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表紙_偏光・位相差デバイスのコピー

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Academic year: 2021

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(1)

その偏光を操る

偏光素子専門サプライヤ

Meadowlark

偏光・位相差デバイス

Polarization Components

(2)

f Contents

2

1. ポラライザ

リニアポラライザ 動作原理

精密ポラライザ

高消光比ポラライザ

超高消光比ポラライザ

VersaLight™ ポラライザ

レーザライン・偏光ビームスプリッタ

広帯域偏光ビームスプリッタ

グラントムソン・ポラライザ

円偏光板を用いたアイソレーション

円偏光板

ビームセパレータ

偏光素子セレクションチャート

ワイヤーグリッド・ビームスプリッタ

超広帯域ポラライザ

中赤外用ポラライザ

2. リターダ

リターダ 動作原理

ポリマーでの偏光制御

リターダでの偏光制御

偏光解析例

コンパウンド・ゼロオーダ・クオーツリターダ

精密ポリマーリターダ

広角入射リターダ

二波長リターダ

精密アクロマティックポリマーリターダ

水晶アクロマティックリターダ

ポラライザ・リターダ・キット

ポリマーリターダ(カスタマイズ)

中赤外・液晶・可変リターダ

目 次

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Fig.1-1 どんな入射光にも関係なく直線偏光のみ透過する。

リニアポラライザ 動作原理

理想的なリニアポラライザは、ただ一つの偏光状態のみを透過 せます。このリニアポラライザを光軸を中心にして回転させる と異なる方位角の直線偏光が出射されます。 直線偏光が出射されるリニアポラライザ上の方位角を透過軸 (Transmission Axis)と呼びます。 理想的なリニアポラライザは、無偏光を50%のみ透過させるこ とができ、2枚のリニアポラライザの透過軸を交差させることで 透過光を完全に0%にすることができます。 (=クロスニコル) 不完全なリニアポラライザ(素子上での散乱光の発生、不純物 の混入など)や斜め入射による影響は、ポラライザのコントラス トを低下させる原因となります。 差した際のそれの比により定義される項目です。 Meadowlarkでは、消光比が10,000,000:1にもなるポララ イザをご用意しています。 Meadowlarkでは、以下4つのポラライザをご用意していま す。

ダイクロイック・ポラライザ ー ポリマー&ガラス

染色、延伸された偏光ポリマーフィルムを2枚の光学研磨 されたガラスで挟み込んだポラライザで、ウィンドウには ARコートを施しています。特に1W/cm2以下での入射光で の使用には広く使用されるタイプのポラライザです。 ダイクロイック・ポラライザとして最適な材料を選択するこ とで、最大310nm∼5000nmで高い消光比を確保すること ができます。 ポラライザ材料中のわずかなばらつきは、アパーチャ内の 消光比の性能を下ろす原因となります。 Meadowlark製品は、ウィンドウ上に高効率のブロードバ ンドARコートを施してありダイクロイックポラライザの透 過率を改善しています。合わせガラスの製作方法では透過 波面収差の改善を行っています。 当社製品は、製品の耐久性に改善を図り、繰り返しのク リーニングやハンドリングハンドリングのし易さに寄与し ています。 他にも、5um程度までの近赤外から中赤外域まで使用で きる高コントラスト・ダイクロイック・ガラス・ポラライザも あります。これらのポラライザを使用することで、近赤外域 で優れた効率とコントラストを得ることができます。 アドバンテージとしては、広い入射角、サイズ等のカスタム が容易が挙げられます。

偏光ビームスプリッタ

入射する無偏光を2つの直交する直線偏光に分割します。 キューブ状のデバイスは、一方に光軸上に対して透過した 直線偏光を出射させ、もう一方に光軸に対して90°反射さ せた方に直交する直線偏光を出射させます。 後者の出 射側に前述のダイクロイック・ポラライザを配置することで 消光比が劇的に改善します。 Meadowlark製品では、レーザラインタイプ、広波長タイプ のポラライザを取扱っており、可視波長から近赤外までの アプリケーションにご使用になれます。

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リニアポラライザ 動作原理

Fig. 1-2 ビームスプリッティング・ポラライザは、入射する無偏光     を2つの直交する直線偏光に分割します。

方解石・ポラライザ

方解石は、高い消光比、透過率特性を持った天然に存在す る複屈折結晶です。 得られる大きさに限りがあることや、広いエリアに対し均 一性が十分に確保できるものは非常に珍しいなどのデメ リットはありますが、320nm∼2300nmまでの広い透過特 性を利用した、グラントンプソン・プリズムなど高消光 比、広動作波長のアプリケーションには最適です。 2つの方解石を接着して製作されるプリズムは、入射耐光 強度を要求される、紫外光などを使用するアプリケーショ ンには向きません。

ワイヤーグリッド・ポラライザ

リソグラフィ技術によりガラス基板上にサブ100nmのピッ チでアルミニウム導体を配置してあります。 無偏光がワイヤグリッドに入射すると、直交する偏光に対 して異なる作用が働きます。 ワイヤグリッドに対して平行に入射する偏光は、直交する 偏光に比べてワイヤ中の自由電子の振動が大きくなりま す。 結果、ワイヤに対して平行な方向に対しては完全反射板と して、直交する方向に対しては完全透過の作用を持ちま す。 材料の欠陥とジュール熱によっては、コントラストを大幅 に減少させることになります。

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20 40 60 80 100 Polarized Transmission (%) 100 1,000 10,000 100,000 Extinction Ratio Fig. 1-3 Fig. 1-4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 350 450 550 650 750 850 Wavelength (nm) Polarized Transmission (%) 1 10 100 1,000 10,000 100,000 Extinction Ratio 40 50 60 70 80 90 Polarized Transmission (%) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Extinction Ratio 90 85 80 75 70 65 60 polarizer. 30 40 50 60 70 80 90 325 345 365 385 Wavelength (nm) Polarized Transmission (%) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Extinction Ratio

精密ポラライザ

特長

・ 高コントラスト比 ・ 優れた面精度 ・ 広入射許容角 ・ 低透過波面収差 ・ 紫外域、可視域、近赤外域対応 紫外域ポラライザ性能 ー UV1 可視域ポラライザ性能 ー VIS

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1.00 0.40 0.25 DPM-050-UV1 1.00 0.40 0.25 DPM-050-VIS 1.00 0.40 0.25 DPM-050-NIR1 1.00 0.40 0.25 DPM-050-NIR2-n 1.00 0.70 0.35 DPM-100-UV1 1.00 0.70 0.35 DPM-100-VIS 1.00 0.70 0.35 DPM-100-NIR1 1.00 0.70 0.35 DPM-100-NIR2-n 2.00 1.20 0.50 DPM-200-UV1 2.00 1.20 0.50 DPM-200-VIS 2.00 1.20 0.50 DPM-200-NIR1 2.00 1.20 0.50 DPM-200-NIR2-n

(in.) (in.) (in.)

