JPH07218722A - 光ビームスプリッタ - Google Patents
光ビームスプリッタInfo
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- JPH07218722A JPH07218722A JP1060494A JP1060494A JPH07218722A JP H07218722 A JPH07218722 A JP H07218722A JP 1060494 A JP1060494 A JP 1060494A JP 1060494 A JP1060494 A JP 1060494A JP H07218722 A JPH07218722 A JP H07218722A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- beam splitter
- sio2
- light
- tio2
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入射角が45°の光の1ないし6%の光を少
ない偏波依存性で分岐するビームスプリッタを提供する
こと。 【構成】 透明光学基板1の一面に、ともに誘電体から
なる高屈折率層2,4と低屈折率層3,5とを交互に蒸
着した多層膜によって構成され入射角45°の光に対応
する無偏波依存性の反射分離膜6を、また前記透明光学
基板の他の面に誘電体からなる高屈折率層7,9と低屈
折率層8,10とを交互に蒸着した多層膜によって構成
される45°入射光に対応する反射防止膜11をそれぞ
れそなえたビームスプリッタ。
ない偏波依存性で分岐するビームスプリッタを提供する
こと。 【構成】 透明光学基板1の一面に、ともに誘電体から
なる高屈折率層2,4と低屈折率層3,5とを交互に蒸
着した多層膜によって構成され入射角45°の光に対応
する無偏波依存性の反射分離膜6を、また前記透明光学
基板の他の面に誘電体からなる高屈折率層7,9と低屈
折率層8,10とを交互に蒸着した多層膜によって構成
される45°入射光に対応する反射防止膜11をそれぞ
れそなえたビームスプリッタ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信システムに用いら
れるビームスプリッタに係り、とくにそのようなシステ
ムにおける各種機器の信号光からモニタ光を分岐するた
めに使用されるビームスプリッタに関する。
れるビームスプリッタに係り、とくにそのようなシステ
ムにおける各種機器の信号光からモニタ光を分岐するた
めに使用されるビームスプリッタに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のビームスプリッタは、信号光を
モニタするために信号ラインから5%程度の光を取り出
す。このビームスプリッタとしては、従来BK−7と称
するガラス基板にTiO2 とかSiO2 などの誘電体膜
を交互に蒸着した形式のものが提供されている。
モニタするために信号ラインから5%程度の光を取り出
す。このビームスプリッタとしては、従来BK−7と称
するガラス基板にTiO2 とかSiO2 などの誘電体膜
を交互に蒸着した形式のものが提供されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この構成によると、光
分岐特性に偏波依存性があり、入射光の偏波状態いかん
によって反射光量が変化する問題がある。他方、とくに
偏波依存性を低く設計したものもあるが、透過光量対反
射光量が1:1ないし1:10であってモニタ分岐には
適さない程分岐率が大きいものであるという問題もあ
る。
分岐特性に偏波依存性があり、入射光の偏波状態いかん
によって反射光量が変化する問題がある。他方、とくに
偏波依存性を低く設計したものもあるが、透過光量対反
射光量が1:1ないし1:10であってモニタ分岐には
適さない程分岐率が大きいものであるという問題もあ
る。
【0004】ここで、ビームスプリッタの備えるべきも
う一つの条件として、入射角45°の光を直角に反射し
た分岐光を形成することが望ましいということがある。
う一つの条件として、入射角45°の光を直角に反射し
た分岐光を形成することが望ましいということがある。
【0005】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、入射角が45°の光の1ないし6%の光を低偏波依
存性で分岐するビームスプリッタを提供することを目的
とする。
で、入射角が45°の光の1ないし6%の光を低偏波依
存性で分岐するビームスプリッタを提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項1記載の、透明光学基板の一面に、と
もに誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層とを交互に
蒸着した多層膜によって構成され入射角45°の光に対
応する無偏波依存性の反射分離膜を、また前記透明光学
基板の他の面に誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層
とを交互に蒸着した多層膜によって構成される45°入
射光に対応する反射防止膜をそれぞれそなえたビームス
プリッタ、請求項2記載の、請求項1記載のビームスプ
リッタにおける前記反射分離膜が、高屈折率層を形成す
る物質としてTiO2 を、また低屈折率層を形成する物
質としてSiO2 を、基板側から順次TiO2 :0.0
7λ〜0.11λ、SiO2 :0.08λ〜0.19
λ、TiO2 :0.25λ〜0.29λ、SiO2 :
0.28λ〜0.31λなる光学膜厚となるように、少
なくとも4層重ねて構成されたビームスプリッタ、およ
び請求項3記載の、請求項1記載のビームスプリッタに
おける前記反射防止膜が、高屈折率層を形成する物質と
してTiO2 を、また低屈折率層を形成する物質として
SiO2 を、基板側から順次TiO2 :0.1λ〜0.
