JP2004258503A

JP2004258503A - 偏光素子および光学系および光学測定装置

Info

Publication number: JP2004258503A
Application number: JP2003051278A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shirai; 健白井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】紫外領域において、消光比が良好かつ十分な光量が得られる偏光素子を得る。
【解決手段】基板上に、高屈折率層の各層の光学的膜厚が同一かつ低屈折率層の各層の光学的膜厚が同一な交互層からなり、１５０ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍの波長範囲のｐ偏光に対して、入射角θが７０°≦θ≦８０°の入射角範囲で反射防止の効果を有する多層反射防止膜を設けて偏光素子とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外光領域で良好な消光比を有する偏光素子の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、光学部品を斜方からの入射光に対して使用する場合、その光学部品の特性は入射光の偏光方向によって異なるものとなる。図１０は合成石英ガラス（屈折率ｎ＝１．５５）の反射率と入射角との関係を表したものである。入射角が大きくなるにつれてｓ偏光に対する反射率Ｒｓは増大するのに対し、ｐ偏光に対する反射率Ｒｐは入射角θ≒５７°程度まで減少後、増加に転じる。ｐ偏光に対する反射率最小となる角度はブリュースター角（ｂｒｅｗｓｔｅｒａｎｇｌｅ）と呼ばれる。斜入射時の偏光特性は反射防止膜等の光学薄膜に関しても重要な因子である。特許文献１には斜入射光に対して反射防止効果を有する光学薄膜が開示されている。
【０００３】
このような斜入射時の光学部品の特性は各偏光成分ごとに測定する必要がある。光学部品の偏光特性を測定する際に、被測定部品に対する照射光を特定の偏光成分を持つものにする目的で、あるいは被測定部品の情報を含む測定光を偏光成分に分離して計測する目的で直線偏光素子が用いられる。
【０００４】
一般的に使用されている直線偏光素子としては方解石（ＣａＣＯ_３）等を利用した複屈折結晶偏光素子があり、可視光領域では方解石とカナダバルサムを組み合わせたニコル（Ｎｉｃｏｌ）プリズムやグラン−トンプソン（Ｇｌａｎ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）プリズム、方解石と空気層を組み合わせたグラン−テーラー（Ｇｌａｎ−Ｔａｙｌｏｒ）プリズムやグラン−フーコー（Ｇｌａｎ−Ｆｏｕｃａｕｌｔ）プリズムなどが知られている。これらの偏光素子に使用される方解石は波長２２０ｎｍ以下では光吸収が大きくなるため、更に短波長の紫外光領域ではフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）単結晶をオプティカルコンタクトで接合したロション（Ｒｏｃｈｏｎ）プリズムが適用される。図１１はグラン−テーラープリズムの例、図１２はロションプリズムの例である。入射光線１０１は、これらの偏光素子によりｓ偏光光線１０２およびｐ偏光光線１０３に分割される。
【０００５】
上述の各偏光素子は結晶の複屈折を利用したものであるが、材料のブリュースター角を利用した偏光素子も存在する。図１３は、偏光素子として合成石英ガラスの板材４１を２枚用い、これらを光軸に垂直な面１３に対して対象に配置した偏光機能を有する光学系の例である。図１３の例では入射角θ（素子面の法線１００からの角度をいう。以下同じ）を合成石英ガラスのブリュースター角θ＝５７°に設定してあるため、ｐ偏光成分の反射率がほぼ０、すなわち透過率Ｔｐ≒１００％となるのに対し、ｓ偏光成分の透過率Ｔｓ≒８５．２％である。偏光素子の性能は一般に消光比、すなわち各偏光成分に対する透過率の比で表される。合成石英ガラスのブリュースター角を利用した上記偏光素子の場合には、
素子１枚あたりの消光比＝１：０．８５２＝１．１７：１
光学系全体（素子２枚）の消光比＝１^２：（０．８５２）^２＝１．３８：１
となる。消光比が大きいほど優れた偏光素子である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２６８１０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
紫外領域の偏光素子には、上述のようにロションプリズムまたはブリュースター角を利用した素子が用いられる。
【０００８】