0.50 0.40 0.13 DP-050-UV1 0.50 0.40 0.13 DP-050-VIS 0.50 0.40 0.14 DP-050-NIR1 0.50 0.40 0.14 DP-050-NIR2-n 1.00 0.80 0.26 DP-100-UV1 1.00 0.80 0.26 DP-100-VIS 1.00 0.80 0.27 DP-100-NIR1 1.00 0.80 0.27 DP-100-NIR2-n ダイクロイック・シート・ポラライザを高品質ガラス (BK7、λ/10)で挟み込んだ精密リニアポラライザです。 可視域タイプのものでは透過波面精度でλ/5以下を実現し ています。 4タイプの製品があり320nm∼2000nmまでの広波長範囲を カバーできるようにラインナップされています。 可視域、近赤外域ポラライザはブロードバンド・ARコート が施されています。

紫外域ポラライザの単層ARコートはオプションとなりま す。

精密ポラライザ

仕様

ポラライザ・材質 ポリマー ガラス・材質  UV UV Grade 合成石英  VIS BK7 Grade A  NIR BK7 Grade A 透過波面収差(@632.8 nm)  UV ≦ λ/2  VIS ≦ λ/5  NIR ≦ λ/2 スクラッチ/ディグ 40∼20 ビーム偏角

 UV ≦ 2 arc min

 VIS ≦ 1 arc min

 NIR ≦ 2 arc min

反射(片面あたり、0°入射時)  UV ∼ 4.25%(ARコートなし)  VIS ≦ 0.5%  NIR ≦ 0.5% 直径(許容)  マウント ±0.005 inch  マウントなし +0 / -0.010 inch 厚み(許容) ±0.020 inch 損傷閾値 1 W/cm2, CW 200 mJ/cm2, 20 ns, 可視域 2 J//cm2, 20 ns, 1064 nm ※長時間の紫外線の照射はポラライザにダメージを与える  恐れがあります。  マウント、マウントなしポラライザは標準製品です。  Meadowlark社製精密リニアポラライザには透過軸に  マークがされています。

型式

マウントあり 直径 クリアアパーチャ 厚み 型番 直径 クリアアパーチャ 厚み 型番 ※カスタムARコートの対応も可能。 ※NIR2ポララザへのARコート(オプション)は以下より  お選びいただきます。  NIR2 - 1 650 ∼ 950 nm  NIR2 - 2  900 ∼ 1250 nm  NIR2 - 3  1200 ∼ 1700 nm マウントなし

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1.00 0.40 0.25 specify PPM - 050 - λ 1.00 0.70 0.35 specify PPM - 100 - λ Fig. 1-7

高消光比ポラライザ

800nmに設定された高消光比ポラライザの一般的な 透過特性。 消光比はグラントンプソンを使用して計測

特長

・ 高コントラスト比 ・ 高透過率 ・ 吸収タイプのダイクロイック・ガラス 近赤外領域のコントラストの改善を目的としてデザインさ れた高消光比ポラライザです。高消光比ポラライザは、 PolarcorTMを2枚の高品質ガラスで挟み込み、透過波面精 度、表面精度に優れたデバイスです。 高消光比ポラライザは、広いアパーチャで約10,000:1程度 のコントラスト性能を持っています。 カスタム波長レンジは、630nm∼1580nmで、60nm∼ 80nmのバンドパスが可能です。サイズは10mm∼25mm程 度でお受けできます。

仕様

型番

ポラライザ・材料 ダイクロイック・ガラス ガラス・材料 BK7 Grade A 透過波面収差(@632.8 nm) ≦ λ/4 スクラッチ/ディグ 40 - 20 ビーム偏角 ≦ 3 arc min 表面反射(片面あたり) ≦ 0.5 %(0°入射時) 動作温度範囲 -50℃ ∼ +70℃ 損傷閾値 1 W/cm2, CW 200 mJ/cm2, 20ns, 可視域 2 J/cm2, 0 ns, 1064 nm ※ポラライザへの長時間の紫外線の照射はダメージを与える  恐れがあります。 直径 クリアアパーチャ 厚み 波長範囲 型番

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www.meadowlark.com

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1.00 0.40 0.25 UPM - 050 - UV 1.00 0.40 0.25 UPM - 050 - VIS 1.00 0.40 0.25 UPM - 050 - IR 1.00 0.40 0.25 UPM - 050 -LNIR 1.00 0.70 0.35 UPM - 100 - UV 1.00 0.70 0.35 UPM - 100 - VIS 1.00 0.70 0.35 UPM - 100 - IR 1.00 0.70 0.35 UPM - 100 -LNIR

(in.) (in.) (in.)

0.50 0.40 UHP - 050 - UV 0.50 0.40 UHP - 050 - VIS 0.50 0.40 UHP - 050 - IR 0.50 0.40 UHP - 050 - LNIR 1.00 0.80 UHP - 100 - UV 1.00 0.80 UHP - 100 - VIS 1.00 0.80 U HP -100- I R 1.00 0.80 U HP -100 -LNIR

超高消光比ポラライザ

ポラライザ・材料 ダイクロイック・ガラス ガラス・材料  UV Borofloatガラス  可視域 D263T ディスプレイ・フロートガラス  近赤外域 D263T ディスプレイ・フロートガラス  赤外域 Call Factory 透過波面収差(@632.8 nm) ≦ 1λ / 10 mm径 スクラッチ/ディグ 40 - 20 ビーム偏角 ≦ 5 arc min 表面反射(片面あたり) ≦ 4.25 %(0°入射時) 直径(許容)  マウント ± 0.005 inch  マウントなし + 0 / -0.010 inch 直径 クリアアパーチャ 厚み 型番 直径 クリアアパーチャ 厚み 型番

特長

・ 10,000,000:1を超える超消光比 ・ 340 ∼ 5000 nmまでの波長範囲内で選択可能 ・ 吸収タイプのダイクロイック・ガラス 究極に高い消光比のポラライザをご希望の場合には、 Meadowlarkの超高消光比ポラライザをお勧めします。 UHP-UVシリーズは360nm∼400nmにかけて、UHP-LNIRシ リーズは650nm∼5000nmの広い範囲にかけて超消光比と なります。

型式

マウント マウントなし ※カスタムARコート可能 例) UV 340 ∼ 410 nm、 R ≦1.0 % IR-AR1 450 ∼ 750 nm、 R ≦ 0.5 % IR-AR2 550 ∼ 850 nm、 R ≦ 0.5 % IR-AR3 600 ∼ 1200 nm、 R ≦ 0.5 % IR-AR4 1200 ∼ 1700 nm、 R ≦ 0.5 % 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125

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Fig. 1-8 Fig. 1-10 Fig. 1-11 Fig. 1-9

超高消光比ポラライザ

UVポラライザ VISポラライザ IRポラライザ LNIRポラライザ

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Transm itted Fig. 1-12 Fig. 1-15 Fig. 1-14 Fig. 1-13

VersaLight™ ポラライザ

特長

・ 広波長範囲 ・ 反射型ポラライザ ・ 広入射許容角 VersaLight ポラライザは、ガラス基板上に薄膜のアルミマ イクロワイヤーを形成した構造で、高い耐久性、コントラ ストそして可視域から光通信波長帯域を含む近赤外域まで の広い波長域での用途に使用できます。 VersaLightポラライザは、200℃の温度環境下でダイクロ イック・ポラライザと同等性能の品質性能を提供できま す。 VersaLightポラライザのマイクロワイヤー構造は、偏光 ビームスプリッタとしても使用可能で、高いコントラスト のまま、ある方向の偏光は透過させるが、対向する偏光は 反射させることもできます。VersaLightは、現在利用可能 な材料の中で最も広い波長で最も広い入射許容角を持って います。 Versalightポラライザは、カスタムで最大8インチ丸でのご 提供が可能です。 VersaLight ポラライザ形状と使用例 UV VersaLight ポラライザ性能