11λ、SiO2:0.08λ〜0.10λ、TiO2
:0.25λ〜0.27λ、SiO2 :0.28λ〜
0.31λなる光学膜厚となるように、少なくとも4層
重ねて構成されたビームスプリッタ、を提供するもので
ある。
発明では、請求項1記載の、透明光学基板の一面に、と
もに誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層とを交互に
蒸着した多層膜によって構成され入射角45°の光に対
応する無偏波依存性の反射分離膜を、また前記透明光学
基板の他の面に誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層
とを交互に蒸着した多層膜によって構成される45°入
射光に対応する反射防止膜をそれぞれそなえたビームス
プリッタ、請求項2記載の、請求項1記載のビームスプ
リッタにおける前記反射分離膜が、高屈折率層を形成す
る物質としてTiO2 を、また低屈折率層を形成する物
質としてSiO2 を、基板側から順次TiO2 :0.0
7λ〜0.11λ、SiO2 :0.08λ〜0.19
λ、TiO2 :0.25λ〜0.29λ、SiO2 :
0.28λ〜0.31λなる光学膜厚となるように、少
なくとも4層重ねて構成されたビームスプリッタ、およ
び請求項3記載の、請求項1記載のビームスプリッタに
おける前記反射防止膜が、高屈折率層を形成する物質と
してTiO2 を、また低屈折率層を形成する物質として
SiO2 を、基板側から順次TiO2 :0.1λ〜0.
11λ、SiO2:0.08λ〜0.10λ、TiO2
:0.25λ〜0.27λ、SiO2 :0.28λ〜
0.31λなる光学膜厚となるように、少なくとも4層
重ねて構成されたビームスプリッタ、を提供するもので
ある。
【0007】
【作用】請求項1記載の構成によれば、透明光学基板の
一面に配された反射分離膜に対して入射角45°で入射
した光の一部が直角方向に反射分離され、大部分は透明
光学基板中に透過する。基板に入射した光は、透明光学
基板の他の面に設けられた反射防止膜を透過して出射さ
れる。これら反射分離される光および透過出射する光
は、ともに偏波依存性の低い反射分離膜により反射さ
れ、またはそのような反射防止膜を透過するため、入射
光の偏波状態に関わらず所定の出力光が得られる。
一面に配された反射分離膜に対して入射角45°で入射
した光の一部が直角方向に反射分離され、大部分は透明
光学基板中に透過する。基板に入射した光は、透明光学
基板の他の面に設けられた反射防止膜を透過して出射さ
れる。これら反射分離される光および透過出射する光
は、ともに偏波依存性の低い反射分離膜により反射さ
れ、またはそのような反射防止膜を透過するため、入射
光の偏波状態に関わらず所定の出力光が得られる。
【0008】請求項2記載のように、反射分離膜を各層
が所定膜厚のTiO2 とSiO2 とによる少なくとも4
層の各膜によって構成することにより、入射光量の1〜
6%が分岐される。
が所定膜厚のTiO2 とSiO2 とによる少なくとも4
層の各膜によって構成することにより、入射光量の1〜
6%が分岐される。
【0009】請求項3記載のように、反射防止膜を各層
が所定膜厚のTiO2 とSiO2 とによる少なくとも4
層の各膜によって構成することにより、入射光量の反射
を低減する。
が所定膜厚のTiO2 とSiO2 とによる少なくとも4
層の各膜によって構成することにより、入射光量の反射
を低減する。
【0010】
【実施例】図1は、本発明に係るビームスプリッタの断
面構造を示した図である。同図において、1は透明光学
基板であり、たとえばBK−7と称するガラス基板であ
る。この基板1の一方の面に、TiO2 とSiO2 とを
2層づつ交互に重ねた反射分離膜6を配し、他の一面に
も同様にTiO2 とSiO2 とを2層づつ交互に重ねた
反射防止膜11を配する。これら両膜6、11はいづれ
も基板1に接する側にTiO2 を配し、その他はSiO
2 と交互に配置する。図1の場合は、4層構造であるか
ら最外側はSiO2 となる。
面構造を示した図である。同図において、1は透明光学
基板であり、たとえばBK−7と称するガラス基板であ
る。この基板1の一方の面に、TiO2 とSiO2 とを
2層づつ交互に重ねた反射分離膜6を配し、他の一面に
も同様にTiO2 とSiO2 とを2層づつ交互に重ねた
反射防止膜11を配する。これら両膜6、11はいづれ
も基板1に接する側にTiO2 を配し、その他はSiO
2 と交互に配置する。図1の場合は、4層構造であるか
ら最外側はSiO2 となる。
【0011】図2は、このように構成されたビームスプ
