JPS63262602A - 回折格子型光偏光板 - Google Patents
回折格子型光偏光板Info
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- JPS63262602A JPS63262602A JP9885487A JP9885487A JPS63262602A JP S63262602 A JPS63262602 A JP S63262602A JP 9885487 A JP9885487 A JP 9885487A JP 9885487 A JP9885487 A JP 9885487A JP S63262602 A JPS63262602 A JP S63262602A
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- Japan
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- liquid crystal
- diffraction grating
- grating
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 13
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- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 13
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- 239000006059 cover glass Substances 0.000 abstract description 5
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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、半導体レーザを利用した各種光装置に使用す
る複屈折偏光板、特に偏光方向によって回折効率の異な
る格子形偏光板に関する。
る複屈折偏光板、特に偏光方向によって回折効率の異な
る格子形偏光板に関する。
（従来の技術）
偏光素子特に偏光ビームスプリッタは、直交する偏光間
で光の伝搬方向を異ならしめる素子であって、グラン１
−ムソンプリズムやロツションプリズム等複屈折の大き
い結晶の光反射面における偏光による透過ないしは全反
射の違いを利用して光路を分離するものや、ガラス等の
等方性の光学媒質でできた全反射プリズムの反射面に誘
電体多層膜を設け、この誘電体多層膜の偏光による屈折
率の違いを利用して、光を全反射あるいは透過させるも
のが多く使われている。
で光の伝搬方向を異ならしめる素子であって、グラン１
−ムソンプリズムやロツションプリズム等複屈折の大き
い結晶の光反射面における偏光による透過ないしは全反
射の違いを利用して光路を分離するものや、ガラス等の
等方性の光学媒質でできた全反射プリズムの反射面に誘
電体多層膜を設け、この誘電体多層膜の偏光による屈折
率の違いを利用して、光を全反射あるいは透過させるも
のが多く使われている。
これらは光フアイバ通信用光源モジュールや光デイスク
用光ヘッドなどに光アイソレータや光サーキュレータを
構成する部品として使われている。例えば光通信用光源
モジュールでは、光フアイバコネクタ等からの反射光が
光源である半導体レーザに再入射するのを防ぐ光アイソ
レータとして、光磁性材料のファラデー効果を利用して
偏光を４５°回転させる偏光回転子（ファラデー回転子
）と組み合わせて用いられている。また、光デイスク用
光ヘッドでは、光デイスク基板からの情報信号を光源に
戻すことなく効率よく受光光学系へ導く光サーキユレー
タ素子として、１／４波長板と組み合わせて用いられて
いる。
用光ヘッドなどに光アイソレータや光サーキュレータを
構成する部品として使われている。例えば光通信用光源
モジュールでは、光フアイバコネクタ等からの反射光が
光源である半導体レーザに再入射するのを防ぐ光アイソ
レータとして、光磁性材料のファラデー効果を利用して
偏光を４５°回転させる偏光回転子（ファラデー回転子
）と組み合わせて用いられている。また、光デイスク用
光ヘッドでは、光デイスク基板からの情報信号を光源に
戻すことなく効率よく受光光学系へ導く光サーキユレー
タ素子として、１／４波長板と組み合わせて用いられて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
これら従来の偏光分離素子は大型であるという難点を有
する。光学的異方性結晶を使った偏光素子にしろ、誘電
体薄膜型の偏光素子にしろ光軸に対して４５°ないしは
それ以上に斜めに配した反射境界面を持つことから、す
くなくとも透過ビーム径のＦ２倍の立方体となる。光デ
イスクヘッドとくに再生専用ではなく記録可能型の光ヘ
ッドに用いる場合には透過ビームが大きいため、この従
来の偏光素子は一辺が８〜１０ｎｍもの立方体となって
いる。このことが、光デイスク用光ヘッドの大きさを大
きくしている一つの原因を成している。
する。光学的異方性結晶を使った偏光素子にしろ、誘電
体薄膜型の偏光素子にしろ光軸に対して４５°ないしは
それ以上に斜めに配した反射境界面を持つことから、す
くなくとも透過ビーム径のＦ２倍の立方体となる。光デ
イスクヘッドとくに再生専用ではなく記録可能型の光ヘ
ッドに用いる場合には透過ビームが大きいため、この従
来の偏光素子は一辺が８〜１０ｎｍもの立方体となって
いる。このことが、光デイスク用光ヘッドの大きさを大
きくしている一つの原因を成している。
本発明の目的は、上記従来の偏光素子の難点を除去した
、極めて薄い格子型光偏光板を提供することにある。
、極めて薄い格子型光偏光板を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の回折格子型光偏光板の構成は、光学的等方性基
板の主面に凹凸状の光学的回折格子を形成し、該回折格
子の表面を、主屈折率の一方が前記等方性基板の屈折率
と等しい屈折率を有する液晶で覆ったことを特徴とする
。
板の主面に凹凸状の光学的回折格子を形成し、該回折格
子の表面を、主屈折率の一方が前記等方性基板の屈折率
と等しい屈折率を有する液晶で覆ったことを特徴とする
。
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
（実施例）“
第１図は本発明の一実施例の回折格子型光偏光板の斜視
図であって、１は石英基板、２は強誘電性液晶、３は前
記石英基板とで液晶を挾み込んで支持するためのカバー