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IN R 0.5 x 0.5 in. UV VLS-050-UV NIR VLS-050-NIR IR VLS-050-IR 1.0 x 1.0 in. UV VLS-100-UV NIR VLS-100-NIR IR VLS-100-IR 2.0 x 2.0 in. UV VLS-200-UV NIR VLS-200-NIR IR VLS-200-IR 0.5 in. 直径 UV VLR-050-UV NIR VLR-050-NIR IR VLR-050-IR 1.0 in. 直径 UV VLR-100-UV NIR VLR-100-NIR IR VLR-100-IR 2.0 in. 直径 UV VLR-200-UV NIR VLR-200-NIR IR VLR-200-IR ※ UV VersaLightのワイヤーグリッド表面は保護されていま  せん。決して触れないようにしてください。 ※UV VersaLight ポラライザ: 300nm ∼ 450nm ※NIR VersaLight ポラライザ:450nm ∼ 1000nm ※IR VersaLight ポラライザ: 1000nm ∼ 2000nm

VersaLight™ ポラライザ

ガラス・材料  UV UVグレード石英ガラス  NIR Borofloatガラス  IR Borofloatガラス コントラスト(反射) > 30:1(typ.) 厚み  UV 1.1 mm  NIR 0.7 mm  IR 0.7 mm 透過波面収差(@632.8 nm)

 UV ∼ λ/4 per inch

 NIR ∼ 5λ per inch

 IR ∼ 5λ per inch

スクラッチ/ディグ 80 - 50 ビーム偏角 ≦ 1 arc min 波長範囲 400 nm ∼ 2000 nm以上 最高温度 200℃ 表層 損傷閾値 50 kW/cm2, CW, 1540 nm 外形  円 1 ∼ 200 mm  角 1 ∼ 140 mm

特長

型式

[ 角 ] サイズ ARコーティング 型番 標準 VersaLight [ 丸 ]

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Fig. 1-16 Fig. 1-17

特長

・ 高コントラスト ・ 低反射 ・ 高いダメージ闘値 ・ 低波面収差 透過、反射の両方に優れた波面収差を持つレーザライン・ 偏光ビームスプリッタです。 入射光に適するARコートがプリズム内部の斜面に施されて います。2つのプリズムはしっかりと貼り合わされ環境によ る性能の劣化から守ります。 本製品は、非常に低いロスで、無偏光を2つの直交する直線 偏光に分離します。以下にその様子を示します。P偏光は透 過、S偏光は反射です。 標準性能 入射光をそれぞれ直行する偏光に分離

レーザライン・偏光ビームスプリッタ

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A = B = C (in.) 0.50 BP - 050 - λ 1.00 BP - 100 - λ Fig. 1-18 偏光ビームスプリッタは入射光をそれぞれ直行する偏光にします。 材質 BK7 Grade A 透過波面収差 ≦λ/5(P偏光) (@632.8 nm) コントラスト比  透過 ≧ 500:1  反射 ≧ 20:1 効率  P偏光 ≧ 95 % 透過  S偏光 ≧ 99 % 反射 クリアアパーチャ 中心部分 80 %の径 反射(片面あたり) ≦ 0.25%(0°入射時) スクラッチ/ディグ 40 - 20 ビーム偏角  透過 ≦ 3 arc min  反射 ≦ 6 arc min 許容入射角 ± 2° 標準波長 532 nm, 632.8 nm, 670 nm, 780 nm 850 nm, 1064 nm, 1550 nm 許容寸法 ± 0.020 in. 温度範囲 -40 ℃ ∼ +100 ℃ 推奨使用範囲 500 W/cm2, CW 300 mJ/cm2, 10 ns @可視域 200 mJ/cm2, 10 ns @1064 nm

仕様

型式

寸法 型番 ※カスタムサイズ、カスタム波長に対応可能。 [質問] 偏光の偏光軸を正確にみつける方法はありますか? [回答] Meadowlark製品はマウントあり、なしに関わらず、 全ての製品に偏光軸がマークされています。より正 確に偏光軸を見つけるためには、レーザライン・偏 光スプリッタを使用するとよいでしょう。透過した 直線偏光の偏光軸は、入射、反射ビームにより精密 に定義されています。

レーザライン・偏光ビームスプリッタ

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Fig. 1-19 Fig. 1-20 Fig. 1-21 Fig. 1-22

広帯域偏光ビームスプリッタ

特長

・ 高コントラスト ・ 低ロス ・ 広い対応波長域 ・ 高ダメージ闘値 広帯域光源や波長可変光源など、可視域か近赤外域で広い 波長レンジで使用できる偏光ビームスプリッターです。あ らゆるシーンで使用できるオプティクスです。 レーザライン・偏光ビームスプリッタと同様に2つの直交す る偏光を取り出すことができます。無偏光を入射すること で透過と反射に50%づつに分離することができます。入射 の偏光状態を変えることで各偏光の分岐比を変えて使用す ることも可能です。 VIS対応品特性 IR1対応品特性 IR2対応品特性 IR3対応品特性

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A = B = C (in.)

VIS

(440-680 nm) 0.50 BB - 050 - VIS 1.00 BB - 100 - VIS

IR1

(620-900 nm) 0.50 BB - 050 - IR1 1.00 BB - 100 - IR1

IR2

(820-1250 nm) 0.50 BB - 050 - IR2 1.00 BB - 100 - IR2

IR3

(1150-1600 nm) 0.50 BB - 050 - IR3 1.00 BB - 100 - IR3 ※カスタムサイズに対応可能。

広帯域偏光ビームスプリッタ

基本的な製造方法は前述のレーザライン・偏光ビームスプ リッタと同じです。使用されている高屈折率ガラスは、広 帯域の波長での使用に適しています。広帯域偏光ビームス プリッタは最適な性能を得るために入射ビームは、十分に コリメートされていること、アライメントがしっかりとと れていることが重要です。 入出射を行う4つの面にはすべてARコートが施されていま す。

仕様

材質 SF2 透過波面収差(@632.8 nm) ≦λ/5 (P偏光) コントラスト比  透過 ≧ 500:1  反射 ≧ 20:1 効率(使用波長域内での平均)  P偏光 ≧ 95 % 透過  S偏光 ≧ 98 % 反射 クリアアパーチャ 中心部分 80 %の径 反射(片面あたり) ≦ 0.5 % (0°入射時) スクラッチ/ディグ 40∼20 ビーム偏角  透過 ≦ 3 arc min  反射 ≦ 6 arc min 許容入射角 ± 2° 波長域  VIS 440 - 680 nm  IR1 620 - 900 nm  IR2 820 - 1250 nm  IR3 1150 - 1600 nm 許容寸法 ±0.020 in. 温度範囲 -40 ℃ ∼ +100 ℃ 推奨使用範囲 500 W/cm2, CW 300 mJ/cm2, 10 ns @可視域 200 mJ/cm2, 10 ns @1064 nm

型式

寸法 型番

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Fig. 1-24

グラントムソン・ポラライザ

グラントムソン・ポラライザイメージ クリア 波長範囲(nm) ARコート 型番 アパーチャ(mm) 5 320-2300 なし GTP-M05 5 400-700 MgF2 GTP-M05-0550 5 650-1000 MgF2 GTP-M05-0825 5 1000-1500 MgF2 GTP-M05-1250 8 320-2300 なし GTP-M08 8 400-700 MgF2 GTP-M08-0550 8 650-1000 MgF2 GTP-M08-0825 8 1000-1500 MgF2 GTP-M08-1250 10 320-2300 なし GTP-M010 10 400-700 MgF2 GTP-M10-0550 10 650-1000 MgF2 GTP-M10-0825 10 1000-1500 MgF2 GTP-M10-1250

