JPH0475482B2 - - Google Patents
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- JPH0475482B2 JPH0475482B2 JP58171285A JP17128583A JPH0475482B2 JP H0475482 B2 JPH0475482 B2 JP H0475482B2 JP 58171285 A JP58171285 A JP 58171285A JP 17128583 A JP17128583 A JP 17128583A JP H0475482 B2 JPH0475482 B2 JP H0475482B2
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- polarization
- plate
- hole
- light
- polarized
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- 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は偏光分離素子に関する。さらに詳しく
述べると、本発明は、光を互いに直交させる２つ
の偏波に分離し、さらにそれらの偏波を一方の偏
波に統一するための偏光分離素子に関する。これ
らの偏光分離素子は、例えば、光導波路、その他
の光回路素子において有利に使用することができ
る。
述べると、本発明は、光を互いに直交させる２つ
の偏波に分離し、さらにそれらの偏波を一方の偏
波に統一するための偏光分離素子に関する。これ
らの偏光分離素子は、例えば、光導波路、その他
の光回路素子において有利に使用することができ
る。
技術の背景
近年、光を用いた各種センサーが活発に研究さ
れ、発表されている。さらに、これらの光センサ
ーを利用した素子が多く提案されている。ところ
で、この分野では光の偏波面が問題となり、よつ
て、偏波の分離方法に対する工夫が重要視されて
いる。
れ、発表されている。さらに、これらの光センサ
ーを利用した素子が多く提案されている。ところ
で、この分野では光の偏波面が問題となり、よつ
て、偏波の分離方法に対する工夫が重要視されて
いる。
従来技術と問題点
多く提案されている光回路素子のなかには、例
えば光導波路をはじめとして、１つの偏波にのみ
有効な素子が多数存在する。これらの素子では、
フアイバー中を伝播してくるような直交せる２つ
の偏波を同時に処理することができず、したがつ
て、処理し得ない一方の偏波を未処理のまま捨て
ざるを得ず、結果的にロスとなる。
えば光導波路をはじめとして、１つの偏波にのみ
有効な素子が多数存在する。これらの素子では、
フアイバー中を伝播してくるような直交せる２つ
の偏波を同時に処理することができず、したがつ
て、処理し得ない一方の偏波を未処理のまま捨て
ざるを得ず、結果的にロスとなる。
上記したようなロスを解消するため、分離した
２つの偏波を１つにまとめる工夫がいろいろと為
されている。しかしながら、例えば、干渉膜を用
いた偏光フイルターでは、分離した光の方向がプ
リズムの角度により決定されるため、プリズムの
角度精度に対する要求が厳しい。このため、数mm
以下の小さなプリズムを形成することは技術的に
困難である。また、このタイプの偏光分離器では
構成部品の個数が多く、あるいは複雑なため、工
数が多いという欠点を有する。また、複屈折物質
を用いた偏光分離器も多くはプリズム形状を為し
ており、その技術的困難さは上述のプリズムと同
様である。さらに、複屈折物質は一般に加工しに
くい欠点を有する。また、板状複屈折偏光分離器
に対しても古くから考案されているが、数十μm
〜１mmの偏光分離を起こさせ、これらの分離光の
片方に対してだけ偏光変換処理をする試みは為さ
れていない。
２つの偏波を１つにまとめる工夫がいろいろと為
されている。しかしながら、例えば、干渉膜を用
いた偏光フイルターでは、分離した光の方向がプ
リズムの角度により決定されるため、プリズムの
角度精度に対する要求が厳しい。このため、数mm
以下の小さなプリズムを形成することは技術的に
困難である。また、このタイプの偏光分離器では
構成部品の個数が多く、あるいは複雑なため、工
数が多いという欠点を有する。また、複屈折物質
を用いた偏光分離器も多くはプリズム形状を為し
ており、その技術的困難さは上述のプリズムと同
様である。さらに、複屈折物質は一般に加工しに
くい欠点を有する。また、板状複屈折偏光分離器