ガラスである。第２図の断面図に示すように、■の石英
基板は液晶２と接する面には凹凸による周期的な回折格
子が設けである。この回折格子は、ＣＦ４やＣ３Ｆ８な
どを反応ガスに用いたイオンミリング法等のドライエツ
チングプロセスによって形成することが出来る。
図であって、１は石英基板、２は強誘電性液晶、３は前
記石英基板とで液晶を挾み込んで支持するためのカバー
ガラスである。第２図の断面図に示すように、■の石英
基板は液晶２と接する面には凹凸による周期的な回折格
子が設けである。この回折格子は、ＣＦ４やＣ３Ｆ８な
どを反応ガスに用いたイオンミリング法等のドライエツ
チングプロセスによって形成することが出来る。
屈折率１．４５の大きさを有する石英基板１に凹凸状の
格子を形成し、これとカバーガラス３との間に、常光線
に対する屈折率１．４５、以上光線に対する屈折率１．
７３の大きさを持つ強誘電性液晶２を充填する。充填さ
れた液晶分子は、石英基板１に形成された格子の縞状の
凹凸によって配向強制力を受け、一方向に分子配向し、
セル中の液晶層は光学的−軸性を持つ。この様に構成さ
れたセルに入射する光波の偏光成分のうち、格子の周期
方向（ｙ軸方向）に振動する偏光成分に対しては、液晶
層の屈折率はｎ（１＝１．７３であり、石英基板の屈折
率は１．４５であるため、この偏光成分に対しては光学
的回折格子の役割を果たす。一方、格子の線の方向（ｙ
軸方向）に沿う偏光成分に対しては、液晶層の屈折率は
Ｊｉｏ： １．４５で、石英基板の屈折率と等しいため
に、この偏光成分に対しては回折格子の役目は果たさな
い。
格子を形成し、これとカバーガラス３との間に、常光線
に対する屈折率１．４５、以上光線に対する屈折率１．
７３の大きさを持つ強誘電性液晶２を充填する。充填さ
れた液晶分子は、石英基板１に形成された格子の縞状の
凹凸によって配向強制力を受け、一方向に分子配向し、
セル中の液晶層は光学的−軸性を持つ。この様に構成さ
れたセルに入射する光波の偏光成分のうち、格子の周期
方向（ｙ軸方向）に振動する偏光成分に対しては、液晶
層の屈折率はｎ（１＝１．７３であり、石英基板の屈折
率は１．４５であるため、この偏光成分に対しては光学
的回折格子の役割を果たす。一方、格子の線の方向（ｙ
軸方向）に沿う偏光成分に対しては、液晶層の屈折率は
Ｊｉｏ： １．４５で、石英基板の屈折率と等しいため
に、この偏光成分に対しては回折格子の役目は果たさな
い。
第２図の断面を有し、第１の斜視図に示すような構造の
位相格子（第１図ではわかりやすくするためカバーガラ
スはずらして描いである）に入射光４が入射すると、ｙ
軸方向に振動する偏光成分は、面内において受ける位相
変化は一様となって光学的回折格子の効果はないため、
０次光５となってセルを直進通過する。一方、入射光４
の２軸方向に振動する偏光成分は、光学的回折位相格子
に入射したことになり、回折光６及び７となってセルか
ら出射する。
位相格子（第１図ではわかりやすくするためカバーガラ
スはずらして描いである）に入射光４が入射すると、ｙ
軸方向に振動する偏光成分は、面内において受ける位相
変化は一様となって光学的回折格子の効果はないため、
０次光５となってセルを直進通過する。一方、入射光４
の２軸方向に振動する偏光成分は、光学的回折位相格子
に入射したことになり、回折光６及び７となってセルか
ら出射する。
入射光４の２軸方向に振動する偏光成分はすベて回折さ
れるような光学素子を実現する設計条件を与える。光学
的に厚さが薄い回折格子によるＯ次回折光の回折効率は
Ｊｏ２（Φ）で与えられる。ここで、ＪＯは０次のベッ
セル関数、Φは回折格子によって異常光の受ける位相変
化である。異常光線がすべて回折され、０次光酸分５中
に現れないための条件はＪｏ２（Φ）＝０、すなわち、
Φ〜２．４であり、上記の強誘電性液晶２と石英基板１
の組合せの場合、光波長０．８μｍにたいして石英基板
に設ける格子の溝の深さは１．１μｍ程度、また光波長
１．３μｍにないしては、１．８μｍ程度と設定すれば
よい。
れるような光学素子を実現する設計条件を与える。光学
的に厚さが薄い回折格子によるＯ次回折光の回折効率は
Ｊｏ２（Φ）で与えられる。ここで、ＪＯは０次のベッ
セル関数、Φは回折格子によって異常光の受ける位相変
化である。異常光線がすべて回折され、０次光酸分５中
に現れないための条件はＪｏ２（Φ）＝０、すなわち、
Φ〜２．４であり、上記の強誘電性液晶２と石英基板１
の組合せの場合、光波長０．８μｍにたいして石英基板
に設ける格子の溝の深さは１．１μｍ程度、また光波長
１．３μｍにないしては、１．８μｍ程度と設定すれば
よい。
更に、格子の形状を鋸歯状に形成すれば、回折光は＋１
次回折光のみとなる。
次回折光のみとなる。
また、用いる基板材料は石英に限定されるものではなく
、液晶材料を選ぶことによって他の光学ガラスや樹脂基
板を使うことも出来る。
、液晶材料を選ぶことによって他の光学ガラスや樹脂基
板を使うことも出来る。
上記の作製法で作った格子型偏光素子を従来と同様の使
い方すなわち１／４波長板やファラデー回転子と組み合
わせることによって従来と同様の６一 効果すなわち光アイソレーション効果を得ることができ
る。この格子型偏光素子は、薄い板を使って形成できる
ため、小型で薄い偏光素子を得ることができる。
い方すなわち１／４波長板やファラデー回転子と組み合
わせることによって従来と同様の６一 効果すなわち光アイソレーション効果を得ることができ
る。この格子型偏光素子は、薄い板を使って形成できる
ため、小型で薄い偏光素子を得ることができる。
（発明の効果〉
以上述べたように、本発明によれば薄くて小型の偏光素
子を得ることができ、さらには、通常の光学ガラスや樹
脂を基板として用いることが出来るため、バッチ処理に
よる大量安価の偏光素子を得ることができる。
子を得ることができ、さらには、通常の光学ガラスや樹
脂を基板として用いることが出来るため、バッチ処理に
よる大量安価の偏光素子を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の回折格子型光偏光板の斜視
図であり、第２図はその断面図である。 １・・石英基板、 ２・・・強誘電性液晶、３・・
・カバーガラス、 ４・・入射光、５．０ン）２１′ゲ
（コ
図であり、第２図はその断面図である。 １・・石英基板、 ２・・・強誘電性液晶、３・・
・カバーガラス、 ４・・入射光、５．０ン）２１′ゲ
（コ
Claims (1)
- 光学的等方性基板の主面に凹凸状の周期格子を形成し、
該周期格子の表面を、主屈折率の一方が前記等方性基板
の屈折率と等しい屈折率を有する液晶で覆ったことを特
