JPS6355501A - 回折格子型光偏光板 - Google Patents
回折格子型光偏光板Info
- Publication number
- JPS6355501A JPS6355501A JP20103986A JP20103986A JPS6355501A JP S6355501 A JPS6355501 A JP S6355501A JP 20103986 A JP20103986 A JP 20103986A JP 20103986 A JP20103986 A JP 20103986A JP S6355501 A JPS6355501 A JP S6355501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium niobate
- ion exchange
- polarizing element
- optical
- crystal plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、半纏体レーザを利用した各種光装置に使用す
る複屈折偏光板、％に偏光方向によって回折効率の異な
る格子型偏光板に関する０（従来の技術） 偏光素子特に偏光ビームスプリ、りは、直交する偏光間
で光の伝搬方向を異ならしめる素子であって、グラント
ムノンプリズムやロ、クヨンプリズム等、複屈折の大き
い結晶の光反射面における偏光による透過ないしは全反
射の違いを利用して光路を分離するもの、また、ガラス
等の等方性の光学媒質でできた全反射プリズムの反射面
に誘電体多層膜を設け、この誘電体多層膜の偏光による
屈折率の違いを利用して、光を全反射又は透過させるも
のが多く使用されている。
る複屈折偏光板、％に偏光方向によって回折効率の異な
る格子型偏光板に関する０（従来の技術） 偏光素子特に偏光ビームスプリ、りは、直交する偏光間
で光の伝搬方向を異ならしめる素子であって、グラント
ムノンプリズムやロ、クヨンプリズム等、複屈折の大き
い結晶の光反射面における偏光による透過ないしは全反
射の違いを利用して光路を分離するもの、また、ガラス
等の等方性の光学媒質でできた全反射プリズムの反射面
に誘電体多層膜を設け、この誘電体多層膜の偏光による
屈折率の違いを利用して、光を全反射又は透過させるも
のが多く使用されている。
これらは元ファイバ通信用光源モジュールや光デイスク
用光へ、ドなどに光アイソレータや光サーキュレータを
構成する部品として使われている。
用光へ、ドなどに光アイソレータや光サーキュレータを
構成する部品として使われている。
例えば光７アイμ通信用光源モジュールでは、光フアイ
バコネクタ等からの反射光が光源である半導体レーザに
再入射するのを防ぐ光アイソレータとして、光磁性材料
のファラデー効果’Ｙ ＋ｌＪ用して偏光を４５°回転
させる偏光回転子（ファラデー回転子）と組合せて用い
られている。また、光デイスク用光へ、ドでは、光デイ
スク基板からの情報信号を光源へ戻すことなく効率よ〈
受元光学系へ導びく光サーキユレータ素子として、１７
４波長板と組合せて用いられている。
バコネクタ等からの反射光が光源である半導体レーザに
再入射するのを防ぐ光アイソレータとして、光磁性材料
のファラデー効果’Ｙ ＋ｌＪ用して偏光を４５°回転
させる偏光回転子（ファラデー回転子）と組合せて用い
られている。また、光デイスク用光へ、ドでは、光デイ
スク基板からの情報信号を光源へ戻すことなく効率よ〈
受元光学系へ導びく光サーキユレータ素子として、１７
４波長板と組合せて用いられている。
（発明が解決しようとする問題点）
これら従来の偏光分離素子は大型であるという龜点を有
する０光字的異方性結晶を使った偏光素子にしろ、誘電
体薄膜型の偏光素子にしろ光軸に対して４５ 乃至はそ
れ以上に斜めに配した反射境界面をもつことから、少く
とも透過ビーム径の５倍の正立方体となる。光デイスク
ヘッドとくに再生専用で１言なく記録可能型の光へ、ド
に用いる場合には透過ビームが大きいため、この従来の
偏光素子は一辺が８〜１０ｍｍもの立方体となっている
。このことが、光デイスク用光へ、ドの大きさを大きく
しているひとつの原因をなしている０本発明の目的は、
上記従来の偏光素子の電点を餘去した、極めて薄い格子
型光偏光板を提供することにある。
する０光字的異方性結晶を使った偏光素子にしろ、誘電
体薄膜型の偏光素子にしろ光軸に対して４５ 乃至はそ
れ以上に斜めに配した反射境界面をもつことから、少く
とも透過ビーム径の５倍の正立方体となる。光デイスク
ヘッドとくに再生専用で１言なく記録可能型の光へ、ド
