JPS628103A - 偏光素子 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、偏光素子、詳しくは偏光プリズムとして用い
られる偏光素子に関する。

（従来技術） 偏光プリズムは、デジタル・オーディオ・ディスク等の
元ピックアップや、各種の偏光利用測定装置に利用され
ている。

従来、偏光プリズムとして用いられる偏光素子としては
、方解石の薄板を用いるものが知られている（応用物理
３５（１５）５５（１９６６）　）　　。しかし、方解
石は、その人工的な結晶育成が困難なところから、天然
産のものを利用せざるを得す、このため、方解石利用の
偏光素子は製造コストが高いという問題があった。

（目　　的） 本発明は、上述の事１ｉＫ鑑みてなされたものであって
、低コストで実現でき、しかも方解石を用いる場合と同
等の性能を有する、新規な偏光素子の提供を目的とする
。

（構　　成） 以下、本発明を説明する。

本発明の偏光素子は、ＫＩＯ３もしくは、ＢａＣＯ３の
単結晶の薄層な、透光性光学部材で挾持した構成となっ
ている。

ＫＩＯ３、ＢａＣＯ３の単結晶は、これを容易に人工的
に結晶育成することができる。

以下、図面を参照しつつ説明する。

矛１図は、ＫＩＯ３の単結晶を用いる偏光素子の基本構
成の１例を示す。図中、符号１０は、ＫＩＯ３の単結晶
の薄層、符号１２．　１４は透光性光学部材を、それぞ
れ示す。

との例において、透光性光学部材１２，１４の材料は、
ガラス（ＳＦＳ　−１、ｎｄ＝　１．９３２　）　　で
ある。

薄層１０は、ＫＩＯ３の単結晶から切り出されたもので
あって、その光学的弾性軸がら決定される主屈折率の差
が、素子の左側面に垂直に入射する光＠に対して最大と
なるように切出されている。図中の角Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、それぞれ、Ａ＝６５°、Ｂ＝１１５
°、Ｃ＝Ｄ＝６５°、Ｅ＝７２．１０．　　Ｆ＝６５０
．　　Ｃ）＝＋５５０．　　Ｈ＝１１５°である。また
、上記の如く切出された薄層の主屈折率は、ｎα＝ｉ、
７ｏｏ、ｎβ＝１．８２８、町＝１．８３２　である。

光を、この素子に入射させると、一部は、薄層１０　　
を透過し、透過光として素子から射出し、他は５薄層１
０Ｖｃより全反射されて、全反射光として素子から射出
する。透過光、全反射光ともに、直線偏光光であり、そ
の偏光面は互いに直交している。

なお、薄層１０と、透光性光学部材１２．１４との接合
面は、十分に研Ｍ精度を高めて、接合部に空気層が生じ
ないようにする。

矛２図は、ＢａＣＯ３の単結晶の薄層１０Ａを用いる偏
光素子の基本構成の１例を示す。この例においても、透
光性光学部材１２Ａ、　１４Ａの材料は、ガラス（ＳＦ
Ｓ　−１、ｎ、１　＝　１．９２３　）　　であり、透
光性光学部材１２Ａ、１４Ａは一同一形状の直角プリズ
ムである。

薄層１０Ａは、ＢａＣＯ３の単結晶から切り出されたも
のであって、その光学的弾性軸から決定される主屈折率
の差が、素子の左側面への垂直入射光線に対して、最大
となるように切出されている。すなわち、具体的には、
偏光顕微鏡を用いて、光軸と光学的弾性軸とを決定し、
上記入射光線に対し、単結晶の屈折率が最大（ｎｒ　）
　、　　最小（ｎα）となるように切り出しを行うので
ある。空気層の発生を避けるために、薄層１０Ａと透光
性光学部材１２Ａ、１４Ａとの接合面を高精度に研磨す
ることは、いうまでもない。図中、角Ｊ　＝　８　＝　
３５°、角Ｌ＝Ｔ＝５５°、角Ｐ　＝　Ｕ　＝　５５°
、角Ｍ＝６９．９°、角Ｑ＝２００．角Ｒ＝　４１．１
０である。薄層１０Ａの主屈折率は、ｎα＝　１．５２
９　、　ｎβ＝　１．６７６　、　　ｎｒ＝　１．６７
７である。

