JP2810281B2 - 偏光検出装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J4/00—Measuring polarisation of light
- G01J4/04—Polarimeters using electric detection means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1809—Diffraction gratings with pitch less than or comparable to the wavelength
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- G02B5/18—Diffraction gratings
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップ等に用
いられる偏光検出装置、詳しくは、入射光束を異なる偏
光成分の光束に分離する偏光回折素子を備えた偏光検出
装置に関する。
いられる偏光検出装置、詳しくは、入射光束を異なる偏
光成分の光束に分離する偏光回折素子を備えた偏光検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に、偏光回折素子１００の断面図を
示す。この偏光回折素子１００は、ガラス等の透明な基
板１０１の一方の表面に、斜線で示すような回折格子１
０２を備えている。この回折格子１０２の格子間隔は、
使用する光の波長程度に形成されている。すなわち回折
格子１０２が、例えばフォトレジストからなり、例えば
その厚さが１μｍ、格子間隔が０．５μｍに設定されて
いる。このような回折格子１０２は２光束干渉法等によ
り形成される。
示す。この偏光回折素子１００は、ガラス等の透明な基
板１０１の一方の表面に、斜線で示すような回折格子１
０２を備えている。この回折格子１０２の格子間隔は、
使用する光の波長程度に形成されている。すなわち回折
格子１０２が、例えばフォトレジストからなり、例えば
その厚さが１μｍ、格子間隔が０．５μｍに設定されて
いる。このような回折格子１０２は２光束干渉法等によ
り形成される。
【０００３】上述のように、回折格子１０２の格子間隔
を光の波長程度にまで小さくすると、いわゆる偏光特性
を有することが知られている（Ｋ．Ｙｏｋｏｍｏｒｉ、
“Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｒｆａｃｅｒｅｌｉｅｆ
ｇｒａｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｄｉｆｆｒ
ａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ”，Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１４，ｐｐ２
３０３，１９８４参照）。この偏光特性について説明す
る。
を光の波長程度にまで小さくすると、いわゆる偏光特性
を有することが知られている（Ｋ．Ｙｏｋｏｍｏｒｉ、
“Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｒｆａｃｅｒｅｌｉｅｆ
ｇｒａｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｄｉｆｆｒ
ａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ”，Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１４，ｐｐ２
３０３，１９８４参照）。この偏光特性について説明す
る。
【０００４】上記構造を有する偏光回折素子１００の回
折格子１０２は、入射光束Ｌのうち、図８に矢印で示す
ように、偏光方向が紙面内で平行な方向であるＰ偏光成
分Ｌpをほぼ１００％透過させる一方、偏光方向が紙面
に対して垂直な方向であるＳ偏光成分Ｌsをほぼ１００
％回折する。
折格子１０２は、入射光束Ｌのうち、図８に矢印で示す
ように、偏光方向が紙面内で平行な方向であるＰ偏光成
分Ｌpをほぼ１００％透過させる一方、偏光方向が紙面
に対して垂直な方向であるＳ偏光成分Ｌsをほぼ１００
％回折する。
【０００５】このような偏光回折素子１００に、例えば
波長が、０．８μｍの光Ｌが入射すると、Ｐ偏光成分Ｌ
pは０次回折光Ｌaとして回折格子１０２を透過し、１次
回折光Ｌbとして回折されることはほとんどない。一
方、入射光束Ｌのうち、Ｓ偏光成分Ｌsは１次回折光Ｌb
として回折格子１０２により回折され、０次回折光Ｌa
として透過することはほとんどない。
波長が、０．８μｍの光Ｌが入射すると、Ｐ偏光成分Ｌ
pは０次回折光Ｌaとして回折格子１０２を透過し、１次
回折光Ｌbとして回折されることはほとんどない。一
方、入射光束Ｌのうち、Ｓ偏光成分Ｌsは１次回折光Ｌb
として回折格子１０２により回折され、０次回折光Ｌa
として透過することはほとんどない。
【０００６】上述のような偏光特性を利用した光磁気用
光ピックアップに用いられた偏光回折素子として、特開
平２−２５９７０２の偏光回折素子及び特開平４−４７
２３６の偏光検出装置等がある。これらの偏光回折素子
は、入射光束の波長変動の影響、光検出器を含む偏光検
出装置を構成する場合の配置、あるいは、Ｐ、Ｓ偏光成
分の分離度の向上等を考慮した構成になっている。