に対しても古くから考案されているが、数十μm
〜１mmの偏光分離を起こさせ、これらの分離光の
片方に対してだけ偏光変換処理をする試みは為さ
れていない。
発明の目的
本発明の目的は、特に光導波路のような光回路
素子において有用な、直交せる２つの偏波を分離
しかつさらに一方の偏波に統一するための偏光分
離素子を提供することにある。
素子において有用な、直交せる２つの偏波を分離
しかつさらに一方の偏波に統一するための偏光分
離素子を提供することにある。
発明の構成
本発明によれば、上記した目的は、入射する光
を互いに直交せる２つの偏波に分離するための偏
光分離器及び前記偏波の一方を回転させて両偏波
を等しい偏波面に分離統一するための波長板を組
み合わせて含んでなる偏光分離素子において、前
記偏光分離器が複屈折結晶板であり、前記波長板
が２分の１波長板であり、かつこの波長板に穴が
設けられていて、偏光分離器で分離された偏光ビ
ームの一方がこの穴を通り、他方の偏光ビームが
波長板を通るように配置されているように構成す
ることによつて、達成することができる。
を互いに直交せる２つの偏波に分離するための偏
光分離器及び前記偏波の一方を回転させて両偏波
を等しい偏波面に分離統一するための波長板を組
み合わせて含んでなる偏光分離素子において、前
記偏光分離器が複屈折結晶板であり、前記波長板
が２分の１波長板であり、かつこの波長板に穴が
設けられていて、偏光分離器で分離された偏光ビ
ームの一方がこの穴を通り、他方の偏光ビームが
波長板を通るように配置されているように構成す
ることによつて、達成することができる。
本発明の実施において使用する偏光分離器には
複屈折結晶板が用いられる。
複屈折結晶板が用いられる。
有用な波長板は２分の１波長板（半波長板；以
下簡単のために1/2λ板と記す。）である。ここで
使用する1/2λ板は水晶等の材料から構成され、
その複屈折の値をne及びnpとすると1/2波長板の
厚さは ｄ＝λ／２｜ne−np｜ の奇数倍で与えられる。ここで、貫通させい穴を
あける場合に於いては、穴の深さがｄとなり、波
長板の厚さはｄの偶数倍となる。
下簡単のために1/2λ板と記す。）である。ここで
使用する1/2λ板は水晶等の材料から構成され、
その複屈折の値をne及びnpとすると1/2波長板の
厚さは ｄ＝λ／２｜ne−np｜ の奇数倍で与えられる。ここで、貫通させい穴を
あける場合に於いては、穴の深さがｄとなり、波
長板の厚さはｄの偶数倍となる。
本発明に於いては、偏光分離器によつて分離さ
れた偏波の一方を上述した1/2λ板を用いて偏波
面の回転を行い、他の分離された偏光と同一偏光
とする。この場合、光ビームの径及び分離された
ビーム間隔は数mm以下とする。本発明では、この
ような微細な領域での偏波処理に於いて特に有効
である。つまり、本発明に於いては、分離された
一方の光の偏波だけを回転させる手段として、1/
２λ板中に、光ビームの径より大きく、分離され
たビーム間隔より小さい幅を持つ穴をあけること
によつて実現される。この穴は円形の形状を持つ
場合（第１図）と、細長い形状を持つ場合（第２
図）とがあるが、その幅ｗは上述の如き大きさに
制限される。このような穴は場合により複数個配
列されるが、この場合、この穴は第３図に示すご
とく一列に配置されるものとする。
れた偏波の一方を上述した1/2λ板を用いて偏波
面の回転を行い、他の分離された偏光と同一偏光
とする。この場合、光ビームの径及び分離された
ビーム間隔は数mm以下とする。本発明では、この
ような微細な領域での偏波処理に於いて特に有効
である。つまり、本発明に於いては、分離された
一方の光の偏波だけを回転させる手段として、1/
２λ板中に、光ビームの径より大きく、分離され
たビーム間隔より小さい幅を持つ穴をあけること
によつて実現される。この穴は円形の形状を持つ
場合（第１図）と、細長い形状を持つ場合（第２
図）とがあるが、その幅ｗは上述の如き大きさに
制限される。このような穴は場合により複数個配
列されるが、この場合、この穴は第３図に示すご
とく一列に配置されるものとする。
このように1/2λ波長板中に穴をあける技術と
しては、化学エツチングによる方法、レーザビー
ムによる方法、イオンエツチングによる方法等が
ある。第１の方法では、1/2λ板を他の基板（ガ
ラス板等）接着剤ではり合わせ、他の表面にフオ
トレジストを塗付してあける穴に対応するマスク
を用いて露光、現象し、穴をあける部分のレジス
トを除去して、エツチング液に浸す。この結果、