以下、具体的な実症例に即して説明する。

（実洩例１〕 この実施例では、ＫＩＯ３の単結晶が用いられた。

ＫＩＯ３の単結晶は、単科晶系または三斜晶系に属し、
その魚群は、Ｃ２，Ｃ８およびＣ１であることが調べら
れている。

ＫＩＯ３の単結晶育成は、水溶液法において、ＨＩＯ３
を添加した温度差法で行った。すなわち、所定の育成温
度における飽和１よりも５グラム程度多いＫＩＯ３と、
このＫＩＣ１５に対し１５％程度であるＨＩＯ３とを混
合し、純水中に加熱溶解させたものを母液とした。

この母液を、４５℃　の温度に設定されたウォーターバ
ス中の結晶育成用ビーカー（径３０　ｙｎ　）　　にい
れ、育成液を定常状態としたのち、白金線につるした種
結晶を浸漬した。このとき、母液内の温度差は２．５℃
であった。ウォーターバスを恒温槽にいれて結晶育成を
行った。１５日　間の育成により、約７龍角くらいの大
きさの結晶が得られた。

この結晶から、縦横５龍、厚す０．５．　１．　１．５
ｍｍの６種の薄層を切り出して、矛１図に示す構成の偏
向素子を３種作製した。これら３＠の偏光素子の消光比
の測定した。結果を、表１ＶＣ示す。

表　　　１ （実施例２） 実施例１では、結晶が５すく白濁していたので、母液に
おけるＨＩＤ３　　を、１５チ　から１０％　にへらし
、他は実施例１におけると同一の条件で結晶育成を行な
い、得られた結晶から、縦横が、それぞれ５龍で、厚さ
が、０．５朋、１．０ｍｍ、　１．５龍である６種の薄
層を切出し、牙１図に示す構成の偏光素子６種を作製し
た。これら６種の偏向素子の消光比の測定結果を、表２
に示す。

表　　　２ 実捲例１．２から明らかなように、消光比はＫＩＯ３単
結晶の結晶状態により影響を受け、良質の単結晶？育生
（結晶の育成コントロールで十分ＶＣ可能である）する
ことにより、十分な性能の偏光素子が作製可能である。

（実癩例６） 熱水合成法で得られたＢａＣＯ３の単結晶から、縦６朋
、横６ｎ、厚さ０．５　ｍｔｔｔ、　　１．０１１１１
１．　１．５　ｍｍの３種の薄層を切り出し、これら６
種の薄層を用いて、矛２図に示す構成の６種の偏光素子
を作製し、各々につき、消光比を測定した。結果を表６
に示す。

表　　　に の実捲例６における、これら３種の偏光素子は、十分に
実用に供しうるものであるが、単結晶の育成条件のコン
トロールにより、さらに良質の結晶を用いることで、さ
らに消光比を改良することが可能である。

（効　果〕 以上、本発明によれば、新規な偏光素子を提供できる。

本発明の偏光素子に用いられる、ＫＩＯ３やＢａＣＯ３
の単結晶は、これを人工的に育成できるので、低コスト
で入手できる。従って、偏光素子自体も低コストで実現
できる。さらに、本発明の偏光素子は、良好な消光比を
有し、実用上の使用が十分可能であるばかりでなく、結
晶育成条件のコントロールにより、良質の結晶を得るこ
とにより、方解石を用いる偏光素子に匹敵する性能を実
現することもできる。

【図面の簡単な説明】

、７１図は、ＫＩＯ３の単結晶を用いる偏光素子の基本
的構成の１例を示す図、才２図は、ＣａＣＯ３の単結晶
を用いる偏光素子の基本的構成の１例を示す図である。 １０・・・ＫＩＯ３の単結晶の薄層、ＩＯＡ・・・Ｃａ
ＣＣｌ３の単結晶の薄層、１２．　１２Ａ、　　１４．
　１４Ａ・・・透光性光学部材 （１雀）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＫＩＯ＿３もしくはＢａＣＯ＿３の単結晶の薄層を、透
   光性光学部材で挾持してなる偏光素子。