JPH0321903A - 偏光子 - Google Patents

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 ショート構戊の偏光分離膜を用いてなる偏光子に関し、 所定以上の消光比を得ることができる光の波長範囲が広
く、且つ、製造が容易な偏光子の提供を目的とし、 第１及び第２の透明基板間にＳｉ層及びＳｉ○２層を交
互に奇数層積層してなる偏光子であって、上記第１及び
第２の透明基板に直接接触する層をＳｉ層とし、光の波
長の４分の１に相当する厚みを１．０とするときに、上
記第１及び第２の透明基板に直接接触するＳｉ層の厚み
の設計値を０．４３、中央に位置するＳｉ層の厚みの設
計値を１．１６、その他のＳｉ層及びＳｉＯ２層の厚み
の設計値を１．０とし、各層の厚みの偏差を±１．　　
０％として構戊する。

産業上の利用分野 本発明はショート構或の偏光分離膜を用いてなる偏光子
に関する。

偏光子は、非偏光から偏光（直線偏光〉を分離する場合
、偏光を互いに直交する偏光面を有する２つの偏光戊分
に分離する場合等に利用され、例えば光通信の分野にお
いては、光アイソレータ、光スイッチ等の構戊要素とし
て多用されている。

偏光子の１形態として、一対の透明基板間にショート構
或の偏光分離膜を介在してなるものがある。

ここで、ショート構戊とは、偏光分離膜がその屈折率よ
りも小さな屈折率の空気中に直接露出していない構戊を
いう。ショート構或の偏光分離膜を用いてなる偏光子に
あっては、使用する光の波長により消光比等の性能が大
きく異なるので、所定以上の消光比を得ることができる
光の波長範囲（以下「帯域」又は「帯域幅」という場合
がある。）が広い偏光子が要求されている。

従来の技術 従来、ショート構或の偏光分離膜を用いてなる偏光子は
、例えば、ガラス等の透明材からなる一対の透明基板を
用意し、一方の透明基板上にＳ１０２及びＴｉＯ２を電
子ビーム蒸着法等により交互に積層し、この積層物上に
他方の透明基板を貼り付けることにより構或されていた
。

第６図は、従来の偏光子の特性の一例を示す図であり、
Ｐ波及びＳ波についての消光比（ｄＢ）と光の波長（ｎ
ｍ　）との関係が示されている。ここで、Ｐ波は偏光面
が入射面に対して平行な偏光であり、Ｓ波は偏光面が入
射面に対して垂直な偏光である。

この従来例では、Ｐ波及びＳ波について２５（ｄＢ）以
上の消光比を得ることができる帯域幅は１８０（ｎｍ　
）であり、この帯域幅を得るために、多層膜の積層数を
２３以上としている。

発明が解決しようとする課題 このように、従来技術であると、広い帯域幅を得るため
に、例えば２３層以上多層膜を積層する必要があり、蒸
着に長時間を要する等により製造が容易でないという問
題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもので、
帯域幅が広く且つ製造が容易な偏光子の提供を目的とし
ている。

課題を解決するための手段 上述した技術的課題を解決するために、本発明では、高
屈折率材料として従来のＴｉ○２に代えてＳｉを使用す
ることにより、比較的少ない積層数で従来以上の帯域幅
を実現した。また、多層膜の積層構戊及び膜厚を最適化
することにより、Ｐ波及びＳ波ともに高い消光比を実現
した。

第１図は本発明の偏光子の基本構戊を示す図である。

本発明の偏光子は、第１及び第２の透明基板１．２間に
Ｓｉ層３及びＳｉｎ２層４を交互に奇数層積層して構戒
されている。

第１及び第２の透明基板１．２に直接接触する層はＳｉ
層３である。

そして、光の波長の４分の１に相当する厚みを１．０と
するときに、第１及び第２の透明基板１．２に直接接触
するＳｉ層３の厚みの設計値をＯ．４３、中央に位置す
るＳｉ層３の厚みの設計値を１．１６、その他のＳｉ層
３及びＳｉｎ，層４の厚みの設計値を１．０とし、各層
の厚みの偏差を±１．０％としている。

作　　　用 高屈折率材料としてＳｉを用い、低屈折率材料としてＳ
ｉ○２を用いているので、少ない積層数で広い帯域幅を
実現することができ、製造が容易になる。また、第１及
び第２の透明基板に直接接触する層をＳｉ層とし、各層
の膜厚を最適化しているので、Ｐ波及びＳ波について高
い消光比を得ることができる。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例を示す偏光子の構或図である。