所望の場所に所望の穴をあけることができる。イ
オンエツチングに於いても、レジストの代わり適
当なマスク材を用いることにより、同様にパター
ン化された穴を得ることができる。レーザービー
ムを用いる方法では、高出力のビームを用いるこ
とにより、所望の位置の1/2λ板材料を溶融、蒸
発させることができる。このため、レーザービー
ムを精度良く操作することにより、所望の形状を
持つ穴をあけることができる。これらの手段で形
成された複屈折偏光分離器と1/2λ板は通常接着
剤で密着して用いられる。
しては、化学エツチングによる方法、レーザビー
ムによる方法、イオンエツチングによる方法等が
ある。第１の方法では、1/2λ板を他の基板（ガ
ラス板等）接着剤ではり合わせ、他の表面にフオ
トレジストを塗付してあける穴に対応するマスク
を用いて露光、現象し、穴をあける部分のレジス
トを除去して、エツチング液に浸す。この結果、
所望の場所に所望の穴をあけることができる。イ
オンエツチングに於いても、レジストの代わり適
当なマスク材を用いることにより、同様にパター
ン化された穴を得ることができる。レーザービー
ムを用いる方法では、高出力のビームを用いるこ
とにより、所望の位置の1/2λ板材料を溶融、蒸
発させることができる。このため、レーザービー
ムを精度良く操作することにより、所望の形状を
持つ穴をあけることができる。これらの手段で形
成された複屈折偏光分離器と1/2λ板は通常接着
剤で密着して用いられる。
発明の実施例
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施
をさらに詳しく説明する。
をさらに詳しく説明する。
本発明の典型を第４図に示す。図中の１は複屈
折結晶板であり、これに1/2λ板２が密着されて
いる。本例の場合、結晶板１はルチルから、そし
て1/2λ板２は水晶からできている。結晶板１に
入射した光ビームＸは、複屈折によつて、２つの
直交せる偏波、すなわち、垂直な偏波Xa及び平
行な偏波Xbに分離する。偏波Xbは、さらに1/2
λ板に入射し、ここで1/2λ波長の光路差を生ず
るように回転され、前記偏波Xaに平行な偏波Xc
となつて出射する。
折結晶板であり、これに1/2λ板２が密着されて
いる。本例の場合、結晶板１はルチルから、そし
て1/2λ板２は水晶からできている。結晶板１に
入射した光ビームＸは、複屈折によつて、２つの
直交せる偏波、すなわち、垂直な偏波Xa及び平
行な偏波Xbに分離する。偏波Xbは、さらに1/2
λ板に入射し、ここで1/2λ波長の光路差を生ず
るように回転され、前記偏波Xaに平行な偏波Xc
となつて出射する。
本発明に於ては特に入射光の位置合わせが容易
である利点を持つ。たとえば第５図に示す系に於
けるフアイバー３の位置決めに対しては波長板の
後方にＰ波を消去する状態に検光子（図示せず）
を置き、さらにデイテクター（図示せず）を配置
する。この系でデイテクターで受ける光のパワー
が最小になるようにフアイバーの位置を調節すれ
ばＰ波は波長板の穴を、また、Ｓ波は1/2波長板
中を通る。図中の４はレンズである。また、第６
図に示すように波長板中の穴が複数個存在し、ま
たフアイバーが複数個存在する場合にも、それぞ
れのフアイバーは独立に調節可能であり、上述の
方法で順次フアイバーの位置を決めることができ
る。
である利点を持つ。たとえば第５図に示す系に於
けるフアイバー３の位置決めに対しては波長板の
後方にＰ波を消去する状態に検光子（図示せず）
を置き、さらにデイテクター（図示せず）を配置
する。この系でデイテクターで受ける光のパワー
が最小になるようにフアイバーの位置を調節すれ
ばＰ波は波長板の穴を、また、Ｓ波は1/2波長板
中を通る。図中の４はレンズである。また、第６
図に示すように波長板中の穴が複数個存在し、ま
たフアイバーが複数個存在する場合にも、それぞ
れのフアイバーは独立に調節可能であり、上述の
方法で順次フアイバーの位置を決めることができ
る。
本発明の偏光分離素子は特にビーム間隔が狭い
ことに特徴を持ち、狭いほど精度の高い平行ビー
ムが得られる。このため、本発明の偏光分離素子
は光導波路のような微細構造を持つデバイスに有
効である。一例として第７図に偏光依存性を除去
した導波路形２×２スイツチの１例を示す。図
中、例えばフアイバー−レンズ−偏光分離素子の
間隔は説明のために短縮してあることを予め理解
されたい。
ことに特徴を持ち、狭いほど精度の高い平行ビー
ムが得られる。このため、本発明の偏光分離素子
は光導波路のような微細構造を持つデバイスに有