徴とする回折格子型光偏光板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62098854A JP2541548B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 回折格子型光偏光板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62098854A JP2541548B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 回折格子型光偏光板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262602A true JPS63262602A (ja) | 1988-10-28 |
| JP2541548B2 JP2541548B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=14230816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62098854A Expired - Lifetime JP2541548B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 回折格子型光偏光板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541548B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198912A (en) * | 1990-01-12 | 1993-03-30 | Polaroid Corporation | Volume phase hologram with liquid crystal in microvoids between fringes |
| US5486940A (en) * | 1993-06-17 | 1996-01-23 | Optical Shields, Inc. | Liquid crystal light polarizer and method |
| WO1999018459A1 (fr) * | 1997-10-02 | 1999-04-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Tete optique et element de diffraction conçu pour cette tete optique, et procede de fabrication de l'element de diffraction et de la tete optique |
| WO1999050692A1 (fr) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Hitachi, Ltd. | Reseau de diffraction polarisant et tete magneto-optique fabriquee a partir d'un tel reseau |
| JP2011054273A (ja) * | 2010-10-28 | 2011-03-17 | Asahi Glass Co Ltd | 偏光性回折素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61203402A (ja) * | 1985-03-05 | 1986-09-09 | Canon Inc | 機能光学素子 |
-
1987
- 1987-04-21 JP JP62098854A patent/JP2541548B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61203402A (ja) * | 1985-03-05 | 1986-09-09 | Canon Inc | 機能光学素子 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198912A (en) * | 1990-01-12 | 1993-03-30 | Polaroid Corporation | Volume phase hologram with liquid crystal in microvoids between fringes |
| US5486940A (en) * | 1993-06-17 | 1996-01-23 | Optical Shields, Inc. | Liquid crystal light polarizer and method |
| WO1999018459A1 (fr) * | 1997-10-02 | 1999-04-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Tete optique et element de diffraction conçu pour cette tete optique, et procede de fabrication de l'element de diffraction et de la tete optique |
| US6618116B1 (en) | 1997-10-02 | 2003-09-09 | Asahi Glass Company, Limited | Optical head device and a diffraction element suitable for the device, and a method of manufacturing the diffraction element and the optical head device |
| WO1999050692A1 (fr) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Hitachi, Ltd. | Reseau de diffraction polarisant et tete magneto-optique fabriquee a partir d'un tel reseau |
| JP2011054273A (ja) * | 2010-10-28 | 2011-03-17 | Asahi Glass Co Ltd | 偏光性回折素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2541548B2 (ja) | 1996-10-09 |
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