JPH02165105A

JPH02165105A - 偏光子

Info

Publication number: JPH02165105A
Application number: JP31953088A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hironishi; 一夫廣西
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-26

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】〔概　　要］光信号処理、光応用計測、光通信等の各種光学技術分野
に利用される偏光子に関し、小型化を可能にし、しかも高温多湿に耐えることができ
るようにすることを目的とし、複屈折性物質を用いてエ
タロン型フィルタを構成し、該複屈折性物質の光学軸を
フィルタ面内に設定すると共に、異常光と常光のうちの
一方に対する透過率が零に近く、かつもう一方に対する
透過率が１に近くなるように、前記複屈折性物質の光路
長を設定してなるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光信号処理、光応用計測、光通信等の各種光
学技術分野に利用される偏光子に関する。

〔従　来　の　技　術〕

従来の偏光子としては、プリズムで構成したもの、偏波
分離膜で構成したもの、或いは、楔形の複屈折物質で構
成したもの等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の偏光子のうち、プリズムで構成し
たものと、楔形の複屈折物質で構成したものは、いずれ
も形状が大きくなってしまう（例えばプリズムのもので
は、最小でも２鵬角程度）という問題があった。また、
偏波分離膜で構成したものは、高温多湿の環境に弱いと
いう問題があった。

本発明は、小型化が可能で、しかも高温多湿に耐えるこ
とのできる偏光子を促供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の偏光子は、複屈折性物質でエタロン型フィルタ
を構成してなる。その際５．ト記複屈折性物質の光学軸
をフィルタ面内に設定する。更に、上記複屈折性物質の
光路長を調整して、異常光と常光のうちの一方に対する
透過率が零に近く、がつ、もう一方に対する透過率が１
に近くなるようにする。

〔作　　　用〕

一般に、エタロン型フィルタを構成した場合、その透過
率の光路長依存性は、例えば第１図に示すようになるゆ
すなわち、光路長ヲ変化させていくと、透過率のピーク
が周期的に得られる。

このような特性を持つエタロン型フィルタを複屈折性物
質を用いて構成すれば、光路長は異常光と常光で異なっ
てくる。そこで、上述したように、４異常光と常光の各
光路長を調整することにより、異常光と常光のうちの一
方に対する透過率が零に近く、かつ、もう一方に対する
透過率が１に近くなるようにすれば、偏光子としての働
きを持つことになる。例えば、第１図に示したよ・うに
、常光の光路長（Ｎｏｄａ）を透過率のビ〜りの位置に
設定し、異常光の光路長（Ｎ、＊ｄ）をピークの中間の
位置に設定すれば、常光のみを透過して異常光を反射さ
せる偏光子が得られる。

本発明の偏光子では、その光路長を長く調整することも
、短（調整することも自由なので、もし光路長をできる
だけ短く調整すれば、例えば１ｍｍ以下の厚さに設定す
ることも可能であり、よって小型化が実現できる。また
、偏波分離膜のような高温多湿に弱い材料を使用する必
要がないので、高温多湿の環境に強い偏光子が実現でき
る。

（実　　施　　例〕以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る偏光子を示す斜視図
である。

同図の偏光子は、ＴｉＯ２結晶等の複屈折性物質ｌを用
いてエタロン型フィルタを構成し、その両面に、Ａｆｆ
ｉやＡｕ等の金属膜や誘電体多層膜からなる反射膜２を
コーティングしてなっている。

そして、複屈折性物ｉｔの光学軸１ａをフィルタ面内に
設定すると共に、複屈折性物質１の厚さｄは以下の２式
をほぼ満足するように設定しである。

Ｎｌｌ　　＊　ａ＝　（２Ｍｌ　　）　　＊λ／２　　
　　　・−−（１）Ｎ、＊ｄ＝　（２Ｍ２　　＋１）＊
λ／２　　・　・　・（２）ここで、λは使用波長、Ｎ
ｏは常光の受ける屈折率、Ｎ６は異常光の受ける屈折率
、Ｍ＋　、Ｍｚは任意の自然数である。