しかしながら、前者では各偏光成分の分離角が約４度と小さいために、たとえば重水素ランプのような面光源を用いた測定機のように数度程度の光線角度幅しか持たない場合、偏光成分を十分に分離できなかったり、光線分離を十分に行うためには焦点距離を大きくとる必要があるなどの問題があった。またオプティカルコンタクト面の平坦性が悪いと密着力が弱くなるため、耐久性を確保するには高精度な面仕上げが必要なこと、消光比を高くするために結晶性の良いフッ化マグネシウム単結晶を利用する必要があることから、ロションプリズムは高価になる傾向があった。
【０００９】
一方、後者では素子１枚あたりの消光比が不十分という問題がある。偏光素子に要求される消光比は、用途によって異なるものの、最低１００：１、通常は１０００：１以上が求められる。偏光素子を光路に直列に複数配置すれば消光比を上げることができるが、前述の合成石英ガラスの例で１０００：１の消光比を実現するためには２２枚もの素子が必要となり、素子全長が非常に長くなってしまうという問題があった。一方素子面で反射したｓ偏光成分を利用する場合には、ｐ偏光成分の反射率がほぼ０であるため消光比は非常に高いものとなるが、ｓ偏光成分に対する反射率が１４．８％と低いため、光量損失が大きくなるという問題があった。
【００１０】
本発明は従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、特に紫外領域において偏光比が良好で、十分な光量が得られる偏光素子を提供することを目的とする。
【００１１】
【発明を解決するための手段】
以上の問題点を解決するため、本発明では光学部材の複屈折やブリュースター角を利用するのではなく、多層反射防止膜の偏光特性を利用する。すなわち本発明は、特に紫外領域において、消光比が良好かつ十分な光量が得られる偏光素子として、
「基板と、前記基板上に形成された反射防止膜とを備え、
前記反射防止膜が、入射媒質側から高屈折率層、低屈折率層の交互層が順次積層されてなる多層反射防止膜であって、前記交互層の前記高屈折率層の各層の光学的膜厚が同一であり、かつ前記低屈折率層の各層の光学的膜厚が同一であり、１５０ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍの波長範囲のｐ偏光に対して、入射角θが、
７０°≦θ≦８０°
の入射角範囲で反射防止の効果を有する多層反射防止膜である偏光素子（請求項１）」
を提供する。
【００１２】
また本発明は、特に有効な偏光分離機能を有する反射防止膜を備えた偏光素子として、
「前記反射防止膜を構成する、前記高屈折率層の光学的膜厚と前記低屈折率層の光学的膜厚との和である光学的周期長ｎｄは、
０．６λ≦ｎｄ≦０．６５λ（λは入射光の波長である）
の範囲であり、かつ前記高屈折率層の光学的膜厚の前記光学的周期長に対する比率Γは、
０．３８≦Γ≦０．７３
の範囲であることを特徴とする請求項１記載の偏光素子（請求項２）」
及び、
「前記反射防止膜を構成する前記交互層の層数Ｎは、
５≦Ｎ≦１７
の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載の偏光素子（請求項３）」
を提供する。
【００１３】
また本発明は、紫外領域で優れた透過率を備える偏光素子として、
「前記高屈折率層の材料は、フッ化ランタン（ＬａＦ_３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ_３）、フッ化ネオジム（ＮｄＦ_３）、フッ化ディスプロシウム（ＤｙＦ_３）、フッ化イットリウム（ＹＦ_３）およびこれらの混合物質又は化合物の群より選ばれた１つ以上の成分であり、前記低屈折率層の材料は、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、クライオライト（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）、チオライト（Ｎａ_５Ａｌ_３Ｆ_１４）およびこれらの混合物質又は化合物の群より選ばれた１つ以上の成分であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の偏光素子（請求項４）」
及び、
「前記基板は酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）のいずれかである、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の偏光素子または光学系（請求項５）」
を提供する。
【００１４】
また本発明は、より高い消光比が得られ、かつ入射光軸と出射光軸が平行である偏光素子として、
「前記基板は互いに平行な２平面を備え、かつ該２平面のそれぞれに前記反射防止膜が設けられたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の偏光素子（請求項６）」
を提供する。
【００１５】
さらに本発明は、前記偏光素子を複数備え、全体として偏光分離機能を有する光学系であって、より高い消光比が得られ、または入射光軸と出射光軸を一致させた光学系として、
