JPH0372961B2 - - Google Patents
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- JPH0372961B2 JPH0372961B2 JP57122641A JP12264182A JPH0372961B2 JP H0372961 B2 JPH0372961 B2 JP H0372961B2 JP 57122641 A JP57122641 A JP 57122641A JP 12264182 A JP12264182 A JP 12264182A JP H0372961 B2 JPH0372961 B2 JP H0372961B2
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- Japan
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- light
- film
- flat plate
- transparent flat
- emitted
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は、光回路素子に係り、とくに光スイツ
チ、光サーキユレーター等に用いられる偏光素子
に関する。
チ、光サーキユレーター等に用いられる偏光素子
に関する。
(b) 技術の背景
現在実用化されている光回路においては、第１
図に示すような偏光素子１および２とフアラデー
回転素子３から成る光スイツチが用いられてい
る。またこれらの組合せを基本として成る光サー
キユレーター等も用いられている。
図に示すような偏光素子１および２とフアラデー
回転素子３から成る光スイツチが用いられてい
る。またこれらの組合せを基本として成る光サー
キユレーター等も用いられている。
第１図において、偏光素子１にＸ１の方向から
入射した光は偏光分離膜１１によつて実線表示の
水平偏波と破線表示の垂直偏波とに分離される。
入射した光は偏光分離膜１１によつて実線表示の
水平偏波と破線表示の垂直偏波とに分離される。
すなわち、通常、入射光に含まれる水平偏波は
偏光分離膜を透過するのに対し、垂直偏波は該偏
光分離膜によつて反射されるためである。
偏光分離膜を透過するのに対し、垂直偏波は該偏
光分離膜によつて反射されるためである。
第１図において、水平偏波は偏光分離膜１１を
透過し、偏光素子１の反射面１２によつて反射さ
れた後、フアラデー回転素子３に入射し、一方、
垂直偏波は偏光分離膜１１によつて反射されフア
ラデー回転素子３に入射する。
透過し、偏光素子１の反射面１２によつて反射さ
れた後、フアラデー回転素子３に入射し、一方、
垂直偏波は偏光分離膜１１によつて反射されフア
ラデー回転素子３に入射する。
これら分離された光は、フアラデー回転素子３
によつてその偏光面を回転されない時にはフアラ
デー偏光回転素子３をそのまま透過し、偏光素子
２に入射する。この場合、偏光素子２の偏光分離
膜２１に入射した前記水平偏波はこれを透過し、
Ｙ１の方向に出射し、また前記垂直偏波は偏光素
子２の反射面２２により反射され偏光分離膜２１
に入射するが、ここで再び反射されＹ１の方向に
出射する。
によつてその偏光面を回転されない時にはフアラ
デー偏光回転素子３をそのまま透過し、偏光素子
２に入射する。この場合、偏光素子２の偏光分離
膜２１に入射した前記水平偏波はこれを透過し、
Ｙ１の方向に出射し、また前記垂直偏波は偏光素
子２の反射面２２により反射され偏光分離膜２１
に入射するが、ここで再び反射されＹ１の方向に
出射する。
上記において、偏光素子１により分離された光
がフアラデー回転素子３によつてその偏光面を90
度回転される時には、フアラデー回転素子３に入
射した水平偏波は垂直偏波になり、これは偏光素
子２の偏光分離膜２１により反射されＹ２の方向
に出射し、同様にしてフアラデー回転素子３に入
射した垂直偏波は水平偏波になり、これは偏光素
子２の反射面２２で反射された後偏光分離膜２１
を透過してＹ２の方向に出射する。
がフアラデー回転素子３によつてその偏光面を90
度回転される時には、フアラデー回転素子３に入
射した水平偏波は垂直偏波になり、これは偏光素
子２の偏光分離膜２１により反射されＹ２の方向