に用いる場合には透過ビームが大きいため、この従来の
偏光素子は一辺が８〜１０ｍｍもの立方体となっている
。このことが、光デイスク用光へ、ドの大きさを大きく
しているひとつの原因をなしている０本発明の目的は、
上記従来の偏光素子の電点を餘去した、極めて薄い格子
型光偏光板を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の回折格子型光偏光板の構成は、ニオブ酸リチウ
ム結晶板の主面に周期を有するＨ イオン交換領域の１
を学的回折格子を形成したことを特徴とする。
ム結晶板の主面に周期を有するＨ イオン交換領域の１
を学的回折格子を形成したことを特徴とする。
（実施例）
以下１本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例の回折格子型光偏光板の斜視
図であって、１はニオブ酸リチウム結晶板、２はプロト
ノイオン交換領域であり、この交換領域を周期的に形成
しである。
図であって、１はニオブ酸リチウム結晶板、２はプロト
ノイオン交換領域であり、この交換領域を周期的に形成
しである。
未実施例では、Ｘ軸のニオブ酸リチウム結晶板に、Ｚ軸
方向に周期を有するイオン交換領域と非交換領域で構成
される格子を形成しである。この周期を構成するには、
一般に用いられているフォトリソグラフィ技術等で行な
えば良い。ニオブ酸リチウムにプロトンイオノ交換を施
こすと常光線に対する屈折率ｎｏＧ２変化せず、異常光
に対する屈折率ｎｅは０．１３程度上昇しほぼｎｅ；ｎ
ｏ となる。
方向に周期を有するイオン交換領域と非交換領域で構成
される格子を形成しである。この周期を構成するには、
一般に用いられているフォトリソグラフィ技術等で行な
えば良い。ニオブ酸リチウムにプロトンイオノ交換を施
こすと常光線に対する屈折率ｎｏＧ２変化せず、異常光
に対する屈折率ｎｅは０．１３程度上昇しほぼｎｅ；ｎ
ｏ となる。
第１図のように格子状に形成すると、入射光３のｙ軸方
向に振動する偏光成分すなわち常光成分にたいしては、
イオン交換による格子が形成されていても１面内圧おい
て屈折率は一様であって光学的回折格子の効果は無いた
め、Ｏ次光４となりて結晶板１を直進透過する。一方、
入射光３の２軸方向に振動する偏光成分すなわち異常光
成分に対しては、プロト／イオン交換領域２はｎｅ＋Ｑ
、３３゜非交換領域はｎｅの屈折率が周期的に異なる光
学的回折格子に入射したことになシ、回折光５及び６と
なって結晶板１かも放射する０イオン交換領域２のニオ
ブ酸リチウム結晶中への深さが浅い場合、すなわち、光
学的に厚さの薄い回折格子による０次回折光の回折効率
はＪＯ（２にＴ）で与えられる。
向に振動する偏光成分すなわち常光成分にたいしては、
イオン交換による格子が形成されていても１面内圧おい
て屈折率は一様であって光学的回折格子の効果は無いた
め、Ｏ次光４となりて結晶板１を直進透過する。一方、
入射光３の２軸方向に振動する偏光成分すなわち異常光
成分に対しては、プロト／イオン交換領域２はｎｅ＋Ｑ
、３３゜非交換領域はｎｅの屈折率が周期的に異なる光
学的回折格子に入射したことになシ、回折光５及び６と
なって結晶板１かも放射する０イオン交換領域２のニオ
ブ酸リチウム結晶中への深さが浅い場合、すなわち、光
学的に厚さの薄い回折格子による０次回折光の回折効率
はＪＯ（２にＴ）で与えられる。
ここで、に＝πΔｎ／λＯ９Δｎは交換領域と非交換領
域との屈折率の差０．】３であり、ＪＯは真空中の波長
、Ｔは格子の厚さすなわち交換領域の深さである０異常
光線がすべて回折され、θ次光成分４中に現われないた
めにはＪＯ２（２にＴ）＝０゜すなわち、２にＴ；２．
４であり、光波長０．８μｍにたいしてＴすなわち交換
領域の埠さは２．３μｍ程度、また光波長１．３μｍに
たいしては３．８μｍ程度と設定すればよい。
域との屈折率の差０．】３であり、ＪＯは真空中の波長
、Ｔは格子の厚さすなわち交換領域の深さである０異常
光線がすべて回折され、θ次光成分４中に現われないた
めにはＪＯ２（２にＴ）＝０゜すなわち、２にＴ；２．
４であり、光波長０．８μｍにたいしてＴすなわち交換
領域の埠さは２．３μｍ程度、また光波長１．３μｍに
たいしては３．８μｍ程度と設定すればよい。
ニオブ酸リチウム結晶にプロトンイオン交換を施こし、
光導彼′Ｒ１ｔ−形成する方法は工く知られており、２
１７℃程度に熱した安息香酸中にリオプ酸すテクム結晶
を６時間程度ひたすと、２．３μｍ程度の深さのイオン
交換が実現する。さらに、温友と時間を増加させると交
