KR20020066406A - 가시 스펙트럼을 위해 삽입된 전선 격자 편광자 - Google Patents

가시 스펙트럼을 위해 삽입된 전선 격자 편광자 Download PDF

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Abstract

가시 스펙트럼에 대한 삽입된 전선 격자 편광자(10)는 첫 번째와 두 번째 층(1, 3) 사이에 삽입된 평행하고 가늘고 길며, 공간 간격을 가진 요소(5)의 정렬을 포함한다. 첫 번째 층의 굴절지수 보다 더 작은 굴절지수를 제공하는 요소들 간의 여러 간격(7)으로부터의 요소들. 층들의 굴절지수보다 더 작은 굴절지수를 또한 제공하는 첫 번째 및 두 번째 층과 요소 간에 형성된 범위들. 그 범위들은 층들에서 형성된 리브(ribs)/홈들(grooves) 또는 얇은 막 층들에 의해 형성될 수 있다.

Description

가시 스펙트럼을 위해 삽입된 전선 격자 편광자{IMBEDDED WIRE GRID POLARIZER FOR THE VISIBLE SPECTRUM}
전선 격자 편광자들이 파장 감응 광학 장치들(wavelength sensitive optical devices)이기 때문에, 둘 이상의 굴절 인덱스를 가진 재료 혹은 매체에 편광자를 삽입하는 것은 동일한 구조에 대해 공기에서 사용가능한 편광자의 성능을 항상 변화시킬 것이다. 통상적으로 본 변화는 의도되어진 응용에 대해 부적절한 편광자를 부여한다. 그러나 편광자의 삽입은 다른 광학 장점들을 제공한다. 일례로, 편광자 자신, 혹은 분극의 성능이 결정적으로 영향을 끼칠 것임에도 불구하고, 편광자 삽입은 다른 유용한 광학 물성치들을 제공하고, 편광자를 보호할 것이다. 그러므로 상기 삽입된 전선-격자 편광자의 최적 성능을 얻는 데 바람직하다.
전선 격자들은 통상적으로 이를테면 유리와 같은 기질의 외부 표면상에 배열된다. 일부 전선 격자들이 기질 재료 혹은 유리에 완전히 싸여진다. 일례로, 1940년 12월 10일에 브라운(Brown)에게 허여된 미국 특허 2,224,214는 전선 주위에 채워진 분말 처리된 유리를 녹여 편광자를 형성하고, 그리고 나서 유리와 전선들을 인장시킴을 공지한다. 유사하게, 1981년 9월 15일에 가빈(Garvin) 등에 허여된 미국 특허 4,289,381은 격자를 형성하는 기질 상에 금속화 층을 증착시켜 편광자를 형성하고, 그리고 나서 격자 상의 기질 재료를 증착시킴을 공지한다. 다른 경우에서는 전선들 혹은 격자가 기질과 동일한 재료에 의해 싸여진다. 상기 언급된 바와 같이, 전선들 혹은 격자들을 상기 방식으로 싸는 것은 격자의 광학 성능에 유해한 영향을 끼친다.
1998년 5월 5일에 타마다(Tamada) 등에 허여된 미국 특허 제 5,748,368은 기질 상에 배열된 격자와 격자 상에 배열된 쐐기 유리판을 가진 좁은 폭 편광자(narrow bandwidth polarizer)를 공지한다. 상응하는 오일(matching oil)이 또한 기질과 동일한 굴절 인덱스를 가지도록 상응된 요소들(matched elements) 상에 적용된다. 상응하는 오일이 동일한 굴절 인덱스를 가짐으로 인해서 격자가 본질적으로 기질 내에 싸여진다. 덧붙여, 격자의 상기 피복은 격자의 광학 성능에 유해하게 영향을 끼친다.
전파들을 편광시키기 위해 평행 전도 전선들(parallel conducting wires)의 배열을 사용한지는 110년 이상이 되고 있다. 투명한 기질에 의해 지지된 얇은 평행 전도체들은 또한 전자기 스펙트럼의 적외선 부분에 대해 편광자들로서 사용되어져 왔다.
출원자들의 이전 출원에서 언급된 바와 같이, 전선 격자 편광자의 성능을 결정하는 핵심 요소는 평행 격자 요소들의 중심간 간격 혹은 주기와 흔한 복사 파장 사이의 관계이다. 만일 격자 간격 혹은 주기가 파장과 비교해서 길다면, 격자는 편광자로서 기능하기 보다는 회절격자로서 기능하고, 잘 알려진 원리들에 따라 편광들 양쪽 모두(동일한 효율을 가짐이 필수적이진 않음)를 회절시킨다. 격자 간격 혹은 주기가 전파보다 크게 짧다면, 격자는 격자 요소들에 평행하게 편광된 전자기 복사를 반사하고, 수직 편광 복사를 투과시키는 편광자로서 기능한다.
격자 주기(grid period)가 대략적으로 파장의 절반에서 두 배까지의 범위에 있는 투과 지역이 격자의 투과 및 반사 특성들에 대한 갑작스런 변화들에 의해 특징화된다. 특히, 격자 요소들에 수직으로 편광된 광선에 대해, 반사율에 있어서의 갑작스런 증가와 투과에 있어서의 상응하는 감소는 순간적인 어떤 주어진 각도에서의 하나 이상의 특별한 파장들에서 발생할 것이다. 상기 효과들이 1902년(Philosophical Magazine, 1902년 9월호)의 우드(Wood)에 의해 최초로 발표되었고, “우드의 변칙들(Wood's Anomalies)”로 종종 알려져 있다. 그 이후, 레일리(Rayleigh)가 우드의 데이터를 분석하였고 변칙들이 보다 높은 회절차수(diffraction order)가 나타나는 곳의(Philosophical Magazine, 제 14권(79), 페이지 60 - 65, 1907년 7월) 파장과 각의 조합들로 일어남을 인식하였다. 레일리는 (또한"레일리 공진들"로서 흔히 언급되는) 변칙들의 위치를 가늠하는 방정식을 발전시켰다.
각 의존성(angular dependence)의 효과는 투과 지역을 각이 증가함에 따라보다 긴 파장들로 옮기는 것이다. 이것은 편광자가 편광 빔 스플리터(polarizing beam splitter) 혹은 편광 회전 거울(polarizing turning mirror)로서 사용되도록 의도되어질 때 중요하다.
전선 격자 편광자는 기질에 의해 지지된 평행 전도 전극들의 다중성으로 구성되어진다. 상기 장치는 전도체들의 피치(pitch) 혹은 주기; 개별적인 전도체들의 폭; 전도체들의 두께에 의해 특징지워진다. 광선 소스(source)에 의해 만들어진 광선 빔(beam)은 전도성 요소들에 수직인 순간 평면을 가진 상태로부터의 각 Theta 의 편광자 상에서 순간적이다. 전선 격자 편광자는 상기 빔을 거울로 반사된 구성성분, 그리고 비-회절되고 투과된 구성성분으로 나눈다. 가장 긴 공진 파장보다 짧은 파장들에 대해, 또한 하나 이상의 보다 높은 차수로 회절된 구성성분이 있을 것이다. S와 P 편광에 대한 일반적인 정의를 사용하면, S 편광을 가진 광선은 순간 평면에 수직인 편광 벡터를 가지고, 따라서 전도성 요소들에 평행하다. 역으로, P 편광을 가진 광선은 순간 평면에 평행한 편광 벡터를 가지고 따라서 전도성 요소들에 수직이다.
