JPH08122706A - 偏光解消装置及びこれを用いた分光装置 - Google Patents
偏光解消装置及びこれを用いた分光装置Info
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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
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、未知の偏光状態の入射光線を受け
て、２つの複像板を有して偏光依存性を解消する光学系
において、以後にある光学要素と２つの複像板との光学
位置関係の制約条件を緩和して、偏光依存性をより安定
して解消する光学系を実現することを目的とする。 【構成】 複像板１０１、１０２に対して４５度回転し
た方位角に光学配置して、２つの直交する偏光成分の光
線を４つの偏光成分に分岐させる平行平面板の複像子で
ある第３複像板１０３を設ける構成手段。
て、２つの複像板を有して偏光依存性を解消する光学系
において、以後にある光学要素と２つの複像板との光学
位置関係の制約条件を緩和して、偏光依存性をより安定
して解消する光学系を実現することを目的とする。 【構成】 複像板１０１、１０２に対して４５度回転し
た方位角に光学配置して、２つの直交する偏光成分の光
線を４つの偏光成分に分岐させる平行平面板の複像子で
ある第３複像板１０３を設ける構成手段。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、未知の偏光状態の光
線を受けて、２つの複像板を有して偏光依存性を解消す
る光学系において、この２つの複像板と以後にある偏光
依存性を有する回折格子等の光学要素との光学位置関係
の制約条件を緩和して、安定した偏光依存解消する光学
系に関する。
線を受けて、２つの複像板を有して偏光依存性を解消す
る光学系において、この２つの複像板と以後にある偏光
依存性を有する回折格子等の光学要素との光学位置関係
の制約条件を緩和して、安定した偏光依存解消する光学
系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の例としては、複像板を２枚設
けて、未知の偏光状態の光線を受けて、偏光状態に依存
しないようにしてスペクトラムを測定する分光装置の例
がある。これについて、図４と図５と図６を参照して説
明する。本装置の構成は、図４に示すように、光コネク
タ１００と、複像板１０１、１０２と、コリメート鏡１
０８と、分光素子１０４と、集光鏡１０５と、スリット
１０７と、受光器１０６とで構成している。
けて、未知の偏光状態の光線を受けて、偏光状態に依存
しないようにしてスペクトラムを測定する分光装置の例
がある。これについて、図４と図５と図６を参照して説
明する。本装置の構成は、図４に示すように、光コネク
タ１００と、複像板１０１、１０２と、コリメート鏡１
０８と、分光素子１０４と、集光鏡１０５と、スリット
１０７と、受光器１０６とで構成している。
【０００３】一般に分光素子１０４自体は、偏光の偏波
面の方位に応じて回折効率が変化する偏光依存性を有し
ている。この為、光コネクタ１００から入射される未知
の偏光状態の光線を受けて、分光素子１０４に対して直
交する偏光成分を同等の光強度で供給して回折効率が変
化しないようにする偏光解消手段が必要となる。
面の方位に応じて回折効率が変化する偏光依存性を有し
ている。この為、光コネクタ１００から入射される未知
の偏光状態の光線を受けて、分光素子１０４に対して直
交する偏光成分を同等の光強度で供給して回折効率が変
化しないようにする偏光解消手段が必要となる。
【０００４】複像板１０１、１０２は、上記説明の偏光
解消手段として挿入するものである。個々の複像板は、
例えばカルサイト材（方解石）による複像子であり、１
つの入射光線を受けて、常光線と異常光線の２つの光線
に複屈折分岐させる同一厚みの平行平面板である。この
２枚の複像板を組み合わせて使用することにより、回折
効率が変化しない偏光解消手段を実現している。
解消手段として挿入するものである。個々の複像板は、
例えばカルサイト材（方解石）による複像子であり、１
つの入射光線を受けて、常光線と異常光線の２つの光線
に複屈折分岐させる同一厚みの平行平面板である。この
２枚の複像板を組み合わせて使用することにより、回折
効率が変化しない偏光解消手段を実現している。
【０００５】第１複像板１０１と第２複像板１０２との
配置関係と、この配置による光線の状態変化について説
明する。配置関係は、図５に示すように、一方の第１複
像板１０１は、Ｚ軸方向に異常光線が屈折するように結
晶軸方向１０１ｘを切り出した配置とする。他方の第２
複像板１０２は、Ｙ軸方向に異常光線が屈折するように
結晶軸方向１０２ｘを切り出した配置にする。つまり他
方の第２複像板１０２は、一方の第１複像板１０１と同
じものを、９０度回転した配置とすれば良い。光コネク
タ１００から第１複像板１０１のＡ面に垂直に入射した
直交する偏光成分１１０ａ、１１１ａは、これを通過し
た後、２つの光線に分岐して第２複像板１０２のＢ面に
入射し、これを通過した後、第２複像板１０２のＣ面か
ら２つの偏光成分１１０ｃ、１１１ｃとして出射する。
配置関係と、この配置による光線の状態変化について説
明する。配置関係は、図５に示すように、一方の第１複
像板１０１は、Ｚ軸方向に異常光線が屈折するように結
晶軸方向１０１ｘを切り出した配置とする。他方の第２
複像板１０２は、Ｙ軸方向に異常光線が屈折するように
結晶軸方向１０２ｘを切り出した配置にする。つまり他