リッタの光分岐作用を示したものである。図における左
側から45°の角度で波長1550nmの信号光が入射
したとき、ビームスプリッタの反射分離膜6では、入射
光の5%が入射方向に対して直角方向に反射する。この
反射光が信号光をモニタするために利用される。
リッタの光分岐作用を示したものである。図における左
側から45°の角度で波長1550nmの信号光が入射
したとき、ビームスプリッタの反射分離膜6では、入射
光の5%が入射方向に対して直角方向に反射する。この
反射光が信号光をモニタするために利用される。
【0012】残りの信号光の95%は、反射分離膜6で
屈折してビームスプリッタ中に入り込み、基板1および
反射防止膜11を透過して反射防止膜11の表面で屈折
して入射方向と平行な方向に出射する。
屈折してビームスプリッタ中に入り込み、基板1および
反射防止膜11を透過して反射防止膜11の表面で屈折
して入射方向と平行な方向に出射する。
【0013】図3ないし図8は、反射分岐率がそれぞれ
1、2、3、4、5および6%である各ビームスプリッ
タの波長対反射率特性を示したもので、中心波長は15
50nmである。
1、2、3、4、5および6%である各ビームスプリッ
タの波長対反射率特性を示したもので、中心波長は15
50nmである。
【0014】まず図3の特性は、1%の反射特性を有す
るビームスプリッタのものである。この実施例は、基板
に屈折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面
に屈折率2.25のTiO2 および1.46のSi02
を交互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波
長1550nmの光に対する光学膜厚が0.0978
λ、第2層が同じく0.1050λ、第3層が同じく
0.2672λ、第4層が同じく0.2838λであ
る。
るビームスプリッタのものである。この実施例は、基板
に屈折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面
に屈折率2.25のTiO2 および1.46のSi02
を交互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波
長1550nmの光に対する光学膜厚が0.0978
λ、第2層が同じく0.1050λ、第3層が同じく
0.2672λ、第4層が同じく0.2838λであ
る。
【0015】図4の特性は、2%の反射特性を有するビ
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0927λ、第
2層が同じく0.1285λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0927λ、第
2層が同じく0.1285λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
【0016】図5の特性は、3%の反射特性を有するビ
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0878λ、第
2層が同じく0.1465λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0878λ、第
2層が同じく0.1465λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
【0017】図6の特性は、4%の反射特性を有するビ
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0838λ、第
2層が同じく0.1635λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0838λ、第
2層が同じく0.1635λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
【0018】図7の特性は、5%の反射特性を有するビ
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0790λ、第
2層が同じく0.1790λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0790λ、第
2層が同じく0.1790λ、第3層が同じく0.26
72λ、第4層が同じく0.2838λである。
【0019】図8の特性は、6%の反射特性を有するビ
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0810λ、第