일반적으로, 전선 격자 편광자는 격자의 전선들에 평행한 전기장 벡터를 가진 광선을 반사하고, 격자의 전선들에 수직인 전기장 벡터를 가진 광선을 투과할 것이나, 순간 평면은 여기서 논의된 바와 같이 격자의 전선들에 수직이거나 그렇지 못할 것이다.
이상적으로, 전선 격자 편광자는 S 편광된 광선과 같은 광선의 편광을 위한 완벽한 거울로 기능할 것이고 P 편광된 광선과 같은 다른 편광에 대해 완벽하게 투명할 것이다. 그러나 실제적으로 심지어 거울들로 사용된 가장 반사적인 금속들은 순간 광선의 일부를 흡수하고 오직 90%에서 95%까지를 흡수하고, 평면 유리는 표면 반사들로 인한 순간 광선의 100%를 투과하지 않는다.
출원인들의 이전 출원은 오직 P 편광에 대한 편광자 특성에 중요한 영향을 끼치는 두 개의 공진들을 가진 전선 격자 편광기의 반사와 투과를 보여준다. S 방향으로 편광된 순간 광선에 대해, 편광자의 성능은 이상적으로 접근한다. S 편광을 위한 반사 효율은 0.4㎛에서 0.7㎛까지의 가시 스펙트럼 상의 90%보다 크다. 본 파장 띠(wavelength band) 상에서 S 편광된 광선의 2.5%보다 적은 양이 흡수되어진 균형이 맞추어 지도록 투과된다. 작은 투과된 구성성분을 제외하고는, S 회절에 대한 전선 격자 편광자의 특성이 연속적인 알루미늄 거울의 것들과 매우 유사하다.
P 회절에 대하여, 전선 격자의 투과와 반사 효율들이 약 0.5㎛ 이하의 파장들에서의 공진 효과에 의하여 결정된다. 0.5㎛보다 긴 파장들에서, 전선 격자 구조물이 P 편광된 광선에 대한 손실이 많은 절연층(lossy dielectric layer)으로 반응한다. 본 층에서의 손실들과 표면들로부터의 반사들이 P 편광된 광선에 대한 투과를 제한하도록 결합한다.
출원인들의 이전 출원은 또한 미국 특허 제 5,748,368의 타마다(Tamada)에 의해 기술된 이전 기술 전선 격자 편광자의 상이한 타입의 계산된 성능을 보여준다. 상기 기술된 바와 같이, 격자가 일정한 굴절 인덱스(index)의 매체에 의해 둘러싸이도록, 유체와 상응하는 인덱스가 두 개의 기질들 사이에서 사용되어져 왔다.본 전선 격자 구조는 약 0.52㎛의 파장에서 단일 공진을 보여준다. P 편광에 대한 반사도가 거의 0에 가까운 곳인 약 0.58㎛에서 0.62㎛의 좁은 파장 지역이 있다. 미국 특허 제 5,748,368은 높은 흡광 비율(extinction ratio)을 가진 좁은 폭 전선 격자 편광자(narrow bandwidth wire grid polarizer)를 개선하는 본 효과의 장점을 가진 전선 격자 편광자를 기술한다. 타마다 특허 명세서에 주어진 예들은 550㎚의 격자 주기를 사용하였고, 격자 두께, 전도체 폭과 형상, 그리고 순간 각도에 의존한 800으로부터 950㎚의 공진 파장을 만들었다. 타마다(Tamada)의 업적인 공진 효과는 상기 기술된 위치의 공진과 다르다. 두 개의 공진들이 동시에 일어남에도 불구하고, 이들이 필수적인 것은 아니다. 타마다는 제 2 공진에 기여한다. 또한 작동 시에 방해 얇은 막 방해 효과들이 있다. 수직-편광된 광선에 대한 반사도가 약간의 퍼센트(few percent)보다 낮은 편광기의 폭은 통상적으로 중심 파장의 5%이다. 좁은 폭 편광기의 본 타입이 몇 개의 적용들을 가지고 있을 것임에도 불구하고, 액정 표시장치들과 같은 많은 가시-광선 시스템들은 400㎚에서 700㎚까지의 가시-스펙트럼 파장들 상의 균일한 특성들을 가진 편광 광학 요소들을 필요로 한다.
출원인들의 이전 출원에서 기술된 바와 같이, 넓은 폭 편광자에 대한 필요한 자격은 가장 긴 파장 공진 점이 사용 시에 의도된 스펙트럼보다 짧은 파장으로 반드시 옮겨지거나 억제되어야만 한다. 가장 긴 파장 공진 점은 세 개의 방식들로 줄여질 수 있다. 첫째로, 격자 주기가 줄어들 수 있다. 그러나 격자 주기를 줄이는 것은 특히, 격자 요소들의 두께가 반드시 반사된 편광의 적절한 반사율을 확신시키도록 반드시 유지되어야만 하기 때문에, 격자 구조를 제조하는 어려움을 증가시킨다. 둘째로, 순간 각(incident angle)이 거의 수직인 순간에서 구속되어질 수 있다. 그러나 순간 각을 구속하는 것은 편광자 장치의 성능을 매우 크게 떨어뜨릴 것이고, 45도 각도들 상에 중심을 둔 넓은 각 폭(wide angular bandwidth)이 요구된 프로젝션 액정 표시장치들과 같은 적용들로의 사용을 제한한다. 셋째로, 기질의 굴절 인덱스가 떨어질 수 있다. 그러나 편광자 장치의 체적 제작을 위해 사용가능한 합리적인 비용의 기질들은 오직 모두가 가시 스펙트럼 상의 1.5와 1.53 사이에서 변화하는 굴절 인덱스를 가진 코닝 타입(Corning type) 1737F 혹은 쇼트 타입(schott type) AF45와 같은 얇은 판유리(sheet glass)의 몇 가지들이다.
따라서 삽입되거나 혹은 묻힐 때 최적으로 수행하는 전선 격자 편광자를 위한 필요성이 존재하게 된다. 덧붙여, 특히 광범위한 파장 띠(wavelength band)를 요구하는 가시광선 시스템의 사용을 위한 전선 격자 편광자에 대한 요구가 존재한다. 그리고 가장 긴 파장 공진 점이 제거될 수 있거나 혹은 보다 짧은 파장으로 옮겨질 수 있는 상기 편광자 구조에 대한 필요성이 존재하게 된다.
본 발명은 전자기 스펙트럼의 가시 부분에 사용하기 위한 편광 광학 요소들(polarizing optical elements)과 연관이 있다. 보다 세부적으로, 본 발명은 수직 분극의 광선을 효율적으로 반사하는 동안 특수 분극(specific polarization)의 광선을 효율적으로 투과시키는 삽입된 혹은 파묻힌 전선 격자 편광자들에 관련이 있다.