方の第２複像板１０２は、一方の第１複像板１０１と同
じものを、９０度回転した配置とすれば良い。光コネク
タ１００から第１複像板１０１のＡ面に垂直に入射した
直交する偏光成分１１０ａ、１１１ａは、これを通過し
た後、２つの光線に分岐して第２複像板１０２のＢ面に
入射し、これを通過した後、第２複像板１０２のＣ面か
ら２つの偏光成分１１０ｃ、１１１ｃとして出射する。
【０００６】このＡ面に入射する光線において、直交す
る偏光成分をそれぞれ図６（ａ）に示す偏光成分１１０
ａ、１１１ａの位置へ入射したと仮定すると、Ｂ面での
各偏光成分は、図６（ｂ）に示すように異常光線側がＺ
方向に屈折して偏光成分１１０ａが偏光成分１１０ｂの
位置へ移動し、偏光成分１１１ａはそのまま直進して偏
光成分１１１ｂの位置状態である。次に、これらの偏光
成分がＣ面で出射する偏光成分は、図６（ｃ）に示すよ
うに、偏光成分１１０ｂはそのまま直進して偏光成分１
１０ｃの位置状態であり、異常光線側がＹ方向に屈折し
て偏光成分１１１ｂが偏光成分１１１ｃの位置へ移動す
る。ここで第１複像板１０１と第２複像板１０２は、同
一厚みの平行平面板であるから同じ距離の移動である。
る偏光成分をそれぞれ図６（ａ）に示す偏光成分１１０
ａ、１１１ａの位置へ入射したと仮定すると、Ｂ面での
各偏光成分は、図６（ｂ）に示すように異常光線側がＺ
方向に屈折して偏光成分１１０ａが偏光成分１１０ｂの
位置へ移動し、偏光成分１１１ａはそのまま直進して偏
光成分１１１ｂの位置状態である。次に、これらの偏光
成分がＣ面で出射する偏光成分は、図６（ｃ）に示すよ
うに、偏光成分１１０ｂはそのまま直進して偏光成分１
１０ｃの位置状態であり、異常光線側がＹ方向に屈折し
て偏光成分１１１ｂが偏光成分１１１ｃの位置へ移動す
る。ここで第１複像板１０１と第２複像板１０２は、同
一厚みの平行平面板であるから同じ距離の移動である。
【０００７】上記説明では両複像板を水平に配置した場
合で説明していたが、実際にはこの両複像板の配置を４
５度回転させた状態で使用するので、偏光成分の位置関
係は、図６（ｄ）に示すようになる。この状態は、２つ
に分岐した光線が各々４５度の方角で、かつ２つの光線
を結ぶ線が分光素子１０４の格子と平行となる光学位置
関係になる。また、この４５度で分光素子１０４に入射
することは、直交する偏光成分の両方各々に対して半分
の振幅レベルを分光素子１０４に与えることを意味し、
回折効率に変化を与えない分光を可能にしている。これ
らの結果、光コネクタ１００からの入射光線の偏光状態
に依存すること無く、受光器１０６で電気信号として検
出される。
合で説明していたが、実際にはこの両複像板の配置を４
５度回転させた状態で使用するので、偏光成分の位置関
係は、図６（ｄ）に示すようになる。この状態は、２つ
に分岐した光線が各々４５度の方角で、かつ２つの光線
を結ぶ線が分光素子１０４の格子と平行となる光学位置
関係になる。また、この４５度で分光素子１０４に入射
することは、直交する偏光成分の両方各々に対して半分
の振幅レベルを分光素子１０４に与えることを意味し、
回折効率に変化を与えない分光を可能にしている。これ
らの結果、光コネクタ１００からの入射光線の偏光状態
に依存すること無く、受光器１０６で電気信号として検
出される。
【０００８】コリメート鏡１０８は、上記説明の光コネ
クタ１００からの入射光線が複像板１０１、１０２を通
過してきた光線を受けて、平行光線に変換し反射して分
光素子１０４に出射する鏡である。分光素子１０４は、
回折格子であり、入射光線の波長に応じて反射角が変わ
る分光特性を有する光学分光素子であり、かつ、外部か
らの制御により所望の角度に回転できる回動機構を有し
ていて、この回転角を変えることで目的の波長成分を集
光鏡１０５の光軸方向に反射させる。
クタ１００からの入射光線が複像板１０１、１０２を通
過してきた光線を受けて、平行光線に変換し反射して分
光素子１０４に出射する鏡である。分光素子１０４は、
回折格子であり、入射光線の波長に応じて反射角が変わ
る分光特性を有する光学分光素子であり、かつ、外部か
らの制御により所望の角度に回転できる回動機構を有し
ていて、この回転角を変えることで目的の波長成分を集
光鏡１０５の光軸方向に反射させる。
【０００９】集光鏡１０５は、上記で分光した光線を受
けて、目的の波長成分を集光してスリット１０７で焦点
を結ぶように配置した凹面鏡である。スリット１０７
は、不要な隣接する波長成分を遮蔽して所望の波長領域
のみを通過させて受光器１０６に与えるスリットであ
る。受光器１０６は、上記スリット１０７を通過した光
線の光強度を受けて、この光強度に対応した電気信号に
変換する光電変換器である。
けて、目的の波長成分を集光してスリット１０７で焦点
を結ぶように配置した凹面鏡である。スリット１０７
は、不要な隣接する波長成分を遮蔽して所望の波長領域
のみを通過させて受光器１０６に与えるスリットであ
る。受光器１０６は、上記スリット１０７を通過した光
線の光強度を受けて、この光強度に対応した電気信号に
変換する光電変換器である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、偏
光依存性を解消する為には、両複像板の配置を回動する
分光素子１０４の格子溝方向に対して常に正確に４５度
の方位角関係に設定する必要がある。この為、この角度
のずれがあると測定誤差要因となって表れ、安定した偏
光依存性の解消を妨げる要因となる。そこで、本発明が
解決しようとする課題は、未知の偏光状態の入射光線を
受けて、２つの複像板を有して偏光依存性を解消する光
学系において、以後にある光学要素と２つの複像板との