「請求項６記載の偏光素子を複数備える光学系であって、前記複数の偏光素子は光軸に垂直な面に対して対称に配置され、かつ入射光軸と出射光軸が同一直線上にあることを特徴とする光学系（請求項７）」
を提供する。
【００１６】
また本発明は、特にｓ偏光成分を利用することができる光学系として、
「光線の入射側から、第１の偏光素子、反射素子、第２の偏光素子の順に光学素子を配置してなる光学系であって、
前記第１の偏光素子および第２の偏光素子は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の偏光素子であり、
入射光軸と出射光軸とが同一直線上にあることを特徴とする光学系（請求項８）」
を提供する。
【００１７】
また本発明は、前記の偏光素子または偏光分離機能を有する光学系を備え、光学素子の偏光特性を高精度で測定可能な装置として、
「請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の、偏光素子または光学系を備えた光学測定装置（請求項９）」
を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例にもとづき本発明の実施の形態を説明する。なお本発明にかかる反射防止膜を構成する各層の薄膜は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなど、特に成膜方法に制限は無く、いずれの方法により成膜したものでも用いることができる。また実施例で使用した材料はあくまで例示であり、本発明における偏光素子を構成する基板としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、またはフッ化バリウム（ＢａＦ_２）を、また前記高屈折率層の材料としては、フッ化ランタン（ＬａＦ_３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ_３）、フッ化ネオジム（ＮｄＦ_３）、フッ化ディスプロシウム（ＤｙＦ_３）、フッ化イットリウム（ＹＦ_３）およびこれらの混合物質又は化合物の群より選ばれた１つ以上の成分を、低屈折率層の材料としては、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、クライオライト（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）、チオライト（Ｎａ_５Ａｌ_３Ｆ_１４）およびこれらの混合物質又は化合物の群より選ばれた１つ以上の成分を用いることができる。
【００１９】
【実施例】
〔実施例１〕
図１は、第１の実施例による偏光素子を示す。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は紙面を光線入射面とする側面図である。なお、図が煩雑となるのを避けるため、斜視図においては反射防止膜等の薄膜を省略して記載する（以下同じ）。入射光線１１は図左側から入射角θで入射し、右側へ抜ける出射光線はｐ偏光となる。図１（ａ）において光線上の矢印は、各々の光線の偏光面を表す。
【００２０】
本実施例の偏光素子３は、石英ガラス（ＳｉＯ_２）からなる平行平板基板１の両面に、表１に示す構成の反射防止膜２を形成したものである。
【００２１】
【表１】

【００２２】
本実施例における反射防止膜はフッ化マグネシウムおよびフッ化ランタンの交互層からなり、層数は全１０層である。各層の光学膜厚はいずれも同一で、高屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の和である光学的周期長は０．６４λである。また高屈折率層の光学膜厚の光学周期長に対する比率Γ＝０．５となる。
【００２３】
本発明による偏光素子は、基板と該基板上に設けられた反射防止膜とからなり、該反射防止膜は斜入射光線のｐ偏光成分に対して反射防止特性が得られるように設計される。また大きな消光比を得るために、ｐ偏光成分とｓ偏光成分のそれぞれに対する反射率の差が大きいことが要求される。これらの目的のためには入射角θが７０°以上である必要がある。さらにθが８０°以上では透過光と反射光の分離が困難となるため、入射角は７０°以上８０°以下の範囲で設計されることが好ましい。また反射防止膜の設計製造の容易性という観点からは、各層の膜厚が異なる、いわゆる任意膜厚構造ではなく、高屈折率層と低屈折率層がそれぞれ同一の光学膜厚を有する周期構造とすることが望ましい。以上の条件を全て満たす反射防止膜を設計するためには、前記光学的周期長は０．６λ以上０．６５λ以下であることが好ましく、前記比率Γは０．３８以上０．７３以下であることが好ましく、また前記層数Ｎは７層以上１７層以下であることが好ましい。
【００２４】
図２は、表１に示した反射防止膜の入射角−透過率曲線である。波長λ＝１９３ｎｍとした。入射角θ＝７５°においてｐ偏光成分に対する透過率Ｔｐ＝０．９９９８、ｓ偏光成分に対する透過率Ｔｓ＝０．０４４である。ｐ偏光成分に対しては優れた反射防止特性を有し、一方ｓ偏光成分に対しては反射膜として機能し９５％以上が反射される。