도 1은 본 발명의 삽입된 전선 격자 편광자의 선호된 실시예의 단면도.
도 2-9는 본 발명의 삽입된 전선 격자 편광자의 선택적인 실시예의 단면도.
도 10은 본 발명의 삽입된 전선 격자 편광자를 통합하는 큐브(cube)의 측면도.
도 11은 본 발명의 삽입된 전선 격자 편광자를 통합하는 한 쌍의 유리판의 측면도.
* 부호설명 *
1,3: 층2,4: 표면
5: 삽입된 가늘고 긴 요소5a,5b: 마주보고 있는 면
7: 공간9,11,13: 광선
10: 편광자16,17: 허수면
19: 범위21,25,55: 홈
31,35,51: 얇은 막41: 리브(rib)
61,71: 계면65: S편광
67: P편광63,73,75: 광선
79,81: 유리판100: 편광 빔 분할 큐브
110: 평판 포맷
본 발명의 목적은 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 높은 투과율과 반사 효율을 제공하는 삽입된 전선 격자 편광자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 입사각의 넓은 범위에 걸쳐 사용될 때 매우 높은 효율성을 제공할 수 있는 상기 삽입된 전선 격자 편광자를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 가지 목적들과 이점들은 맨 처음과 두 번째 층 사이에 삽입된 평행하고 가늘고 길며 간격을 두고 떨어져있는 하나의 배열로 이루어진 삽입된전선 격자 편광자에서 달성된다. 요소들은 요소들 사이에 여러 개의 간격들을 생성하고, 간격들은 처음과 두 번째 층 사이의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 제공한다. 상기 간격들은 공기를 포함하거나 진공상태를 선호한다.
요소들의 층은 일반적으로 첫 번째 분극의 대부분의 빛을 반사하고 두 번째 분극의 대부분의 빛을 투과시키는 가시 스펙트럼에서 빛의 전자기파와 상호작용 하도록 형성된다. 요소들은 0.3 마이크론 보다 짧은 주기와 0.15 마이크론 보다 좁은 폭이 선호된다.
본 발명의 특성들의 결과에 기인하여, 편광자는 요소들과 층들의 굴절지수 보다 작은 굴절 지수들을 제공하는 첫 번째 및 두 번째 층 사이에 영역을 갖는 것이 유리하다. 더 낮은 굴절 지수들을 제공하는 요소들 사이의 첫 번째 및 두 번째 층에서 홈의 복수성이 형성될 수 있다. 첫 번째 및 두 번째 층과 요소들 사이에 얇은 막이 배치될 수 있는데 그 것은 층들의 굴절지수보다 굴절지수들이 더 작다.
본 발명의 특성들의 다른 결과에 기인하여, 요소들과 첫 번째 및 두 번째 층들 사이에 배치된 얇은 막 또는 홈들은 편광자의 성능을 더욱 향상시키는데 사용될 수 있는 얇은 광학막을 제공한다. 이 향상은 편광자가 바라던 대로의 전체 성능에 도달할 수 있도록 이 얇은 막 또는 홈의 두께, 수량 및 광학적 성질을 적절하게 조정함으로서 얻어질 수 있다.
본 발명의 특성들의 다른 결과에 기인하여, 요소들은 큐브(cube)에 배치되고, 큐브(cube) 표면의 최소한 한 면에 비스듬히 향할 수 있다. 대신, 요소들은 한 쌍의 투명한 판에 관하여 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명의 특성들의 또 다른 결과에 기인하여, 정렬은 배열되고 요소들은 크기를 가지는데 그것은 보통 가시 스펙트럼 내에서 한개 또는 두 개의 층과 결합하는 공명효과를 만든다. 한개 또는 두 개의 굴절 지수보다 낮은 굴절 지수를 갖는 상기 간격, 얇은 막 및 홈은 보통 낮은 파장에 공명 효과를 야기하는 변화를 일으키는데 유리하다. 따라서, 공명효과를 야기시키지 않는 가시 파장 띠(wavelength band)는 확장된다.
본 발명의 여러 가지 목표들, 특징들, 장점들과 다른 양상들은 도면과 함께 결합을 포괄하는 상세한 서술에 따른 고려로부터 이러한 숙련된 기술면에서 명백해질 것이다.
본 발명의 다양한 요소들의 도면들에 대한 참조에는 숫자로 된 명칭이 주어질 것이고 상기 발명은 발명을 하고 사용하는 기술분야에서 능숙해질 수 있도록 논의될 것이다.
도 1에서 도시된 바대로 본 발명의 삽입된 전선 격자 편광자의 선호적인 실시예가 일반적으로 (10)에서 보여지고 지시된다. 편광자(10)는 첫 번째 광학 매질, 물질, 층 또는 기질(1); 두 번째 광학 매질, 물질, 층(3); 그리고 첫 번째와 두 번째 층(1,3) 사이에 삽입된 가늘고 긴 요소(5)를 방해하는 다수를 포함한다. 상기 지시된 바와 같이 어떤 이점들은 비록 용기에 담거나 요소를 삽입함으로서 얻을 수 있지만, 요소들의 분극 또는 성능은 유해한 영향을 받는다. 따라서, 본 발명의 편광자(10)는 아래 논의된 바와 같이 삽입 시 성능을 최대화하기 위해 고안되었다.
처음과 두 번째 층(1,3)은 각각 요소들(5)과 또 다른 것에 면하고 있는 표면들(2,4)를 가진다. 층(1,3) 또는 층들의 물질은 또한 각각 첫 번째와 두 번째의 굴절 지수들을 가진다. 첫 번째와 두 번째 광학 매질들(1,3)은 각각 두께가 tL1과 tL2이고, 광학적 의미로 두꺼울 것으로 생각된다. 일례로 그것들은 유리 또는 중합체의 박판, 광학 성질의 기름 또는 다른 유체 혹은 다른 유사한 광학 물질일 수도 있다. 두께 tL1과 tL2는 몇 마이크론에서 본질적으로 무한한 범위까지 어느 정도라도 될 수 있다. 층(1,3)의 두께 tL1과 tL2는 1 마이크론 보다 큰 것이 선호된다. 광학 매질(1,3)은 이를테면 두 개의 유리 박편과 같이 같은 물질일 수도 있고, 또는 물질(1)에는 유리와 물질(3)에는 기름과 같은 다른 물질들이 선택될 수도 있다. 요소(5)는 첫 번째 층 또는 기질(1)의 지지를 받을 수도 있다.