2層が同じく0.1867λ、第3層が同じく0.27
87λ、第4層が同じく0.2813λである。
ームスプリッタのものである。この実施例は、基板に屈
折率1.51程度のBK−7を用い、その一方の面に屈
折率2.25のTiO2 および1.46のSi02 を交
互に配置して4層を構成する。そして、第1層は波長1
550nmの光に対する光学膜厚が0.0810λ、第
2層が同じく0.1867λ、第3層が同じく0.27
87λ、第4層が同じく0.2813λである。
【0020】図9は、上記実施例で基板として用いたB
K−7と称するガラス材における入射角と反射率との関
係を示したものである。このガラス材では、ある偏波面
Rpを見ると、約56°で反射率が0%となり、0°で
の約4%強の反射率から56°の0%を経て以後急激に
反射率が増加する特性である。そして、入射角45°で
は約1%弱である。他方、上記偏波面Rpと直角な偏波
面Rsを見ると、入射角0°で約4%である点はRpと
同様であるがそれから入射角が増すと反射率が増してい
く。ビームスプリッタとして利用される入射角45°で
は、Rpがほぼ1%でありRsがほぼ10%である。
K−7と称するガラス材における入射角と反射率との関
係を示したものである。このガラス材では、ある偏波面
Rpを見ると、約56°で反射率が0%となり、0°で
の約4%強の反射率から56°の0%を経て以後急激に
反射率が増加する特性である。そして、入射角45°で
は約1%弱である。他方、上記偏波面Rpと直角な偏波
面Rsを見ると、入射角0°で約4%である点はRpと
同様であるがそれから入射角が増すと反射率が増してい
く。ビームスプリッタとして利用される入射角45°で
は、Rpがほぼ1%でありRsがほぼ10%である。
【0021】図10は、このような特性のBK−7材に
本発明による低偏波依存性の5%分離反射膜を組み合わ
せたときの特性を示している。すなわち、この場合の反
射率特性はRpとRsとが、ともに図9におけるそれら
の丁度中間の特性になり、入射角45°では丁度5%の
反射率となる。
本発明による低偏波依存性の5%分離反射膜を組み合わ
せたときの特性を示している。すなわち、この場合の反
射率特性はRpとRsとが、ともに図9におけるそれら
の丁度中間の特性になり、入射角45°では丁度5%の
反射率となる。
【0022】したがって、信号光の丁度5%の光をモニ
タ用に取り出すことができる。
タ用に取り出すことができる。
【0023】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したため、種
々の効果を奏する。
々の効果を奏する。
【0024】請求項1記載の構成によれば、、透明光学
基板の各面に配される反射分離膜および反射防止膜をと
もに誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層とを交互に
蒸着した多層膜によって構成したため、ほぼ偏波依存性
がなくしかもモニタに適当な分岐率のビームスプリッタ
を提供することができる。
基板の各面に配される反射分離膜および反射防止膜をと
もに誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層とを交互に
蒸着した多層膜によって構成したため、ほぼ偏波依存性
がなくしかもモニタに適当な分岐率のビームスプリッタ
を提供することができる。
【0025】また請求項2記載の構成によれば、反射分
離膜の各層を所定膜厚のTiO2 とSiO2 とによる少
なくとも4層の各膜によって構成したため、低偏波依存
性に加えて1〜6%の分岐率を達成することができる。
離膜の各層を所定膜厚のTiO2 とSiO2 とによる少
なくとも4層の各膜によって構成したため、低偏波依存
性に加えて1〜6%の分岐率を達成することができる。
【0026】さらに請求項3記載の構成によれば、反射
防止膜の各層を所定膜厚のTiO2とSiO2 とによる
少なくとも4層の各膜によって構成したため、低偏波依
存性に加えて反射を低減することができる。
防止膜の各層を所定膜厚のTiO2とSiO2 とによる
少なくとも4層の各膜によって構成したため、低偏波依
存性に加えて反射を低減することができる。
【図1】本発明に係るビームスプリッタの断面構造を示
した図。
した図。
【図2】本発明に係るビームスプリッタの光分岐作用を
示した図。
示した図。
【図3】1%の反射特性を有するビームスプリッタの波
長対反射率特性を示した図。
長対反射率特性を示した図。
【図4】2%の反射特性を有するビームスプリッタの波
長対反射率特性を示した図。
長対反射率特性を示した図。