光学方位角関係の制約条件を緩和して、より安定に偏光
依存性を解消する光学系を実現することを目的とする。
光依存性を解消する為には、両複像板の配置を回動する
分光素子１０４の格子溝方向に対して常に正確に４５度
の方位角関係に設定する必要がある。この為、この角度
のずれがあると測定誤差要因となって表れ、安定した偏
光依存性の解消を妨げる要因となる。そこで、本発明が
解決しようとする課題は、未知の偏光状態の入射光線を
受けて、２つの複像板を有して偏光依存性を解消する光
学系において、以後にある光学要素と２つの複像板との
光学方位角関係の制約条件を緩和して、より安定に偏光
依存性を解消する光学系を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成では、複像板１０１、１０２に対して
４５度回転した方位角に光学配置して、２つの直交する
偏光成分の光線を４つの偏光成分に分岐させる平行平面
板の複像子である第３複像板１０３を設ける構成手段に
する。これにより、未知の偏光状態の入射光線を受け
て、以後にある光学要素の偏光依存性をより安定して解
消する光学系手段を実現する。ここで、第３複像板１０
３の挿入位置は、２つの複像板１０１、１０２の前、中
間、後のどの光学配置順序で挿入しても良い。
に、本発明の構成では、複像板１０１、１０２に対して
４５度回転した方位角に光学配置して、２つの直交する
偏光成分の光線を４つの偏光成分に分岐させる平行平面
板の複像子である第３複像板１０３を設ける構成手段に
する。これにより、未知の偏光状態の入射光線を受け
て、以後にある光学要素の偏光依存性をより安定して解
消する光学系手段を実現する。ここで、第３複像板１０
３の挿入位置は、２つの複像板１０１、１０２の前、中
間、後のどの光学配置順序で挿入しても良い。
【００１２】より具体的には、回折格子等の分光素子１
０４の偏光依存性を解消する分光装置において、複像板
１０１、１０２に対して４５度回転した方位角に光学配
置して、２つの直交する偏光成分の光線を４つの偏光成
分に分岐させる平行平面板の複像子である第３複像板１
０３を設ける構成手段にする。これにより、以後にある
分光素子１０４の偏光依存性をより安定に解消した分光
装置を実現できる。
０４の偏光依存性を解消する分光装置において、複像板
１０１、１０２に対して４５度回転した方位角に光学配
置して、２つの直交する偏光成分の光線を４つの偏光成
分に分岐させる平行平面板の複像子である第３複像板１
０３を設ける構成手段にする。これにより、以後にある
分光素子１０４の偏光依存性をより安定に解消した分光
装置を実現できる。
【００１３】
【作用】第３複像板１０３は、他の２つの複像板に対し
て４５度回転して設けることで、直交する同量の偏光成
分に２分岐して出射する作用がある。この光線を分光素
子１０４に供給して回折効率の変動を無くする役割をも
つ。即ちこの３結晶板構成により、式１７に示すよう
に、分光素子１０４と３結晶板の方位角度θに依らず一
定であることがわかり、このことは、分光素子１０４と
３結晶板の光学配置の方位角度θの依存要素が無くする
作用がある。
て４５度回転して設けることで、直交する同量の偏光成
分に２分岐して出射する作用がある。この光線を分光素
子１０４に供給して回折効率の変動を無くする役割をも
つ。即ちこの３結晶板構成により、式１７に示すよう
に、分光素子１０４と３結晶板の方位角度θに依らず一
定であることがわかり、このことは、分光素子１０４と
３結晶板の光学配置の方位角度θの依存要素が無くする
作用がある。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例は、複像板を３枚設けて、未
知の偏光状態の光線を受けて、偏光状態に依存しない光
スペクトラムを測定する分光装置の例である。これにつ
いて、図１と図２と図３を参照して説明する。本装置の
構成は、図１に示すように、光コネクタ１００と、複像
板１０１、１０２、１０３と、コリメート鏡１０８と、
分光素子１０４と、集光鏡１０５と、スリット１０７
と、受光器１０６とで構成している。従来の構成に対し
て第３の複像板１０３を設けた構成になっている。この
構成で、複像板を除いた他の構成要素は、従来構成と同
様である。ここでは、複像板と分光素子１０４が当初の
光学方位配置関係からのずれを生じた場合の偏光依存性
を容易に解消する構成であり、特に、本光学装置を量産
製造する場合等のばらつきを無くして品質向上を実現す
る。
知の偏光状態の光線を受けて、偏光状態に依存しない光
スペクトラムを測定する分光装置の例である。これにつ
いて、図１と図２と図３を参照して説明する。本装置の
構成は、図１に示すように、光コネクタ１００と、複像
板１０１、１０２、１０３と、コリメート鏡１０８と、
分光素子１０４と、集光鏡１０５と、スリット１０７
と、受光器１０６とで構成している。従来の構成に対し
て第３の複像板１０３を設けた構成になっている。この
構成で、複像板を除いた他の構成要素は、従来構成と同
様である。ここでは、複像板と分光素子１０４が当初の
光学方位配置関係からのずれを生じた場合の偏光依存性
を容易に解消する構成であり、特に、本光学装置を量産
製造する場合等のばらつきを無くして品質向上を実現す
る。
【００１５】第１複像板１０１と第２複像板１０２と第
３複像板１０３との配置関係と、この配置による光線の
状態変化について説明する。配置関係は、図２に示すよ
うに、第１複像板１０１と第２複像板１０２は、従来と
同様の配置関係に置く。第３複像板１０３は、複像板１
０１、１０２と同様の結晶軸で切り出した薄い平行平面
板であり、これを、第２複像板１０２に対して４５度回