요소(5)의 간섭적인 배열은 다수의 평행하고, 가늘고 길며, 공간간격과 전도성이 있는 요소(5)를 포함한다. 요소(5)는 첫 번째와 두 번째의 맞은편에 있는 면 (5a,5b)을 갖는데 첫 번째 면(5a)은 첫 번째 면(2) 또는 첫 번째 층(1)을 향하고 있고, 두 번째 면(5b)은 두 번째 면(4) 또는 두 번째 층(3)을 향하고 있다. 요소 (5)의 첫 번째 면(5a)은 첫 번째 층(1)의 첫 번째 면(2)과 접촉하고 연결되어 있는 반면, 두 번째 면(5b)은 도 1에서 보여진 것과 같이 두 번째 층(3)의 두 번째 면(4)과 접촉하고 연결되어 있을 수 있다. 요소(5)의 정렬은 일반적으로 첫 번째 분극의 대부분의 빛을 반사하는 가시 스펙트럼에서 빛의 전자기파와 상호작용 하도록 구성되어 있으며, 두 번째 분극의 빛의 대부분을 전달한다.
요소(5)의 범위와 요소(5)의 정렬의 범위는 사용된 파장에 의해 결정되고,광대하거나 최대한의 스펙트럼 가시광선을 만든다. 요소(5)는 비교적 길고 가늘다. 각각의 요소(5)는 가시광선의 파장보다 일반적으로 큰 길이가 선호된다. 따라서, 요소(5)의 길이는 대략 적어도 0.7㎛이다. 그렇지만 통상적인 길이는 더 클 수도 있다. 게다가, 요소(5)는 일반적으로 간격, 경사 또는 빛의 파장보다 더 작은 요소의 기간 P를 갖는 평행배열로 위치한다. 따라서, 경사는 0.4㎛보다 작을 것이다.
요소(5)의 주기와 광학 매질(1,3)에 대한 물질의 선택은 광선들(9,11,13)과의 바람직한 상호작용을 얻고 향상시키기 위해 만들어진다. 광선(9)은 통상적으로 그 범위에서 S분극과 P분극으로 알려진 두 분극과 개략적으로 같은 중요성을 포함하는 분극하지 않는 광선이다. 그렇지만, 광선(9)은 부분 또는 각각의 분극의 대분이 되기 위해서 특별한 적용에서 바뀔 수도 있다. 요소(5)의 주기 P는 선택되는데 이를테면 전선 격자가 거울과 같이 S편광(11)의 빛의 대부분을 반사하고, P편광 (13)의 대부분을 전달할 것이다. 광학물질은 또한 이러한 과정을 돕기 위해 선택된다. 일례로 S편광을 흡수하거나 그렇지 않으면 P편광의 전달과 S편광의 반사에 도움을 주는 광학 물질(3)을 선택하는 동안 S와 P 분극 모두에 동등하게 전달하기 위해 광학 물질(1)을 선택하는 것이 가능하다. 층(1,3)을 구성하는 광학 물질의 실시예는 유리가 선호된다. 다른 물질들 또한 특별한 적용에 의존하는 것이 적당하다.
삽입된 가늘고 긴 요소(5)는 그다지 크지 않다. 그것들은 통상적으로 규칙적으로 정렬되고 주기 P를 갖는 배열된 정렬은 0.3㎛ 또는 더 작은 단계에 있으며가로보(5)의 넓이 wR과 0.15㎛ 또는 더 작은 단계에 있는 분리된 요소의 공간 또는 간격(7)의 넓이 wS를 가진다. 요소(5)와 공간(7)의 넓이는 요구되는 광학적인 성능효과를 얻기 위해 다양화될 수 있는데 그것은 하단에서 설명할 것이다. 이 요소(5)의 높이 또는 두께 tR은 통상 광학적으로 불투명한 요소(알루미늄 용기에서 대략 40나노미터)에 요구되는 아마 1㎛의 높이까지 사이일 것이다. 상위 한계는 제조 실용성의 고려뿐만 아니라 광학적 성능에 의해서 결정된다. 선호된 실시예에서 요소(5)는 통상적으로 만약 편광자가 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 사용된다면 이를테면 알루미늄 또는 은과 같은 물질로 구성된다. 그렇지만 만약 스펙트럼의 일부에서만 작용하는 편광자를 제공하는 특별한 경우에는 가령 빨간 빛과 같은 것만이 필요하고 그리고 난 뒤 이를테면 구리 또는 금과 같은 다른 물질들이 사용될 수 있다.
내장된 전선 격자 편광자(10)의 최적 성능을 얻기 위해 중요한 인자는 공간 또는 간격(7) 내에 배치된 물질이다. 요소(5) 사이에 형성된 간격(7)은 가령 첫 번째 층(1)과 같은 층(1,3)의 적어도 하나의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 유리하게 제공한다. 출원자는 간격(7)이 더 낮은 굴절지수를 제공할 때 그것을 알았는데 편광자(10)의 성능은 일정한 굴절지수를 갖는 완전히 피복된 물질에서 전선 격자에 걸쳐 개선되었다. 이 물질은 공기 또는 진공일 것이 선호되지만, 어떤 적용에서의 실용성 또는 성능의 이유 때문에 다른 물질들이 사용되기도 한다. 이 물질은 가령 제조가능성 같은 다른 필요한 설계 구속조건에 직면할 때는 가능한 한 가장낮은 굴절 지수를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 다른 구속조건들은 가늘고 긴 요소(5) 사이를 채우고 있는 공간(7)의 물질이 광학물질(1,3) 모두를 구성하는 물질과 같을 것을 요구할 것이다. 또는, 가늘고 긴 요소(5) 사이를 채우고 있는 공간(7)의 물질이 광학물질(1,3)과 다른 물질로 선택될 것이다. 상기 언급된 대로, 공간(7)의 물질은 공기 또는 진공일 것이 선호된다. 물(지수 1.33), 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)(지수 1.38) 또는 가령 나프타(naptha), 톨루엔(toluene) 기타 등등 또는 적당히 낮은 지수들을 갖고 있는 물질들과 같은 증발, 피복, 또는 다양한 화학 증기 침전 공정, 광학 기름, 액체 탄화수소를 사용한 침전될 수 있는 얇은 막을 가진 다른 일반적인 광학물질들이 포함되어올 것이다.
그 외에도 상기 기술된 바대로 특별한 목적에 대한 특별한 구체화를 이행할 수 있는 많은 개선들이 선호된다. 이 개선들은 또한 층들 중 하나의 굴절 지수보다 작은 굴절 지수를 제공하는 요소(5)와 첫 번째 및 두 번째 층(1,3) 사이에 제공하는 영역을 포함한다. 도 2 내지 9에 적용된 대로, 요소(5)의 첫 번째 표면(5a)은 첫 번째 표면(5a)을 교차하여 연장하는 첫 번째 허수면(16)을 정의한다. 유사하게 요소(5)의 두 번째 표면(5b)은 두 번째 표면(5b)을 교차하여 연장하는 두 번째 허수면(17)을 정의한다. 첫 번째 범위(18)는 첫 번째 허수면(16) 사이에 배치될 수 있는데, 그것은 요소(5)의 첫 번째 표면(5a)과 첫 번째 층(1)의 첫 번째 표면(2)을 교차하여 연장하고, 그것은 첫 번째 층(1)의 굴절 지수보다 더 작은 굴절 지수를 제공하거나 포함한다. 유사하게, 두 번째 지역(19)은 두 번째 허수면(17)사이에 배치될 수 있는데, 그것은 요소(5)의 두 번째 표면(5b)과 두 번째 층(3)의 첫 번째 표면(4)을 교차하여 연장하고, 그것은 두 번째 층(3)의 굴절 지수보다 더 작은 굴절 지수를 제공하거나 포함한다.
