JPH0199004A - ビームスプリッター - Google Patents

ビームスプリッター

Info

Publication number
JPH0199004A
JPH0199004A JP25803087A JP25803087A JPH0199004A JP H0199004 A JPH0199004 A JP H0199004A JP 25803087 A JP25803087 A JP 25803087A JP 25803087 A JP25803087 A JP 25803087A JP H0199004 A JPH0199004 A JP H0199004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
beam splitter
refractive index
transparent substrate
component
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
Application number
JP25803087A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirozo Tani
谷 博蔵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP25803087A priority Critical patent/JPH0199004A/ja
Publication of JPH0199004A publication Critical patent/JPH0199004A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はビームスプリッタ−に関する。
従来技術および問題点 一般に、干渉を利用した多層膜において、偏光のない光
が多層膜に斜入射すると、その界面において透過光と反
射光とに分割され、それぞれに含まれる偏光のP成分と
S成分との差が大きくなることは知られている。これを
積極的に利用して、P成分とS成分とを分離させるよう
にしたビームスプリッタ−があり、すでに光デイスク光
学系中で実用化されている。これを詳しく説明すると、
第11図図示のように、光源の出力を安定にするために
レーザー発振器(1)を使用するとともに、P成分を1
00%透過し、かつS成分を100%反射する多層膜(
3゛)を有するプリズムはり合わせ式のビームスプリッ
タ−(3)が用いられる。そして、レーザー発振器(+
)から発せられたP成分の光はコリメータレンズ(2)
で平行光束とされてビームスプリッタ−(3)を透過し
、1/4波長板(3”)を更に透過してコンデンサレン
ズ(4)で集光されて光ディスク(5′)に照射される
。そして、光ディスク(5)からの反射光は上記1/4
波長板(3”)によってS成分に変換され、ビームスプ
リッタ−(3)で反射されて光センサ(6)に入射され
て、光ディスク(5)上の情報が読み取られる。このよ
うに構成することによって、レーザー発振器(1)への
バックトークを防止することができるとともに、光ディ
スク(5)からの反射光を有効に利用することができる
しかし、近年ではレーザー発振器の改善によりバックト
ークの問題がなくなり、光デイスク用光学系の光源とし
てP成分もS成分も混在する光を発するものが提案され
ている。そして、このような光学系のために、P成分及
びS成分の偏光成分依存性の少ないハーフミラ−が要求
されるようになった。更に、光ディスク等の情報の読み
取りを目的とする有限光学系に用いられるべきビームス
プリッタ−もしくはハーフミラ−は、ある程度の拡がり
を有する光束が入射してもその特性を維持する必要があ
るので、P成分及びS成分の透過光・反射光に対して入
射角依存性が小さい方か望ましい。
そこで、米国特許第4,627,688号明細書におい
ては、空気側から透明基板側へ順に、透明基板よりも高
い屈折率を有する物質からなる第1層と、第1層よりも
更に高い屈折率を有する物質からなる第2層とからなる
ハーフミラ−が提案されている。しかし、このような構
成において、反射率を高くするために第2層に非常に屈
折率の高い物質が必要となり、実用化が困難である。
本発明は、このような従来例の欠点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、P成分及びS成分の偏光成分依
存性が少ないとともに入射角依存性も少なく、かつ実用
化して適したビームスプリッタ−を提供することにある
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、第1図図示のよ
うに、空気側から透明基板(15)側へ順に、第1層(
11)、第2層(12)、第3層(13)および第4層
(14)からなるビームスプリッタ−において、以下の
条件を満足することを特徴とする。
(1)  n4>ns>n1 (2)  n2>n+>ns>n。
但し、ここで、n、は第1層(11)の屈折率、n2は
第2層(12)の屈折率、n3は第3層(13)の屈折
率、n4は第4層(14)の屈折率、nsは透明基板(
15)の屈折率である。
本発明ビームスプリッタ−は反射光(R)と透過光(T
)の比率かは\′1:lであって、反射光中のP偏光成
分(Rp)とS偏光成分(Rs)および透過光中のP偏
光成分(Tp)とS偏光成分(Ts)の比率がはX゛等
しく、かつRp/R8比およびTp/Ts比が比較的広
い範囲の入射角(θ)に対して一定値を維持すると云う
極めて優れた性質を有している。
本発明にかかるビームスプリッタ−を第1図に従って更
に詳しく説明する。第1図において、透明基板(15)