効である。一例として第７図に偏光依存性を除去
した導波路形２×２スイツチの１例を示す。図
中、例えばフアイバー−レンズ−偏光分離素子の
間隔は説明のために短縮してあることを予め理解
されたい。
図で、フアイバー３ａから出た光は、レンズ４
を通り、光導波路端面にに集束する。この時、複
屈折偏光板１により光は１−ａ及び１−ｂに分離
される。この１−ａの光は、1/2λ板２を通過す
ることにより、偏光の向きを90゜回転し、１−ｂ
と同じ偏光状態となつている。この結果、片方の
偏波だけに対して有効な方向性結合器スイツチ７
及び８を用いて偏光依存性のないスイツチを構成
することができる。
を通り、光導波路端面にに集束する。この時、複
屈折偏光板１により光は１−ａ及び１−ｂに分離
される。この１−ａの光は、1/2λ板２を通過す
ることにより、偏光の向きを90゜回転し、１−ｂ
と同じ偏光状態となつている。この結果、片方の
偏波だけに対して有効な方向性結合器スイツチ７
及び８を用いて偏光依存性のないスイツチを構成
することができる。
スイツチ７及び８が光路を切り換える状態にあ
る場合には、１−ａからＧ−３のガイドに入射し
た光はスイツチ７で切り換えられ、Ｇ−５のガイ
ドに移る。また、１−ｂからＧ−４のガイドに入
射した光は、同様にＧ−７のガイドに移る。この
結果、１−ａ及び１−ｂの光は、それぞれ、１３
−ａ及び１３−ｂとなり、レンズ４０を用いて３
０ｂのフアイバーに入射される。スイツチ７及び
８がこの状態にある場合には、フアイバー３ｂか
ら出射した光はフアイバー３０ａに入射する。
る場合には、１−ａからＧ−３のガイドに入射し
た光はスイツチ７で切り換えられ、Ｇ−５のガイ
ドに移る。また、１−ｂからＧ−４のガイドに入
射した光は、同様にＧ−７のガイドに移る。この
結果、１−ａ及び１−ｂの光は、それぞれ、１３
−ａ及び１３−ｂとなり、レンズ４０を用いて３
０ｂのフアイバーに入射される。スイツチ７及び
８がこの状態にある場合には、フアイバー３ｂか
ら出射した光はフアイバー３０ａに入射する。
一方、スイツチ７及び８が直進の状態にある場
合には、フアイバー３ａから出射した光はフアイ
バー３０ａに入射し、フアイバー３ｂから出射し
た光はフアイバー３０ｂに入射する。以上によ
り、第７図の装置は全体で２×２のスイツチとし
て動作し、しかも偏光依存性のないスイツチを構
成している。
合には、フアイバー３ａから出射した光はフアイ
バー３０ａに入射し、フアイバー３ｂから出射し
た光はフアイバー３０ｂに入射する。以上によ
り、第７図の装置は全体で２×２のスイツチとし
て動作し、しかも偏光依存性のないスイツチを構
成している。
以上から明らかなように、本発明に於いては、
複屈折偏光板と1/2波長板を用い、この1/2波長板
中にその径が光ビーム径の数倍以下の穴をあける
ことにより、偏光依存性のない光デバイスを構成
することができる。この場合、偏光分離距離が小
さいほど本発明は効力を発揮する。
複屈折偏光板と1/2波長板を用い、この1/2波長板
中にその径が光ビーム径の数倍以下の穴をあける
ことにより、偏光依存性のない光デバイスを構成
することができる。この場合、偏光分離距離が小
さいほど本発明は効力を発揮する。
発明の効果
本発明によれば、偏光依存性のない光デバイス
を構成することができる。さらに、本発明によれ
ば、入射光の位置合わせが容易であり、また、ビ
ーム間隔がせまいので、精度の高い平行ビームを
得ることができる。
を構成することができる。さらに、本発明によれ
ば、入射光の位置合わせが容易であり、また、ビ
ーム間隔がせまいので、精度の高い平行ビームを
得ることができる。
第１図及び第２図は、それぞれ、本発明に従い
１／２λ板にあけられる穴の例を示した略示図、第
３図は、穴が複数個からなる場合の一例を示した
１／２λ板の略示図、第４図は、本発明の偏光分離
素子の典型的な一例を示す略示図、第５図は、本
発明によれば入射光の位置合わせが容易であるこ
とを示す略示図、第６図は、第５図の一変形例を
示す略示図、そして第７図は、本発明による偏光
分離素子を利用した導波路形２×２スイツチの一
例を示す略示図である。 図中、１は偏光分離器、２は1/2λ板、３は光
フアイバー、そして４はレンズである。
１／２λ板にあけられる穴の例を示した略示図、第
３図は、穴が複数個からなる場合の一例を示した
１／２λ板の略示図、第４図は、本発明の偏光分離
素子の典型的な一例を示す略示図、第５図は、本
発明によれば入射光の位置合わせが容易であるこ
とを示す略示図、第６図は、第５図の一変形例を