に出射し、同様にしてフアラデー回転素子３に入
射した垂直偏波は水平偏波になり、これは偏光素
子２の反射面２２で反射された後偏光分離膜２１
を透過してＹ２の方向に出射する。
このように、偏光素子１により入射光を分離
し、フアラデー回転素子３によりこれら分離され
た光の偏光面を回転制御することによつて偏光素
子２からの光の出射方向を切り換えることができ
る。
し、フアラデー回転素子３によりこれら分離され
た光の偏光面を回転制御することによつて偏光素
子２からの光の出射方向を切り換えることができ
る。
また、偏光素子１にＸ２の方向から入射する光
についても同様のことが可能であり、これによつ
て出射方向の異なる２つの光を選択的に取り出す
こともできる。
についても同様のことが可能であり、これによつ
て出射方向の異なる２つの光を選択的に取り出す
こともできる。
(c) 従来技術と問題点
従来、上記偏光素子１により分離された水平偏
波と垂直偏波の光路間の距離ｄ（第１図参照）は
10mm前後であつた。
波と垂直偏波の光路間の距離ｄ（第１図参照）は
10mm前後であつた。
これは偏光素子１の幾何学的寸法、すなわち偏
光分離膜１１の面と反射面１２との間の距離に基
づくものであつて、従来の偏光素子の構造および
その製造方法では偏光素子を小型にするためこの
距離を１mm以下にすることはきわめて困難であ
り、またこれを実現するためには、製造コストが
高くなる欠点があつた。
光分離膜１１の面と反射面１２との間の距離に基
づくものであつて、従来の偏光素子の構造および
その製造方法では偏光素子を小型にするためこの
距離を１mm以下にすることはきわめて困難であ
り、またこれを実現するためには、製造コストが
高くなる欠点があつた。
すなわち、従来の構造の偏光素子は、第２図に
示すＡの部分とＢの部分とから成り、これらは別
箇に製作され、Ａの部分に偏光分離膜１１を設け
た後Ｂの部分と貼り合わせることによつて製作さ
れていた。しかも、これらにおいて、面４と面５
は正確に平行が保たれ、また面６と面７は正確に
同一平面上に在るように組立られ、かつ面６，
７，８および９には精密平面研磨加工が施されて
いることが必要であり、このような構造によれ
ば、偏光素子が小型になる程取り扱いおよび精度
の維持が困難になるためである。
示すＡの部分とＢの部分とから成り、これらは別
箇に製作され、Ａの部分に偏光分離膜１１を設け
た後Ｂの部分と貼り合わせることによつて製作さ
れていた。しかも、これらにおいて、面４と面５
は正確に平行が保たれ、また面６と面７は正確に
同一平面上に在るように組立られ、かつ面６，
７，８および９には精密平面研磨加工が施されて
いることが必要であり、このような構造によれ
ば、偏光素子が小型になる程取り扱いおよび精度
の維持が困難になるためである。
(d) 発明の目的
本発明は、従来の偏光素子の構造とは異なつ
て、小型化、低コスト化が可能な新規な構造を有
する偏光素子を提供することを目的とする。
て、小型化、低コスト化が可能な新規な構造を有
する偏光素子を提供することを目的とする。
(e) 発明の構成
本発明は、２面が平行平面の透明平板３１の一
方の面の一部に偏光分離膜３２を、他方の面の一
部に光反射膜３３を互いに斜め方向に位置ずれさ
せて設けた偏光素子であつて、前記偏光分離膜３
２と前記光反射膜３３は、水平偏波と垂直偏波を
含む入射光Ｘ３が前記透明平板３１の前記他方の
面における前記反射膜３３が設けられていない部
分に対し斜め方向より入射し、前記透明平板３１
を通つて前記偏光分離膜３２に斜め方向より入射
した場合には、前記水平偏波は前記偏光分離膜３
２を透過し前記透明平板３１より出射して第１出
射光Ｘ３となり、前記垂直偏波は前記偏光分離膜
３２で反射し、前記透明平板３１を通つて前記光
反射膜３３で反射し、前記透明平板３１を通つて
前記一方の面における前記偏光分離膜３２が設け
られていない部分より出射して前記第１出射光Ｙ
３と近接し且つ平行な第２出射光Ｙ４となり、水
平偏波と垂直偏波を含む入射光Ｘ４が前記透明平
板３１の前記一方の面における前記偏光分離膜３
２に斜め方向より入射した場合には、前記水平偏
波は前記偏光分離膜３２を透過し前記透明平板３
１を通つて前記光反射膜３３で反射し、前記透明
平板３１を通つて前記一方の面における前記偏光