光ピックアップに用いられた偏光回折素子として、特開
平２−２５９７０２の偏光回折素子及び特開平４−４７
２３６の偏光検出装置等がある。これらの偏光回折素子
は、入射光束の波長変動の影響、光検出器を含む偏光検
出装置を構成する場合の配置、あるいは、Ｐ、Ｓ偏光成
分の分離度の向上等を考慮した構成になっている。
【０００７】図９に、上記偏光回折素子の一例を示す。
この偏光回折素子１１０は、ガラス等からなる透明かつ
平板状の基板１１１を備え、基板１１１の両面にそれぞ
れ第１の回折格子１１２及び第２の回折格子１１３が設
けられている。第１の回折格子１１２の格子間隔Ｄ1及
び第２の回折格子１１３の格子間隔Ｄ2はともに入射光
束Ｌの波長λ程度に設定されるとともに、いずれも格子
方向が、紙面と直交する方向と一致している。
この偏光回折素子１１０は、ガラス等からなる透明かつ
平板状の基板１１１を備え、基板１１１の両面にそれぞ
れ第１の回折格子１１２及び第２の回折格子１１３が設
けられている。第１の回折格子１１２の格子間隔Ｄ1及
び第２の回折格子１１３の格子間隔Ｄ2はともに入射光
束Ｌの波長λ程度に設定されるとともに、いずれも格子
方向が、紙面と直交する方向と一致している。
【０００８】図１０に、第１の回折格子１１２及び第２
の回折格子１１３の断面形状を示す。図示するように、
第１の回折格子１１２及び第２の回折格子１１３は、そ
れぞれ等しい格子間隔Ｄ1、Ｄ2で形成された複数の正弦
波状の凸部１１２ａ、１１３ａを有している。ここで格
子間隔Ｄ1とＤ2とでは、Ｄ2のほうがＤ1より少し大きめ
に設定されている。このような第１の回折格子１１２及
び第２の回折格子１１３は、例えば基板１１１にエッチ
ングを施すことによりレリーフ型回折格子として作製さ
れる。
の回折格子１１３の断面形状を示す。図示するように、
第１の回折格子１１２及び第２の回折格子１１３は、そ
れぞれ等しい格子間隔Ｄ1、Ｄ2で形成された複数の正弦
波状の凸部１１２ａ、１１３ａを有している。ここで格
子間隔Ｄ1とＤ2とでは、Ｄ2のほうがＤ1より少し大きめ
に設定されている。このような第１の回折格子１１２及
び第２の回折格子１１３は、例えば基板１１１にエッチ
ングを施すことによりレリーフ型回折格子として作製さ
れる。
【０００９】上記構造を有する偏光回折素子１１０にお
ける動作を説明する。
ける動作を説明する。
【００１０】第１の回折格子１１２及び第２の回折格子
１１３は、入射光束Ｌのうち、その電界が紙面内で上下
の方向に振動するＰ偏光成分Ｌpをほぼ１００％透過す
る一方、その電界が紙面と直交する方向に振動するＳ偏
光成分Ｌsをほぼ１００％回折する。格子間隔Ｄ2のほう
がＤ1より大きいので、この偏光回折素子１１０の第１
の回折格子１１２が形成されている面から所定の波長の
光Ｌを入射した場合に、図９に矢印で示すように、第１
の回折格子１１２及び第２の回折格子１１３をともに透
過した光束Ｌcと第１の回折格子１１２及び第２の回折
格子１１３でともに回折した光束Ｌdとは、互いに離れ
る方向に角度差αを有するように偏光回折素子１１０か
ら出射する。
１１３は、入射光束Ｌのうち、その電界が紙面内で上下
の方向に振動するＰ偏光成分Ｌpをほぼ１００％透過す
る一方、その電界が紙面と直交する方向に振動するＳ偏
光成分Ｌsをほぼ１００％回折する。格子間隔Ｄ2のほう
がＤ1より大きいので、この偏光回折素子１１０の第１
の回折格子１１２が形成されている面から所定の波長の
光Ｌを入射した場合に、図９に矢印で示すように、第１
の回折格子１１２及び第２の回折格子１１３をともに透
過した光束Ｌcと第１の回折格子１１２及び第２の回折
格子１１３でともに回折した光束Ｌdとは、互いに離れ
る方向に角度差αを有するように偏光回折素子１１０か
ら出射する。
【００１１】このとき、入射光束Ｌが第１の回折格子１
１２に入射角θ1で入射し、ここで入射光束ＬのうちＳ
偏光成分Ｌsが、基板１１１の法線方向に対しθ2をなす
方向へ回折され、更に第２の回折格子１１３により上記
法線方向に対し角度θ3をなす方向に回折されて偏光回
折素子１１０から出射するとすると、上記角度差αはθ
1−θ3で表される。また、角度θ1、θ2、θ3の関係は
次式を満たしている。
１２に入射角θ1で入射し、ここで入射光束ＬのうちＳ
偏光成分Ｌsが、基板１１１の法線方向に対しθ2をなす
方向へ回折され、更に第２の回折格子１１３により上記
法線方向に対し角度θ3をなす方向に回折されて偏光回
折素子１１０から出射するとすると、上記角度差αはθ
1−θ3で表される。また、角度θ1、θ2、θ3の関係は
次式を満たしている。
【００１２】
【数１】
【００１３】図１１に、この様な動作をする偏光回折素
子１１０を備えた偏光検出装置を模式的に表す正面図を
示す。この偏光検出装置は、上記偏光回折素子１１０
と、偏光回折素子１１０から出射する光を集光する集光
レンズ１２０と、集光レンズ１２０によって集光された
光の強度を検出する１対の光検出器１３０ａ、１３０ｂ
とを備えている。この１対の光検出器１３０ａ、１３０
ｂは１つのパッケージ１３０内に配置されている。
子１１０を備えた偏光検出装置を模式的に表す正面図を
示す。この偏光検出装置は、上記偏光回折素子１１０
と、偏光回折素子１１０から出射する光を集光する集光
レンズ１２０と、集光レンズ１２０によって集光された
光の強度を検出する１対の光検出器１３０ａ、１３０ｂ
とを備えている。この１対の光検出器１３０ａ、１３０
ｂは１つのパッケージ１３０内に配置されている。
【００１４】上記構成を有する偏光検出装置において