【図5】3%の反射特性を有するビームスプリッタの波
長対反射率特性を示した図。
長対反射率特性を示した図。
【図6】4%の反射特性を有するビームスプリッタの波
長対反射率特性を示した図。
長対反射率特性を示した図。
【図7】5%の反射特性を有するビームスプリッタの波
長対反射率特性を示した図。
長対反射率特性を示した図。
【図8】6%の反射特性を有するビームスプリッタの波
長対反射率特性を示した図。
長対反射率特性を示した図。
【図9】BK−7と称するガラス材における入射角と反
射率との関係を示した特性図。
射率との関係を示した特性図。
【図10】BK−7材に本発明による低偏波依存性の5
%分離反射膜を組み合わせたときの特性を示した図。
%分離反射膜を組み合わせたときの特性を示した図。
1 基板 2 TiO2 3 Si02 4 TiO2 5 Si02 6 反射分離膜 7 TiO2 8 Si02 9 TiO2 10 Si02 11 反射防止膜
Claims (3)
- 【請求項1】透明光学基板の一面に、ともに誘電体から
なる高屈折率層と低屈折率層とを交互に蒸着した多層膜
によって構成され入射角45°の光に対応する低偏波依
存性の反射分離膜を、また前記透明光学基板の他の面に
誘電体からなる高屈折率層と低屈折率層とを交互に蒸着
した多層膜によって構成される45°入射光に対応する
反射防止膜をそれぞれそなえたビームスプリッタ。 - 【請求項2】請求項1記載のビームスプリッタにおい
て、 前記反射分離膜は、高屈折率層を形成する物質としてT
iO2 を、また低屈折率層を形成する物質としてSiO
2 を、基板側から順次TiO2 :0.07λ〜0.11
λ、SiO2 :0.08λ〜0.19λ、TiO2 :
0.25λ〜0.29λ、SiO2 :0.28λ〜0.
31λなる光学膜厚となるように、少なくとも4層重ね
て構成されたビームスプリッタ。 - 【請求項3】請求項1記載のビームスプリッタにおい
て、 前記反射防止膜は、高屈折率層を形成する物質としてT
iO2 を、また低屈折率層を形成する物質としてSiO
2 を、基板側から順次TiO2 :0.1λ〜0.11
λ、SiO2 :0.08λ〜0.10λ、TiO2 :
0.25λ〜0.27λ、SiO2 :0.28λ〜0.
31λなる光学膜厚となるように、少なくとも4層重ね
て構成されたビームスプリッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060494A JPH07218722A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 光ビームスプリッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060494A JPH07218722A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 光ビームスプリッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218722A true JPH07218722A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11754859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060494A Pending JPH07218722A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 光ビームスプリッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07218722A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042665A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Sony Corp | 光学機能素子および撮像装置 |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP1060494A patent/JPH07218722A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042665A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Sony Corp | 光学機能素子および撮像装置 |
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