JPS5997105A - 干渉型偏光子 - Google Patents

干渉型偏光子

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JPS5997105A
JPS5997105A JP20806382A JP20806382A JPS5997105A JP S5997105 A JPS5997105 A JP S5997105A JP 20806382 A JP20806382 A JP 20806382A JP 20806382 A JP20806382 A JP 20806382A JP S5997105 A JPS5997105 A JP S5997105A
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JP
Japan
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light
interference
vapor deposition
polarizer
type polarizer
Prior art date
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Pending
Application number
JP20806382A
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English (en)
Inventor
Toshio Mori
森 桐史雄
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS5997105A publication Critical patent/JPS5997105A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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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〕 本発明は偏光子としての作用と透過光の波長を選択する
干渉フィルタとしての作用を併せ持つ干渉型偏光子に関
し、特に、入射光の偏光面に応じて透過光の波長が変わ
るという新規な性質を有する干渉型偏光子に関する。
〔背景技術とその問題点〕
光学機器は各種の光学部品が用いられているが、最近特
に、干渉型偏光子と称されるものが注目を浴びている。
この干渉型偏光子は、一般には自然光を直線偏光に変え
る偏光子としての作用と、透過光の波長を選択する干渉
フィルタとしての作用をなすものとして知られている。
そこで、従来はこれら偏光子や干渉フィルタとして作用
するものを別体に形成し、組み合せて用いることによっ
て干渉型偏光子とすることが考えられている。そして、
偏光子としては方解石や水晶などの複屈折性の結晶を使
って形成されるプリズムや二色性結晶等が用いられ、一
方、干渉フィルタとしては、半透明の銀の薄膜の間に例
えばフッ化マグネシウム等の透明な誘電体の薄膜を挾ん
だもの等が用いられている。
ところで、このように偏光子と干渉フィルタの組み合せ
により干渉型偏光子を構成するものにあっては、2個の
光学部品を有することとなり、占有空間も大きくなって
光学機器の小型化に対応することができないものである
。さらに、このように用いられる偏光子は、入射光の半
分は吸収してしまうため、出力の大きな入射光に対して
は、吸収エネルギーにより焼結する虞れがある。
そこでさらに従来は、非吸収透明物質の高屈折率膜と低
屈折率膜を交互に重ねて層とした所謂多層ダイクロイッ
クミラーが干渉型偏光子として用いられている。このよ
うな干渉型偏光子では、例えば硫化亜鉛層とフッ化マグ
ネシウム層を交互に積層したものが用いられ、各層の厚
さを調整することにより干渉作用によって透過光の波長
を選択できるようになるとともに、上記干渉型偏光子の
表面に偏光角(ブルースターの角)で光を入射すること
により透過光を入射面に平行な直線偏光とすることがで
きる。
しかしながら、このような従来の干渉型偏光子にあって
は、入射光を斜め方向から入射する必要があるため光学
系の中に設置するときに大きな空間を必要とする。
さらに、このような従来のものにあっては、光路を乱さ
ないためには例えばダイクロイックビームスプリンタプ
リズムのようなプリズム状とする必要があり、構造が複
雑なものとなる欠点がある。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、上述した従来のものの有する欠点を解
消するために提案されたものであり、垂直方向の入射光
に対して使用することができ、小型化を図ることが可能
な新規な干渉型偏光子を提供することを目的とする。
さらに本発明は、構造が簡単で容易に製造することが可
能な干渉型偏光子を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上述した目的を達成するために、本発明は、2nd二m
λなる厚みを有し、誘電体材料を基板に対して斜めに入
射させて蒸着することにより形成した複屈折層の両面に
、反射層を設けてなり、偏光面に応じて所定の波長を選
択することを特徴とするものである。ただし、λは入射
光の波長、mは整数、nは複屈折層の屈折率、dは複屈
折層の厚みを表わすものである。
〔実施例〕
本発明者等は、克明な試験研究を重ねた結果、干渉フィ
ルタの誘電体層を斜め蒸着で得られる複屈折性誘電体層
に置き替えることにより偏光面に応じて所定の波長を選
択する干渉型偏光子として作用することを見出し本発明
を完成したものである。
以下、本発明の具体的な一実施例について図面に従って
説明する。
本発明の構成による干渉型偏光子1は、第1図に示すよ
うにガラス基板2上に半透明の銀の薄膜からなる反射層
3,4と、二酸化チタンを斜めに入射させて蒸着するこ