分離膜３２が設けられていない部分より出射して
第２出射光Ｙ４となり、前記垂直偏波は前記偏光
分離膜３２で反射され前記透明平板３１外へ出射
して前記第２出射光Ｙ４と近接し且つ平行な第１
出射光Ｙ３となるように、設けられていることを
特徴とする。
方の面の一部に偏光分離膜３２を、他方の面の一
部に光反射膜３３を互いに斜め方向に位置ずれさ
せて設けた偏光素子であつて、前記偏光分離膜３
２と前記光反射膜３３は、水平偏波と垂直偏波を
含む入射光Ｘ３が前記透明平板３１の前記他方の
面における前記反射膜３３が設けられていない部
分に対し斜め方向より入射し、前記透明平板３１
を通つて前記偏光分離膜３２に斜め方向より入射
した場合には、前記水平偏波は前記偏光分離膜３
２を透過し前記透明平板３１より出射して第１出
射光Ｘ３となり、前記垂直偏波は前記偏光分離膜
３２で反射し、前記透明平板３１を通つて前記光
反射膜３３で反射し、前記透明平板３１を通つて
前記一方の面における前記偏光分離膜３２が設け
られていない部分より出射して前記第１出射光Ｙ
３と近接し且つ平行な第２出射光Ｙ４となり、水
平偏波と垂直偏波を含む入射光Ｘ４が前記透明平
板３１の前記一方の面における前記偏光分離膜３
２に斜め方向より入射した場合には、前記水平偏
波は前記偏光分離膜３２を透過し前記透明平板３
１を通つて前記光反射膜３３で反射し、前記透明
平板３１を通つて前記一方の面における前記偏光
分離膜３２が設けられていない部分より出射して
第２出射光Ｙ４となり、前記垂直偏波は前記偏光
分離膜３２で反射され前記透明平板３１外へ出射
して前記第２出射光Ｙ４と近接し且つ平行な第１
出射光Ｙ３となるように、設けられていることを
特徴とする。
(f) 発明の実施例
以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第３図は本発明による偏光素子の一実施例を示
す模式図である。
す模式図である。
同図において、３１は厚さが１mm程度であり、
平行平面を有する透明平板であるガラス板であ
る。このガラス板３１の一方の面の一部に誘電体
多層膜から成る偏光分離膜３２を形成し、他の面
の一部に反射膜３３（金属薄膜または誘電体多層
膜から成る）を形成する。これらの膜の形成は通
常の真空蒸着あるいはスパツタリングとフオトエ
ツチングの技術を用いて行えばよい。
平行平面を有する透明平板であるガラス板であ
る。このガラス板３１の一方の面の一部に誘電体
多層膜から成る偏光分離膜３２を形成し、他の面
の一部に反射膜３３（金属薄膜または誘電体多層
膜から成る）を形成する。これらの膜の形成は通
常の真空蒸着あるいはスパツタリングとフオトエ
ツチングの技術を用いて行えばよい。
上記のようにして得られた偏光素子にＸ３の方
向から入射した光は、従来の偏光素子におけると
同様に分離され、同図の実線の経路にしたがつて
水平偏波はＹ３に、垂直偏波はＹ４に出射する。
向から入射した光は、従来の偏光素子におけると
同様に分離され、同図の実線の経路にしたがつて
水平偏波はＹ３に、垂直偏波はＹ４に出射する。
また、Ｘ４の方向から入射した光は、破線の径
路にしたがつて分離され、水平偏波はＹ４に、垂
直偏波はＹ３に出射する。
路にしたがつて分離され、水平偏波はＹ４に、垂
直偏波はＹ３に出射する。
尚、水平偏波と垂直偏波の出射光は一方が第１
出射光、他方が第２出射光となり、これらは互い
に近接し且つ平行な出射光となる。
出射光、他方が第２出射光となり、これらは互い
に近接し且つ平行な出射光となる。
これらの場合、出射光Ｙ３とＹ４の間の距離ｄ
１は、偏光素子に対するＸ３方向の光の入射角を
ｉ、ガラス板３１の厚さをｔまたその屈折率をｎ
とすると ｄ１＝2t・cosi・sini／（n2−sin2ｉ）1/2 であるから、ｔ＝１mm、ｉ＝45°、ｎ＝1.5とする
と ｄ１≒1.26mmとなる。
１は、偏光素子に対するＸ３方向の光の入射角を
ｉ、ガラス板３１の厚さをｔまたその屈折率をｎ
とすると ｄ１＝2t・cosi・sini／（n2−sin2ｉ）1/2 であるから、ｔ＝１mm、ｉ＝45°、ｎ＝1.5とする
と ｄ１≒1.26mmとなる。
本発明によれば、ガラス板３１の両面の平行度
が保たれていればその厚さはさらに薄いものでも
実施可能であり、この厚さに比例してｄ１の値を