は光学的に透明な物質からなり、その屈折率nsは1.
46〜1.82であり、特に化学的に安定であり、かつ
安価なりK−7(ns−1,57)が良く用いられる。
この透明基板(15)上に、互いに屈折率の異なる第4
層(14)、第3層(13)、第2層(12)及び第1
層(11)を順次積層する。ここで、上記条件(IO2
)をとも(こ満足することが必要である。
条件(1M2)を満足しないと、P偏光成分とS偏光成
分との光量比が著しく異なってくる。
本発明においては、各層の屈折率及び透明基板の屈折率
は以下の条件を満足することが望ましい。
(3)  1.46<ns<1.82 (4)   3 、0 <n、< 4 、0(5)  
1.84 <n3< 2.70(6)   3.0<n
z<4.0 (7)  1.35<r+、< 1.80更に各層の光
学的膜厚は、以下の条件を満足することが望ましい。
(8)  0.25λ。≦n1dl≦030λ。
(9)n2d2=o、25λ。。
(10)  0.25λ。≦nJs≦0,30λ。
(11)、  n4d4= 0 、25λ。
但し、ここで、n+d+は第1層(11)の光学的膜厚
、n2dzは第2層(I2)の光学的膜厚、n3d3は
第3層(13)の光学的膜厚、n4d4は第4層(14
)の光学的膜厚、λ。は設計主波長である。
第4層(14)及び第2層(12)に適用可能で」二記
条件(4X6 )を満足する物質はSlてあり、この光
学的膜厚n2d2もしくはn4dtが0.25λ。を著
しくはずれると、P偏光成分とS偏光成分との光景比に
大きく差が出るので好ましくない。
第3層(13)は、好ましくはT i O2、Z r 
O2、HFO2、Ce Otまたはそれらの混合物から
なり、その光学的膜厚n3d3が上記条件(10)を外
れるとP偏光成分とS偏光成分との光量比に大きく差が
出るので好ましくない。
第1層(II)は、好ましくはMgFt、S io 2
またはAl2O3からなり、その光学的膜厚n1lJ+
が上記条件(8)を外れるとP偏光成分とS偏光成分と
の光量比に大きく差が出るので好ましくない。
透明基板(15)上の各層(14813812X11)
は、それぞれ各物質を所定の光学的膜厚となるまで真空
蒸着法により積層することによって製造される。
本発明ビームスプリッタ−は、入射光として波長(λ)
800nmの光を入射角(θ)45°で照射したとき反
射率(R)45〜65%および透過率(T)55〜35
%が得られるよう設計できる。その際、広範囲の波長領
域に亘って、反射光のP/S比を1近辺に保持すること
ができるため、入射光に対する許容l]を広くとること
ができる。
さらに本発明ビームスプリッターは、入射光の反射率お
よび反射光中のP/S比に及ぼず入射角の影響が小さく
、例えば800nmの入射光の入射角45°を中心に±
lO°ずらした場合でも反射率および反射光中のP/S
比に殆ど変化がみられない。
以下、本発明を実施例をあげて説明する。
実施例1      ′ 透明基盤としてBK−7(屈折率1.517)J二に、
屈折率3.20のSiを光学的膜厚(n2d4) −〇
、25λ。(λ。−820nm)積層し、次いでT i
 O2(屈折率235)を光学的膜厚(n3d3)−〇
 、 275λ。、Si(屈折率3.20)を光学的膜
厚(n2dp)−〇 25λ。および5iOp(屈折率
1.4.6)を光学的膜厚(n2dI)= 0 、27
5λ。となるように積層してビームスプリッタ−を得た
。このビームスプリッタ−に空気側から第2図に示すご
とくレーザービームで600〜11000nの光を入射
角(θ)−45゛で照射した。
このときの、ビームスプリッタ−を透過する光(T)お
よび反射する光(R)の分光透過率および分光反射率を
第3図に示す。
図中、Tp、TsSRpおよびRsはそれぞれ透過光中
のP偏光成分、透過光中のS偏光成分、反射光中のP偏
光成分および反射光中のS偏光成分を示す。
実施例1のビームスプリッタ−の構成を以下に示す。
成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  1 〇     −第1層  5
102 1.46  0.275λ。
第2層  Si    3.20  0.25λ0第3
層  Trot  2.35  0.275λ。
第4層  Si   3.2   0.25λ。
透明基板 BK−71,517一 実施例2 第1層のS 10 、に代えて、MgF2(屈折率1.
385)を用いる以外、実施例1と同様にしてビームス
プリッタ−を得、実施例1と同様にTp% Ts。
RpおよびRsを測定した。結果を第4図に示ず。
実施例2のビームスプリッタ−の構成を以下に示す。
成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  1 〇     −第1層  M
gF21.385 0.275λ。
第2層  Si    3.20  0.25λ。
第3層  Ti022,35  0.275λ。
第4層  Si    3.20  0.25λ。
透明基板 BK−71,517− (θ−45° 、λ。−820nm) 実施例3 第2層および第4層として屈折率3.72のSiを用い
る以外、実施例1と同様に試験した。結果を第5図に示
す。ビームスプリッタ−の構成を以下に要約する。
成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  10    − 第1層  S+021.46  0.275λ。
第2層  Si   3.72  0.25λ。
第3層  TiO22,350,275λ。
第4層  Si   3.72  0.250i。
透明基板 BK−71,517− (θ−45°;λ。−820nm) 実施例4 第2層および第4層として屈折率372の81、第1層
