JPS6063503A - 偏光分離素子 - Google Patents
偏光分離素子Info
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- JPS6063503A JPS6063503A JP17128583A JP17128583A JPS6063503A JP S6063503 A JPS6063503 A JP S6063503A JP 17128583 A JP17128583 A JP 17128583A JP 17128583 A JP17128583 A JP 17128583A JP S6063503 A JPS6063503 A JP S6063503A
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- Japan
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- plate
- element according
- 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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- Physics & Mathematics (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。
め要約のデータは記録されません。
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。
、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ヲ利用した素
子が多く提案されている。ところで、この分野では光の
偏波面が問題となシ、よって、偏波の分離方法に対する
工夫が重要視されている。
されている。さらに、これらの光センサーヲ利用した素
子が多く提案されている。ところで、この分野では光の
偏波面が問題となシ、よって、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、ファイバー中を伝播し
てくるような直交ぜる２つの偏波を同時に処理すること
ができず、したがって、処理し得ない一方の偏波を未処
理のまま捨てざるを得す、結果的にロスとなる。
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、ファイバー中を伝播し
てくるような直交ぜる２つの偏波を同時に処理すること
ができず、したがって、処理し得ない一方の偏波を未処
理のまま捨てざるを得す、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ィルターで
は、分離した光の方向がプリズムの角度によシ決定され
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、数朋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シ、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〜１ ｍ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。
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ィルターで
は、分離した光の方向がプリズムの角度によシ決定され
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、数朋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シ、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〜１ ｍ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、直交ぜる２つの偏波を分離（３） 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。
いて有用な、直交ぜる２つの偏波を分離（３） 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
直交ぜる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偏光分離素子を構
成することによって達成することができる。
直交ぜる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偏光分離素子を構
成することによっ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。
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１λ板と記す。）である。ここで使用するΣλ板
は水晶等の材料から構成され、その複屈折の値ｅｎ、及
びｎｏとすると７波長板の厚さけ の奇数倍で与えられる。ここで、貫通させない穴をあけ
る場合に於いては、穴の深さがｄとなシ、（４） 波長板の厚さはｄの偶数倍となる。
ために１λ板と記す。）である。ここで使用するΣλ板
は水晶等の材料から構成され、その複屈折の値ｅｎ、及
びｎｏとすると７波長板の厚さけ の奇数倍で与えられる。ここで、貫通させない穴をあけ
る場合に於いては、穴の深さがｄとなシ、（４） 波長板の厚さはｄの偶数倍となる。
本発明に於いては、偏光分離器によって分離された偏波
の一方を上述したΣλ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、元ビ
ームの径及び分離されたビーム間隔は数謂舅以下とする
。本発明では、とのように微細な領域での偏波処理に於
いて特に有効である。つまシ、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
λ板中に、光ビームの径よシ大きく、分離されたビーム
間隔よシ小さい幅を持つ穴をあけることによって実現さ
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
よシ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７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。
の一方を上述したΣλ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、元ビ
ームの径及び分離されたビーム間隔は数謂舅以下とする
。本発明では、とのように微細な領域での偏波処理に於
いて特に有効である。つまシ、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
λ板中に、光ビームの径よシ大きく、分離されたビーム
間隔よシ小さい幅を持つ穴をあけることによって実現さ
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
よシ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７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。
１
第１の方法では、Σλ板を他の基板（ガラス板等）に接
着剤ではシ合わせ、他の表面にフォ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ｌｔ−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
シに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シ、所
望の位置のＬλ板材料ｔ−溶融、蒸発させることができ
る、この念め、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１λ板は通
常接着剤で密着して用いられる。
着剤ではシ合わせ、他の表面にフォ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ｌｔ−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
シに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シ、所
望の位置のＬλ板材料ｔ−溶融、蒸発させることができ
る、この念め、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１λ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。
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
であシ、これに１λ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１λ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
よって、２つの厘交ぜる偏波、すなわち、垂直な偏波Ｘ
１及び平行な偏波ｘｂに分離する。偏波ｘｂは、さらに
１λ板に入射し、ここで７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となって出射
する。
であシ、これに１λ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１λ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
よって、２つの厘交ぜる偏波、すなわち、垂直な偏波Ｘ
１及び平行な偏波ｘｂに分離する。偏波ｘｂは、さらに
１λ板に入射し、ここで７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となって出射
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ァイバー
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、さらにディテクター
（図示せず）を配置する。この系でディテクターで受け
る光のＡ／ワク−最小になるように７プイパーの位置を
調節すればＰ波は波長板の穴を、また、Ｓ波は１波長板
中を通る０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、またファイバー