は、情報信号が入射光束Ｌとして偏光回折素子１１０に
与えられ、偏光回折素子１１０によって上述のように入
射光束ＬがＰ偏光成分ＬpとＳ偏光成分Ｌsとに分離され
て出射する。この出射光束が集光レンズ１２０によっ
て、それぞれ異なる光検出器１３０ａ、１３０ｂ上に集
光され、光検出器１３０ａ、１３０ｂによって光信号が
電気信号に変換される。
は、情報信号が入射光束Ｌとして偏光回折素子１１０に
与えられ、偏光回折素子１１０によって上述のように入
射光束ＬがＰ偏光成分ＬpとＳ偏光成分Ｌsとに分離され
て出射する。この出射光束が集光レンズ１２０によっ
て、それぞれ異なる光検出器１３０ａ、１３０ｂ上に集
光され、光検出器１３０ａ、１３０ｂによって光信号が
電気信号に変換される。
【００１５】上記偏光回折素子１１０では、第１の回折
格子１１２の格子間隔Ｄ1と第２の回折格子１１３の格
子間隔Ｄ2との差はごくわずかであるため、入射光束Ｌ
の波長変動によって生じる図８に示す角度差αの変動が
小さく、光検出器１３０ａ、１３０ｂ上での集光スポッ
トの位置ずれを抑制する効果がある。
格子１１２の格子間隔Ｄ1と第２の回折格子１１３の格
子間隔Ｄ2との差はごくわずかであるため、入射光束Ｌ
の波長変動によって生じる図８に示す角度差αの変動が
小さく、光検出器１３０ａ、１３０ｂ上での集光スポッ
トの位置ずれを抑制する効果がある。
【００１６】上記偏光検出装置を光ピックアップに組み
込むことで光ピックアップの小型・軽量化を実現してい
る。
込むことで光ピックアップの小型・軽量化を実現してい
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上記偏光検出装置で
は、入射光束Ｌと偏光回折素子１１０内部で発生する反
射光束とが干渉をおこす。このため、偏光回折格子１１
０からの光の強度が変動し、光検出器１３０ａ、１３０
ｂによって再生される信号のノイズとなり、信号の品質
を劣化させてしまうという問題がある。
は、入射光束Ｌと偏光回折素子１１０内部で発生する反
射光束とが干渉をおこす。このため、偏光回折格子１１
０からの光の強度が変動し、光検出器１３０ａ、１３０
ｂによって再生される信号のノイズとなり、信号の品質
を劣化させてしまうという問題がある。
【００１８】この問題について以下に詳しく説明する。
【００１９】図１２（ａ）に、上記偏光回折素子１１０
の断面図を示し、図１２（ｂ）に、第１の回折格子１１
２面上におけるビームスポットの形状を示す。図１２
（ａ）に示すように、偏光回折素子１１０への入射光束
ＬのＳ偏光成分Ｌsは、第１の回折格子１１２で回折し
て、１次回折光Ｌ1となる。この１次回折光Ｌ1は、第２
の回折格子１１３で再び１次回折して偏光回折格子１１
０から出射する光Ｌ3と共に、第２の回折格子１１３の
面で反射する反射光束Ｌ2を発生する。そのため、第１
の回折格子１１２面上では、図１２（ｂ）に示すよう
に、入射光束ＬのＳ偏光成分Ｌsと反射光束Ｌ2との２つ
のビームスポットができ、両スポットの重なる部分の光
Ｌiが干渉をおこす。この干渉した光Ｌiのうち、図１２
（ａ）に示すように、第１の回折格子１１２で反射され
た光Ｌi1が第２の回折格子１１３で１次回折されて、光
Ｌi2となり、本来のＳ偏光成分をもつ光Ｌsと共に、図
示しない光検出器１３０ｂを照射する。
の断面図を示し、図１２（ｂ）に、第１の回折格子１１
２面上におけるビームスポットの形状を示す。図１２
（ａ）に示すように、偏光回折素子１１０への入射光束
ＬのＳ偏光成分Ｌsは、第１の回折格子１１２で回折し
て、１次回折光Ｌ1となる。この１次回折光Ｌ1は、第２
の回折格子１１３で再び１次回折して偏光回折格子１１
０から出射する光Ｌ3と共に、第２の回折格子１１３の
面で反射する反射光束Ｌ2を発生する。そのため、第１
の回折格子１１２面上では、図１２（ｂ）に示すよう
に、入射光束ＬのＳ偏光成分Ｌsと反射光束Ｌ2との２つ
のビームスポットができ、両スポットの重なる部分の光
Ｌiが干渉をおこす。この干渉した光Ｌiのうち、図１２
（ａ）に示すように、第１の回折格子１１２で反射され
た光Ｌi1が第２の回折格子１１３で１次回折されて、光
Ｌi2となり、本来のＳ偏光成分をもつ光Ｌsと共に、図
示しない光検出器１３０ｂを照射する。
【００２０】このように、偏光回折格子１１０内で干渉
して光検出器１３０ｂ方向に向かう干渉光Ｌiの光強度
は、第１の回折格子１１２上での反射光束Ｌ２と入射光
束ＬのＳ偏光成分Ｌsとの位相差によって決まる。この
位相差は、入射光束Ｌの光源であるレーザの発振波長に
依存する。しかし、レーザの発振波長は変動しているの
で、上記位相差も変動し、結果として干渉光Ｌiの光強
度も変動する。この光強度の変動が結果的に、偏光回折
格子１１０を通して伝送される情報信号にノイズとして
あらわれ、信号の品質の劣化をおこしている。ここで、
レーザの発振波長が変動するのは、半導体レーザが一般
に戻り光に弱いので、光ピックアップに採用する場合に
は、戻り光を抑制するためにレーザ駆動電流に高周波電
流を重畳させているからである。
して光検出器１３０ｂ方向に向かう干渉光Ｌiの光強度
は、第１の回折格子１１２上での反射光束Ｌ２と入射光
束ＬのＳ偏光成分Ｌsとの位相差によって決まる。この
位相差は、入射光束Ｌの光源であるレーザの発振波長に
依存する。しかし、レーザの発振波長は変動しているの
で、上記位相差も変動し、結果として干渉光Ｌiの光強
度も変動する。この光強度の変動が結果的に、偏光回折
格子１１０を通して伝送される情報信号にノイズとして