特長

・ 広波長域 ・ 優れた消光比 カルサイト(方解石)は複屈折性をもった結晶です。内部の プリズムの角度を非常に精密に制御することで優れた性能 を持つポラライザが作り出せます。 Meadowlarkのグラントムソン・ポラライザは、精密な光学 機器やレーザのアプリケーションで使用できるようにデザ インされています。グラントムソン・ポラライザの特性と しては、広い波長範囲で使用できることと優れた消光比が 挙げられます。 製品は、黒のアルマイト処理された円筒形のハウジングで 覆われています。カルサイト自体は215nmから透過率を得 られる光学材料なのですが、ポラライザの製造に使用する 接着剤は紫外域での透過率に限界があり、320∼2300nmま ででの仕様をお薦めしています。 三つの異なる波長範囲でのARコートは、可視域から近赤外 域まで対応可能です。ARコートなしも供給可能です。 材質 カルサイト Grade A 消光比 10,000:1 (クリアアパーチャの中心2/3) 反射(片面あたり、0°入射時) コートなし ∼ 4.5 % 単層MgF2 ∼ 1.5 % ビーム偏角 ±3 arc min 許容入射角 ±5° 波長域 320 ∼ 2300 nm 推奨使用範囲 20 ∼ 30 W/cm2, CW

型式

仕様

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Fig. 1-25

円偏光板を用いたアイソレーション

円偏光板の構造イメージ

特長

・ 反射防止 ・ ビーム分離 ・ ポラライザとリターダの一体構造 円偏光板は、入射ビームを右回り、もしくは、左回りのい ずれかの偏光状態のみ透過させます。円偏光が反射した際 には、右回りが左回りに、またその反対にも変換されま す。よって円偏光を作り出すポラライザで反射偏光をブ ロックすることができます。 本記述にあります円偏光板を使用してのアイソレーション は、ビームの反射面が鏡面であり、偏光解消や偏光の変化 が反射面と円偏光板間で発生していないことを条件として います。 2つの異なるデザインの円偏光板をご用意しています。  ・ポラライザとリターダの組み合わせ  ・ビームスプリッタ・ポラライザとリターダの組み合わせ これら2つのデザインとも反射した円偏光の向きが変わるの で、ポラライザで反射の偏光をブロックすることができま す。この反射光のブロッキング度合いは、しばしば円偏光 板の性能の評価に使用されます。これは、アイソレーショ ンとも呼ばれポラライザで言うところの消光比と同じ意味 で使用されています。 アイソレーションは入射光に対して戻り光が円偏光板でブ ロックされたビームのパーセント(%)で表記されます。高い アイソレーションは、戻り光が少ないことを意味します。

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(in.) (in.) (in.)

1.00 0.40 0.25 CPM - 050 - λ

1.00 0.70 0.35 CPM - 100 - λ

2.00 1.20 0.50 CPM - 200 - λ

(in.) (in.) (in.)

0.50 0.40 0.13 CP - 050 - λ 1.00 0.80 0.26 CP - 100 - λ

円偏光板

ポラライザ・材質 ポリマー リターダ・材質 複屈折ポリマー ガラス・材質 BK7 Grade A 標準波長 532, 632.8, 670, 780, 850, 1064, 1550 nm アイソレーション > 99.8 % 透過波面収差(@632.8 nm)  可視域 ≦ λ/5  近赤外域 ≦ λ/2 スクラッチ/ディグ 40∼20 ビーム偏角  可視域 ≦ 1 arc min  近赤外域 ≦ 2 arc min 反射(片面あたり) ≦ 0.5 %(0°入射時) 許容寸法(直径) マウントあり ± 0.005 in. マウントなし + 0 / - 0.010 in. 温度範囲 - 20 ℃ ∼ + 50 ℃ 推奨使用範囲 1 W/cm2, CW ※ 紫外線を長くポラライザに照射するとダメージを   与えかねません。

特長

・ 高アイソレーション ・ 大きなサイズ製作可能 ・ 優れた透過波面収差 円偏光板はポラライザとゼロオーダ・リターダの組み合わ せで作られています。ポラライザの透過軸に対してリター ダのFast Axisを正確に45°回転してアライメントすることで 優れた性能の円偏光板となります。 使用するリターダのリターダンス許容が狭く設定されてい るものを使用することでも優れた性能を確保することがで きます。精度良くアライメントを行い、高品質な光学フ ラット面で貼り合わせることで、λ/5以下の透過波面収差 を達成しています。さらにARコートを施すことで反射を低 減することができます。 望まれる効果を得るためには、円偏光板の各軸が正しく製 作されていることが前提です。伝搬するビームの方向に マークが施されています。円偏光板を入射ビーム偏光方向 に回転させ、ビームの偏光方向とハウジングにある印とを 合わせることで最大の透過を得ることができます。 これら円偏光板は一波長で使用するようにデザインされて います。アクロマティクな円偏光板もカスタムでは製作可 能です。お問い合わせください。 直径 クリアアパーチャ 厚み 型番 直径 クリアアパーチャ 厚み 型番 マウントなし マウントあり

型式

仕様

※ 標準品は左回り円偏光です。   右回り円偏光はお問い合わせください。 ※ 各型番の最後に"-RH"とご記載ください。

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(in.) (in.) 0.50 0.40 BS - 050 - λ 1.00 0.80 BS - 100 - λ . Fig. 1-27

型式

仕様

ビームセパレータ

使用方法例

特長

・ 高アイソレーション ・ 大きなサイズ製作可能 ・ 優れた透過波面収差 レーザライン用のアプリケーションで使用できるビームセ パレータです。本製品は、ゼロオーダ・リターダのFast Axisをビームスプリッタ・ポラライザの透過軸に対して45° で貼り合わせてあります。入射ビームの偏光にかかわらず 透過したビームは円偏光となります。 使用される精密ポリマーリターダは、λ/4±λ/350内とし ています。鏡面からの戻り光を99.8%以上でアイソレー ションするためには、Fast Axisのアライメントは1° 内とな ります。

型式

ガラス・材質 BK7 Grade A 透過波面収差(@632.8 nm) ≦ λ/5 クリアアパーチャ 中心部直径の80 % 反射(片面あたり) ≦ 0.5 % (0°入射時) スクラッチ/ディグ 40∼20 ビーム偏角 ≦ 3 arc min 入射許容角 ± 2° 標準波長 532, 632.8, 670, 780, 850, 1064, 1550 nm 許容寸法 ± 0.020 in. 温度範囲 - 20 ℃ ∼ + 50 ℃ 推奨使用範囲 500 W/cm2, CW 300 mJ/cm2, 10 ns @可視域 200 mJ/cm2, 10 ns @1064 nm キューブサイズ クリアアパーチャ 型番 ※ カスタムサイズ対応可能 ※ 400 nm ∼ 1600 nmでカスタム波長対応可能

