JPH0396902A - 光学素子 - Google Patents

光学素子

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JPH0396902A
JPH0396902A JP1234204A JP23420489A JPH0396902A JP H0396902 A JPH0396902 A JP H0396902A JP 1234204 A JP1234204 A JP 1234204A JP 23420489 A JP23420489 A JP 23420489A JP H0396902 A JPH0396902 A JP H0396902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical element
linear grating
phase difference
polarized light
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP1234204A
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English (en)
Inventor
Yoshio Yoshida
吉田 圭男
Takahiro Miyake
隆浩 三宅
Yasuo Nakada
泰男 中田
Yukio Kurata
幸夫 倉田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Priority to KR1019900004358A priority patent/KR0144569B1/ko
Priority to DE69032301T priority patent/DE69032301T2/de
Priority to DE69033972T priority patent/DE69033972T2/de
Priority to EP90303482A priority patent/EP0390610B1/en
Priority to EP97111248A priority patent/EP0803868B1/en
Priority to CA002013538A priority patent/CA2013538C/en
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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、例えば、直線偏光を円偏光又は楕円偏光に変
換するための位相差制御素子又は光学部材の表面での反
射を防止する反射防止素子等として使用される光学素子
に関するものである。
〔従来の技術〕
位相差制御素子は、光磁気ディスクへの記録再生用の光
ピックアップを初めとする光学機器において使用される
基本的な光学素子である。この位相差制御素子は互いに
直交する方向の2つの偏光成分の位相差を制御するもの
であり、従来は結晶体を利用して作威していた。
第7図に従来例を示す。位相差制御素子1は厚さがTの
結晶板、例えば、水晶板からなり、その光学軸がX軸と
平行になるように配置されている。水晶板は、例えば、
対象とする光の波長を780nmとすると、その光学軸
に平行な電界威分を存ずるX方向の偏光威分に対ずる屈
折率n1はn=1..48、上記光学軸と直交する雷界
成分を有ずるY方向の偏光成分に対ずる屈折率n2はn
2−1.52となる。
従って、位相差制御素子1の厚さTを調整ずることによ
り、第8図中(a)(b)のようにX方向の偏光成分の
位相とY方向の偏光成分の位相との等しい直線偏光P,
(第10図(a)に模式的に示す)を、位相差制御素子
1を通過させることにより、第9図中(a)(b)に示
す如く、X方向の偏光成分に対しY方向の偏光成分の位
相が、例えば、ほぼ90゜だけ遅れた円偏光又は楕円偏
光P2 (第10図(’ b )に模式的に示す)に変
換することができる。
一方、従来、光学部材の表面における反射防止は、光学
部材の表面に反射防止膜を形戒することにより行われて
いる。第11図にその一例を示す。
光学部材2の表面には光学部材2の屈折率より若干小さ
い屈折率を有する誘電体物質、例えば、MgF(屈折率
n=1.36)からなる反射防止膜3が草着されている
。ここで、光学部材2の屈折率n。に対し、屈折率n−
 、F1コー なる物質を反射防止膜3として使用し、
かつ、対象となる光の波長λに対して、nT’ 一λ/
4となる厚さT′だけ反射防止膜3を形或すれば良い。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記の位相差制御素子1は結晶体で形成され
ているので、一般に高価になるばかりでなく、結晶軸の