あらわれ、信号の品質の劣化をおこしている。ここで、
レーザの発振波長が変動するのは、半導体レーザが一般
に戻り光に弱いので、光ピックアップに採用する場合に
は、戻り光を抑制するためにレーザ駆動電流に高周波電
流を重畳させているからである。
【００２１】なお、入射光束ＬのＰ偏光成分Ｌpの場合
は、第２の回折格子１１３へ０次回折光及び１次回折光
Ｌ1の入射角が、ともに３５°前後とすれば、図１３に
示すようにほとんど反射光束が発生しないため、上記の
ような問題は起こらない。
は、第２の回折格子１１３へ０次回折光及び１次回折光
Ｌ1の入射角が、ともに３５°前後とすれば、図１３に
示すようにほとんど反射光束が発生しないため、上記の
ような問題は起こらない。
【００２２】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、入射光束と入射光束の回
折反射光束とが干渉することを抑制することにより、ま
たは、干渉の影響をなくすことにより、光源に印加する
レーザ駆動電流に高周波電流を重畳させても、ノイズ成
分の少ない良質な情報信号を検出することのできる偏光
検出装置を提供することを目的とする。
るためになされたものであり、入射光束と入射光束の回
折反射光束とが干渉することを抑制することにより、ま
たは、干渉の影響をなくすことにより、光源に印加する
レーザ駆動電流に高周波電流を重畳させても、ノイズ成
分の少ない良質な情報信号を検出することのできる偏光
検出装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の偏光検出装置
は、対向する平行な２面を有する基板と、該基板の一方
の面に形成された第１の回折格子と、他方の面に形成さ
れた第２の回折格子とを有し、該第１の回折格子側から
波長が変動する光束が入射され、該第１の回折格子及び
該第２の回折格子の各々の格子間隔が入射光束の波長と
ほぼ同一である偏光回折素子と、該第１の回折格子の光
束入射側に形成され、該入射光束の該偏光回折素子への
入射領域を制限する制限手段及び該入射光束を球面波に
して該偏光回折素子へ入射させる変換手段のうち少なく
とも一方の手段と、該偏光回折素子の光入射側若しくは
光出射側に配され、該第１の回折格子及び該第２の回折
格子をともに透過する光束と、該第１の回折格子及び該
第２の回折格子でともに回折される光束とを各々異なる
ビームスポットに集光させる集光レンズと、該集光レン
ズで集光された２つのビームスポットの光強度をそれぞ
れ検出する１対の光検出器とを備えており、そのことに
よって、上記目的が達成される。
は、対向する平行な２面を有する基板と、該基板の一方
の面に形成された第１の回折格子と、他方の面に形成さ
れた第２の回折格子とを有し、該第１の回折格子側から
波長が変動する光束が入射され、該第１の回折格子及び
該第２の回折格子の各々の格子間隔が入射光束の波長と
ほぼ同一である偏光回折素子と、該第１の回折格子の光
束入射側に形成され、該入射光束の該偏光回折素子への
入射領域を制限する制限手段及び該入射光束を球面波に
して該偏光回折素子へ入射させる変換手段のうち少なく
とも一方の手段と、該偏光回折素子の光入射側若しくは
光出射側に配され、該第１の回折格子及び該第２の回折
格子をともに透過する光束と、該第１の回折格子及び該
第２の回折格子でともに回折される光束とを各々異なる
ビームスポットに集光させる集光レンズと、該集光レン
ズで集光された２つのビームスポットの光強度をそれぞ
れ検出する１対の光検出器とを備えており、そのことに
よって、上記目的が達成される。
【００２４】前記制限手段が遮光部材からなり、該遮光
部材が該第１の回折格子の形成された面上において該第
１の回折格子の格子方向とは垂直な方向の該入射光束の
入射幅を制限してもよい。
部材が該第１の回折格子の形成された面上において該第
１の回折格子の格子方向とは垂直な方向の該入射光束の
入射幅を制限してもよい。
【００２５】前記遮光部材が、前記第１の回折格子で回
折され、且つ前記他方の面で反射された光束と該入射光
束との干渉を抑制してもよい。
折され、且つ前記他方の面で反射された光束と該入射光
束との干渉を抑制してもよい。
【００２６】前記入射幅が、前記偏光回折素子の基板の
厚みをｔ0とし、前記第１の回折格子での該基板内にお
ける前記入射光束の回折角をθ2としたときに、４ｔ0・
ｔａｎθ2以下であってもよい。
厚みをｔ0とし、前記第１の回折格子での該基板内にお
ける前記入射光束の回折角をθ2としたときに、４ｔ0・
ｔａｎθ2以下であってもよい。
【００２７】前記制限手段が絞りからなり、該絞りが前
記入射光束の進行方向に直交する面上における該入射光
束の幅を制限してもよい。
記入射光束の進行方向に直交する面上における該入射光
束の幅を制限してもよい。
【００２８】前記入射光束の幅が、前記偏光回折素子の
基板の厚みをｔ0とし、前記入射光束の入射角をθ1と
し、前記第１の回折格子での該基板内における該入射光
束の回折角をθ2としたときに、４ｔ0・ｔａｎθ2・Ｓ
ｉｎ（９０°−θ1）以下であってもよい。
基板の厚みをｔ0とし、前記入射光束の入射角をθ1と
し、前記第１の回折格子での該基板内における該入射光
束の回折角をθ2としたときに、４ｔ0・ｔａｎθ2・Ｓ
ｉｎ（９０°−θ1）以下であってもよい。
【００２９】前記遮光部材が、前記第１の回折格子上に
形成された遮光膜からなっていてもよい。
形成された遮光膜からなっていてもよい。
【００３０】前記変換手段が、レンズ及び絞りの何れか
