JPS638702A - 無偏光ビ−ムスプリツタ− - Google Patents

無偏光ビ−ムスプリツタ−

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JPS638702A
JPS638702A JP15306586A JP15306586A JPS638702A JP S638702 A JPS638702 A JP S638702A JP 15306586 A JP15306586 A JP 15306586A JP 15306586 A JP15306586 A JP 15306586A JP S638702 A JPS638702 A JP S638702A
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light
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JP15306586A
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Yuchi Nakajima
中島 右智
Masashi Mochizuki
望月 政志
Katsunori Ishida
克則 石田
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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    • 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
    • G02B5/3041Polarisers, 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 comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305Polarisers, 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 comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers

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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、例えばピディオ・ディスク装置やコンパク
ト・ディスク装置などの光学系に用いられる無偏光ビー
ムスプリッタ−に関するものである。
〔従来の技術〕
従来この種の無偏光ビームスピリツタ−としては、例え
ば特開昭58−190906号公報、特開昭58−20
8701号公報または特開1)B 58−208702
号公報に記載されているように、透明の基板に対し、そ
れよ)屈折率の高い第1の物質と、さらに高い第2の物
質の2aliを用い、それらを交互に積層することによ
り、P成分とS成分それぞれの透過率と反射率との比を
コントロールするものがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の技術によれば、第1の物質および第2の
物質の屈折率を適当に設定することによシ、計算上、P
−8各成分の透過率と反射率との比を自在に設定でき、
その比を1:1にすることも可能である。
しかし、実在する物質を用いて実際に上記P・S成分の
透過率と反射率との比が1:1となる無偏光ビームスプ
リッタ−を製作しようとすると、計算上必要とされる屈
折率を有する物質が現実には見出し難い。また、仮に1
:1の特性に近い組合せが得られたとしても、その特性
を満足できる波長範囲が狭いため、製造条件、例えば成
膜時の真空蒸着装置内の圧力と基板温度、あるいは膜厚
制御上の誤差等によシ、希望波長において所望の特性か
ら大きくずれてしまい、製品としての歩留シも低下する
という問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、相互に異なる屈折率nL、nM、nli (
n Lin M<n H)を有する3穏の膜を、基板か
ら遠い側から数えて奇a11目が屈折率nLの膜、偶数
層目が屈折率nHの膜またはnHの膜となるように多層
に積層したものである。
〔作用〕
無偏光ビームスグリツタ−に入射した光は、一部は腓を
透過し、他はその膜の表具で反射するが、反射は各層の
膜において直接光および反射光について生じ、理論的に
は無限級数的に繰υ返される。
そして最終的に入射側と反対側に出射する光の総体を透
過光、入射側に反射する光の総体を反射光とするが、3