【００２５】
本実施例の偏光素子では入射光線が反射防止膜を２面透過するため、各偏光成分の透過率は１面あたりの透過率の２乗となり、消光比は（０．９９９８）^２：（０．０４４）^２≒５００：１が得られる。またｐ偏光について見れば偏光素子の透過率は（０．９９９８）^２＝９９．９６％に達し、大きな出射光量を得ることができる。また平行平板基板を使用しているため、入射光線は出射光線と平行となる。
〔実施例２〕
図３は、第２の実施例による光学系を示す。図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は紙面を光線入射面とする側面図である。図３に示す光学系は、実施例１で示したものと同一の偏光素子３を２枚用い、光軸に垂直な面１３に対して対称となるように配置したものである。実施例１で示した偏光素子を単独で用いる場合には、入射光が斜入射であるため屈折による入射光軸と出射光軸のずれが避けられない。本実施例では２枚の偏光素子が中心に対して対称に配置されているため、発生した光軸のずれを相殺することになり、入射光線１１と出射光線１２の光軸を一致させることができる。さらに本実施例による光学系では入射光が反射防止膜を４面通過するため、その消光比は実施例１で示した値の２乗、すなわち２．５×１０^５：１という高い値が得られる。本実施例は、図１３に示したブリュースター角を利用する従来の偏光光学系と同一の配置を持つが、従来の消光比はわずか１．３８：１に過ぎず、本発明が消光比の向上に極めて有効であることが立証された。
〔実施例３〕
図４は、第３の実施例による光学系を示す。図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は紙面を光線入射面とする側面図である。
【００２６】
【表２】

【００２７】
フッ化カルシウムからなる平行平板基板２１の両面には、表２に示す構成の反射防止膜２２が形成されている。本実施例における反射防止膜はフッ化アルミニウムおよびフッ化ランタンの交互層からなり、層数は全６層である。高屈折率層の光学膜厚は０．３２λ、低屈折率層の光学膜厚は０．２９λで、高屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の和である光学的周期長は０．６１λである。また高屈折率層の光学膜厚の光学周期長に対する比率Γ＝０．５２となる。
【００２８】
本実施例は、４枚の同一の偏光素子を、光軸に垂直な面１３に対して対称となるように配置したものである。本実施例によれば、それぞれの偏光素子による光軸のずれが相殺され、入射光軸と出射光軸を一致させることができる。光軸を一致させることにより周辺光学系の設計が容易になる他、既存の光学系に挿入することも可能で、また本光学系全体を光軸の周りに回転させれば任意の偏光面が得られるという利点がある。
【００２９】
図５は、表２に示した反射防止膜の入射角−透過率曲線である。λ＝１５７ｎｍとした。入射角θ＝７０°において、ｐ偏光成分に対する透過率Ｔｐ＝０．９９９８、ｓ偏光成分に対する透過率Ｔｓ＝０．２４４である。この場合、入射光は反射防止膜を８面通過するため、各偏光成分の透過率は図５に示す透過率の８乗となり、透過光における消光比は（０．９９９８）^８：（０．２４４）^８＝８×１０^４：１という極めて高い値が得られる。さらにｐ偏光に対する光学系の透過率は（０．９９９８）^８＝９９．８４％と十分な光量が確保できる。
〔実施例４〕
図６は、第４の実施例による光学系を示す。図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は紙面を入射面とする側面図である。
【００３０】
【表３】

【００３１】
フッ化カルシウムからなる基板３１の片面には、表３に示す構成の反射防止膜３２が形成されている。本実施例における反射防止膜はフッ化アルミニウムおよびフッ化ランタンの交互層からなり、層数は全７層である。高屈折率層の光学膜厚は０．３１λ、低屈折率層の光学膜厚は０．３３λで、高屈折率層と低屈折率層の光学膜厚の和である光学的周期長は０．６４λである。また高屈折率層の光学膜厚の光学周期長に対する比率Γ＝０．４８となる。
【００３２】
本実施例では反射防止膜３２で反射されるｓ偏光成分側を利用する。また本実施例では入射光軸と出射光軸を一致させるために反射素子を配置する。反射素子に要求される特性としては、使用波長で十分な反射率を有すること、また偏光素子の性能を減失させるような独自の偏光特性を有しないことが挙げられるが、その他の構造・材料等に特段の制限はない。本実施例では、消光比を大きく変えない反射素子の一例として、石英ガラス基板３３上に表４に示す多層膜３４を形成したものを用いた。多層膜３４はフッ化マグネシウムとフッ化ランタンの交互層からなる誘電体多層膜ミラーで、層数は全５１層である。