とにより形成される複屈折層5を設けてなっている。す
なわち、上記ガラス基板2上に、先ず、銀を真空蒸着法
により厚さ約200人に蒸着して反射層3を形成する。
そして、この反射層3上に二酸化チタンを蒸着源とし、
蒸着入射角75°で斜め蒸着し、厚さd″−1230O
Aの複屈折層5が形成されている。さらに、上記複屈折
層5上に、再び銀を真空蒸着法により蒸着し、厚さ約2
00Xの反射層4が設けられている。
このように構成される干渉型偏光子1は、複屈折層5の
厚さdによる干渉作用により垂直方向の入射光に対して 2nd=mλ    ・・・・・・第1式なる第1式で
表わされる波長λの光のみを選択的に透過し、干渉フィ
ルタとして作用する。ここで、nは上記複屈折層5の屈
折率、mは整数を表わすものである。
ところで、上記複屈折層5の屈折率dは、入射光の偏光
面により異なった屈折率n x t n yとなる。
すなわち、第2図に示すように基板11に対して誘電材
料12を入射角θで蒸着すると生成した蒸着膜13は、
図中X方向の屈折率がY方向の屈折率よりも大きくなる
。この場合、上記蒸着膜13を光がZ方向に通過すると
き、光は位相速度の最も遅い振動方向、すなわちX方向
の直線偏光成分とそれに直角な位相速度の最も速い振動
方向、すなわちY方向の直線偏光成分に分れて進む。こ
のときの上記各直線偏光の間に生ずる光路長差「をリタ
ーデーションと称する。ここで、nX、nYをそれぞれ
X方向、Y方向に振動方向を持つ直線偏光成分に対する
屈折率、またDを複屈折媒体、すなわち蒸着膜13の厚
さとすると、上記リターデーション「は r −(nx−口Y) D   、、、、、、第2式な
る第2式で表わされる。
上述の効果は、いわゆるセルフ・シャドウ効果によって
蒸着粒子の成長方向が規制され、粒子間のつながりが入
射面に垂直なX方向に比べてY方向では生じ難(、この
構造が光の波長に比べて十分小さいためにX方向の屈折
率n x ) Y方向の屈折率nyとなって複屈折が生
ずるものと考えられている。
このため、上記干渉型偏光子1により透過される光の波
長は、第3図に示すように入射光の偏光面によって異な
っている。すなわち、X方向の偏光面を有する入射光に
対しては第3図中Aで示すように波長が581 nmの
光のみを透過し、Y方向の偏光面を有する入射光に対し
ては第3図中Bで示すように波長が577 nmの光の
みを透過するようになり、入射光の偏光面に応じて波長
選択性を生ずる。
このように、上記実施例においては、干渉フィルタとし
ての作用を得ることができるとともに、入射光の偏光面
に応じて所定の波長を選択することができるという新規
な性質を得ることが可能となっている。
さらに、上記実施例においては、垂直方向からの光に対
して使用することができ、小型化を図ることが可能とな
るとともに、構造も反射層3,4と複屈折層5のみから
成っているため簡単なものとなり、容易に製造すること
が可能となっている。
ところで、上述した干渉型偏光子1に用いられる複屈折
層5は、第4図の如き構成の蒸着装置21を用いて誘電
体材料を斜め蒸着することにより得ることができるが、
得られる複屈折層5については後述する実施例1及び実
施例2に示すような実験データを得ている。
さらに、本発明は上記実施例に限定されるものではなく
、例えば、反射層3,4として銀の蒸着膜の替わりにい
わゆる誘電体ミラー(例えば硫化亜鉛とフッ化マグネシ
ウムを交互に積層し、これら各層の厚さを選択する透過
光の波長の1/4波長に相当する厚みとしたもの)を用
いた場合には吸収が少なく、透過光のバンド幅の小さい
干渉型偏光子を得ることができる。
さらにまた、例えば二酸化チタンと二酸化ケイ素を交互
に積層し、これら各層を同一人射面で斜め蒸着するとと
もに、各層の厚さを選択する反射光の波長の1/4波長
に相当する厚みとすることにより反射スペクトルが偏光
面によって変ることを特徴とする干渉型偏光子を得るこ
とができる。
実施例 1 上述した蒸着装置21により、蒸着源23に二酸化チタ
ン(TiO2)を用い、この蒸着源23を加熱手段26
として電子ビームで局部的に加熱して蒸着を行なった。
この蒸着装置21を第4図に従って説明すると、蒸着装
置21は図示しない排気ポンプにより内部を真空にされ
るベルジャ22、各種蒸着材料を蒸発する蒸着源23及
び上記蒸着源23からの蒸気の方向に対して角度を変位
可能に設けられる基板取付は部24から構成されている
。上記蒸着源23には各種蒸着材料を蒸発させるための
加熱手段26が設けられている。この加熱手段26は蒸
着源230種類によって、例えばタングステン等に電流
を流して加熱したり、電子ビームやレーザビーム、赤外
線等を用いて局部的に加熱したりするものである。また
、ベルジヤ22内部は図示しない排気ポンプによって脱
気され” ’imHg以下(10’Torr以下)の真
空度となっている。さらに、上記取付は基板24の一側
面には蒸着されるガラス板等の基板25が取付けられ、
該基板25表面が蒸着源23と角度θをなすように対向
されている。
したがって、上記蒸着源23を加熱して蒸着材料を蒸発
させると、発生した蒸気が真空雰囲気中であるために直
線的に上昇し、上記基板2.5表面の垂直方向に対して
角度θ方向から、すなわち蒸着入射角θで付着する。
このとき、蒸着入射角θを変化させて得られた蒸着膜の
膜厚り及びリターデーション「を測定した。ここで、膜
厚りは、触針式膜厚計を用いて測定シ、リターデーショ
ンロは、ベレクコンペンセータを用いて測定した。
蒸着入射角θおよび測定された膜厚D1リターデーショ
ンρは第1表のとおりである。なお、△nは膜厚り及び
リターデーション「より計算される(nX−nY)の値
である。
第   1   表 実施例 2 蒸着装置21により、蒸着源23に各種誘電体材料を用
い、この蒸着源23を各種加熱手段26により加熱して
基板25上に蒸着を行なった。このとき、蒸着入射角θ
を75°とし、上記蒸着源23に用いる誘電体材料を変