이제 도 2로 돌아가서, 상기 개선은 한 측면 또는 다른 쪽 광학 매질(1,3)에 연장하는 가늘고 긴 요소들 사이에 홈(21)을 제공하는 것이다. 이 홈(21)은 이를테면 반작용이 있는 이온 부식 등과 같은 공정에 의한 제작 순서 동안 제공될 수 있다. 홈(21)의 깊이 d는 적당한 성능을 얻는데 중요하다. 바람직한 광학띠 넓이, 송신, 소광 등에 의지하여, 홈의 깊이 d는 대략 1 나노미터에서 3000 나노미터까지 다양해질 것이다.
통상적으로, 홈(21)의 넓이 wg는 가늘고 긴 요소(5) 사이의 공간과 같을 것이다. 그렇지만, 실제 제조 공정과 결과는 가늘고 긴 요소(5) 사이의 넓이 ws와 비교해볼 때 얼마간의 넓이를 줄일 것으로 기대될 수 있다. 본 발명은 또한 기술의 장래 진보가 가늘고 긴 요소(5) 사이에 공간(7)보다 다른 넓이로 홈을 제조하는 것을 실제화 시킬 것이라는 가능성을 포함한다. 도 3은 하부의 홈(21)외에 또 상부 홈(25)을 추가함으로서 개념의 확장을 나타낸다. 홈의 목적은 기본적인 광학 물질 (1,3)의 광학 지수와 비교하여 감소될 수 있는 효과적인 광학 지수를 만들어내는 것이다. 가늘고 긴 요소(5)와 인접한(18,19) 영역에서 이 줄어든 광학 지수는 삽입된 전선 격자 편광자의 성능을 더 향상시킨다. 비록 도 2와 도 3에서 홈들이 직각으로 그려져 있지만, 이것이 유일하게 유용하거나 바람직한 형상이라는 것을 의미하지는 않는다. 사실상, 제조공정은 완벽한 직사각형보다 사다리꼴의 형상(도 4에서 21a)을 만들어내며, V형상의 홈(도 5에서 21b) 역시 사용되는 것 같다.
도 6은 배치된 광학물질(3)과 비교하여 줄어든 광학지수를 가진 물질의 얇은 막(31)을 추가함으로서 가늘고 긴 요소(5)에 인접한 영역(19)에서 줄어든 광학 지수의 이점을 얻는 교체의 방법을 나타낸다. 이 막은 통상적으로 1.0과 1.7 사이에 있는 광학지수 n을 갖는다. 그것은 통상적으로 10 나노미터와 5000 나노미터 사이에 있는 두께 tL을 갖는다. 선호된 물질은 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)이지만 다른 일반 절연성의 광학 물질들은 다양한 적용에 적합하다. 단층만이 도면에 나타나기 때문에 단층 광학막이 유일한 가능성이라고 생각해선 안된다. 적용 필요조건에 따라 여러 개의 얇은 광학막들을 갖는 것이 유리하다. 또한, 하나 이상의 낮은 지수의 막들(35)은 도 7에 나타난 것처럼 가늘고 긴 요소(5)의 상부뿐만 아니라 하부에도 삽입될 수 있다.
도 8은 여전히 도 2와 도 6에서 보여준 개념의 결합에서 물질의 얇은 막이 부식되어 온 상기 발명의 다른 개선점을 나타낸다. 광학 물질의 남아있는 리브(rib)(41)은 배치된 광학물질(3)과 비교해서 줄어든 광학지수를 갖는 물질로 구성되어 있다. 또 다른 선호는 광학물질(3)을 지지하는 것과 비교할 때 분명히 줄어든 지수를 갖지 않는 물질일 수 있지만, 그것은 가령 부식되기 쉬운 것과 같이 제조에서 도움이 되는 다른 특성들을 가지고 있다. 리브(rib)(41)에 대한 선호되는 물질은 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)이다. 다른 선호되는 물질은고분자 물질 또는 규소가스(silicon dioxide)이고 두 가지 모두 많은 기술들을 이용하여 쉽게 부식된다. 다시, 막에서 부식된 가로보는 요소의 양측면의 양 층에 형성된 것이다.
도 9는 여러 개의 얇은 막들이 준비되고 각각이 완전히 또는 부분적으로 부식되는 상기 발명의 다른 개선점을 보여준다. 광학 물질의 리브(rib)(41)는 상기 설명된바와 동일하다. 광학막(51)은 하나 또는 두 개의 특성을 갖기 위해 선택되었다.; 광학물질(1)보다 낮은 굴절 지수, 부식과 모방에의 용이함. 광학막(51)에 식각된 홈(55)은 막 전체를 통해, 아마도 기초적인 광학물질(1)로 부식될 것이고 또는 표시된 바와 같이 중간지점에서 멈춰지게 될 것이다. 홈(55)이 표시된바와 같이 멈춰지면 이것은 전체적인 편광자의 조율 성능에서 이점을 가지게 될 2중층의 얇은 광학막 더미를 생성하는 효과를 가진다. 광학막(51)의 두께 tF는 통상적으로 대략 10 나노미터와 5000 나노미터 사이에 있을 것이다. 막(51)을 조직하는 광학물질의 지수는 통상적으로 1.0과 1.7사이에 있는데, 그럼에도 불구하고 여전히 더 높은 지수들이 일상적이지 않은 상황에서의 수치가 될 수 있다. 막(51)에서 부식된 홈(55)은 가늘고 긴 요소(5) 사이의 공간(7)과 개략적으로 동일한 넓이를 가지지만 넓이에서의 다른 변동이 확실히 가능하며 적용의 필요성에 따르는 것이 선호된다. 다시, 상기 언급된 것과 같이 홈(55)은 비록 직각으로 그려졌지만, 사다리꼴 또는 V자형이며 여전히 중요한 이익을 제공한다.
아울러, 요소(5)와 첫 번째 및 두 번째 층(1,3) 사이에 배치될 수 있는 막또는 홈들은 또한 편광자(10)의 성능을 더욱 향상시키는데 이용될 수 있는 얇은 광학 막 효과를 제공한다. 이러한 향상은 편광자(10)가 전반적으로 바람직한 향상에 도달할 수 있도록 이러한 막 또는 홈들의 두께 및 개수 및 광학적인 특성들을 적절히 조정함으로서 얻어질 수 있다.