【００３３】
【表４】

【００３４】
図７は、表３に示した反射防止膜の入射角−反射率曲線、図８は表４に示した誘電体多層膜ミラーの入射角−反射率曲線である。λはいずれもλ＝１９３ｎｍとした。入射角θ_１＝７２°において、反射防止膜３２のｐ偏光成分に対する反射率Ｒｐ＝０．０００２、ｓ偏光成分に対する反射率Ｒｓ＝０．８９０である。また入射角θ_２＝５４°において、誘電体多層膜ミラー３４のｐ偏光成分に対する反射率Ｒ’ｐ＝０．９９９、ｓ偏光成分に対する反射率Ｒ’ｓ＝０．９８５であり、該ミラーによって消光比は影響を受けない。本実施例では、入射光は反射防止膜で２回、誘電体多層膜ミラーで１回反射するため、消光比は（０．８９０）^２×０．９８５：（０．０００２）^２×０．９９９≒２×１０^７：１という極めて高い値が得られる。また従来のブリュースター角を利用する方法では偏光素子１枚あたりのｓ偏光反射率が１５％程度であるのに対し、本実施例では９８．５％の反射率が得られる。これを光学系全体の透過率に換算すると、約４０倍の差となり、従来法に比べて大きな出射光量を得ることができる。
〔実施例５〕
図９は、第５の実施例による光学系を示す。図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は紙面を入射面とする側面図である。本実施例は実施例４に示した偏光素子３５を４枚使用し、反射防止膜３２で反射されたｓ偏光成分側を利用するものである。
【００３５】
本実施例によれば、二組の偏光分離機能を有する光学系が、光軸に垂直な面１３に対して対称に配置されているため、発生した光軸のずれを相殺することによって入射光軸と出射光軸を一致させることができる。その効果は実施例３と同様である。
【００３６】
本実施例では、入射光は反射防止膜で４回反射するため、消光比は（０．８９０）^４：（０．０００２）^４≒４×１０^１４：１が得られる。
〔実施例６〕
図１４は、本発明による偏光素子を備えた、紫外光を光源とする透過率測定機の例である。
【００３７】
本透過率測定機は、光源部２０１、偏光光学系２０２、試料室２０３、透過光検出器２０４、ビームスプリッタ２０５、参照光検出器２０６から構成される。披検サンプル２０７は試料室内に置かれるが、光軸のまわりに回転できるほか、光軸に対して任意の傾斜角に固定することができる。
【００３８】
本実施例における偏光光学系２０２は、実施例５に記載した４枚の偏光素子からなる光学系をハウジング２０８に固定して一体となしたものであり、全体を光軸のまわりに任意の角度で回転することができる。
【００３９】
光源部はＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレーザーや、水銀ランプに適当なフィルタを付加して単色化したものなど、使用波長に応じて選択すればよい。
【００４０】
光源部より出た無偏光の光線２０９を、偏光光学系２０２により直線偏光光となし、被検サンプル２０７に照射する。このとき光線の一部はビームスプリッタにより分割され、参照光検出器に入射する。参照光検出器の出力を監視すれば光源の強度揺らぎを補正することができる。透過光線は透過光用検出器２０４により検出される。被検サンプルを外した状態で透過光量を同様に検出し、これらの比率を取ることで、披検サンプルの透過率が測定される。被検サンプルおよび偏光光学系のいずれか又は両方を光軸のまわりに回転させることにより、被検サンプルに対する入射光の偏光成分を任意に変更することができる。また被検サンプルの入射光軸に対する傾斜角を変えながら測定すれば、透過率の入射角度依存性を測定することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明による偏光素子または光学系は、接合構造を持たないため、光吸収や剥離など従来の偏光素子に見られた接合面に起因する問題を解決することができ、紫外光領域で安定な性能を発揮することができる。また基板上に形成された多層膜に偏光分離機能を持たせるため、複屈折を持つ高価な単結晶材料を使用する必要がなく、石英ガラスやフッ化カルシウムなどの一般的な光学基板を用いることができ、格段に安価に製造することができる。さらに本発明による複数の光学素子を備える光学系は、入射光軸と出射光軸が一致しているため、周辺光学系の設計が容易になるという効果を有する。加えて光軸を一致させるために用いる手段自体が偏光分離機能を備えているため、別個の手段で光軸を調整する場合と比較して、より高い消光比を得ることができる。本発明による偏光素子または光学系を光学測定装置の一部として用いれば、非常に高精度な測定が可能となる。また本発明による光学系は、同一の消光比を有する他の光学系と比較して全長を短く抑えることが可能であり、既存の光学分析機器の試料室等に挿入することにより偏光測定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１にかかる偏光素子の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図２】実施例１にかかる偏光素子を構成する反射防止膜の入射角−透過率曲線である。