一方であってもい。
一方であってもい。
【００３１】本発明の偏光検出装置は、対向する平行な
２面を有する基板と、該基板の一方の面に形成された第
１の回折格子と、他方の面に形成された第２の回折格子
とを有し、該第１の回折格子側から波長が変動する光束
が入射され、該第１の回折格子及び該第２の回折格子の
各々の格子間隔が入射光束の波長とほぼ同一であり、更
に、該基板の厚みをｔ0とし、該第１の回折格子での該
基板内における該入射光束の回折角をθ2としたとき
に、該第１の回折格子の格子方向に対して垂直方向に４
ｔ0・ｔａｎθ2以下の幅で、該第１の回折格子が形成さ
れている偏光回折素子と、該偏光回折素子の光入射側若
しくは光出射側に配され、該第１の回折格子及び該第２
の回折格子をともに透過する光束と、該第１の回折格子
及び該第２の回折格子でともに回折される光束とを各々
異なるビームスポットに集光させる集光レンズと、該集
光レンズで集光された２つのビームスポットの光強度を
それぞれ検出する１対の光検出器とを備えており、その
ことによって、上記目的が達成される。
２面を有する基板と、該基板の一方の面に形成された第
１の回折格子と、他方の面に形成された第２の回折格子
とを有し、該第１の回折格子側から波長が変動する光束
が入射され、該第１の回折格子及び該第２の回折格子の
各々の格子間隔が入射光束の波長とほぼ同一であり、更
に、該基板の厚みをｔ0とし、該第１の回折格子での該
基板内における該入射光束の回折角をθ2としたとき
に、該第１の回折格子の格子方向に対して垂直方向に４
ｔ0・ｔａｎθ2以下の幅で、該第１の回折格子が形成さ
れている偏光回折素子と、該偏光回折素子の光入射側若
しくは光出射側に配され、該第１の回折格子及び該第２
の回折格子をともに透過する光束と、該第１の回折格子
及び該第２の回折格子でともに回折される光束とを各々
異なるビームスポットに集光させる集光レンズと、該集
光レンズで集光された２つのビームスポットの光強度を
それぞれ検出する１対の光検出器とを備えており、その
ことによって、上記目的が達成される。
【００３２】本発明の偏光検出装置は、対向する平行な
２面を有する基板と、該基板の一方の面に形成された第
１の回折格子と、他方の面に形成された第２の回折格子
とを有し、該第１の回折格子側から波長が変動する光束
が入射され、該第１の回折格子及び該第２の回折格子の
各々の格子間隔が入射光束の波長とほぼ同一であり、更
に、該入射光束の進行方向に直交する面上における該入
射光束の幅をＷ、該入射光束の入射角をθ1、該第１の
回折格子での該基板内における該入射光束の回折角をθ
2としたときに、該基板の厚みが、Ｗ／｛４ｔａｎθ2・
Ｓｉｎ（９０°−θ1）｝以上である偏光回折素子と、
該偏光回折素子の光入射側若しくは光出射側に配され、
該第１の回折格子及び該第２の回折格子をともに透過す
る光束と、該第１の回折格子及び該第２の回折格子でと
もに回折される光束とを各々異なるビームスポットに集
光させる集光レンズと、該集光レンズで集光された２つ
のビームスポットの光強度をそれぞれ検出する１対の光
検出器とを備えており、そのことによって、上記目的が
達成される。
２面を有する基板と、該基板の一方の面に形成された第
１の回折格子と、他方の面に形成された第２の回折格子
とを有し、該第１の回折格子側から波長が変動する光束
が入射され、該第１の回折格子及び該第２の回折格子の
各々の格子間隔が入射光束の波長とほぼ同一であり、更
に、該入射光束の進行方向に直交する面上における該入
射光束の幅をＷ、該入射光束の入射角をθ1、該第１の
回折格子での該基板内における該入射光束の回折角をθ
2としたときに、該基板の厚みが、Ｗ／｛４ｔａｎθ2・
Ｓｉｎ（９０°−θ1）｝以上である偏光回折素子と、
該偏光回折素子の光入射側若しくは光出射側に配され、
該第１の回折格子及び該第２の回折格子をともに透過す
る光束と、該第１の回折格子及び該第２の回折格子でと
もに回折される光束とを各々異なるビームスポットに集
光させる集光レンズと、該集光レンズで集光された２つ
のビームスポットの光強度をそれぞれ検出する１対の光
検出器とを備えており、そのことによって、上記目的が
達成される。
【００３３】
【作用】本発明の偏光検出装置では、偏光回折素子への
光束の入射領域を制限することにより、入射光束のう
ち、第１の回折格子で回折され、且つ第２の回折格子が
形成された面で反射された光束と、入射光束とが干渉す
ることを抑制する。
光束の入射領域を制限することにより、入射光束のう
ち、第１の回折格子で回折され、且つ第２の回折格子が
形成された面で反射された光束と、入射光束とが干渉す
ることを抑制する。
【００３４】又、偏光回折素子への入射光束を球面波に
することにより、上記干渉に起因する、光検出器へ集光
される光の強度の変動が小さくなる。
することにより、上記干渉に起因する、光検出器へ集光
される光の強度の変動が小さくなる。
【００３５】偏光回折素子における第１の回折格子の形
成幅を制限すること、及び基板の厚みを所定の幅より厚
くすることでも、干渉を抑制したり、あるいは干渉によ
る光強度の変動を抑制する。
成幅を制限すること、及び基板の厚みを所定の幅より厚
くすることでも、干渉を抑制したり、あるいは干渉によ
る光強度の変動を抑制する。
【００３６】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。
【００３７】＜第１実施例＞図１に、第１実施例の偏光
検出装置における偏光回折素子部分を模式的に表す正面