としてMgF、を用いる以外、実施例Iと同様に試験し
た。結果を第6図に示す。
ビームスプリッタ−の構成を以下に要約する。
成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  1.0     =第1層  M
gF、  1.46  0.275λ。
第2層  Si   3.72  0.25λ0第3層
  TiO22,350,275λ。
第4層  Si    3.75  0.25λ0透明
基板 BK−71,517− (θ−45°、λ。−820nm) 実施例5 成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  1.0     =第1層  5
102 1.46  0.275λ。
第2層  Si    3.20  0.25λ。
第3層  Z O2と 2.15  0.275λ0T
 i O2混合物 第4層  Si   3.20  0.252.。
出射媒質 BK−71,5+7    −(θ−45°
 : λ。=820nm)実施例6 成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  1.0     −第1層  5
I02 1.46  0.275λ。
第2層  Si   3.72  0.25λ。
第3層  Z02  2.15  0.275λ。
とT i O2混合物 第4層  Si   3.72  0.25λ。
透明基板 BK−71,517− (θ−45° 、λ。−820nm) 実施例7 成分  屈折率  光学的膜厚 入射媒質  空気  1.0    −第1層  Al
2031.62  0.275λ。
第2層  Si    3.20  0.25λ。
第3層  Z02 2.+5  0.275λ。
T io 2混合物 第4層  Si   3.20  0.25λ。
出射媒質 Sr’−31,74− (θ−45° : λ。−820nm)実施例8およf
f9一 実施例1および2て得られたビームスプリッターを用い
これにλ−800nmの光を入射角35〜755°て照
射し、反射光中のS偏光成分(Rs)とP偏光成分(R
p)を測定した。結果をそれぞれ第1O図と第1+図に
示す。
発明の効果− 本発明ビームスプリッタ−は広い入射角範囲で反射率お
よび反射光中のP/S比をは\Iにすることがてき、か
つ適用波長領域が広いため、応用範囲および許容巾が広
い。また製造が容易であって、実用性が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ビームスプリッターの概略横断面図、 第2図は、ビームスプリッタ−に光を照射したときの状
態図、 第3図〜第9図は本発明実施例1〜7の入射光波長に対
する反射光(R)と透過光(T)の比率およびP偏光と
S偏光の比率を示すグラフ、第10図〜第11図は実施
例8.9の入射角に対する反射率とそのP偏光とS偏光
を示す図、および、 第12図はビームスプリッタ−を用いた情報再生装置を
それぞれ示ず。 (1):発振器   (2):コリメータレンズ(3)
・ビームスプリッタ−(3′)・多層膜(3”):I/
4波長板 (4)、コンデンサレンズ(5):光ディス
ク   (6):光センサ(11):第1層   (1
2):第2層(13)・第3層   (+4):第4層
(15)・透明基板 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、空気側から透明基板側へ順に、第1層、第2層、第
    3層および第4層からなるビームスプリッターにおいて
    、以下の条件を満足することを特徴とするビームスプリ
    ッター: n_4>n_3>ns>n_1 n_2>n_3>ns>n_1 但し、ここで、 n_1:第1層の屈折率、 n_2:第2層の屈折率、 n_3:第3層の屈折率、 n_4:第4層の屈折率、 ns:透明基板の屈折率、 である。 2、更に以下の条件を満足することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のビームスプリッター。 1.46<ns<1.82 3.0<n_4<4.0 1.84<n_3<2.70 3.0<n_2<4.0 1.35<n_1<1.80 3、透明基板がガラスからなり、第1層がMgF_2、
    SiO_2またはAl_2O_3からなり、第2層及び
    第4層がSiからなり、第3層がTiO_2、ZrO_
    2、HfO_2、CeO_2またはそれらの混合物から
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のビー
    ムスプリッター。 4、更に以下の条件を満足することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のビームスプリッター。 0.25λ_0≦n_1d_1≦0.30λ_0n_2
    d_2=0.25λ_0 0.25λ_0≦n_3d_3≦0.30λ_0n_4
    d_4=0.25λ_0 但し、ここで、 n_1d_1:第1層の光学的膜厚、 n_2d_2:第2層の光学的膜厚、 n_3d_3:第3層の光学的膜厚、 n_4d_4:第4層の光学的膜厚、 λ_0:設計主波長、 である。
JP25803087A 1987-10-12 1987-10-12 ビームスプリッター Pending JPH0199004A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25803087A JPH0199004A (ja) 1987-10-12 1987-10-12 ビームスプリッター