転した角度に配置して設ける。そして、第２複像板１０
２からの２つの光線を受けて、４５度の方位角度の入射
により、更に各々直交する２つの光線に複屈折させて４
つの光線に分岐させるものである。
３複像板１０３との配置関係と、この配置による光線の
状態変化について説明する。配置関係は、図２に示すよ
うに、第１複像板１０１と第２複像板１０２は、従来と
同様の配置関係に置く。第３複像板１０３は、複像板１
０１、１０２と同様の結晶軸で切り出した薄い平行平面
板であり、これを、第２複像板１０２に対して４５度回
転した角度に配置して設ける。そして、第２複像板１０
２からの２つの光線を受けて、４５度の方位角度の入射
により、更に各々直交する２つの光線に複屈折させて４
つの光線に分岐させるものである。
【００１６】図２に示すように、光コネクタ１００から
入射した直交する偏光成分１１０ａ、１１１ａは、第１
複像板１０１のＡ面に垂直に入射し、第２複像板１０２
のＢ面に入射し、第３複像板１０３のＣ面に入射し、こ
れを通過した後、第３複像板１０３のＤ面から４つの偏
光成分１１０ｅ、１１０ｆ、１１１ｅ、１１１ｆの光線
として出射する。従来の説明と同様に、図３（ａ）に示
すように、このＡ面に入射する直交偏光成分１１０ａ、
１１１ａは、Ｂ面では図３（ｂ）に示す位置に分岐移動
し、図３（ｃ）に示す位置に移動する。
入射した直交する偏光成分１１０ａ、１１１ａは、第１
複像板１０１のＡ面に垂直に入射し、第２複像板１０２
のＢ面に入射し、第３複像板１０３のＣ面に入射し、こ
れを通過した後、第３複像板１０３のＤ面から４つの偏
光成分１１０ｅ、１１０ｆ、１１１ｅ、１１１ｆの光線
として出射する。従来の説明と同様に、図３（ａ）に示
すように、このＡ面に入射する直交偏光成分１１０ａ、
１１１ａは、Ｂ面では図３（ｂ）に示す位置に分岐移動
し、図３（ｃ）に示す位置に移動する。
【００１７】次に、新たに追加した第３複像板１０３へ
の入射光線は、図３（ｄ）に示す位置状態にある。偏光
成分１１０ｃ、１１１ｃの両偏光成分は、第３複像板１
０３に対して４５度の方位角で入射する。ここで、第３
複像板１０３の異常光線となる方向をＱとし、これに直
交する方向をＲとすると、Ｑ方向の偏光成分はＱ方向に
分岐し移動する。この結果、図３（ｅ）に示すように、
入射した偏光成分１１０ｃは、Ｑ方向に移動した偏光成
分１１０ｆと、そのまま直進した偏光成分１１０ｅに２
分岐出射する。他方の入射偏光成分１１０ｃも同様にし
て、Ｑ方向に移動した偏光成分１１１ｆとそのまま直進
した偏光成分１１１ｅに２分岐出射して、４つに分岐し
た光線は、Ｑ方向に１直線上に並んだ状態で出射する。
の入射光線は、図３（ｄ）に示す位置状態にある。偏光
成分１１０ｃ、１１１ｃの両偏光成分は、第３複像板１
０３に対して４５度の方位角で入射する。ここで、第３
複像板１０３の異常光線となる方向をＱとし、これに直
交する方向をＲとすると、Ｑ方向の偏光成分はＱ方向に
分岐し移動する。この結果、図３（ｅ）に示すように、
入射した偏光成分１１０ｃは、Ｑ方向に移動した偏光成
分１１０ｆと、そのまま直進した偏光成分１１０ｅに２
分岐出射する。他方の入射偏光成分１１０ｃも同様にし
て、Ｑ方向に移動した偏光成分１１１ｆとそのまま直進
した偏光成分１１１ｅに２分岐出射して、４つに分岐し
た光線は、Ｑ方向に１直線上に並んだ状態で出射する。
【００１８】次に、複像板を３枚構成にしたことによ
り、分光素子１０４と３結晶板の方位角度θを正確に４
５度の光学位置関係を保つ制約条件を無くする原理につ
いて、計算式を示して以下に説明する。
り、分光素子１０４と３結晶板の方位角度θを正確に４
５度の光学位置関係を保つ制約条件を無くする原理につ
いて、計算式を示して以下に説明する。
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】単色完全偏光は、式１として記述できる。
ここで、ＥxはＸ方向の振幅であり、ＥyはＹ方向の振幅
であり、この列ベクトルはＪｏｎｅｓのベクトルと呼ば
れる。このような光線が結晶板のような偏光光学素子を
透過すると振幅、位相に変化を受ける。その作用は式２
に示す行列で表される。ここでＰ（θ）は方位角θの偏
光子である。Ｘ方向の回折効率をηとし、Ｙ方向の回折
効率をζとし、方位角が０のときの回折格子Ｇは式３に
示す行列で表される。方位角θの偏光子Ｐ（θ）と、回
折格子Ｇを通った時の入出力光の振幅は、式４として表
せる。ここで、入力光は、式４ａで表し、出力光は、式
４ｂで表す。ところで、光の強度Ｗは、式５で求めら
れ、この中の記号*は複素共役を表す。
ここで、ＥxはＸ方向の振幅であり、ＥyはＹ方向の振幅
であり、この列ベクトルはＪｏｎｅｓのベクトルと呼ば
れる。このような光線が結晶板のような偏光光学素子を
透過すると振幅、位相に変化を受ける。その作用は式２
に示す行列で表される。ここでＰ（θ）は方位角θの偏
光子である。Ｘ方向の回折効率をηとし、Ｙ方向の回折
効率をζとし、方位角が０のときの回折格子Ｇは式３に
示す行列で表される。方位角θの偏光子Ｐ（θ）と、回
折格子Ｇを通った時の入出力光の振幅は、式４として表
せる。ここで、入力光は、式４ａで表し、出力光は、式
４ｂで表す。ところで、光の強度Ｗは、式５で求めら
れ、この中の記号*は複素共役を表す。
【００２３】ここで、例として、２個構成の結晶板を使
用して、偏光成分に位相差を与えず横ずらしだけを与え
る光学素子であるサバール板（Savart plate）で偏光解
消を考える。振幅Ｅの入力光がサバール板を通過した光
は、回折格子の溝に対し±４５度の偏光方向の２つの光
線に分離されて回折格子から出射した光は、それぞれ式