種の異なる屈折率の組合せにより、P−8各層分に対し
、その透過率と反射率との比が1=1となる。
〔実施例〕
(実施例1) 第2図は本発明の第1の実施例を示す無偏光ビームスプ
リッタ−の側面図である。同図において、無偏光ビーム
スプリッタ−1人は、BK−7相当の屈折率ng=1.
51のガラスからなる平板状透明基板2の一生表面上に
、多層膜3人を形成したものである。
多N1膜3AV’;、、第1図に示すように、入射光4
0入射側、すなわち基板2に最も遠い側から数えて奇数
層目、つl)第1層、第3層および第5層を屈折率nL
=1.61のA11as膜31とし、第2層を屈折率n
n=3.67のSi膜32、第4層を屈折率nM=2.
24のTies膜33とt、tcm成を有している。本
実施例は入射側媒質5を屈折率n0=1の空気とし、設
計中心波長をλ。=34Qnmとし、各層の膜厚(光学
的膜厚)をnd=λo/4= 210nmとしている。
また、特にsi膜a2については、成膜条件によって生
成される膜の屈折率が異なるが、本実施例では各層は真
空蒸着法によシ形成した。そのときの成膜条件は、真空
蒸着装置内の圧力が2X10〜5X10  torr1
基板温度が300〜350℃であった。真空蒸着法の代
シに、例えばスパッタリング法を使用することも可能で
ある。
第3図は、このようにして形成した多層膜3Aの膜面に
対し、θ=45°の入射角で入射光4を入射させた場合
について、P、S各成分の分光特性を測定した結果を示
すものである。同図において、(イ)はP成分の透過上
Tp、(ロ)は同じく反射率几p1(ハ)ばS成分の透
過率Ts、に)は同じく反射率Rsを示し、700〜8
5Qnmの広い波長範囲において、P成分とS成分との
それぞれについて、透過率と反射率との比がほぼl:1
の与件が得られている。
このように広い波長範囲で1:1の特性が得られること
から、製造条件等によシ多少の波長シフトが生じたとし
ても、所望波長において1:1の特性から外れることは
ない。
(実施例2) 第4図は本発明の第2の実施例を示す断面図である。本
実施例の無偏光ビームスプリッタ−1Bは、第1実施例
と同様のBK−7ガラスからなる平版状透明基板2の入
射側主表面上に、多層膜3Bを形成したもので、多層膜
3Bは、第1層、第3層および第5層を屈折率n L=
 1.61のAl 808[31、第2層を屈折率nM
=2.24のTi(h膜33、第4層を屈折率na=3
.67のSt膜32とした構成、つまシ第1実施例にお
いて第2Nと第4層の膜を入れ換えた構成を有し、各層
の光学的膜厚も設計中心波長λ。=840nmに対して
λ。/4=210nm、成膜条件も、真空蒸着装置内の
圧力2X10 ’〜5X10  torr、基板温度3
00〜350℃と、第1の実施例と同様である。
上記構成において、入射側媒質(空気)5からθ=45
 の入射角で入射光を入射させた場合について、P−8
各層分の分光特性を測定した結果を第5図に示す。同図
において、(イ)がP成分の透過率Tp1(ロ)が同じ
く反射率RpNe’lがS成分の透過率Ts1に)が同
じく反射率Rsを示す。第3図に示した第1の実施例に
比較して、S成分については700〜135Qnmの波
長範囲の両端部において透過率と反射率との開きがやや
大きくなっているが、P成分についてはきわめて良好な
特性を有している。
(実施例3) 第6図は本発明の第3の実施例を示す断面図である。本
実施例の無偏光ビームスプリッタ−1Cは、第1の実施
例に対し、多層膜3Aの第5層を省略した4層構造の多
層膜3Cを有する点のみが異なる。すなわち多層膜3C
は、第1層および第3膚のAl2O8膜31(屈折率n
L=1.61)、第2層の5ii32(屈折率nu=3
.67)ならびに第4層oTios膜33(屈折率nM
=2.24)からな9、光学的膜厚はλo/4=210
nm、成膜条件も第1の実施例と全く同様である。
本実施例においても、入射側媒質(空気)5からθ=4
5°の入射角で入射光を入射させた場合について、P−
8各層分の分光特性を測定したところ、P成分について
は、第3図の特性に比較して1:1からのずれはやや広
がるものの、700〜35Qnmの波長範囲においてほ
とんど一定の分光特性が得られた。S成分については、
第1の実施例とほぼ同様の良好な特性が得られた。
さらに、第2層の8i膜32として屈折率nH=3.9
の8i膜を使用した場合には、第1の実施例の第3図に
示した特性とほぼ同等の特性が得られる0 (冥施′例4) 第7図は本発明の第4の実施例を示す断面図である。本
実施例の無偏光ビームスプリッタ−1Dは、第3の実施
例の多層膜3Cの第2層と第4層とを入れ換えた構造を
有する。すなわち本実施例の多層膜3Dは、第1層およ