図を示す。この偏光検出装置は、図９に示す偏光回折素
子１１０と同様の構成を有する偏光回折素子１０の光入
射側である第１の回折格子１２側に、入射光束Ｌの入射
領域を制限するアパーチャＡを備えている。このアパー
チャＡは、偏光回折素子１０に入射する入射光束Ｌの紙
面上下方向の幅がＷとなるように制限している。
検出装置における偏光回折素子部分を模式的に表す正面
図を示す。この偏光検出装置は、図９に示す偏光回折素
子１１０と同様の構成を有する偏光回折素子１０の光入
射側である第１の回折格子１２側に、入射光束Ｌの入射
領域を制限するアパーチャＡを備えている。このアパー
チャＡは、偏光回折素子１０に入射する入射光束Ｌの紙
面上下方向の幅がＷとなるように制限している。
【００３８】この幅Ｗは以下の計算により導出される。
偏光回折素子１０内で光が干渉しないようにするには、
図１より、紙面上部側の入射光束Ｌの１次回折光Ｌ1の
うち第２の回折格子１３で反射する反射光束Ｌ2が到達
する第１の回折格子１２側の点Ｐの位置に、入射光束Ｌ
がなければよいことがわかる。従って、
偏光回折素子１０内で光が干渉しないようにするには、
図１より、紙面上部側の入射光束Ｌの１次回折光Ｌ1の
うち第２の回折格子１３で反射する反射光束Ｌ2が到達
する第１の回折格子１２側の点Ｐの位置に、入射光束Ｌ
がなければよいことがわかる。従って、
【００３９】
【数２】
【００４０】を満たすように幅Ｗを設定すれば、偏光回
折素子１０内で光の干渉は全くなくなる。
折素子１０内で光の干渉は全くなくなる。
【００４１】上記構成を有する偏光検出装置において
は、光源に印加するレーザ駆動電流に高周波電流を重畳
させても、入射光束Ｌの波長の変動によって偏光回折素
子１０のＳ偏光成分の出射光束の変動が生じないので、
図示しない光検出器における信号のノイズレベルを低減
することが出来る。
は、光源に印加するレーザ駆動電流に高周波電流を重畳
させても、入射光束Ｌの波長の変動によって偏光回折素
子１０のＳ偏光成分の出射光束の変動が生じないので、
図示しない光検出器における信号のノイズレベルを低減
することが出来る。
【００４２】実用レベルでは、後述するように、上記数
２により定まる幅Ｗの最大値の２倍程度の幅でも充分に
ノイズレベルを低減することが出来る。即ち、
２により定まる幅Ｗの最大値の２倍程度の幅でも充分に
ノイズレベルを低減することが出来る。即ち、
【００４３】
【数３】
【００４４】を満たすように幅Ｗに設定しても同様の効
果を得ることが出来る。
果を得ることが出来る。
【００４５】ここで、幅Ｗの幅に２倍程度の余裕を持た
せても問題が解決される理由を実験結果と共に説明す
る。
せても問題が解決される理由を実験結果と共に説明す
る。
【００４６】図２（ａ）に示すように、平面波である入
射光束Ｌ0に対してアパーチャＡにより開口制限を施し
た場合に、アパーチャＡの開口部ａを通過する入射光束
Ｌは、開口部ａで回折をおこし、結果として入射光束Ｌ
は球面波に近くなる。その効果は開口部ａの幅Ｗが小さ
くなるほど大きくなる。つまり、本実施例のように（図
１参照）、入射光束Ｌ0をアパーチャＡで開口制限をし
た場合は、偏光回折素子１０への入射光束Ｌであるアパ
ーチャＡからの出射光束は球面波となる。そのため、図
２（ｂ）に示すように、偏光回折素子１０への入射光束
Ｌ及び回折反射光束Ｌ2はともに球面波となる。その結
果、入射光束Ｌ及び回折反射光束Ｌ2の干渉部Ｌiでは、
図２（ｃ）に示すように、球面波と球面波との干渉でで
きる縞模様が生成される。入射光束Ｌ及び回折反射光束
Ｌ2が球面波に近くなる程、干渉部Ｌiで観測される縞模
様の縞数は増加する。即ち、アパーチャＡの開口部ａの
幅Ｗが小さくなる程、干渉部Ｌiの縞数が増える。縞数
が少ない場合は、入射光束Ｌの波長が変動したときに、
干渉部Ｌiでの光強度の変動が大きいが、縞数が多い場
合は、入射光束Ｌiの波長が変動しても、単に縞の位置
が変動するのみで干渉部Ｌiの光強度自体の変動は小さ
くなる。その結果、図示しない光検出器によって得られ
る信号のノイズ量も入射光束Ｌが平面波の場合に比べて
小さくなる。
射光束Ｌ0に対してアパーチャＡにより開口制限を施し
た場合に、アパーチャＡの開口部ａを通過する入射光束
Ｌは、開口部ａで回折をおこし、結果として入射光束Ｌ
は球面波に近くなる。その効果は開口部ａの幅Ｗが小さ
くなるほど大きくなる。つまり、本実施例のように（図
１参照）、入射光束Ｌ0をアパーチャＡで開口制限をし
た場合は、偏光回折素子１０への入射光束Ｌであるアパ
ーチャＡからの出射光束は球面波となる。そのため、図
２（ｂ）に示すように、偏光回折素子１０への入射光束
Ｌ及び回折反射光束Ｌ2はともに球面波となる。その結
果、入射光束Ｌ及び回折反射光束Ｌ2の干渉部Ｌiでは、
図２（ｃ）に示すように、球面波と球面波との干渉でで
きる縞模様が生成される。入射光束Ｌ及び回折反射光束
Ｌ2が球面波に近くなる程、干渉部Ｌiで観測される縞模
様の縞数は増加する。即ち、アパーチャＡの開口部ａの
幅Ｗが小さくなる程、干渉部Ｌiの縞数が増える。縞数
が少ない場合は、入射光束Ｌの波長が変動したときに、
干渉部Ｌiでの光強度の変動が大きいが、縞数が多い場
合は、入射光束Ｌiの波長が変動しても、単に縞の位置
が変動するのみで干渉部Ｌiの光強度自体の変動は小さ
くなる。その結果、図示しない光検出器によって得られ
る信号のノイズ量も入射光束Ｌが平面波の場合に比べて
小さくなる。
【００４７】上記現象を示す実験をした結果を具体的数