この実施例では、第１及び第２の透明基板としてＢＫ−
７＜屈折率１．５１）からなる三角柱プリズム１１．１
２を用い、これら三角柱ブリズム１１．１２の斜面間に
偏光分離膜（多層膜）１３を介在させている。この偏光
子の製造方法としては、一方の三角柱プリズム１１の斜
面上に電子ビーム蒸着法等により偏光分離膜１３を形或
し、光学接着剤を用いて三角柱プリズム１１．１２を一
体化する方法を採用し得る。

偏光分離膜１３は、Ｓｉ及びＳｉｎ２をこの順で交互に
１７層積層して構威されている。各層の物質、屈折率及
び膜厚を表に示す。なお、表において、膜厚は、光の波
長（中心波長は１　３　５　Ｑｎｍ）の４分のｌを１．
０としたときの相対値である。

各層の膜厚に変化がないとしたとき、つまり、表に示す
設計値通りの膜厚としたときの特性を第３図に示す．縦
軸は消光比（ｄＢ）、横軸は波長（ｎ＋ｎ）である。な
お、偏光分離膜１３への入射角は４５゜である。２５（
ｄＢ）以上の消光比を得ることができる帯域幅が２２５
（ｎｆｆｌ）となっており、積層数を従来の約３／４に
したにもかかわらず、従来例（第６図〉と比較して帯域
幅が拡大していることが明らかである。一般に、光学部
材上への電子ビーム蒸着法等による薄膜の形戒には長時
間を要するので、特性が同等またはそれ以上であれば積
層数が少ないほど！！造技術上有利であり、従って、製
造を容易化する上で本発明は極めて有効である。

次に、各層の厚みに許容される偏差について説明する。

なお、ここで満足すべき条件は、波長が１５００〜１６
００（ｒ＋＋ｎ）におけるＰ波及びＳ波の消光比が２５
（（ｆＢ）以上となることである。

第４図は、各層の厚みの偏差が±１％であるときに特性
曲線が取り得る範囲を示す図である。各層の厚みの偏差
が±１％であるときには、波長が１５０Ｏ〜１６００（
ｎｍ）の範囲においてＰ波及びＳ波の消光比が常に２５
（ｄＢ）以上となる。

第５図は各層の厚みの偏差が±２％であるときに特性曲
線が取り得る範囲を示す図である。各層の厚みの偏差が
±２％であるときには、波長が１５００〜１６００（ｎ
ｍ）の範囲内において、Ｐ波の消光比が２５（ｄＢ）よ
りも小さくなることがある。

従って、偏光分離膜１３を構或している各層の厚みの偏
差が±１％の範囲内としておくことによって、波長が１
５００〜１６００（ｎｍ）の範囲内においてＰ波及びＳ
波の消光比を常に２５（ｄＢ）以上とすることができる
。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、帯域幅が広く、
且つ、製造が容易な偏光子を提供することができるよう
になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の偏光子の基本構或図、第２図は本発明
の実施例を示す偏光子の構戊図、第３図は本発明の実施
例における特性図、第４図は本発明の実施例において各
層の厚みの偏差が±１％てあるときに特性曲線が取り得
る範囲を示す図、 第５図は本発明の実施例において各層の厚みの偏差が±
２％であるときに特性曲線が取り得る範囲を示す図、 第６図は従来の偏光子の特性の一例を示す図である。 １・・・第１の透明基板、　２・・・第２の透明基板、
３・・・Ｓｉ層、　　　　　４・・・ＳｉＯ２層、１１
．１２・・・三角柱プリズム、 ｌ３・・・偏光分離膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１及び第２の透明基板（１、２）間にＳｉ層（３）及
   びＳｉＯ＿２層（４）を交互に奇数層積層してなる偏光
   子であって、 上記第１及び第２の透明基板（１、２）に直接接触する
   層をＳｉ層（３）とし、 光の波長の４分の１に相当する厚みを１．０とするとき
   に、上記第１及び第２の透明基板（１、２）に直接接触
   するＳｉ層（３）の厚みの設計値を０．４３、中央に位
   置するＳｉ層（３）の厚みの設計値を１．１６、その他
   のＳｉ層（３）及びＳｉＯ＿２層（４）の厚みの設計値
   を１．０とし、 各層の厚みの偏差を±１．０％の範囲内としたことを特
   徴とする偏光子。