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500 1000 1500 2000

500 1000 1500 2000

500 1000 1500 2000

偏光素子セレクションチャート

ポラライザ タイプ 特長 波長範囲 精密ポラライザ ・ カスタム形状、サイズ対応可能 ・ 紫外域、可視域、近赤外域対応 ・ 低価格 ・ 低パワー入力での使用 高消光比ポラライザ ・ 高コントラスト比 ・ 高透過率 ・ 波長に応じたデザイン 超消光比ポラライザ ・ 広対応波長域 ・ 高い耐温度性能 ・ 最も高いコントラスト比 ・ 紫外域において優れた性能 グラントムソン・ポラライザ ・ 優れたコントラスト比 ・ 広い使用可能波長域 ・ 多層BBARコート可能 ビームスプリッタ Versa Lightポラライザ ・ 広い対応波長域 ・ 反射タイプ ・ 耐高パワー入力 ・ 可視、近赤外選択可能 ・ 最大170mmまでのアパーチャ レーザライン・ 偏光ビームスプリッタ ・ 高コントラスト比・ 高い損傷闘値 ・ 低反射 広帯域・ 偏光ビームスプリッタ ・ 高コントラスト比 ・ 高い損傷闘値 ・ 広帯域での使用 円偏光 円偏光板 ・ 高アイソレーション ・ 大サイズ対応可能 ・ 広帯域向けにアクロマティックをご用意 ビームセパレータ ・ 高アイソレーション ・ 優れた波面収差 ・ 強固なデザイン 標準製品 カスタム製品(オプション)

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UV: ~4.25% VIS: 0.50% NIR: 0.50%

UV: 2 arc min VIS: 1 arc min NIR: 2 arc min

UV: λ/2 VIS: λ/5

NIR: λ/2 ± 10°

0.40, 0.70, 0.80, 1.20 in.

0.50% 3 arc min λ/4 ± 5° 0.40, 0.70 in.

~4%

(コートなし) 5 arc min 1λ/10mm 径 ± 5° 0.40, 0.70, 0.80 in.

~1.50% (コートあり)

~4.50% (コートなし) 3 arc min λ ± 5° 5, 8, 10 mm

1.50% 1 arc min UV: λ/4 inchNIR: 5λ inch あたり あたり

IR: 5λ inch あたり ± 45° 0.40, 0.80 in.

0.25% 反射透過: 6 arc min:3 arc min λ/5 ± 2° 0.40, 0.80 in.

0.50% 反射透過: 6 arc min:3 arc min λ/5 ± 2° 0.40, 0.80 in.

0.50% NIR: 2 arc minVIS: 1 arc min VIS: λ/5

NIR: λ/2 ± 2° 0.40, 0.70, 0.80,1.20 in.

0.50% 3 arc min λ/5 ± 2° 0.40, 0.80 in.

偏光素子セレクションチャート

ポラライザ ビームスプリッタ 円偏光 反射 (片面あたり最大) ビーム偏角 (最大) (最大@632.8 nm)透過波面収差 入射許容角 クリアアパーチャ

(22)

0.52 x 0.52 x 0.50 in. 13.2 x 13.2 x 12.7 mm 0.40 in. [10.2 mm] BV-050-VIS BV-050-IR BV-050-UNC 1.02 x 1.02 x 1.00 in. 25.9 x 25.9 x 25.4 mm 0.80 in. [20.3 mm] BV-100-VIS BV-100-IR BV-100-UNC 2.02 x 2.02 x 2.00 in. 51.3 x 51.3 x 50.8 mm 1.60 in. [40.6 mm] BV-200-VIS BV-200-IR BV-200-UNC

型式

マウントなし サイズ クリアアパーチャ 型番

仕様

ワイヤーグリッド・ビームスプリッタ

波長 vs 透過率例(黒)とコントラスト(赤)

特長

・ 広い対応波長域、420nm ∼ 2600nm

・ 広入射許容角

・ カスタムサイズ、形状可能

・ 優れた透過コントラスト

・ キューブ面にポラライザ、リターダ追加可能

Meadowlarkから新たにVersaLight ワイヤーグリッドポララ イザを使用した偏光ビームスプリッタがリリースされまし た。 本製品は、広い波長範囲で使用できるように設計されており 420nm∼2400nm程度まで対応できます。ワイヤーグリッ ド・ビームスプリッタは、2つのプリズムでVersaLightポラ ライザを挟み込む形となっています。キューブの表面には、 400nm ∼ 1100nm もしくは 1000nm ∼ 2400nmのいずれ かのARコートを施すことができます。 広い波長で対応できるように、必要に応じてARコートなし 420nm∼2600nmでの供給もできます。 ワイヤーグリッド・ビームスプリッタの構造イメージ ガラス・材質 合成石英 / BK7 波長範囲(ARコートなし) 420 nm - 2600 nm 波長範囲        400 nm - 1100 nm - VIS < 2.0%(反射率)    1000 nm - 2400 nm - IR < 2.0%(反射率)   420nm - 2600 nm - UNC < 4.0%(反射率) 透過波面収差 ≦λ/2 (P-V @633 nm) スクラッチ/ディグ 80 - 50 ビーム偏角 ≦5 arc min 入射許容角 ±40° コントラスト比 グラフを参照 動作温度範囲 -40℃ ∼ +75℃ カスタムサイズ、形状対応可能

23-2

(23)

超広帯域ポラライザ

NEW

特長

・ 300 nm ∼ 2,700 nm ・ 広入射許容角 ・ カスタムサイズ、形状 ・ 優れたコントラスト ・ 薄いコンパクトなデザイン Meadowlarkから 超広帯域ポラライザ(OWL) をご提案しま す。本製品は、方解石を使用したグラントムソン・ポラライ ザとほぼ同等の300nm∼2700nmにも及ぶ極めて広い波長帯 域で使用できるようにデザインされたポラライザです。 OWLは、一枚のポラライザとしては、これまでにない程の 広い波長範囲をわずか0.182in.(4.6mm)ほどの薄さで実現し ています。UV領域からIR領域までをこれ一枚でカバーする ことができます。 記載しております標準的なサイズ以外にもカスタムサイズを お受けしています。

仕様

ガラス材料 合成石英、2.2 mm厚み 波長範囲(コートなし) 300 ∼ 2,700 nm 透過波面収差(@633 nm) ≦ 5λ/in.(p-v) (カスタム対応可能) ≦ 1λ/in.(RMS) (カスタム対応可能) 反射波面収差(@633 nm) ≦ 3λ/in.(p-v) 許容入射角 ±40° 損傷闘値 0.80 J/cm2 (@355 nm) (適正入射角の際) 0.20 J/cm2 (@532 nm) 0.30 J/cm2(@1064 nm) 動作温度 -50℃ ∼ +80℃

カスタム(オプション)

サイズ 0.5 in. ∼ 6 in.(直径) 形状 ご要望に応じて ガラス材料・厚み 厚めの対応可能 (0.04 in.が標準) (波面収差改善のため) ARコート ご要望に応じて マウント マウントなし対応可能

型式

直径(in.) クリアアパーチャ(in.) 型番 1.00 0.76 GPM-100-UNC 1.50 1.26 GPM-150-UNC 2.00 1.76 GPM-200-UNC

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中赤外用ポラライザ

23-4

特長

・ 優れたコントラストを持つ中赤外ポラライザ ・ 薄いコンパクトなデザイン ・ 高透過率   ・ 最大2インチまで(カスタム対応) 中赤外用ポラライザは、3µm∼6µmで高い透過率となるAR コートの施されたシリコン基材上にアルミニウムのワイヤーグ リッドを形成したユニークなオプティクスです。透過軸方向に マークされたリング状のマウント内に収められているので、取り 扱いも簡単に行えます。ワイヤーグリッド面は、非常にデリケー トなので触れたり、クリーニングを行うことはできません。 標準的な製品は、1インチ、もしくは2インチのマウントリングサ イズですが、ご要望により、カスタムサイズ、形状、マウントなし でも供給は可能です。