方向を見極めて加工しなければならない煩雑さがある。
又、厚さTの調整も研磨により行うので、研磨加工と測
定を繰り返し行わねばならず、加工に多犬な時間を要す
るものである。しかも、他の光学部品と一体化する場合
は、個別に作戒し、作或後に貼り付ける以外の方法が在
在しないので、製作及び貼付け作業が極めて煩雑になる
問題を有していた。
又、従来の反射防止膜3においては、光学部祠2の屈折
率n。の平方根となる屈折率nを有する誘電体物質を反
射防止膜3の材料として選択せねばならず、そのような
誘電体物質が存在しない場合には複数の誘電体物質を使
用した多層の反射防止膜3を形或せねばならないという
煩雑さが生しる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る光学素子は、」二記の課題を解決するため
に、透光性を有する基利に格子間隔が対象となる光の波
長程度である直線格子が形成されてなることを基本的な
特徴とするものである。
ここで、上記基材の屈折率をn、対象となる光の波長を
λ、上記直線格子の格子間隔をAとする時、A≦λ/n
とするのが好ましい。
又、上記直線格子は凹凸の断面形状とすることができる
その場合、直線格子の断面形状は、例えば、矩形状又は
正弦波状とすることができる。
なお、上記光学素子は、具体的には、例えば、上記直線
格子の方向と平行な方向の偏光成分と上記直線格子の方
向に直交する方向の偏光成分の相対的位相差を制御する
位相差制御素子として使用することができる。
その場合、上記基材はガラス又は透光性を有するプラス
チックで形或するのが好適である。
又、上記光学素子は光学部材の表面に形成される反射防
止素子であっても良い。
〔作 用] 上記の構威によれば、結晶体等の高価で、かつ、加工の
困難な材料を使用しないでも、透光性の基材の表面部に
直線格子を設けるのみで、位相差制9卸機能等を有する
光学素子を簡単、安価に構成することができる。
この光学素子は、例えば、位相差制御素子として使用す
ることができる。その場合、光学素子の直線格子の部分
で、この直線格子の方向と平行な方向の偏光成分と直線
格子の方向と直交する方向の偏光成分との相対的位相差
が制御される。上記の位相差は、例えば、直線格子の深
さを調整することにより所望の値に制御できる。
又、本発明者は、透光性の基材の表面部に直線格子を設
けることによって、透過率が向上するという知見を得た
。これにより、上記の光学素子は反射防止素子として利
用することもできる。この場合も、例えば、直線格子の
深さを調整することにより透過率が好適な値となるよう
に制御すれば良い。なお、反則防止素子として利用する
際、反則を防止したい光学部材自体に上記の直線格子を
形戒し、本反射防止素子を光学部材と一体化することも
可能であり、このように反射防止素子を目的の光学部材
と一体化することにより、構造の簡素化及び作或作業の
容易化を図ることができる。
又、本発明の光学素子からなる反射防止素子は、反射防
止用の直線格子を設けるのみであるから、いかなる屈折
率を有する基材にも対応できる。
従って、従来の如く、誘電体物質を使用する必要もなく
、かつ、適切な屈折率を有する誘電体物質を選択したり
、そのような誘電体物質が存在しない場合に複数の誘電
体物質からなる多層の反射防止膜を形成する等の煩雑さ
をなくすことができるものである。
〔実施例1〕 本発明の一実施例を第1図乃至第4図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。
第2図に示すように、光学素子としての位相差制御素子
11は、ガラス又は透光性を有するプラスチック等から
なる基材としての基板12を備えている。基板12の一
方の表面部、つまり、光の出射側の表面部には、図中X
方向に延びる直線格子13・13・・・が設けられてい
る。
第1図に示すように、直線格子13・13・・・は断面
矩形状の溝から構威されている。格子間隔Aは、対象と
する光の波長程度となるように設定され、かつ、各直線
格子l3は所定の深さtを有している。なお、基板12
の屈折率をn、対象とする光の波長をλ、直線格子13
・13・・・の格子間隔をAとする時、A≦λ/nとす
るのが好ましい。
上記の構威において、位相制御素子11に入射した光は
、直線格子13・l3・・・を介して出射する際に、直
線格子13・13・・・により直線格子l3・13・・
・と平行な方向の電界成分を有するX方向の偏光成分と
、直線格子l3・13・・・と直交ずる方向の電界威分
を有するY方向の偏光成分との間に所定の位相差が与え
られる。ここでは、X方向の偏光成分の位相がY方向の
偏光成分の位相より進む関係となる。これにより、例え
ば、第10図(a)に示す直線偏光P1を同図(b)に
示す円偏光又は楕円偏光P2に変換することができる。
第3図に直線格子13・13・・・の格子間隔Aを0.