さらに小さくすることができる。
が保たれていればその厚さはさらに薄いものでも
実施可能であり、この厚さに比例してｄ１の値を
さらに小さくすることができる。
第４図は本発明の実施例を示す模式図である。
同図に示す偏光素子は、第３図と同様にして偏
光分離膜３２と反射膜３３を設けられたガラス板
３１を、該ガラス板３１と同じ屈折率を有する直
角プリズム４１および４２で両側から挾むように
して貼り合せ一体化してものであり、同図Ａは貼
り合せ前の斜視図、Ｂは貼り合せ後の断面図であ
る。
光分離膜３２と反射膜３３を設けられたガラス板
３１を、該ガラス板３１と同じ屈折率を有する直
角プリズム４１および４２で両側から挾むように
して貼り合せ一体化してものであり、同図Ａは貼
り合せ前の斜視図、Ｂは貼り合せ後の断面図であ
る。
本構造の偏光素子の場合には、第４図Ｂから明
らかなように、Ｘ５およびＸ６から入射する光は
偏光素子のそれぞれの面４３および４４に対しほ
ぼ垂直に入射するために、入射面４３あるいは４
４における反射損失が少なくなり、また、偏光分
離膜３２とガラス板３１との界面における光の入
射角および出射角が大きくなるために、２つの偏
波に対する分離性能を向上することができる。
らかなように、Ｘ５およびＸ６から入射する光は
偏光素子のそれぞれの面４３および４４に対しほ
ぼ垂直に入射するために、入射面４３あるいは４
４における反射損失が少なくなり、また、偏光分
離膜３２とガラス板３１との界面における光の入
射角および出射角が大きくなるために、２つの偏
波に対する分離性能を向上することができる。
(g) 発明の効果
本発明によれば、偏光素子により分離された出
射光の間の距離を小さくすることが容易であり、
これによつてフアラデー回転素子を小型化でき、
その動作効率（一定の印加電圧によつて可能な偏
光面の回転角の大さ）を向上でき、また高速動作
を可能にする効果がある。さらにまた、構造およ
びその加工が比較的簡単であるため、低コストで
量産可能な偏光素子を提供できる効果がある。
射光の間の距離を小さくすることが容易であり、
これによつてフアラデー回転素子を小型化でき、
その動作効率（一定の印加電圧によつて可能な偏
光面の回転角の大さ）を向上でき、また高速動作
を可能にする効果がある。さらにまた、構造およ
びその加工が比較的簡単であるため、低コストで
量産可能な偏光素子を提供できる効果がある。
第１図は偏光素子を用いた光スイツチの概要を
説明するための図、第２図は従来の偏光素子の構
造を示す図、第３図および第４図は本発明による
偏光素子の構造を示す模式図である。 図において１および２は偏光素子、３はフアラ
デー回転素子、４，５，６，７，８および９は
面、１１，２１および３２は偏光分離膜、１２お
よび２２は反射面、３１はガラス板、３３は反射
膜、４１および４２は直角プリズム、４３および
４４は入射面、４５は出射面、Ｘ１…Ｘ６は光の
入射方向、Ｙ４…Ｙ６は光の出射方向、ｄおよび
ｄ１は偏波間の距離である。
説明するための図、第２図は従来の偏光素子の構
造を示す図、第３図および第４図は本発明による
偏光素子の構造を示す模式図である。 図において１および２は偏光素子、３はフアラ
デー回転素子、４，５，６，７，８および９は
面、１１，２１および３２は偏光分離膜、１２お
よび２２は反射面、３１はガラス板、３３は反射
膜、４１および４２は直角プリズム、４３および
４４は入射面、４５は出射面、Ｘ１…Ｘ６は光の
入射方向、Ｙ４…Ｙ６は光の出射方向、ｄおよび
ｄ１は偏波間の距離である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２面が平行平面の透明平板の一方の面の一部
に偏光分離膜を、他方の面の一部に光反射膜を互
いに斜め方向に位置ずれさせて設けた偏光素子で
あつて、 前記偏光分離膜と前記光反射膜は、 水平偏波と垂直偏波を含む入射光が前記透明平
板の前記他方の面における前記反射膜が設けられ
ていない部分に対し斜め方向より入射し、前記透
明平板を通つて前記偏光分離膜に斜め方向より入
射した場合には、前記水平偏波は前記偏光分離膜
を透過し前記透明平板より出射して第１出射光と
なり、前記垂直偏波は前記偏光分離膜で反射し、
前記透明平板を通つて前記光反射膜で反射し、前