えて得られた蒸着膜の膜厚り及びリターデーション「を
測定した。
使用した誘電体材料、蒸着源の加熱手段及び測定された
膜厚り、IJタープ−ジョンf1は第2表のとおりであ
る。第2表の加熱手段の欄で、Taとあるのはタンタル
ボード中に蒸着源を入れ、このタンタルボードに電流を
流して加熱するもの、Wとあるのはアルミナ(A120
s)でコートされたバスケツタ型のタングステンヒータ
を用いて加熱するもの、EBとあるのは電子ビームで局
部的に加熱するものをそれぞれ表わしている。
第   2   表 注) 5ubstance−1は酸化ジルコニウム(Z
r02)と四酸化チタンジルコニウム(ZrTi04)
の混合焼成体である。
〔発明の効果〕
上述した実施例の説明からも明らかなように、本発明に
おいては干渉フィルタとしての波長選択性を有するとと
もに、入射光の偏光面に応じて偏光面のそろった所定の
波長の光を透過させるという新規な性質を得ることがで
きる。
さらに、本発明においては、垂直方向の入射光に対して
使用することができ、光学機器内での占有空間を小さく
することができる。
さらにまた、本発明においては、構造の簡単な干渉型偏
光子を得ることができ、その製造も非常に容易なものと
なっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用した干渉型偏光子の一実施例を示
す要部縦断面図、第2図は斜め蒸着により得られる複屈
折板を示す模式図、第3図は干渉型偏光子により得られ
る透過光の吸収スペクトルを示す記録チャート、第4図
は蒸着装置を示す概略側面図である。 1・・・干渉型偏光子 2・・・ガラス基板 3.4・・・反射層 5・・・複屈折層 手続補正書輸発) 昭和 5弊 4月 14日 特許庁長官 若 杉 和 夫  殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願第208063号 2、発明の名称 干渉型偏光子 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 住 所東京部品用区北品用6丁目7番35号氏名(21
g)ソニー株式会社 (名称)  代表者 大 賀 典 雄 4、代理人 〒105 第2表 (以上) 手続補正書(方式) 昭和58年4月140 特許庁長官 若 杉 和 夫  殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願第208063号 2、発明の名称 干渉型偏光子 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 住 所 東京部品用区北品用6丁目7番35号氏名(2
18)ソニー株式会社 銘 称)  代表者  大  賀  典  雄4、代 
理 人 〒105 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目6番4号6、補正の対
象 蒸着膜の膜厚り及びリターデーションρを測定した。こ
こで、膜厚りは、触針式膜厚計を用いて測定し、リター
デーション「は、ベレクコンペンセータを用いて測定し
た。 蒸着入射角θおよび測定された膜厚D、リターデーショ
ンPは第1表のとおりである。なお、Δnは膜厚り及び
リターデーション「より計算される( nX−ny )
の値である。 第1表 11− 第2表 注)  5ubstance−1は酸化ジルコニウム(
Zr(h)と四酸化チタンジルコニウム(ZrTiOa
)の混合焼成体である。 〔発明の効果〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2nd=mλなる厚みを有し、誘電体材料を基板に対し
    て斜めに入射させて蒸着することにより形成した複屈折
    層の両面に、反射層を設けてなり、偏光面に応じて所定
    の波長を選択することを特徴とする干渉型偏光子。ただ
    し、λは透過光の波長、mは整数、nは複屈折層の屈折
    率、dは複屈折層の厚みを表わすものである。
JP20806382A 1982-11-27 1982-11-27 干渉型偏光子 Pending JPS5997105A (ja)

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JP20806382A JPS5997105A (ja) 1982-11-27 1982-11-27 干渉型偏光子

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ID=16550024

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63205610A (ja) * 1987-02-20 1988-08-25 Toyota Motor Corp 複屈折板の製造方法
US4813768A (en) * 1986-11-04 1989-03-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Liquid crystal device having an oblique evaporation film which is protected by a protective layer
JPH02165105A (ja) * 1988-12-20 1990-06-26 Fujitsu Ltd 偏光子
WO1994028445A3 (de) * 1993-05-22 1995-01-26 Andreas Biedermann Variables farbfilter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02165105A (ja) * 1988-12-20 1990-06-26 Fujitsu Ltd 偏光子
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