46μm、隣接する直線格子13・l3間の凸部の幅A
1を0.23μm,基板12の屈折率nをn=1.5、
対象とする光の波長を0.78μmとした場合に得られ
る位相差を数値計算により求めた結果を示す。同図から
明らかなように、直線格子13の深さt=2.4μmに
設定すれば、X方向の偏光威分とY方向の偏光威分の位
相差を90゜とすることができ、これにより、例えば、
直線偏光を円又は楕円変更に変換することができる。な
お、位相制御素子I1への光の入射角は0゜ (垂直入
射)とした。
なお、上記の位相差は各パラメータの組合せにより変化
させることができるが、以上では直線格子13の深−さ
しにより位相差を調整する場合を説明した。
第4図に位相差制御素子11から出射されるX方向の偏
光成分の透過率を曲線Iで示し、Y方向の偏光成分の透
過率を曲線■で示す。同図から明らかなように、透過率
は少なくとも96%となる。
〔実施例2〕 次に、第2実施例を説明する。
第2実施例は反射防止素子に関するものである。第6図
に示すように、光学素子としての反射防止素子14は表
面での反射の防止を図りたい光学部材15と一体に設け
られている。この場合、光学部材15自体が基材を威し
、この光学部材15の表面部に、χ方向に延びる直線格
子16・■6・・・が形成されている。第5図に示すよ
うに、直線格子16・16・・・ば、例えば、第1実施
例の直線格子13・13・・・と同様、矩形状の断面を
有する溝により構成される。
上記の構或によれば、光学部利15から直線格子16・
16・・・を介して出射しようとする光は、直線格子1
6・16・・・により反射を抑制され、大部分が光学部
材15を透過して出射するようになる。
ここで、上記の第1実施例と同様に、直線格子16・1
6・・・の格子間隔Aを0.46μm、隣接する直線格
子l6・16間の凸部の幅A,を0.23μm、光学部
材15の屈折率n=1.5、対象とする光の波長λを0
.78μmとすれば、χ方向の偏光成分の透過率は第4
図中曲線Iの如くになり、Y方向の偏光成分の透過串は
同図中曲線■の如くになる。
同図から明らかなように、直線格子16・l6の深さL
を0,15μmとすれば、X方向の偏光成分の透過率は
ほぼ99%、Y方向の偏光成分の透過率は99%以上と
なる。又、直線格子16・16・・・の深さtを0.1
8μmとすれば、Y方向の偏光威分の透過率はほぼ10
0%となる。なお、本実施例による反射防止を行わない
場合の透過率は96%程度であるので、本実施例の直線
格子16・16・・・は反射防止対策として充分な効果
を有するものである。又、直線格子16・l6・・・の
深さt@0.15〜0.18μmに設定した時のX方向
とY方向の各偏光成分間の位相差は高々5゜程度であり
、充分に小さい。
上記第2実施例では、反射防止素子14を光学部材15
と一体に設けたが、反射防止素子14は光学部材15と
別個に構威し、光学部材15に接合するようにしても良
い。
なお、上記の各実施例では、直線格子13・13・・・
又は16・16・・・の断面形状を矩形状としたが、そ
れ以外に、例えば、正弦波状とすることもできる。
〔発明の効果〕
l2 本発明に係る光学素子は、以上のように、基本的には、
透光性を有する基材に格子間隔が対象となる光の波長程
度である直線格子が形成されてなる構戒である。
これにより、高価で、かつ、加工の困難な結晶体等を使
用しないでも、透光性の基材の表面部に直線格子を設け
るのみで、位相差制御機能等を有する光学素子を簡単、
安価に構或することができる。
この光学素子は、例えば、位相差制御素子として使用す
ることができる。その場合、光学素子の直線格子の部分
で、この直線格子の方向と平行な方向の偏光威分と直線
格子の方向と直交する方向の偏光成分との相対的位相差
が制御される。
又、上記の光学素子は反射防止素子とすることもできる
。その場合、反射を防止したい光学部材自体に上記の直
線格子を形成し、本反射防止素子を光学部材と一体に設
けることも可能であり、このように反射防止素子を反Ω
Jを防止したい光学部祠と一体化することにより、構造
の簡素化及び作戒作業の容易化を図ることができる。
又、本発明の光学素子を反射防止素子として利用すれば
、反射防止用の直線格子を設けるのみであるから、いか
なる屈折率を有する基材にも対応でき、従来の如く、誘
電体を使用する必要もなく、かつ、適切な屈折率を有す
る誘電体物質を選択したり、そのような誘電体物質が存
在しない場合に複数の誘電体物質からなる多層の反射防
止膜を形成する等の煩雑さをなくすことができるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第l図乃至第4図は本発明の一実施例を示すものである
。 第1図は直線格子部を示す部分断面図である。 第2図は位相制御素子としての光学素子を示す斜視図で