６と式７として表される。式２から式８が求まる。ここ
で、方位角α、振幅１の直線偏光の光が入射する場合を
考えると、式９として表されるから、これを式６、式７
に代入すると式１０と式１１が得られる。これから、２
つの光線を一緒に受光器で受光する場合の強度Ｗは、式
１２として求められ、これは、入射光の偏光の方位角α
に依らず一定である。
用して、偏光成分に位相差を与えず横ずらしだけを与え
る光学素子であるサバール板（Savart plate）で偏光解
消を考える。振幅Ｅの入力光がサバール板を通過した光
は、回折格子の溝に対し±４５度の偏光方向の２つの光
線に分離されて回折格子から出射した光は、それぞれ式
６と式７として表される。式２から式８が求まる。ここ
で、方位角α、振幅１の直線偏光の光が入射する場合を
考えると、式９として表されるから、これを式６、式７
に代入すると式１０と式１１が得られる。これから、２
つの光線を一緒に受光器で受光する場合の強度Ｗは、式
１２として求められ、これは、入射光の偏光の方位角α
に依らず一定である。
【００２４】次の例として、３個構成の結晶板を使用し
た場合の偏光解消について考える。前記の２個構成の結
晶板の説明から、入射光の偏光の方位角αに依らないの
であるから、この３個構成の結晶板の角度をθとする
と、この３結晶板を通って４つの光線に分離された光
は、回折格子から出射して、それぞれ式１３で表され
る。これは、式２からＰの項は式１４になる。これから
式１３は、式１４からと、A=cos2θ+sin2θ、B=cos2θ-
sin2θとおくことにより、式１５が得られ、式１６が求
められる。これから、全強度Ｗは、式１７として求めら
れる。この式には角度θの項が無くなっている。ゆえ
に、３結晶板の角度θ、及び入射光の方位角に依らず一
定であることがわかる。即ち、このことは、２個構成の
結晶板に対比して、第３複像板１０３を設けた３結晶板
では、角度θの依存要素を無視できることを示してい
る。
た場合の偏光解消について考える。前記の２個構成の結
晶板の説明から、入射光の偏光の方位角αに依らないの
であるから、この３個構成の結晶板の角度をθとする
と、この３結晶板を通って４つの光線に分離された光
は、回折格子から出射して、それぞれ式１３で表され
る。これは、式２からＰの項は式１４になる。これから
式１３は、式１４からと、A=cos2θ+sin2θ、B=cos2θ-
sin2θとおくことにより、式１５が得られ、式１６が求
められる。これから、全強度Ｗは、式１７として求めら
れる。この式には角度θの項が無くなっている。ゆえ
に、３結晶板の角度θ、及び入射光の方位角に依らず一
定であることがわかる。即ち、このことは、２個構成の
結晶板に対比して、第３複像板１０３を設けた３結晶板
では、角度θの依存要素を無視できることを示してい
る。
【００２５】上記実施例の説明では、複像板と分光素子
１０４が当初の光学方位配置のずれを生じた場合の偏光
依存性を解消する場合で説明していたが、その他にも、
複像板を使用した偏光解消手段において、以後に設けら
れる光学系で当初の光学方位配置のずれを生じること
で、影響を受けるような光学装置においても、同様の適
用により解消することが可能である。
１０４が当初の光学方位配置のずれを生じた場合の偏光
依存性を解消する場合で説明していたが、その他にも、
複像板を使用した偏光解消手段において、以後に設けら
れる光学系で当初の光学方位配置のずれを生じること
で、影響を受けるような光学装置においても、同様の適
用により解消することが可能である。
【００２６】上記実施例の説明では、第３複像板１０３
を第２複像板１０２の後に配置した配置構成の場合で説
明したが、第１複像板１０１の前に配置した配列順序と
しても良く、あるいは、中間に挿入した配列順序として
も良く、同様にして実施出来る。また、第１複像板１０
１と第２複像板１０２についても、この配列順序を入れ
替えた配列構成としても良く、同様にして実施出来る。
を第２複像板１０２の後に配置した配置構成の場合で説
明したが、第１複像板１０１の前に配置した配列順序と
しても良く、あるいは、中間に挿入した配列順序として
も良く、同様にして実施出来る。また、第１複像板１０
１と第２複像板１０２についても、この配列順序を入れ
替えた配列構成としても良く、同様にして実施出来る。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。２
つの偏光解消用複像板に追加した第３複像板１０３は、
第２複像板１０２に対して４５度回転して設けること
で、第２複像板１０２からの偏光成分を４５度で入射さ
せて、直交する同量の偏光成分に２分岐して出射する。
この構成により、式１７に示すように、第３複像板１０
３を設けた３結晶板構成では、分光素子１０４と３結晶
板の方位角度θの依存要素が無くなる効果があり、任意
の光学方位関係でも良いこととなり、分光素子１０４の
回折効率の影響を無くする効果が得られる。この結果、
分光素子１０４の格子溝方向に対して４５度の光学位置
関係に正確に調整するという制約条件を無くする偏光依
存解消手段を実現できる効果が得られる。また、光学装
置を量産製造する場合等の製造ばらつきによる影響を容
易に軽減できる。また、光学機械的変動要素にも強くな
り長期間安定して良好な光学装置を維持できる。
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。２
つの偏光解消用複像板に追加した第３複像板１０３は、
第２複像板１０２に対して４５度回転して設けること
で、第２複像板１０２からの偏光成分を４５度で入射さ
