は本発明第三実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 第6図は半透鏡による反射率の偏光依存性を示す図。 第7図は本発明第四実施例偏光度測定装置のブロック構
成図。 1a、1b・・・半透鏡、2a、2b、2c・・・検光
子、3a、3b、3c・・・光検出器、4・・・電気信
号処理装置、5・・・演算処理装置、6・・・光分岐素
子、7・・・皮膜、8・・・反射板、9a、 9b、
9c・・・レンズ。 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 第6図
Claims (7)
- (1)被測定楕円偏光の直線偏光成分の光強度を測定し
、 その光強度の最大値I_m_a_xと最小値I_m_i
_nとから偏光度Pを P=(I_m_a_x−I_m_i_n)/(I_m_
a_x+I_m_i_n)なる偏光度定義式により求め
る 偏光度測定方法において、 互いに異なる偏光角度θ_1、θ_2、θ_3の直線偏
光成分についてそれぞれその光強度I_1、I_2、I
_3を測定し、 これらの値を I_1=I_m_a_xcos^2(π/2−φ−θ_
1)+I_m_i_ncos^2(φ+θ_1)I_2
=I_m_a_xcos^2(π/2−φ−θ_2)+
I_m_i_ncos^2(φ+θ_2)I_3=I_
m_a_xcos^2(π/2−φ−θ_3)+I_m
_i_ncos^2(φ+θ_3)(ただしφは被測定
楕円偏光の傾きにより 定まる定数) に代入して連立方程式を解くことにより最大値I_m_
a_xおよび最小値I_m_i_nを求め、 これらの最大値I_m_a_xおよび最小値I_m_i
_nを上記偏光度定義式に代入して被測定楕円偏光の偏
光度を求める ことを特徴とする偏光度測定方法。 - (2)偏光角度θ_1、θ_2、θ_3は、任意に設定
可能な一定の角度θ_0に対してそれぞれ、 θ_1=θ_0、 θ_2=θ_0+π/4、 θ_3=θ_0+π/2 であり、 偏光度Pを P=√[(I_1−I_3)^2+(I_1+I_3−
2I_2)^2]/(I_1+I_3)の演算により求
める 特許請求の範囲第(1)項に記載の偏光度測定方法。 - (3)被測定楕円偏光を第一および第二の光路に分岐す
る第一段階の分岐手段と、 上記第一の光路上に配置され、互いに異なる偏光角度θ
_1、θ_3の二つの直線偏光成分に分岐する第二段階
の分岐手段と、 上記第一の光路上に配置され、上記偏光角度θ_1、θ
_3と異なる偏光角度θ_2の直線偏光成分を透過させ
る検光子と、 上記第二段階の分岐手段により分岐された直線偏光成分
および上記検光子を透過した直線偏光成分の光強度をそ
れぞれ測定する測定手段と、これらの検出器の出力電気
信号から被測定楕円偏光の偏光度を演算する演算手段と を備えた偏光度測定装置。 - (4)第二段階の分岐手段は、 第一の光路をさらに二つの光路に分岐する半透鏡と、 この半透鏡により分岐される光路上にそれぞれ配置され
た検光子と を含む 特許請求の範囲第(3)項に記載の偏光度測定装置。 - (5)第二段階の分岐手段は、偏光角度が直交する二つ
の直線偏光成分に分岐する光分岐素子を含む特許請求の
範囲第(3)項に記載の偏光度測定装置。 - (6)第一段階の分岐手段は光分岐素子の表面に設けら
れた特許請求の範囲第(5)項に記載の偏光度測定装置
。 - (7)第一段階の分岐手段は、被測定楕円偏光を時分割
で反射または通過させる反射板を含む特許請求の範囲第
(3)項に記載の偏光度測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60-252220 | 1985-11-11 | ||
JP25222085 | 1985-11-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62201328A true JPS62201328A (ja) | 1987-09-05 |
Family
ID=17234179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24179486A Pending JPS62201328A (ja) | 1985-11-11 | 1986-10-11 | 偏光度測定方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62201328A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06307935A (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-04 | Stanley Electric Co Ltd | 楕円偏波光の楕円率測定装置 |
-
1986
- 1986-10-11 JP JP24179486A patent/JPS62201328A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06307935A (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-04 | Stanley Electric Co Ltd | 楕円偏波光の楕円率測定装置 |
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