【図３】実施例２にかかる光学系の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図４】実施例３にかかる光学系の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図５】実施例３にかかる偏光素子を構成する反射防止膜の入射角−透過率曲線である。
【図６】実施例４にかかる光学系の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図７】実施例４にかかる偏光素子を構成する反射防止膜の入射角−反射率曲線である。
【図８】実施例４にかかる反射素子を構成する誘電体多層膜ミラーの入射角−反射率曲線である。
【図９】実施例５にかかる光学系の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図１０】合成石英ガラスの入射角−反射率曲線である。
【図１１】グラン−テーラープリズムの例である。
【図１２】ロションプリズムの例である。
【図１３】合成石英ガラスを用いた従来の偏光素子の例である。
【図１４】実施例６にかかる測定機の概略図である。
【符号の説明】
１：基板、２：反射防止膜、３：偏光素子、１１：入射光線、１２：出射光線、１３：光軸に垂直な対称面、３４：誘電体多層膜ミラー、１００：光学素子面の法線、２０１：光源、２０２：偏光光学系、２０８：ハウジング、２０７：被検サンプル

Claims

基板と、前記基板上に形成された反射防止膜とを備え、
前記反射防止膜が、入射媒質側から高屈折率層、低屈折率層の交互層が順次積層されてなる多層反射防止膜であって、前記交互層の前記高屈折率層の各層の光学的膜厚が同一であり、かつ前記低屈折率層の各層の光学的膜厚が同一であり、１５０ｎｍ≦λ≦２５０ｎｍの波長範囲のｐ偏光に対して、入射角θが、
７０°≦θ≦８０°
の入射角範囲で反射防止の効果を有する多層反射防止膜である偏光素子。
前記反射防止膜を構成する、前記高屈折率層の光学的膜厚と前記低屈折率層の光学的膜厚との和である光学的周期長ｎｄは、
０．６λ≦ｎｄ≦０．６５λ（λは入射光の波長である）
の範囲であり、かつ前記高屈折率層の光学的膜厚の前記光学的周期長に対する比率Γは、
０．３８≦Γ≦０．７３
の範囲であることを特徴とする、請求項１記載の偏光素子。
前記反射防止膜を構成する前記交互層の層数Ｎは、
５≦Ｎ≦１７
の範囲にあることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の偏光素子。
前記高屈折率層の材料は、フッ化ランタン（ＬａＦ_３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ_３）、フッ化ネオジム（ＮｄＦ_３）、フッ化ディスプロシウム（ＤｙＦ_３）、フッ化イットリウム（ＹＦ_３）およびこれらの混合物質又は化合物の群より選ばれた１つ以上の成分であり、前記低屈折率層の材料は、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、クライオライト（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）、チオライト（Ｎａ_５Ａｌ_３Ｆ_１４）およびこれらの混合物質又は化合物の群より選ばれた１つ以上の成分であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の偏光素子。
前記基板は酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）のいずれかである、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の偏光素子または光学系。
前記基板は互いに平行な２平面を備え、かつ該２平面のそれぞれに前記反射防止膜が設けられたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の偏光素子。
請求項６記載の偏光素子を複数備える光学系であって、前記複数の偏光素子は光軸に垂直な面に対して対称に配置され、かつ入射光軸と出射光軸が同一直線上にあることを特徴とする光学系。
光線の入射側から、第１の偏光素子、反射素子、第２の偏光素子の順に光学素子を配置してなる光学系であって、
前記第１の偏光素子および第２の偏光素子は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の偏光素子であり、
入射光軸と出射光軸とが同一直線上にあることを特徴とする光学系。
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の、偏光素子または光学系を備えた光学測定装置。