が複数個存在する場合にも、それぞれのファイバーは独
立に調節可能でオシ、上述の方法で順次ファイバーの位
置を決めることができる。
点を持つ。たとえば第５図に示す系に於けるファイバー
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、さらにディテクター
（図示せず）を配置する。この系でディテクターで受け
る光のＡ／ワク−最小になるように７プイパーの位置を
調節すればＰ波は波長板の穴を、また、Ｓ波は１波長板
中を通る０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、またファイバー
が複数個存在する場合にも、それぞれのファイバーは独
立に調節可能でオシ、上述の方法で順次ファイバーの位
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。
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。−例としてＩＮ７
図に偏光依存性を除去した導波路形２×２スイッチの１
例を示す。図中、例えばファイバー−レンズ−偏光分離
素子の間隔は説明のために短縮しであることを予め理解
されたい・ 図で、ファイバー３１から出た光は、レンズ４を通シ、
光導波路端面に集束する。この時、複屈折偏光板１によ
シ光は１−ａ及び１−ｂに分離される。この１−ｍの光
は、１λ板２を通過することによシ、偏光の向きを９０
°回転し、１−ｂと同じ偏光状態となっている。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、
チア及び８１ｉ−用いて偏光依存性のないスイッチを構
成することができる。
細構造を持つデバイスに有効である。−例としてＩＮ７
図に偏光依存性を除去した導波路形２×２スイッチの１
例を示す。図中、例えばファイバー−レンズ−偏光分離
素子の間隔は説明のために短縮しであることを予め理解
されたい・ 図で、ファイバー３１から出た光は、レンズ４を通シ、
光導波路端面に集束する。この時、複屈折偏光板１によ
シ光は１−ａ及び１−ｂに分離される。この１−ｍの光
は、１λ板２を通過することによシ、偏光の向きを９０
°回転し、１−ｂと同じ偏光状態となっている。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、
チア及び８１ｉ−用いて偏光依存性のないスイッチを構
成することができる。
スイ、チア及び８が光路を切シ換える状態にある場合に
は、１−＆からＧ−３のガイＰに入射した光はスイ、チ
アで切シ換えられ、Ｇ−５のガイドに移る。また、１−
ｂからＧ−４のガイＰに入射した光は、同様にＧ−７の
ガイドに移る。この結果、１−１及び１−ｂの光は、そ
れぞれ、１３”ａ及び１３−ｂとなシ、レンズ４０を用
いて３０ｂのファイバーに入射される。スイッチ７及び
８がこの状態にある場合には、ファイバー３ｂから出射
した光はファイバー３０ａに入射する。
は、１−＆からＧ−３のガイＰに入射した光はスイ、チ
アで切シ換えられ、Ｇ−５のガイドに移る。また、１−
ｂからＧ−４のガイＰに入射した光は、同様にＧ−７の
ガイドに移る。この結果、１−１及び１−ｂの光は、そ
れぞれ、１３”ａ及び１３−ｂとなシ、レンズ４０を用
いて３０ｂのファイバーに入射される。スイッチ７及び
８がこの状態にある場合には、ファイバー３ｂから出射
した光はファイバー３０ａに入射する。
一方、スイッチ７及び８が直進の状態にある場合には、
ファイバー３１から出射した光はファイバー３０ｍに入
射し、ファイバー３ｂから出射した光はファイバー３０
ｂに入射する。以上によシ、第７図の装置は全体で２Ｘ
２のスイッチとして動作し、しかも偏光依存性のないス
イッチを構成している。
ファイバー３１から出射した光はファイバー３０ｍに入
射し、ファイバー３ｂから出射した光はファイバー３０
ｂに入射する。以上によシ、第７図の装置は全体で２Ｘ
２のスイッチとして動作し、しかも偏光依存性のないス
イッチを構成している。
以上から明らかなように、本発明に於いては、複屈折偏
光板と一波長板を用い、この７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シ、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。
光板と一波長板を用い、この７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シ、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シ、マた、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。
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シ、マた、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、本発明に従い上λ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１λ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司で
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スイッチの一例を示す略示図である。 図中、１は偏光分離器、２は工λ板、３は光フブイパー
、そして４はレンズである。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 １）幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第１図 第２図
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１λ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司で
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スイッチの一例を示す略示図である。 図中、１は偏光分離器、２は工λ板、３は光フブイパー
、そして４はレンズである。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 １）幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、入射する光を互いに直交ぜる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側
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。 ２、前記偏光分離器が複屈折結晶板である、特許請求の
範囲第１項に記載の偏光分離素子。 ３、前記波長板が２分の１波長板である、特許請求の範
囲第１項に記載の偏光分離素子。 ４、前記２分の１波長板中に、分離された一方の偏光ビ
ームを通過させるための穴が設けられている、特許請求
の範囲第３項に記載の偏光分離素子。 ５、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４項に記載の偏光分離素子。 ６、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４項に記載の偏光分離素子。 ７、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シ、その際、その径又は幅は光
ビームの径よシ大であシかっ光ビームの径の数倍よりも
小である、特許請求の範囲第４項に記載の偏光分離素子
。 ８、前記穴が複数個からなる、特許請求の範囲第４項、
第５項、第６項又は第７項に記載の偏光分離素子。 ９、前記２分の１波長板が前記偏光分離器に密着せしめ
られておシかつ、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３
項、第４項、第５項、第６項、第７項又は第８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 true JPS6063503A (ja) | 1985-04-11 |
| JPH0475482B2 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) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993008497A1 (fr) * | 1991-10-22 | 1993-04-29 | Seiko Epson Corporation | Element d'affichage et son procede de production |
| JP2007155835A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Kyocera Kinseki Corp | 偏光変換素子 |
Citations (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
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198414A (en) * | 1981-05-31 | 1982-12-06 | Takumi Tomijima | Polarizer |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993008497A1 (fr) * | 1991-10-22 | 1993-04-29 | Seiko Epson Corporation | Element d'affichage et son procede de production |
| US5769393A (en) * | 1991-10-22 | 1998-06-23 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal elements and method of producing same |
| JP2007155835A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Kyocera Kinseki Corp | 偏光変換素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475482B2 (ja) | 1992-12-01 |
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