ある。 第3図は直線格子の深さと位相差との関係を示すグラフ
である。 第4図は直線格子の深さと光の透過率との関係を示すグ
ラフである。 第5図及び第6図は第2実施例を示すものである。 第5図は直線格子部を示す部分断面図である。 第6図は反射防止素子としての直線格子を備えた光学部
材の斜視図である。 第7図乃至第11図は従来例を示すものである。 第7図は位相差制御素子の斜視図である。 第8図は直線偏光における各偏光威分の位相を示すタイ
ムチャートである。 第9図は円又は楕円偏光における各偏光成分の位相を示
すタイムヂャートである。 第10図(a)(b)はそれぞれ直線偏光及び円又は楕
円偏光を模式的に示す説明図である。 第11図は反射防止膜を設けた光学部材を示す説明図で
ある。 1lは位相差制御素子、12は基板(基材)、13・1
6は直線格子、14は反射防止素子、15は光学部材(
基材を兼用)である。 l5 −15 第10 図(a) 第10 図 (b) Y 第11 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、透光性を有する基材に格子間隔が対象となる光の波
    長程度である直線格子が形成されてなることを特徴とす
    る光学素子。 2、基材の屈折率がn、対象となる光の波長がλ、上記
    直線格子の格子間隔がAの時、A≦λ/nであることを
    特徴とする請求項第1項に記載の光学素子。 3、上記直線格子が凹凸の断面形状を有することを特徴
    とする請求項第1項に記載の光学素子。 4、上記直線格子の断面形状が矩形状又は正弦波状であ
    ることを特徴とする請求項第3項に記載の光学素子。 5、上記光学素子は上記直線格子の方向と平行な方向の
    偏光成分と上記直線格子の方向に直交する方向の偏光成
    分の相対的位相差を制御する位相差制御素子であること
    を特徴とする請求項第1項乃至第4項のいずれかに記載
    の光学素子。 6、上記基材がガラス又は透光性を有するプラスチック
    からなることを特徴とする請求項第5項に記載の光学素
    子。 7、上記光学素子が光学部材の表面に形成される反射防
    止素子であることを特徴とする請求項第1項乃至第4項
    のいずれかに記載の光学素子。
JP1234204A 1989-03-31 1989-09-08 光学素子 Pending JPH0396902A (ja)

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JP1234204A JPH0396902A (ja) 1989-09-08 1989-09-08 光学素子
US07/500,292 US5085496A (en) 1989-03-31 1990-03-28 Optical element and optical pickup device comprising it
KR1019900004358A KR0144569B1 (ko) 1989-03-31 1990-03-30 광학소자 및 그것을 포함하는 광픽업장치
DE69032301T DE69032301T2 (de) 1989-03-31 1990-03-30 Optisches Element und dieses enthaltende optische Abtasteinrichtung
DE69033972T DE69033972T2 (de) 1989-03-31 1990-03-30 Optisches Bauteil und damit versehenes optisches Wiedergabegerät.
EP90303482A EP0390610B1 (en) 1989-03-31 1990-03-30 Optical element and optical pickup device comprising the same
EP97111248A EP0803868B1 (en) 1989-03-31 1990-03-30 Optical element and optical pickup device comprising the same
CA002013538A CA2013538C (en) 1989-03-31 1990-03-30 Optical element and optical pickup device comprising it

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170902A (ja) * 1986-01-22 1987-07-28 Nec Corp 波長板

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