仕様

基材材料 シリコン 基材厚み 0.7 mm コート 両面ARコート 波長範囲 3 µm ∼ 6 µm コントラスト比 グラフ参照 許容入射角 ≦20° 透過波面収差 ≦1.5 λ/in. (P - V @4µm) ビーム偏角 ≦2 min. 最大アパーチャ 2 in. 円 スクラッチ/ディグ 80 - 50

型式

直径(in.) クリアアパーチャ (in.) 厚み(in.) 型番 1.00 0.76 0.182 Mounted: MPM-100 2.00 1.76 0.182 Mounted: MPM-200

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リターダ 動作原理

リターダは、偏光状態のコントロールや解析を必要とするアプ リケーションでよく使用されます。Meadowlark社からお届け するリターダは、一般的なクオーツだけでなく革新的な高分子 や液晶材料まで広く使用しています。他にもフッ化マグネシウ ムのような結晶材料もその要求に応じて使用できます。 リターダ(waveplate)は、入射するビームを2つの直交する直 線偏光に分離してそれぞれの位相シフト(遅延)を生み出すた めの光学デバイスです。入射とは異なる偏光状態で出射され るのが一般的です。リターダは、偏光を生む為のものでも、強 度を変化させる為のものでもなく、ただ純粋に偏光状態のみ を変化させるためのものです。 Meadowlark社のカタログにあります標準的なリターダは、複 屈 折 材 料で 製 作され 、一 軸 性 材 料(U n i - A x i a l)は、n e (=Extraordinaly)とno(=Ordinary)の異なる2つの屈折率を 持っています。この2つの屈折率は、材料自身の持つ複屈折性 により定義されています。媒質の中を進む光の速度vは、以下 の式で与えられます。 v = c/n c = 真空中を進む光の速度です。 n = 媒質の屈折率(光の進行方向に対して平行な) ne > noとなるのが、ポジティブ一軸性複屈折材料となります。 ポジティブ一軸性複屈折材料では、neの屈折率を持つ軸は "Slow Axis"とされ、noの屈折率を持つ軸は"Fast Axis"とされ ます。これらはその名のとおり、Fast Axisに平行な直線偏光は、 媒質中を直交するSlow Axisよりも速い速度で伝搬することが できます。 つまり、このリターダを伝搬した光は、楕円偏光になり出射 されました。 リターダンス(wave)は、以下の式で与えられます。 δ = β x t / λ ここで、 β = 複屈折性 (ne-no) λ = 入射光(nm) t = 複屈折材料の厚み(nm) リターダンスは、長さとしても表記が可能で、その場合は、以 下のように表されます。 δ' = δ x λ = β x t δ'は、リターダンス(nm)です。 数式からもわかるようにリターダンスは、入射する光の"波 長"と複屈折材料の"厚み"に大きく依存します。 レーザーのようなコヒーレント光が入射した際には、どのリ ターダもわずかではありますが、波長の関数としての位相差 の振動を起こします。これは、エタロン効果と呼ばれリター ダの厚み、表面の反射により引き起こされる現象です。

リターダタイプ

複屈折(Birefringence)は、水晶、液晶、高分子材料などの分 子配向が不等方性の材料としては一般的なものです。結晶 タイプのリターダは、雲母、方解石、水晶などを使用して製造 されます。 リターダは、マルチオーダ(高次)、コンパウンド・ゼロオーダ、 トゥルー・ゼロオーダとに大別されます。トゥルー・ゼロオー ダ・リターダは、波長、使用温度、入射角に対して安定したリ ターダンス性能を必要とするアプリケーションに好まれてよ く使用されています。トゥルー・ゼロオーダ・リターダは、薄 く、比較的低いリターダンスで作られます。 以下にリターダの種類を記します。 水晶(クオーツ:Quartz)は、可視域で∼0.0092程度の複屈折 性を持っています。前述の式から水晶を使用したトゥルーゼ ロ・オーダのリターダでλ/4を製作する場合、たった15um (入力波長:550nm)程度の厚みとなります。これ程の薄さの 場合、製造工程も取り扱いも非常に難しいことは容易く想像 できます。 そこで、もっと一般的なものとしてマルチオーダ・クオーツリ ターダ (高次の水晶:Multi-Order Quartz)があります。これ

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Note that a compound zero-order quartz

retarder does not provide improved field of

view over a multiple-order retarder, only a

true zero-order retarder does.

Fig. 2-1 フェーズ リタデーション

コンパウンド・ゼロオーダ・クオーツリターダ(Compound Zero-Order Quartz)は、厚みの異なる2枚の高次リターダ

を重ね合わせることで、希望するリターダンスになるように 作られています。2枚のリターダのFast Axis、 Slow Axisが、 互い違いにアライメントされ、それぞれの高次リターダンス を打ち消すことで、希望されたリターダンス(わずかな厚み の差)のみ残るという原理になっています。この打ち消す現 象が作用することで、優れた温度変化による安定性をもって います。 鉱物の一つである雲母(Mica)は、薄く剥離することでトゥ ルーゼロ・オーダリターダとして使用できます。ただし、大き な面積で剥離することは非常に難しく、ほとんどの用途で要 求される厳しい許容値、エリアに渡る均一性を必要とする場 合には、とてもお勧めできません。また、自然のものなので、 長期にわたる安定供給にも難があります。 ポリマーリターダ(高分子:Polymer)は、水晶(クオーツ)に比 べて低い複屈折性を持つので十分な厚みを持たせたトゥ ルーゼロ・オーダリターダを製作することができます。マルチ オーダやコンパウンドに比べて優れた入射角特性を持って います。複屈折の波長分散値 (波長 vs 屈折率)は材料により さまざまであり、高分子を使用してリターダを製作する際に は非常に重要な要素となります。Meadowlarkでは、光学フ ラットなウィンドウにこの高分子材料をラミネートすること で、光学用途向けに優れた透過波面収差の製品を提供でき ます。 また、ポリマーシート(高分子シート)の配向を精巧にアライ メントし重ね合わせた、アクロマティック・ポリマーリターダ (Achromatic Polymer)の製作も可能です。多層のポリマー シートは、2枚の光学フラットなガラスに挟まれ、広い波長 での使用には最適です。 2つの全く異なる波長で同じリターダンスを必要とする用途 向けには、二波長リターダ(デュアル波長リターダ: Dual Wavelength)が最適です。この製品では、他にも二つの波 長で同じリターダンス、もしくはそれぞれデザインされたリ ターダンスを作り出すことができます。 液晶リターダ(Liquid Crystal)は、電気的にリターダンスを 変化させることができます。この液晶リターダは、二枚の光 学ガラスをわずか数ミクロンの幅で平行に並べ、その間に 液晶層で満たした構造となっています。液晶材料の複屈折 は0.05程度から0.26程度となっており可視域から近赤外域 までトゥルーゼロ・リターダを製作することができます。 フレネル・ロム(Fresnel Rhombs)は、オプティクス内部での 反射で2つの直交する偏光成分間でフェーズシフトを起こし ます。フレネルロムは、複屈折を利用したものではないの で、アクロマティックリターダとして優れた性能を持っていま す。 他にも、チューナブル複屈折リターダとしてKDP(電気光学結