상기 발명은 광학적으로 많은 곳에 적용될 수 있다. 일례로 도 10에서 나타난 바와 같이, 삽입된 전선 격자 편광자는 편광 빔 분할 큐브(polarizing beam splitter cube)(100)에서 사용될 수 있다. 이 큐브(cube)는 일반적인 맥네일리(MacNeille) 분광기와 유사한 기능을 하지만, 어느 정도의 이점들을 가지고 있다. 전선 격자 편광자는 맥네일리(MacNeille) 분광기보다 넓은 개구각을 가지고 있지만, 또한 복합각을 가장 잘 나타낸 큐브(cube)의 중간지점에서 편광자 계면(polarizing interface)(61) 모서리에 투사되는 광선 개구의 모서리에서 많은 개선된 성능을 가진다. 삽입된 전선 격자 편광자를 포함한 편광자 계면(61)은 S편광(65)의 대부분을 반사하고, 광선(63)으로부터 P편광(67)의 대부분을 전달한다. 이 계면(61)은 상기 기술된 개선점의 부분 또는 전부를 포함한다. 이런 식으로, 삽입된 전선 격자 편광자는 맥네일리(MacNeille) 편광 큐브 빔 분할(polarizing cube beam splitter)보다 나은 몇몇 성능 이익을 갖는 선택적인 편광 빔 분할 큐브(polarizing beam splitter cube)를 만든다.
상기 삽입된 편광자는 또한 가령 도 11에서 나타난 바와 같은 평판 포맷(flat plate format)(110)으로 사용될 수 있다. 이 실시예는 통상적으로 보여진 것처럼 유리판(79,81)으로 구성되어 있는데 그것은 삽입된 전선 격자 편광자를포함하는 편광계면(71)을 둘러싸고 있다. 이 계면(71)은 상기 기술된 부분 또는 전체의 개선점을 포함할 수 있다. 반대되는 편광자를 갖는 광선(75)의 반사각에 뒤로 반사됨으로서 첫 번째 판(79)에 투사되는 광선을 분극하게 한다. 이 광선들(73,75,77)은 일반 투사로 나타내어진다. 다시, 삽입된 전선 격자 편광자는 큰 개구각을 갖고, 다양한 각에 이르는 광선의 기능을 할 것이다.
넓은 대역너비의 전선 격자 편광자는 미국 특허 신청 번호 09/337,970으로 묘사되고, 그것은 여기에 참조함으로서 구체화된다. 상기 편광자는 또한 평행 배열, 낮은 굴절 지수와 통제된 두께를 갖는 영역에 의해 지지되는 기질과 분리되는 전도성 요소를 포함한다. 기질과 분리된 전선 격자의 낮은 지수 영역은 편광자 고안에서 두 가지 목적을 제공한다. 첫째, 현 낮은 굴절지수 상태는 짧은 파장에서 가장 긴 장 공명점으로 이동한다. 둘째, 낮은 지수 영역은 편광자로부터 반사된 P편광의 굴절을 줄이기 위해 고안되고 통제된 두께의 하나 이상의 층에 실행될 수 있다.
주어진 투사각을 만드는 공명의 가장 긴 파장을 줄이는 한 가지 방법은 주기를 줄이는 것이다. 그러나 주기를 줄이는 것은 제조상의 어려운 점을 만든다. 따라서, 피치(pitch) P는 선호적으로 대략 파장의 1/2 또는 0.2㎛의 파장을 가질 것이다. 다시, 더 긴 주기를 갖는 격자(대략 파장의 2배 또는 1.4㎛보다 큰)는 회절격자로서 작용한다고 주지될 것이다.; 짧은 주기를 갖는 격자(대략 파장의 반 또는 0.2㎛)는 편광자로서 작용한다.; 그리고 전이 지역에서의 주기를 갖는 격자(대략 0.2와 1.4㎛사이)는 또한 회절격자로서 작용하고 비약적인 변화 또는 공명으로서변칙적인 것으로 적용됨으로서 특징지어진다. 상기 지시된 바대로, 사전의 기술 고안은 가시 스펙트럼 가시 스펙트럼 내에서 다양한 파장을 일으키는 변칙성 때문에 좁은 작용 범위를 갖는 가시 스펙트럼 내의 공명에 의해 특징지어진다. 이 전이 지역은 전선 격자의 반응을 이해하는 중요한 개념이다. 넓은 대역 너비 편광자는 반드시 의도된 사용의 스펙트럼보다 넓은 대역 성능을 얻기 위해 이 전이지역 외부에 머무르도록 설계되어야 한다. 그러므로 이 전이 지역의 경계선은 본 발명의 전선 격자의 주기에 상한선을 정의하는데 유용하다. 홈, 리브(rib) 또는 얇은 막 층들은 높이 또는 두께를 가지고, 요소들과 층들 사이에 배치된 영역을 정의한다. 홈, 리브(rib) 또는 얇은 막 층들에 의해 생성된 영역은 층들의 굴절지수 보다 매우 작은 평균 굴절 지수들을 갖는데 유리하다. 영역은 두께를 갖는데 그것은 리브(rib), 홈들의 깊이 또는 얇은 막의 두께에 의해 정의된다. 영역의 높이 또는 두께는 편광자의 성능을 조정하기 위해 바뀔 수도 있다. 층들로부터 요소들을 분리하고, 층들의 그것보다 낮은 굴절 지수를 갖는 영역을 끼워 넣는 것은 짧은 파장에서 편광자의 p-편광자 전도효율을 증가시키고, 편광자가 사용할 수 있는 가장 짧은 파장을 낮추거나 신청자의 이전 청구서에서 더 충분히 논의되었던 대로 짧은 파장의 가장 높은 공명점을 바꾸는 데에 유리하다.
요소(5)의 정렬은 명확성을 크게 강조하고 계산하기 위해 묘사되지 않았다고 주지되었다. 사실상, 요소의 배열은 육안으로 보기에는 너무 미세하고 고도의 배율 없이 관찰했을 때 부분적으로 반사된 면으로 나타난다.
본 발명의 상기 기술된 실시예들은 오직 도시적이며 그것에 관한 변형은 당해업자들이 발생시킬 것이다. 아울러, 본 발명의 근본적인 이점은 가시 스펙트럼에서 삽입된 편광자의 성능을 개선하는 것이고, 본 발명은 또한 가령 적외선과 같은 다른 스펙트럼의 사용을 위한 편광자 장치의 투과를 개선하곤 할 것이다. 당해업자들은 다른 변경은 물론 본 발명에 의해 얻어진 종래의 기술을 넘어선 설계상의 융통성면의 중요한 증대를 가져올 것이다. 따라서, 본 발명은 전술된 실시예에만 제한된다고 간주되는 것이 아니라 여기에 청구된 청구항들에 의해 정의된 바대로만 제한된다.