換深さを４μｍａｉｔで増加させることができる。
光導彼′Ｒ１ｔ−形成する方法は工く知られており、２
１７℃程度に熱した安息香酸中にリオプ酸すテクム結晶
を６時間程度ひたすと、２．３μｍ程度の深さのイオン
交換が実現する。さらに、温友と時間を増加させると交
換深さを４μｍａｉｔで増加させることができる。
上記の作製法で作った格子屋偏元素子を従来と同様の使
い方すなわち１７４波長板と組合せることによって同様
の効果すなわち元アイソレージ目ン効果乃至は元す−キ
ュレーシ曹ン効果を得ることができる。この格子型偏光
素子は、薄いニオブ酸リチウム結晶８ｊを使って形成で
きるため、小型で薄い偏光素子を得ることができる。
い方すなわち１７４波長板と組合せることによって同様
の効果すなわち元アイソレージ目ン効果乃至は元す−キ
ュレーシ曹ン効果を得ることができる。この格子型偏光
素子は、薄いニオブ酸リチウム結晶８ｊを使って形成で
きるため、小型で薄い偏光素子を得ることができる。
さらに上述のイオン交換時間の精度は、それほど高い精
度を必要としない。何故ならはイオン交換時間の設定が
不十分でＪｏ（２ｋＴ）＝０エク僅かにずれても、この
回折格子を複数、すなわちニオブ酸リチウム結晶の両面
に回折格子を設けるか、史には、（ｌ数の版ｔＲ絖に用
−ることによって、透過０久尤の強直を極めて小δくす
ることができる。
度を必要としない。何故ならはイオン交換時間の設定が
不十分でＪｏ（２ｋＴ）＝０エク僅かにずれても、この
回折格子を複数、すなわちニオブ酸リチウム結晶の両面
に回折格子を設けるか、史には、（ｌ数の版ｔＲ絖に用
−ることによって、透過０久尤の強直を極めて小δくす
ることができる。
なお、上記の実施例では、１Ｑトンイオン交換の場合を
述べたが、同じ効果は硝酸銀や硝酸タリクム尋にひたし
た場合もそれぞれ銀イオン交換。
述べたが、同じ効果は硝酸銀や硝酸タリクム尋にひたし
た場合もそれぞれ銀イオン交換。
クリ９ムイオン交換が生じ、異常光屈折率の０．１３程
度の屈折率上昇が確認されている。
度の屈折率上昇が確認されている。
（発明の効果）
以上詳細に述べた工うに、本発明によれは薄くて小型の
偏光素子を得ることができ、さらには。
偏光素子を得ることができ、さらには。
ニオブ酸結晶りエハ１に素材として作製するため、バダ
テ処理による大量安価な偏光素子とすることができる。
テ処理による大量安価な偏光素子とすることができる。
第１図は不発明の一実施例の回折格子型光偏光板のｆｌ
＋視図親図る。 １・・・・・・ニオブ酸リチウム結晶板、２・・・・・
・イオン交侠領域、３・・・・・・入射光、４〜６・・
・・・・回析出討元。 代理人 弁理士 内 原 音。 ・−／。 第 ｌ 聰 手続補正書く自発） ５ ６２．７．−６ 昭和 年 月 日 ６１、事件の表示
昭和６１年特許願第２０１０３９号２、発明の名称
回折格子型光偏光板 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人任 所
東京都港区芝五丁目３３番１号名 称 （４２３
） 日本電気株式会社代表者 関本忠弘 ４、代理人 住 所 〒１０８東京都港区芝五丁目３７番８号住友三
田とル ミ 電話 東京 （０３）４５６−３１１１ （大代表）（
連絡先 日本電気株式会社 特許部）、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。
＋視図親図る。 １・・・・・・ニオブ酸リチウム結晶板、２・・・・・
・イオン交侠領域、３・・・・・・入射光、４〜６・・
・・・・回析出討元。 代理人 弁理士 内 原 音。 ・−／。 第 ｌ 聰 手続補正書く自発） ５ ６２．７．−６ 昭和 年 月 日 ６１、事件の表示
昭和６１年特許願第２０１０３９号２、発明の名称
回折格子型光偏光板 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人任 所
東京都港区芝五丁目３３番１号名 称 （４２３
） 日本電気株式会社代表者 関本忠弘 ４、代理人 住 所 〒１０８東京都港区芝五丁目３７番８号住友三
田とル ミ 電話 東京 （０３）４５６−３１１１ （大代表）（
連絡先 日本電気株式会社 特許部）、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。
Claims (1)
- ニオブ酸リチウム結晶板の主面に周期を有するＨ＾＋イ
オン交換領域の光学的回折格子を形成したことを特徴と