せて、直交する同量の偏光成分に２分岐して出射する。
この構成により、式１７に示すように、第３複像板１０
３を設けた３結晶板構成では、分光素子１０４と３結晶
板の方位角度θの依存要素が無くなる効果があり、任意
の光学方位関係でも良いこととなり、分光素子１０４の
回折効率の影響を無くする効果が得られる。この結果、
分光素子１０４の格子溝方向に対して４５度の光学位置
関係に正確に調整するという制約条件を無くする偏光依
存解消手段を実現できる効果が得られる。また、光学装
置を量産製造する場合等の製造ばらつきによる影響を容
易に軽減できる。また、光学機械的変動要素にも強くな
り長期間安定して良好な光学装置を維持できる。
【００２８】
【図１】本発明の、複像板を３枚設けて構成した分光装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】本発明の、３枚の複像板の配置関係を説明する
図である。
図である。
【図３】（ａ）第１複像板１０１のＡ面に垂直に入射す
る直交する偏光成分を示す光学図である。 （ｂ）第２複像板１０２に入射する偏光成分を示す光学
図である。 （ｃ）第２複像板１０２から出射した偏光成分を示す光
学図である。 （ｄ）第３複像板１０３に入射する偏光成分を示す光学
図である。 （ｅ）第３複像板１０３から出射した偏光成分を示す光
学図である。
る直交する偏光成分を示す光学図である。 （ｂ）第２複像板１０２に入射する偏光成分を示す光学
図である。 （ｃ）第２複像板１０２から出射した偏光成分を示す光
学図である。 （ｄ）第３複像板１０３に入射する偏光成分を示す光学
図である。 （ｅ）第３複像板１０３から出射した偏光成分を示す光
学図である。
【図４】従来の、複像板を２枚設けて構成した分光装置
の構成図である。
の構成図である。
【図５】従来の、２枚の複像板の配置関係を説明する図
である。
である。
【図６】（ａ）第１複像板１０１のＡ面に垂直に入射す
る直交する偏光成分を示す光学図である。 （ｂ）第２複像板１０２に入射する偏光成分を示す光学
図である。 （ｃ）第２複像板１０２から出射した偏光成分を示す光
学図である。 （ｄ）両複像板を４５度回転させた状態の、第２複像板
１０２からの出射偏光成分を示す光学図である。
る直交する偏光成分を示す光学図である。 （ｂ）第２複像板１０２に入射する偏光成分を示す光学
図である。 （ｃ）第２複像板１０２から出射した偏光成分を示す光
学図である。 （ｄ）両複像板を４５度回転させた状態の、第２複像板
１０２からの出射偏光成分を示す光学図である。
１００ 光コネクタ １０１、１０２、１０３ 複像板 １０１ｘ、１０２ｘ 結晶軸方向 １０４ 分光素子 １０５ 集光鏡 １０６ 受光器 １０７ スリット １０８ コリメート鏡 １１０ａ〜１１０ｆ、１１１ａ〜１１１ｆ 偏光成分
Claims (2)
- 【請求項１】 未知の偏光状態の入射光線を受けて、複
像子である２枚の複像板（１０１、１０２）を設けて２
つの直交する偏光成分の光線に分岐させて、以後にある
光学要素の偏光依存性を解消する光学系において、 当該複像板（１０１、１０２）に対して４５度回転した
方位角に光学配置して、２つの直交する偏光成分の光線
を４つの偏光成分に分岐させる平行平面板の複像子であ
る第３複像板（１０３）を設け、 以上を具備していることを特徴とした偏光解消装置。 - 【請求項２】 未知の偏光状態の入射光線を受けて、複
像子である２枚の複像板（１０１、１０２）を設けて２
つの直交する偏光成分の光線に分岐させて、以後にある
分光素子（１０４）の偏光依存性を解消する分光装置に
おいて、 当該複像板（１０１、１０２）に対して４５度回転した
方位角に光学配置して、２つの直交する偏光成分の光線
を４つの偏光成分に分岐させる平行平面板の複像子であ
る第３複像板（１０３）を設け、 以上を具備していることを特徴とした分光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6280071A JPH08122706A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 偏光解消装置及びこれを用いた分光装置 |
| US08/543,277 US5657121A (en) | 1994-10-19 | 1995-10-16 | Spectrum measuring device eliminating polarization dependency |
| DE19539004A DE19539004C2 (de) | 1994-10-19 | 1995-10-19 | Polarisationsabhängigkeit eliminierende Spektrummeßvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6280071A JPH08122706A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 偏光解消装置及びこれを用いた分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122706A true JPH08122706A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17619900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6280071A Pending JPH08122706A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 偏光解消装置及びこれを用いた分光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5657121A (ja) |