記透明平板を通つて前記一方の面における前記偏
光分離膜が設けられていない部分より出射して前
記第１出射光と近接し且つ平行な第２出射光とな
り、 水平偏波と垂直偏波を含む入射光が前記透明平
板の前記一方の面における前記偏光分離膜に斜め
方向より入射した場合には、前記水平偏波は前記
偏光分離膜を透過し前記透明平板を通つて前記光
反射膜で反射し、前記透明平板を通つて前記一方
の面における前記偏光分離膜が設けられていない
部分より出射して第２出射光となり、前記垂直偏
波は前記偏光分離膜で反射され前記透明平板外へ
出射して前記第２出射光と近接し且つ平行な第１
出射光となるように、 設けられていることを特徴とした偏光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12264182A JPS5913224A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 偏光素子 |
| DE8383304027T DE3378140D1 (en) | 1982-07-14 | 1983-07-11 | Polarizing elements |
| EP83304027A EP0100178B1 (en) | 1982-07-14 | 1983-07-11 | Polarizing elements |
| US06/815,279 US4641926A (en) | 1982-07-14 | 1985-12-26 | Polarizing element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12264182A JPS5913224A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 偏光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913224A JPS5913224A (ja) | 1984-01-24 |
| JPH0372961B2 true JPH0372961B2 (ja) | 1991-11-20 |
Family
ID=14840992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12264182A Granted JPS5913224A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 偏光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913224A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6138934A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-25 | Yamaichi Electric Mfg Co Ltd | 光路切換器 |
| EP1031868B1 (de) * | 1999-02-26 | 2003-05-14 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Kompensierter Parallel-Strahlteiler mit zwei Platten sowie Interferometer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699538U (ja) * | 1979-12-27 | 1981-08-06 | ||
| JPS6015255B2 (ja) * | 1980-03-28 | 1985-04-18 | 富士通株式会社 | 偏光分離光制御装置 |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP12264182A patent/JPS5913224A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5913224A (ja) | 1984-01-24 |
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