値をあげて説明する。図３にその実験結果例を示す。こ
れは、開口部ａの形状が円形であるアパーチャＡにより
入射光束Ｌの径Ｗを３〜１．５ｍｍに変化させたときの
光検出器からの信号のノイズレベルを測定した結果であ
る。この実験では、入射光束波長λ＝７８０ｎｍとし、
基板１１の厚さ１ｍｍ、屈折率ｎ＝１．４５４、偏光回
折素子１０に対する光入射角をθ1＝５８°で第１の回
折格子１２による基板１１内回折角θ2＝３５．６８°
である偏光回折素子１０を使用した。ノイズレベルのＮ
は、入射光束を発振するレーザに高周波駆動電流をかけ
ずに発振波長が一定になるよう制御したときのノイズレ
ベルを示す。
値をあげて説明する。図３にその実験結果例を示す。こ
れは、開口部ａの形状が円形であるアパーチャＡにより
入射光束Ｌの径Ｗを３〜１．５ｍｍに変化させたときの
光検出器からの信号のノイズレベルを測定した結果であ
る。この実験では、入射光束波長λ＝７８０ｎｍとし、
基板１１の厚さ１ｍｍ、屈折率ｎ＝１．４５４、偏光回
折素子１０に対する光入射角をθ1＝５８°で第１の回
折格子１２による基板１１内回折角θ2＝３５．６８°
である偏光回折素子１０を使用した。ノイズレベルのＮ
は、入射光束を発振するレーザに高周波駆動電流をかけ
ずに発振波長が一定になるよう制御したときのノイズレ
ベルを示す。
【００４８】上記条件下で、数２より理論上、偏光回折
素子内での干渉による信号のノイズがなくなるアパーチ
ャ径Ｗ0は、
素子内での干渉による信号のノイズがなくなるアパーチ
ャ径Ｗ0は、
【００４９】
【数４】
【００５０】となり、図中破線で示すように、信号のノ
イズレベルはアパーチャ径Ｗが０．７６ｍｍでノイズレ
ベルＮに達するような曲線を描くことが予想される。
イズレベルはアパーチャ径Ｗが０．７６ｍｍでノイズレ
ベルＮに達するような曲線を描くことが予想される。
【００５１】しかし、図中に実線で示すように、実測に
よるとアパーチャ径Ｗが約１．５ｍｍでほぼ干渉による
ノイズがなくなった。即ち、数４で求めた理論上、信号
のノイズがなくなるアパーチャ径Ｗ0の２倍程度の大き
さのアパーチャ径Ｗで、十分にノイスレベルが低減され
ることがわかる。
よるとアパーチャ径Ｗが約１．５ｍｍでほぼ干渉による
ノイズがなくなった。即ち、数４で求めた理論上、信号
のノイズがなくなるアパーチャ径Ｗ0の２倍程度の大き
さのアパーチャ径Ｗで、十分にノイスレベルが低減され
ることがわかる。
【００５２】上記実験結果を考慮すると、図４（ａ）及
び（ｂ）に示すように、偏光回折素子１０への入射光束
Ｌをレンズ４０によって球面波光に変換してやる構成を
取ることにより、入射光束Ｌの入射領域をを制限するこ
となく、ノイズ成分が十分に低減された信号を検出する
ことが可能となる。もちろん、入射光束Ｌを球面波に
し、且つ入射領域を制限してもよい。尚、図４（ｂ）の
構成にすれば、図１１に示すように、光検出器１３０
ａ、１３０ｂ上に集光させるための集光レンズ１２０を
設ける必要はない。
び（ｂ）に示すように、偏光回折素子１０への入射光束
Ｌをレンズ４０によって球面波光に変換してやる構成を
取ることにより、入射光束Ｌの入射領域をを制限するこ
となく、ノイズ成分が十分に低減された信号を検出する
ことが可能となる。もちろん、入射光束Ｌを球面波に
し、且つ入射領域を制限してもよい。尚、図４（ｂ）の
構成にすれば、図１１に示すように、光検出器１３０
ａ、１３０ｂ上に集光させるための集光レンズ１２０を
設ける必要はない。
【００５３】本実施例において、図５（ａ）〜（ｃ）に
示すように、アパーチャＡの開口部ａの形状は、スリッ
ト形、楕円形、あるいは円形等でもよく、紙面垂直方向
に径Ｗの開口部ａが存在すれば、特に限定されるもので
はない。但し、スリット形の開口部ａは作製は容易であ
るが、光検出器における集光スポットの形状はよくな
い。最も前記集光スポットの形状をよくするには、図５
（ｃ）に示すアパーチャＡの開口部ａのように、入射光
束Ｌの断面形状を真円とすることが望ましい。
示すように、アパーチャＡの開口部ａの形状は、スリッ
ト形、楕円形、あるいは円形等でもよく、紙面垂直方向
に径Ｗの開口部ａが存在すれば、特に限定されるもので
はない。但し、スリット形の開口部ａは作製は容易であ
るが、光検出器における集光スポットの形状はよくな
い。最も前記集光スポットの形状をよくするには、図５
（ｃ）に示すアパーチャＡの開口部ａのように、入射光
束Ｌの断面形状を真円とすることが望ましい。
【００５４】＜第２実施例＞図６に、第２実施例の偏光
検出装置の概略を表す正面図を示す。この偏光検出装置
では、図９に示す偏光回折素子１１０と同様の構成を有
する偏光回折素子１０の第１の回折格子１２の光入射側
に、入射光束Ｌの入射領域を制限する遮光シールＳが貼
られている。この遮光シールＳには、第１の回折格子１
２の格子方向に対して垂直方向に幅ｍを持つ開口部が設
けられており、この開口部からのみ偏光回折素子１０に
光束が入射するように構成されている。
検出装置の概略を表す正面図を示す。この偏光検出装置
では、図９に示す偏光回折素子１１０と同様の構成を有
する偏光回折素子１０の第１の回折格子１２の光入射側
に、入射光束Ｌの入射領域を制限する遮光シールＳが貼
られている。この遮光シールＳには、第１の回折格子１
２の格子方向に対して垂直方向に幅ｍを持つ開口部が設
けられており、この開口部からのみ偏光回折素子１０に
光束が入射するように構成されている。
【００５５】この幅ｍは以下の計算により導出される。
偏光回折素子１０内で光束が干渉しないようにするに