Claims (69)

  1. - 굴절 지수를 갖는 첫 번째 층;
    - 굴절 지수를 갖는 첫 번째 층과 분리된 두 번째 층과;
    첫 번째와 두 번째 층간에 삽입되고 요소들 및 첫 번째 층의 굴절지수 보다 작은 굴절지수를 제공하는 간격 사이에 다수의 간격을 형성하며 평행하고, 가늘고 길며 공간이 분리된 배열을 특징으로 하는 편광자를 포함하는 가시 스펙트럼에 대한 삽입된 전선 격자 편광자
  2. 제 1항에 있어서, 공기를 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  3. 제 1항에 있어서, 진공을 갖는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  4. 제 1항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 층의 물질과는 다른 물질을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  5. 제 1항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 층의 물질과 같은 물질을 포함하는 요소간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  6. 제 1항에 있어서, 물을 포함하는 요소간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  7. 제 1항에 있어서, 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  8. 제 1항에 있어서, 기름을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  9. 제 1항에 있어서, 탄화수소(hydrocarbon)를 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  10. 제 1항에 있어서, 1 마이크론보다 더 두꺼운 첫 번째와 두 번째 각 층들; 0.04에서 1 마이크론 사이의 두께를 갖는 요소들을 특징으로 하는 편광자.
  11. 제 1항에 있어서, 0.3 마이크론보다 작은 주기를 갖는 요소들; 0.15 마이크론보다 작은 폭을 갖는 요소와; 0.15 마이크론보다 작은 폭을 갖는 간격을 특징으로 하는 편광자.
  12. 제 1항에 있어서, 요소들을 향한 첫 번째 표면을 가지고, 요소들의 첫 번째 표면을 또한 교차하여 연장된 허수 평면을 정의하고 또한 포함하는, 첫 번째 층을향한 첫 번째 면들을 또한 특징으로 하는 편광자; 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 제공하는 허수면과 첫 번째 층의 첫 번째 면간의 영역.
  13. 제 1항에 있어서, 첫 번째 층은 첫 번째 면을 가지고, 첫 번째 층의 첫 번째 면에 배치된 요소들과; 또한 요소들 간 첫 번째 층의 첫 번째 면에서 형성되는 여러 개의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  14. 제 13항에 있어서, 대략 0.001에서 3 마이크론 사이의 깊이를 갖는 홈들을 특징으로 하는 편광자.
  15. 제 1항에 있어서, 배치된 요소들 간의 각각 첫 번째와 두 번째 면을 갖는 첫 번째와 두 번째 층과;
    - 요소들 간의 첫 번째 층의 첫 번째 면에서 처음으로 형성된 여러 개의 홈들과;
    - 요소들 간의 두 번째 층의 두 번째 면에서 두 번째로 형성된 여러 개의 홈들을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  16. 제 1항에 있어서, 첫 번째 층과 요소들 사이에 배치된 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 것을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  17. 제 16항에 있어서, 대략 1과 1.7 사이의 막의 굴절 지수를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자.
  18. 제 16항에 있어서, 대략 0.01과 5마이크론 사이의 두께를 갖는 얇은 막을 특징으로 하는 편광자.
  19. 제 16항에 있어서, 절연성의 물체를 포함하는 얇은 막을 특징으로 하는 편광자.
  20. 제 19항에 있어서, 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)을 포함하는 얇은 막의 절연성 물질을 특징으로 하는 편광자.
  21. 제 1항에 있어서,
    - 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 첫 번째 층과 요소들 간에 배치된 첫 번째 막, 그리고;
    - 두 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 두 번째 층과 요소들 간에 배치된 두 번째 얇은 막을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  22. 제 1항에 있어서, 또한 포함하는; 평행하고, 가늘고 길며, 공간 간격이 있는 리브(ribs), 첫 번째 층부터 두 번째 요소들과 각 요소 쪽으로 확장된 하나의리브(rib)를 갖는 평행 중심의 요소들을 특징으로 하는 편광자.
  23. 제 22항에 있어서, 첫 번째 층의 굴절지수 보다 작은 굴절지수를 제공하는 리브(ribs)의 배열을 특징으로 하는 편광자.
  24. 제 22항에 있어서, 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)을 포함하는 리브(ribs)를 특징으로 하는 편광자.
  25. 규소 이산화물(silicon dioxide)을 포함하는 리브(ribs)를 특징으로 하는 편광자.
  26. 제 1항에 있어서, 또한 포함하는; 요소들과 첫 번째 층간에 배치된 얇은 막; 그리고 요소들 간 얇은 막에서 형성된 여러 개의 홈들을 특징으로 하는 편광자.
  27. 제 26항에 있어서, 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 얇은 막을 특징으로 하는 편광자.
  28. 제 26항에 있어서, 대략 1과 1.7 사이의 굴절지수를 갖는 얇은 막을 특징으로 하는 편광자.
  29. 제 26항에 있어서, 대략 0.01과 5 마이크론 사이의 두께를 갖는 얇은 막을 특징으로 하는 편광자.
  30. 제 1항에 있어서, 적어도 한 큐브(cube) 표면에 대각선 방향이고, 큐브(cube)에 배치된 요소들을 특징으로 하는 편광자.
  31. 제 1항에 있어서, 한 쌍의 투명한 평판에 관해서 평행하고 사이에 배치된 요소들을 특징으로 하는 편광자.
  32. 제 1항에 있어서, 가시광선 내의 하나의 층과 결합해 일반적으로 공명효과를 만드는 크기를 갖는 요소와 원자배열을 갖는 정렬; 그리고 낮은 파장에서 일반적으로 일어나는 공명효과의 변화를 일으키는 층들 중 하나의 굴절 지수보다 낮은 굴절 지수를 갖는 간격과 그것에 관해서 공명효과를 일으키지 않는 가시 파장 띠(wavelength band)를 넓히는 것을 특징으로 하는 편광자.
  33. 제 1항에 있어서, 요소들의 배열이 일반적으로 첫 번째 분극의 빛의 대부분을 반사하고 두 번째 분극의 빛의 대부분을 투과시키는 가시 스펙트럼에서 빛의 전자기파가 상호작용 하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 편광자.
  34. - 서로 마주보고 있는 각 첫 번째와 두 번째 면을 갖는 분리된 첫 번째와 두번째 층, 그리고 각각의 첫 번째와 두 번째 굴절 지수;
    - 요소들의 첫 번째 면을 교차하여 연장된 허수면을 정의하고 첫 번째 층의 첫 번째 면을 향하는 첫 번째 면을 갖는 요소, 첫 번째와 두 번째 층의 첫 번째와 두 번째 면 사이에 삽입된, 평행하고, 가늘고 길며, 공간간격이 있는 요소들의 배열, 그리고;
    - 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 첫 번째 층의 첫 번째 면과 요소의 첫 번째 면을 가로지르며 연장된 허수면 사이의 영역을 특징으로 하는 가시 스펙트럼에 대한 삽입된 전선 격자 편광자.
  35. 제 34항에 있어서, 요소들 간의 첫 번째 층의 첫 번째 면에서 형성된 여러 개의 면을 포함하는 영역을 특징으로 하는 편광자.
  36. 제 35항에 있어서, 대략 0.001에서 3 마이크론 사이의 깊이를 갖는 홈들을 특징으로 하는 편광자.