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25803087A JPH0199004A (ja) 1987-10-12 1987-10-12 ビームスプリッター

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0199004A true JPH0199004A (ja) 1989-04-17

Family

ID=17314559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25803087A Pending JPH0199004A (ja) 1987-10-12 1987-10-12 ビームスプリッター

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0199004A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994000782A1 (fr) * 1992-06-19 1994-01-06 Fujitsu Limited Photocoupleur
US5808798A (en) * 1996-03-27 1998-09-15 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Nonpolarizing beamsplitter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994000782A1 (fr) * 1992-06-19 1994-01-06 Fujitsu Limited Photocoupleur
US5699187A (en) * 1992-06-19 1997-12-16 Fujitsu Limited Optical coupler
US5808798A (en) * 1996-03-27 1998-09-15 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Nonpolarizing beamsplitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7859977B2 (en) Optical pick-up unit
US5535055A (en) Optical head device and birefringent diffraction grating polarizer and polarizing hologram element used therein
US5828489A (en) Narrow wavelength polarizing beamsplitter
JPH08503315A (ja) 偏光ビームスプリッタ及びこのビームスプリッタを用いる光磁気再生装置
JPH068934B2 (ja) 光束合成装置
US4904083A (en) Partially transparent mirror for a ring laser
US4863246A (en) Optical system and components for optical disk reader
JPH0547060A (ja) 光磁気デイスク装置の光学系
JPH11211916A (ja) 偏光ビームスプリッター
JPH0199004A (ja) ビームスプリッター
JPH07294739A (ja) 偏光分離素子
JP4517539B2 (ja) プリズム
JP2004258503A (ja) 偏光素子および光学系および光学測定装置
US20040184167A1 (en) Method for fabricating a prism and method for fabricating an optical system
JPH08286034A (ja) 偏光ビームスプリッター
JPH01303405A (ja) ビームスプリッター
JPS5922022A (ja) ビ−ムスプリツタ−
JPH07121923A (ja) 光学式ピックアップヘッド装置
CN102073087A (zh) 1/2波长板、光拾取装置、偏振转换元件及投影型显示装置
JP2003114326A (ja) 偏光ビームスプリッタ及び該偏光ビームスプリッタを用いた光学機器
JP2007072087A (ja) 光学素子及び光ピックアップ
JPH0199003A (ja) ビームスプリッター
JPH0227301A (ja) 光学部品の接着構造
JPH0690327B2 (ja) 2波長光学ヘツド
JPS58208701A (ja) ビ−ムスプリツタ−