晶:Potassium Dideuterium Phosphateなど)が挙げられま

す。これはポッケルスセルと呼ばれるレーザ関連部品の一つ で、高電圧をかけるとリターダンスをコントロールすること ができるものです。

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Fig. 2-2 or Fig. 2-3

ポリマーでの偏光制御

ポリマーリターダ構成 λ/2リターダの入射角特性 自然による結晶体(方解石、雲母、水晶など)は、リターダ作成 の為の複屈折材料として選ばれてきました。今日では、これら の結晶体の限界を超えた性能を要求されています。 Meadowlarkでは、特に複屈折ポリマーや液晶を使用すること で、様々な光学用途に沿った偏光制御をご提案しています。

複屈折ポリマー

ポリマーリターダは、複屈折性を持つポリマーフィルムを精密 研磨し光学フラットな2枚のBK7で挟み込んだ構成になって います。ARコートと屈折率整合接着剤を使用し可視域から近 赤外域の領域で最大透過率の得られようにした状態で固めて います。この構成(Fig.2-2)により優れた透過波面収差、偏角、 低反射損失を確保しています。  ポリマーリターダはトゥルー・ゼロ・オーダ・リターダとして広 い視野角特性を持っています。Fig. 2-3にポリマーリターダとク オーツリターダを比較した、角度特性を示します。ポリマーリ ターダは±10°での入射角により1%以下のリターダンスの変 化となっています。 波長によりリターダンス精度が変わることはしばしば懸念事 項となります。例えば、汎用的な半導体レーザの中心波長は± 10nm程度で出回っているのはよく見かけます。使用中の環境 温度変化やドライブコンディションから波長のシフトが発生 し、その結果性能に影響を及ぼすことが考えられます。Mead-owlark社製ポリマーリターダは光源の若干の波長シフトでも 優れたリターダ性能を維持できます。 製品群にあります、アクロマート・リターダは、広帯域の波長範 囲において優れたリターダンス精度持っています。アクロマー ト・リターダの基本的な構成は上記記載のポリマーリターダと 同じです。その他のリターダとの比較はFig.2-4に記載します。 貼り合わせられたポリマーリターダは1℃あたり0.04% の温度 特性を示します。これは、室温で使用すれば、特別室温の変化 を気にせずに、リターダの精度を確保できます。 もちろん特 定の温度下で校正されたポリマーリターダも製作することは 可能です。 大きな面積のクオーツリターダは製作が非常に難しくなりま す、2インチを超えるものははるかに高いコストが必要となり ます。ポリマーリターダであれば、大口径のリターダでもク オーツに比べて比較的低価格で製作が可能となっています。

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Fig. 2-5 Fig. 2-6 °

リターダでの偏光制御

λ/4リターダは直線偏光を円偏光に変換することができ ます。また、その逆も可能です。 λ/2リターダは、直線偏光を2θ回転させます。

マイクロリターダ

PolyWaveは、非常に大きな複屈折性を持つポリマー材料 です。これを使用して非常に薄いリターダを製作すること ができます。 マイクロリターダは、何か月もの社内の環境テストでもリ ターダンスに変化が出ないことを確認しています。 ・1mm以下のサイズで製作が可能です。オプティクスの  端15um内も使用できるようにカッティングも可能です。 ・1550nmでの使用を考えた場合、約15um(λ/2リター  ダ)、約8um(λ/4リターダ)の厚みのリターダとなりま  す。

λ/4リターダ

λ/4リターダは、円偏光と直線偏光に変換するのに使用され ます。Fast軸に対して45°回転させて直線偏光を入力すること で円偏光を出力することとなります。 Fig. 2-5では、直線偏光を右回りの円偏光に変換しています。 λ/4リターダ内では、入力した偏光がFast軸とSlow軸に平行 に振動する2つの直行した成分に分かれます。Fast軸に平行 に振動する成分は、Slow軸に平行に振動する成分に比べて λ/4速く伝搬することになります。λ/4リターダから出射され る際に2つの直行した成分が結合されますが、直交する成分 が互いにλ/4(90°)ずれることで、円偏光へと変換されて出射 されることとなります。 同様に、右回りの円偏光を入力することで、上記と逆の伝搬が 起こり垂直の直線偏光を出射することとなります。

光アイソレータ

λ/4リターダは、しばしばリニアポラライザとともに組み合わ せて、反射光を除去するためのアイソレータとして使用されま す。アイソレータの主な用途としては、レーザキャビティ内へ の戻り光(反射光)を除去させる。が挙げられます。

λ/2リターダ

λ/2リターダは、入力の偏光をその偏光状態をそのままに、 回転させることができるので旋光子と呼ばれることがありま す。λ/2リターダのFast Axisを中心に偏光方向を回転させる ことができます。例えば、リターダのFast Axisと入射偏光面が 45°を成すとき、水平の直線偏光が入射すれば、垂直の出射偏 光を得ることができます。これは、λ/2リターダは、リターダの fast Axisと入射偏光面で成す角の倍の角度の回転を出射偏 光面に与えていることになります。(Fig. 2-6を参考) それ以外にも、λ/2リターダは、右回り円偏光を左回り円偏光 にすることもできます。またその逆も作り出します。光学系全 体を回転させて機械的にレーザの偏光面を回転させることな く、一枚のオプティクスで偏光面を制御できる非常に便利な オプティクスがλ/2リターダです。

1波長リターダ

1波長リターダ(Full Wave Retarder)は、光学系内の不必要な 偏光の変化を相殺させることのできるオプティクスです。多く のオプティクスでは、例えば金属ミラーなどでは、不必要なフ ェーズシフトにより偏光が変化します。入射する直線偏光が金 属表面での反射で楕円偏光に変わる現象などが例に挙げら れます。このような場合、1波長リターダをFast Axis, Slow Axis に対して傾斜をさせることでわずかなリターダンスが発生し、 楕円率を正しく補正することができます。

リターダ(波長板:Waveplate)は、リターダンスの大きさ、Fast 軸向き、入力の偏光状態に依存して偏光を変化させます。 以下に一般的なRetarderを明記します。

(29)

Polari

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Liquid C

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Liquid C

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1

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0

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S

,

=

1

0

0

1

偏光解析例

光学系の偏光状態の計算と解析の手法はいくつかあります。 偏光現象の 一般的に、オプティクスの偏光性能はマトリクスで表されま す。 入射ビームの偏光形態はベクトルで表記されます。 偏光を表すストークスベクトル Sは、 で表される。 それぞれは、以下の意味を持つ。 I = 全体の強度 Q = 水平直線偏光強度 - 垂直直線偏光強度 U = +45°直線偏光強度 - -45°直線偏光強度 V = 右回り円偏光強度 - 左回り円偏光強度 リターダンス "δ(°)"、Fast Axis "Φ(°):水平方向からの測定"の リターダ "M"のミュラーマトリクス(Mueller Matrix)は、以下に 示される。 C2 = Cos(2Φ) S2 = Sin(2Φ) 出射される偏光状態 S'は、 S' = MS  となる。

S =

I

Q

U

V

水平直線偏光がλ/4リターダに入射したときの計算を 行います。 水平直線偏光のストークスベクトルは、以下のように 表せます。 λ/4リターダのFaxt Axisに対して45°回した(方位角) ところに入射する場合のミュラーマトリクスは以下の ようになります。 入射偏光のストークスベクトル "S" とλ/4リターダを示 すミュラーマトリクス "M"を掛け合わせた結果は、 となり、完全な右回りの円偏光が出射されたことを示 します。

(30)