すなわち、上記式（１）は、常光に対する透過率が１と
なるように常光の光路長（Ｎｏｄａ）を設定することを
示し、また、上記式（２）は、異常光に対する透過率が
零となるように異常光の光路長（Ｎ６＊ｄ）を設定する
ことを示す。このようＧこ設定してなる偏光子では、第
２図に示すように、波長λの入射光Ｌ＋の・うち、常光
に相当する偏波成分のみが透過光Ｌｔとして得られ、異
常光に相当する偏波成分は反射光Ｌｍとなる。

ここで、上記式（１）及び（２）をほぼ満たず厚さｄを
求めてみる。その方法としては、式（１）に、適当な範
囲の自然数を鴎として総当たり式に代入シ２１、それら
Ｍ＋により決まる厚さｄの中から、式（２）を満たすも
のを探すようにする。

具体的には、ます式（１）により、ｄ　””　（Ｍ＋　／　Ｎｏ　）　＊λ　　　　　　　
・　・　・（３）が得られる。この弐（３）を式（２）
に代入と７で、整理すると、以下のようになる。

２　　（Ｎ、　／Ｎｏ　　）　　Ｍｌ　　＝２Ｍ２　　
＋１　　　・−・（４）そこで、式（４）をほぼ満たす
Ｍ、を求める。そのためには、の非常に小型の偏光子が得られる。

この偏光子の消光比Ｔは、吸収がない場合のエタロンの
透過率の式（「光エレクトロニクスの基礎」Ａ、Ｙａｒ
ｉｖ著、神谷・多用共訳、丸善、ｐｐ、５９参照）より
、Ｘ＝　＋　２　　（Ｎ、／Ｎ０　）Ｍ。

−１ｎｔ　　（２（Ｎ、／Ｎｏ　）Ｍｌ　　）・　・　
・（５）とおき、この式（５）のＸが充分に小さくなるＭｌを求
めればよい。なお、ｉｎｔ　（ｘ）は、少数点以下を切
り捨てる整数化関数である。

具体例として、使用波長λを１．３１μｍとし、複屈折
性物質としてＴｉＯ２を使用した場合について述べる。

この場合、Ｎｏ　”’２，４６２　、Ｎ、　＝２．７２
０である。よって、式（５）のＸを最小にするＭｌを、
５０≦Ｍ１≦３０００の範囲で求めると、Ｍｌ　＝１２
３１（この時、ｘ　＝　Ｉ　Ｘｌ０−’以下）となる。

すると、この時の厚さｄは、６５５　、０μｍとなり、
１■以下（１−Ｒ）　” ・　・　・（６）となる。ここで、ｘ　＝　Ｉ　Ｘｌ０−’、Ｒ＝０．９
５（Ｒはエタロンの片面の反射率）の場合、これらを上
記の式（６）に代入することにより、Ｔζ１５２１″＃
３１．８ｄＢが実現される。

本実施例によれば、上述したように、Ｍｌ、Ｍｚを適当
に選ぶことにより、厚さｄをｌ　ｍｍ以下に設定すると
もでき、よって著しい小型化を実現できる。しかも、偏
波分離膜のような高温多湿に弱い材料を使用する必要が
ないので、耐温性および耐湿性に優れた偏光子を実現で
きる。

なお、上述した式（１）及び（２）において、Ｎｏ　、
Ｎ−を互いに入れ換えてもよい。すなわち、上記実施例
とは逆に、常光に対する透過率を零に近く、かつ異常光
に対する透過率を１に近くなるように、光路長を調整し
てもよい。

また、上記の複屈折性物質ｌからなるフィルタを傾ける
ことによって、上記式（１）及び（２）の条件をほぼ満
足させるようにしてもよい。

更に、複屈折性物質１の両面に反射膜２をコーティング
したものも、しないものも、本発明に含まれることはも
ちろんである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、小型化が可能で
、しかも高温多湿の環境に強い偏光子を実現することが
できる。

過率の光路長依存性を示すと共に、本発明の詳細な説明
するための図、第２図は本発明の一実施例に係る偏光子を示す斜視図で
ある。

１・・・複屈折性物質、ｌａ・・・光学軸、２・・・反射膜。

Claims

【特許請求の範囲】

複屈折性物質（１）を用いてエタロン型フィルタを構成
し、該複屈折性物質の光学軸（１ａ）をフィルタ面内に
設定すると共に、異常光と常光のうちの一方に対する透
過率が零に近く、かつもう一方に対する透過率が１に近
くなるように、前記複屈折性物質の光路長を設定してな
ることを特徴とする偏光子。