び第3層のAI 20S膜31(屈折率n L=1.6
1 )、第2層tv T i O2膜33(屈折率nM
=2.24)ならびに第4層のSi膜32(屈折率nH
=3.67)の4層構造を有する。光学的膜厚はλ。/
4=210!1m、成膜条件も第3の実施例と全く同様
である。
前述したと同様に分光特性を測定したところ、実施例2
のP成分に比較すれば、透過率と反射率との分離がやや
大きいものの、良好な結果が得られた。
なお、多層膜を構成する各層は、上述した物質に限定さ
れるものでは々く、例えばTiOx膜の代9にZr0z
膜、A1tOsJiftノ代)にCeFs膜を用いても
、それぞれ屈折率がほぼ同等であることがら、上述した
各実施例とほぼ同様の特性の無偏光ビームスプリッタ−
が得られる。
さらに、上述した各実施例は、コンパクト・ディスク装
置において利用される波長帯700〜850nm、入射
角45°の場合を対象としたが、膜を構成する物質、膜
の層数、製造方法および条件等を変えることにより、他
の波長域、入射角にも対応できる。なお、光学的膜厚n
dは設計中心波長λ。
に対してλO/4とすることが基本であるが、±20%
程度のずれは許容可能である。また、各層の屈折率は、
例えば平板状透明基板2の屈折率ngを1.3 < n
 g < 4.0とした場合、それぞれ3.0 (n 
a (60,2,0<nM<4.0,1.3(nL(2
,3程度の範囲内で設定することが望ましい。具体的に
は前述した各物質の他、Ge 、 S ioa 、 L
a 20B 、 S io、MgF2、ZnS 、 C
e5Os 、 InzOs 、CeO2,CrzOa 
、Fe5O8゜NaaAIFa 、PbC1lI、Pb
Te、Te、YzOs 、Zn5e、LaFaなどを組
合せて用いることができる。
なお、平板状透明基板2は、対象とする波長帯内の光を
透過させるものでなければなら々いが、その限りにおい
て、多層膜の形成が可能なものであればよ<、BK−7
ガラス以外の光学ガラスやホワイト・クラウン嗜ガラス
、ンーダ・ライム争ガラス、あるいは各種色ガラス、テ
ンパックス(商品名)等の耐熱ガラス、窟らにはプラス
チックなどの使用が可能である。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、本発明によれば、相互に異なる屈折
率n L 、 n M 、 n H(n L< n y
l(n H)を有する3種の膜を、基板から遠い側から
奇数鳩目が屈折率rJ、の膜、偶数層目が屈折率nMま
たはnHの膜となるように多重にぴ層したことにより、
実在する物質の組合せによシ、P成分とS成分のそれぞ
れの透過率と反射率との比が広い波長範囲でほぼ1:1
となる無偏光ビームスプリッタ−が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示す図で、第
2図は無偏光ビームスプリッタ−の側面図、第1図はそ
の多層膜の構成を示す断面図、第3図は分光特性を示す
図、第4図は本発明の他の実施例を示す断面図、第5図
はその分光特性を示す図、第6図および第7図はそれぞ
れ本発明の実施例を示す断面図である。 1八〜1D・曇・・無偏光ビームスプリッタ−12・・
・・平板状透明基板、3八〜3D−Φ・・多層膜、31
・・・・屈折率nLのAl soa膜、32・・・・屈
折率nHのS1膜、33・so・屈折率nMのTick
11膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 屈折率ngの平板状透明基板の主表面上に、相互に異な
    る屈折率n_L、n_M、n_H(n_L<n_M<n
    _H)を有する3種の膜を、平板状透明基板から最も遠
    い側から奇数層目が屈折率n_Lの膜、偶数層目が屈折
    率n_Mの膜または屈折率n_Hの膜となるように多層
    に積層してなる無偏光ビームスプリッター。
JP61153065A 1986-06-30 1986-06-30 無偏光ビ−ムスプリツタ− Expired - Lifetime JPH0738041B2 (ja)

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JP2007133375A (ja) * 2005-10-11 2007-05-31 Konica Minolta Opto Inc 無偏光ビームスプリッタ
WO2011048875A1 (ja) 2009-10-20 2011-04-28 シグマ光機株式会社 プレート型の広帯域無偏光ビームスプリッター

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