Liquid C

ry

stal D

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Polari

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29

Liquid C

ry

stal

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rs

1.00 0.80 0.23 ZQ-100-λ ZH-100-λ Fig. 2-7

コンパウンド・ゼロオーダ・クオーツリターダ

仕様

リターダ・材料 クオーツ、2枚 リターダンス精度 300 nm以上 ±λ/300 300 nm以下 ±λ/200 透過波面収差 (@632.8 nm, 8 mm中心径) ≦ 1λ / 10 表面反射 (片面あたり 0℃入射時) ≦ 0.25 % スクラッチ/ディグ 20∼10 ビーム偏角 ≦ 10 arc sec 直径 (許容) ±0.005 inch 標準波長 266 nm, 308 nm, 355 nm, 488 nm, 514.5 nm, 532 nm, 1064 nm 動作温度範囲 -20℃∼+80℃ 推奨使用範囲 1 MW/cm2, CW@1064 nm 2 J/cm2, 10 nsパルス@1064 nm

特長

・ 広使用温度範囲 ・ 高損傷閾値 ・ リターダンスの微調性 ・ 優れたUV透過 コンパウンド・ゼロオーダ・クオーツリターダは、内部に空気層 を持ち、高損傷闘値、UV波長領域での高透過率特性を持つな ど特殊なアプリケーション向けのリターダです。 2枚の高次リターダの光学軸方向を互い違いに組み合わせて あります。それら対となるリターダンスの差が実質のリターダ ンスとなります。この実質のリターダンスは、トゥルーゼロオー ダ・リターダと同様に温度にさほど影響を受けませんが、ペア のリターダの総厚みの高次リターダと同じくらい入射角度に 対して影響を受けます。入射角度によるリターダンスのチュー ニングをおこなうことで、デザインされた使用波長付近での使 用の際にリターダンスの微調節することを可能にします。

型式

直径 クリア 厚み λ/4リターダ λ/2リターダ (in.) アパーチャ (in.) 型番 型番 (in.) ※カスタムサイズ製作可能 透過率データ マウントなし

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Fig. 2-8

精密ポリマーリターダ

λ/4精密リターダ性能

特長

・ トゥルーゼロオーダ・リターダ ・ 広入射許容角 ・ 優れた測定精度 ・ クオーツと比べ低い温度依存性 ・ コンパウンド・ゼロオーダ・クオーツリターダと   比べ低価格及び優れた入射角度許容 可視域から近赤外域で使用できる精密ポリマーリターダ を製作しています。このリターダは、全てのポリマーリ ターダの中でも最も高い光学品質、きびしいリターダン ス特性となっています。精密リターダは、複屈折ポリ マーフィルムを精密に光学研磨された2枚のBK7ウィンド ウで挟み接着された構造となっています。リターダの Fast Axisにマークが施されております。  精密ポリマーリターダにはブロードバンドなARコートが 施され、透過率は一般的に約97%を超えるものとなりま す。 中心波長 λc とある波長 λ におけるリターダンス δ の差 は以下の式で与えられます。 ここで δc は、波長 λc の際のリターダンスです。 使用する光源のスペクトラム内にいくつもの波長が含ま れている場合、上記の関係は非常に重要です。 Fig. 2-8、Fig. 2-9にはそれぞれλ/4リターダ、λ/2リター ダがデザイン波長の周辺波長でどのようなリターダンス 特性を持つかが示されています。 ポリマーリターダは、トゥルーゼロオーダのデバイスな ので、斜めからの入射(角度依存性)において優れた利 点を持ちます。入射角度±10°内で変化するリターダンス は約1%以下となっています。

(32)

Liquid C

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31

Liquid C

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stal

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1.00 0.40 0.25 NQM-050-λ NHM-050-λ 1.00 0.70 0.35 NQM-100-λ NHM-100-λ 2.00 1.20 0.50 NQM-200-λ NHM-200-λ 0.50 0.40 0.13 NQ-050-λ NH-050-λ 1.00 0.80 0.26 NQ-100-λ NH-100-λ 2.00 1.60 0.51 NQ-200-λ NH-200-λ

Please specify your center wavelength in nanometers when ordering. 直径 クリア 厚み λ/4リターダ λ/2リターダ (in.) アパーチャ (in.) 型番 型番 (in.) 直径 クリア 厚み λ/4リターダ λ/2リターダ (in.) アパーチャ (in.) 型番 型番 (in.)

仕様

型式

マウント付き マウントなし リターダ・材料 複屈折ポリマー 基材・材料 BK7 Grade A 標準波長 532 nm, 632.8 nm, 670 nm, 780 nm, 850 nm, 1064 nm, 1550 nm カスタム波長 400 nm ∼ 1800 nm 標準リターダンス λ/4、λ/2 リターダンス精度 ≦λ/350 透過波面収差(@632.8 nm) ≦λ / 8 スクラッチ/ディグ 40 ∼ 20 ビーム偏角 ≦ 1 arc min. 表面反射(片面あたり) ≦ 0.5 % (0°入射時) 直径 (許容) マウント ±0.005 in. マウントなし +0/-0.010 in. 厚み(許容) ±0.020 in. 動作温度範囲 20℃ ∼ 50℃ 推奨使用範囲 500 W/cm2、 CW 600 mJ/cm2 20 nsパルス@可視域 4 J/cm2、 20 ns @1064 nm

精密ポリマーリターダ

[質問] 使用している光源の中心波長が数nmに渡っていま す。できる限り完璧にどの波長においてもλ/4リター ダンスを与えたいと考えています。もし、リターダンス が0.5nm間隔で10枚ものリターダを使用すれば、解 決できるとは思いますが、他にお勧めの方法はありま すか? [ご返答] リターダンスが0.5nm間隔で準備することは非常に 困難です。リターダを傾斜して使用する方法はどうで しょうか。 例えば、632.8nmで使用した際に、10°傾斜させること でリターダンスが1.25nm(もしくは0.002 wave)可変 できると思います。 この時、リターダをFast軸もしくはSlow軸に対して傾 斜させる必要があります。 もしくは、液晶リターダを使用する方法もあります。 [質問] 視野角が必要なイメージングシステム用にコンパウ ンド・ゼロオーダ・リターダを購入しました。これらに は本当にトゥルーゼロオーダ・リターダほどの視野角 がありますか? [ご返答] 一般的な思い違いです。 コンパウンド・ゼロオーダ・リターダはその製法から マルチオーダ・リターダの2倍程度悪くなります。 すぐれた視野角が必要なのであれば、トゥルーゼロ・ リターダを使用して頂かなければなりません。

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Fig. 2-10

広入射角リターダ

入射角度 vs 広入射角リターダ(λ/2リターダ)

特長

・ 広入射許容角 ・ 標準/カスタム波長でのリターダ ・ マウント有無選択可能 ・ コリメート光を使用しないアプリケーションでは、   最適なリターダ ゼロオーダ・ポリマーリターダの技術を使用した広入射角 リターダをご紹介します。デザインされた波長において、 30°以上の入射角においても安定したリタデーションを確保 することができます。 可視域、近赤外域で動作するλ/4、λ/2リターダは標準品 としてにご用意しています。Fig.2-10、Fig.2-11には、それ ぞれλ/2、λ/4の広入射角リターダの特性を示していま す。 標準品にはARコート(BBAR)が施されています。 Note:BBARコートの性能は入射角に応じて異なります。  (垂直入射)正面入射時で最適になるように施されていま す。

Meadowlarkのリターダの Fast Axis には印がされておりま す。400nm∼1800nmの波長領域においてカスタム製品も お受けできます。

参照

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(出典)

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