する回折格子型光偏光板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20103986A JPS6355501A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 回折格子型光偏光板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20103986A JPS6355501A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 回折格子型光偏光板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355501A true JPS6355501A (ja) | 1988-03-10 |
Family
ID=16434413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20103986A Pending JPS6355501A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 回折格子型光偏光板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6355501A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06308309A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-11-04 | Nec Corp | 複屈折回折格子型偏光子及び光ヘッド装置 |
| US6130778A (en) * | 1997-04-17 | 2000-10-10 | Tdk Corporation | Composite optical element, optical isolator, optical circulator, optical switch and process for producing them |
| US6621630B2 (en) | 2000-03-30 | 2003-09-16 | Tdk Corporation | Composite optical element, optical isolator, optical attenuator and processes for producing them |
| US7515818B2 (en) | 2004-10-29 | 2009-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP20103986A patent/JPS6355501A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06308309A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-11-04 | Nec Corp | 複屈折回折格子型偏光子及び光ヘッド装置 |
| US6130778A (en) * | 1997-04-17 | 2000-10-10 | Tdk Corporation | Composite optical element, optical isolator, optical circulator, optical switch and process for producing them |
| US6359733B1 (en) | 1997-04-17 | 2002-03-19 | Tdk Corporation | Composite optical element, optical isolator, optical circulator, optical switch and processes for producing them |
| US6621630B2 (en) | 2000-03-30 | 2003-09-16 | Tdk Corporation | Composite optical element, optical isolator, optical attenuator and processes for producing them |
| US7515818B2 (en) | 2004-10-29 | 2009-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus |
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