  37. 제 34항에 있어서, 요소들의 두 번째 표면을 가로질러 연장된 두 번째 허수면을 정의하고 두 번째 층의 두 번째 면과 마주하는 두 번째 면을 또한 갖는 요소 그리고;
    - 두 번째 층의 굴절지수 보다 작은 굴절 지수를 갖는 두 번째 층의 두 번째 면과 요소들의 두 번째 면을 가로질러 연장된 두 번째 허수면 사이의 두 번째 영역을 또한 포함 하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  38. 제 37항에 있어서,
    - 요소들 사이의 첫 번째 층의 첫 번째 면에서 처음으로 형성된 여러 개의 홈들, 그리고;
    - 요소들 사이의 두 번째 층의 두 번째 면에서 두 번째로 형성된 여러 개의 홈들을 포함하는 영역을 특징으로 하는 편광자.
  39. 제 34항에 있어서, 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 요소들과 첫 번째 층 사이에 배치된 얇은 막을 포함하는 범위를 특징으로 하는 편광자.
  40. 제 39항에 있어서, 막의 굴절지수가 대략 1과 1.7 사이인 것을 특징으로 하는 편광자.
  41. 제 39항에 있어서, 막의 두께가 대략 0.01과 5 마이크론 사이인 것을 특징으로 하는 편광자.
  42. 제 39항에 있어서, 막이 절연성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  43. 제 42항에 있어서, 막이 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  44. 제 37항에 있어서,
    - 첫 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 요소와 첫 번째 층 사이에 배치된 첫 번째 막, 그리고;
    - 두 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 갖는 두 번째 층과 요소들 사이에 배치된 두 번째 막을 포함하는 범위를 특징으로 하는 편광자.
  45. 제 34항에 있어서,
    - 첫 번째 층으로부터 요소들로 연장된, 평행하고 가늘고 길며, 공간 간격이 있는 리브(ribs)의 정렬을 포함하는 영역을 특징으로 하는 편광자.
  46. 제 45항에 있어서, 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
  47. 제 45항에 있어서, 리브(ribs)가 규소 이산화물(silicon dioxide)을 포함하
    는 것을 특징으로 하는 편광자.
  48. 제 34항에 있어서,
    - 첫 번째 층과 요소들 사이에 배치된 얇은 막, 그리고;
    -요소들 간 얇은 막에서 형성된 여러 개의 홈들을 포함하는 범위를 특징으로 하는 편광자.
  49. 제 48항에 있어서, 막이 대략 1과 1.7 사이의 굴절지수를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자.
  50. 제 50항에 있어서, 막이 대략 0.01과 5 마이크론 사이의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자.
  51. 제 34항에 있어서, 요소들, 층들 중 하나의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 제공하는 간격들 사이에 여러 개의 간격을 만드는 요소들의 배열을 특징으로 하는 편광자.
  52. 제 51항에 있어서, 공기를 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  53. 제 51항에 있어서, 진공을 갖는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  54. 제 51항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 층의 물질들과 다른 물질을 포함하는요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  55. 제 51항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 층들 중 하나의 물질과 같은 물질을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  56. 제 51항에 있어서, 물을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  57. 제 51항에 있어서, 마그네슘 플루오르화물(magnesium fluoride)을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  58. 제 51항에 있어서, 기름을 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  59. 제 51항에 있어서, 탄화수소(hydrocarbon)를 포함하는 요소들 간의 간격을 특징으로 하는 편광자.
  60. 제 51항에 있어서, 가시 스펙트럼 내의 층들 중의 하나와 결합하여 일반적으로 공명 효과를 만드는 크기의 요소들과 원자배열을 가지는 정렬; 그리고 일반적으로 낮은 파장에 발생하는 공명효과의 변화를 일의는 층들 중 하나의 굴절 지수보다낮은 굴절지수를 갖는 간격과, 그에 대해 공명효과를 일으키지 않는 가시 파장 띠(wavelength band)를 넓히는 것을 특징으로 하는 편광자.
  61. 제 34항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 층들은 각 각 1 마이크론보다 큰 두께를 가지고; 요소들은 0.04와 1 마이크론 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 편광자.
  62. 제 34항에 있어서, 요소들은 0.3 마이크론 보다 작은 주기를 가지고; 요소들은 0.15 마이크론 보다 작은 넓이를 가지며; 요소들은 0.15 마이크론 보다 작은 넓이를 갖는 공간에 의해 분리되는 특징을 갖는 편광자.
  63. 제 34항에 있어서, 요소들은 큐브(cube)에 배치되고, 적어도 하나의 큐브(cube) 표면에 대해 대각선 방향을 특징으로 하는 편광자.
  64. 제 34항에 있어서, 요소들은 한 쌍의 투명판에 대하여 평행하고 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 편광자.
  65. 제 34항에 있어서, 요소들의 배열은 일반적으로 첫 번째 분극의 빛의 대부분을 반하사고 두 번째 분극의 빛의 대부분을 투과시키는 가시 스펙트럼에서 빛의 전자기파와 상호작용 하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 편광자.
  66. - 첫 번째 표면과 굴절 지수를 갖는 기질;
    - 일반적으로 첫 번째 분극의 빛의 대부분을 반사하고 두 번째 분극의 대부분의 빛을 투과하는 가시 스펙트럼에서 빛의 전자기파와 상호작용 하도록 배치되고, 평행하고, 가늘고 길며, 공간 간격을 갖는 요소들 및 결합되고 기질에 평행한 정렬, 그리고 기질의 첫 번째 굴절지수보다 작은 굴절지수를 제공하는 간격, 요소간의 여러 간격을 형성하는 정렬, 그리고;
    - 결합되고 두 번째 굴절 지수를 갖는 요소들의 정렬에 평행한 층을 포함하는 편광자를 특징으로 하는 가시 스펙트럼에 대한 삽입된 전선 격자 편광자.
  67. 제 66항에 있어서, 가시 스펙트럼 내에서 일반적으로 기질을 갖는 결합에 공명 효과를 생성시키는 크기를 갖는 요소와 원자배열을 갖는 정렬; 그리고 공명효과를 일으키지 않는 가시 파장 띠(wavelength band)를 넓히고, 일반적으로 낮은 파장에 발생한 공명 효과의 변화를 일으키는 기질의 첫 번째 굴절지수보다 더 낮은 굴절지수를 갖는 간격들을 특징으로 하는 장치.
  68. 제 66항에 있어서,
    -기질의 첫 번째 굴절지수보다 낮은 굴절지수를 제공하는 범위, 기질의 첫 번째 표면과 요소들의 첫 번째 표면을 가로질러 확장된 허수면 사이의 범위를 또한 포함하는 요소들의 첫 번째 표면을 가로질러 연장되는 허수면을 정의하고 기질의첫 번째 표면과 마주보고 있는 첫 번째 면을 또한 갖는 요소를 특징으로 하는 장치.
  69. 제 66항에 있어서,
    - 두 번째 층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 제공하는 범위, 두 번째 층의 두 번째 표면과 요소들의 두 번째 표면을 가로지르며 확장된 허수면 사이의 두 번째 범위를 또한 포함하는 요소들의 두 번째 표면을 가로질러 확장된 두 번째 허수면을 정의하고 두 번째 층의 두 번째 면을 접하고 있는 두 번째 표면을 또한 갖는 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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