示す略示図、そして第７図は、本発明による偏光
分離素子を利用した導波路形２×２スイツチの一
例を示す略示図である。 図中、１は偏光分離器、２は1/2λ板、３は光
フアイバー、そして４はレンズである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入射する光を互いに直交せる２つの偏波に分
離するための偏光分離器及び前記偏波の一方を回
転させて両偏波を等しい偏波面に分離統一するた
めの波長板を組み合わせて含んでなる偏光分離素
子において、前記偏光分離器が複屈折結晶板であ
り、前記波長板が２分の１波長板であり、かつこ
の波長板に穴が設けられていて、偏光分離器で分
離された偏光ビームの一方がこの穴を通り、他方
の偏光ビームが波長板を通るように配置されてい
ることを特徴とする偏光分離素子。 ２ 前記穴が２分の１波長板を貫通している、特
許請求の範囲第１項に記載の偏光分離素子。 ３ 前記穴が凹形であり、平坦な形状を有してい
る、特許請求の範囲第１項に記載の偏光分離素
子。 ４ 前記穴が円形又はそれに近い形状を有するか
もしくは細長い形状を有しており、その際、その
径又は幅は光ビームの径より大でありかつ光ビー
ムの径の数倍よりも小である、特許請求の範囲第
１項に記載の偏光分離素子。 ５ 前記穴が複数個からなる、特許請求の範囲第
１項、第２項、第３項又は第４項に記載の偏光分
離素子。 ６ 前記２分の１波長板が前記偏光分離器に密着
せしめられておりかつ、その際、前記偏光分離さ
れる光と垂直に交叉する位置に配置されている、
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項
又は第５項に記載の偏光分離素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17128583A JPS6063503A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 偏光分離素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17128583A JPS6063503A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 偏光分離素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063503A JPS6063503A (ja) | 1985-04-11 |
| JPH0475482B2 true JPH0475482B2 (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=15920483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17128583A Granted JPS6063503A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 偏光分離素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063503A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3387098B2 (ja) * | 1991-10-22 | 2003-03-17 | セイコーエプソン株式会社 | 高分子分散型液晶素子 |
| JP4597848B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2010-12-15 | 京セラキンセキ株式会社 | 偏光変換素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198414A (en) * | 1981-05-31 | 1982-12-06 | Takumi Tomijima | Polarizer |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17128583A patent/JPS6063503A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6063503A (ja) | 1985-04-11 |
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