| JP (1) | JPH08122706A (ja) |
| DE (1) | DE19539004C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017044491A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | コニカミノルタ株式会社 | 測光装置 |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177992B1 (en) | 1998-09-25 | 2001-01-23 | Hewlett-Packard Company | Low insertion loss optical monochromator |
| JP3924711B2 (ja) * | 1999-08-26 | 2007-06-06 | 株式会社オーク製作所 | マルチビーム光学系 |
| JP4106394B2 (ja) * | 1999-12-21 | 2008-06-25 | 株式会社オーク製作所 | マルチビーム光学系 |
| US7099081B2 (en) * | 2000-08-18 | 2006-08-29 | Tokyo Electron Limited | Small-spot spectrometry instrument with reduced polarization and multiple-element depolarizer therefor |
| WO2002016893A2 (en) | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sensys Instruments Corporation | Small-spot spectrometry instrument with reduced polarization |
| JP4340833B2 (ja) | 2001-06-08 | 2009-10-07 | 横河電機株式会社 | 偏光解消板及び偏光解消板を用いた光学装置 |
| EP1588133A4 (en) * | 2003-01-22 | 2010-09-01 | Specrys Ltd | CRYSTAL GRID DEVICE |
| US20050270607A1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-12-08 | Christophe Moser | System and methods for refractive and diffractive volume holographic elements |
| US7209230B2 (en) | 2004-06-18 | 2007-04-24 | Luckoff Display Corporation | Hand-held spectra-reflectometer |
| US7483134B2 (en) * | 2005-02-10 | 2009-01-27 | Unity Scientific, Llc | Scanning monochromator with direct drive grating |
| US7283232B2 (en) * | 2005-06-06 | 2007-10-16 | Duke University | Optical spectroscopy with overlapping images |
| US7233394B2 (en) | 2005-06-20 | 2007-06-19 | Luckoff Display Corporation | Compact spectrometer |
| US20080212180A1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Jingyun Zhang | Polarization independent raman imaging with liquid crystal tunable filter |
| US7817274B2 (en) | 2007-10-05 | 2010-10-19 | Jingyun Zhang | Compact spectrometer |
| WO2009070459A1 (en) | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Jingyun Zhang | Miniature spectrometers working with cellular phones and other portable electronic devices |
| US8049885B1 (en) * | 2008-05-15 | 2011-11-01 | Ondax, Inc. | Method and apparatus for large spectral coverage measurement of volume holographic gratings |
| US7986407B2 (en) | 2008-08-04 | 2011-07-26 | Ondax, Inc. | Method and apparatus using volume holographic wavelength blockers |
| US8369017B2 (en) | 2008-10-27 | 2013-02-05 | Ondax, Inc. | Optical pulse shaping method and apparatus |
| US8289513B2 (en) * | 2009-05-01 | 2012-10-16 | Chemimage Corporation | System and method for component discrimination enhancement based on multispectral addition imaging |
| US8988680B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-03-24 | Chemimage Technologies Llc | Dual polarization with liquid crystal tunable filters |
| US9052290B2 (en) | 2012-10-15 | 2015-06-09 | Chemimage Corporation | SWIR targeted agile raman system for detection of unknown materials using dual polarization |
| FR2998962B1 (fr) | 2012-12-04 | 2015-02-20 | Horiba Jobin Yvon Sas | Spectrometre pour l'analyse du spectre d'un faisceau lumineux |
| US9157800B2 (en) | 2013-01-15 | 2015-10-13 | Chemimage Technologies Llc | System and method for assessing analytes using conformal filters and dual polarization |
| US9599565B1 (en) | 2013-10-02 | 2017-03-21 | Ondax, Inc. | Identification and analysis of materials and molecular structures |
| US9587983B1 (en) | 2015-09-21 | 2017-03-07 | Ondax, Inc. | Thermally compensated optical probe |
| DE102016225344A1 (de) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | System zur Analyse von elektromagnetischer Strahlung und Bauelement zur Herstellung desselben |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2718170A (en) * | 1950-06-13 | 1955-09-20 | Lyot Bernard Ferdinand | Slitless spectrophotometer |
| DE3519764A1 (de) * | 1985-06-01 | 1986-12-04 | Grün Optik Wetzlar GmbH, 6330 Wetzlar | Vorrichtung zur zerlegung optischer strahlung |
| US4995724A (en) * | 1988-08-18 | 1991-02-26 | Anritsu Corporation | Optical spectrum analyzer with high performance measurement function |
| DE69014781T2 (de) * | 1989-09-12 | 1995-05-24 | Advantest Corp | Instrument zur Messung eines Spektrums. |
| WO1996012941A1 (en) * | 1994-10-21 | 1996-05-02 | Therma-Wave, Inc. | Spectroscopic ellipsometer |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP6280071A patent/JPH08122706A/ja active Pending
-
1995
- 1995-10-16 US US08/543,277 patent/US5657121A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-19 DE DE19539004A patent/DE19539004C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017044491A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | コニカミノルタ株式会社 | 測光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5657121A (en) | 1997-08-12 |
| DE19539004C2 (de) | 2000-06-08 |
| DE19539004A1 (de) | 1996-04-25 |
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