は、第１実施例と同様にして、
偏光回折素子１０内で光束が干渉しないようにするに
は、第１実施例と同様にして、
【００５６】
【数５】
【００５７】を満たすように幅ｍを設定すれよい。
【００５８】上記構成を有する偏光検出装置において
も、第１実施例と同様の効果が得られる。
も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００５９】但し、この場合も図４に示すように偏光回
折素子１０の光入射側にレンズを配置する構成で偏光検
出装置を実現する場合には、偏光回折素子１０への入射
光束Ｌは球面波に近いので、上述したように、上記数５
により定まる幅ｍの最大値の２倍程度の幅でも、光の干
渉の影響をなくすことが出来る。即ち、
折素子１０の光入射側にレンズを配置する構成で偏光検
出装置を実現する場合には、偏光回折素子１０への入射
光束Ｌは球面波に近いので、上述したように、上記数５
により定まる幅ｍの最大値の２倍程度の幅でも、光の干
渉の影響をなくすことが出来る。即ち、
【００６０】
【数６】
【００６１】を満たすように幅ｍを設定してもよい。
【００６２】遮光シールＳの開口部の形状も、第１の回
折格子１２の格子方向に対して垂直方向の幅が幅ｍに設
定されているものであれば、スリット形、楕円形、ある
いは円形等でもよく、特に限定されるものではない。
折格子１２の格子方向に対して垂直方向の幅が幅ｍに設
定されているものであれば、スリット形、楕円形、ある
いは円形等でもよく、特に限定されるものではない。
【００６３】更に、その遮光部材はシールに限定するも
のでもなく、例えば光透過防止コーティングを偏光回折
素子１０の入射側表面に施しても、遮光シールＳの場合
と同様の効果が得られる。あるいは、図７に示すよう
に、第１の回折格子１２を基板１０上に入射光束Ｌの到
達する範囲より小さく、即ち上記幅ｍで形成することに
より、第１の回折格子１２内に回折反射光束Ｌ2が到達
しないようにしてもよい。この場合も、入射光が球面波
に近い場合は、幅ｍは数６に準じる。
のでもなく、例えば光透過防止コーティングを偏光回折
素子１０の入射側表面に施しても、遮光シールＳの場合
と同様の効果が得られる。あるいは、図７に示すよう
に、第１の回折格子１２を基板１０上に入射光束Ｌの到
達する範囲より小さく、即ち上記幅ｍで形成することに
より、第１の回折格子１２内に回折反射光束Ｌ2が到達
しないようにしてもよい。この場合も、入射光が球面波
に近い場合は、幅ｍは数６に準じる。
【００６４】＜第３実施例＞第３実施例の偏光検出装置
では、上記実施例のように遮光シールＳ、あるいはアパ
ーチャＡなどで入射光束を制限せずに、図１又は図６に
示す偏光回折素子１０の設計を変えることで偏光回折格
子１０内での光の干渉をなくす。
では、上記実施例のように遮光シールＳ、あるいはアパ
ーチャＡなどで入射光束を制限せずに、図１又は図６に
示す偏光回折素子１０の設計を変えることで偏光回折格
子１０内での光の干渉をなくす。
【００６５】偏光回折素子１０の設計方法を説明する。
偏光回折素子１０の光入射側にある第１の回折格子１２
に入射する入射光束の紙面上下方向の幅をＷ0とする
と、偏光回折素子内での光の干渉を全くなくすために
は、偏光回折素子１０を構成する基板１１の厚みｔは、
偏光回折素子１０の光入射側にある第１の回折格子１２
に入射する入射光束の紙面上下方向の幅をＷ0とする
と、偏光回折素子内での光の干渉を全くなくすために
は、偏光回折素子１０を構成する基板１１の厚みｔは、
【００６６】
【数７】
【００６７】を満たせばよい。但し、入射光が球面波に
近い場合には、上記他の実施例と同様に、
近い場合には、上記他の実施例と同様に、
【００６８】
【数８】
【００６９】を満たす厚みｔでよい。
【００７０】本実施例では、偏光回折格子１０への光の
入射領域を制限せずに、上記他の実施例と同様の効果を
得ることが出来る。
入射領域を制限せずに、上記他の実施例と同様の効果を
得ることが出来る。
【００７１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の偏光検出装置によれば、入射光束と入射光束の回折反
射光束とが干渉することを抑制できるため、あるいは、
前記干渉の影響を排除できるため、レーザ光の波長変動
に伴い光検出器上で光強度が変動することがなく、ノイ
ズ成分の少ない良質な情報信号を検出することが出来
る。
の偏光検出装置によれば、入射光束と入射光束の回折反
射光束とが干渉することを抑制できるため、あるいは、
前記干渉の影響を排除できるため、レーザ光の波長変動
に伴い光検出器上で光強度が変動することがなく、ノイ
ズ成分の少ない良質な情報信号を検出することが出来
る。
【図１】第１実施例の偏光検出装置における偏光回折素
子周辺を模式的に示す正面図である。
子周辺を模式的に示す正面図である。
【図２】図１に示す偏光回折素子へ球面波が入射した場
合の動作を説明するための模式図であり、（ａ）はアパ
ーチャの正面図、（ｂ）は偏光回折素子の正面図、
（ｃ）は第１の回折格子におけるビームスポットを示す
図である。
合の動作を説明するための模式図であり、（ａ）はアパ
ーチャの正面図、（ｂ）は偏光回折素子の正面図、
（ｃ）は第１の回折格子におけるビームスポットを示す
図である。
【図３】図１に示す偏光検出装置におけるアパーチャ幅
Ｗとノイズレベルとの関係図である。
Ｗとノイズレベルとの関係図である。
【図４】第１実施例の応用例であり、偏光回折素子周辺
を模式的に示す正面図である。
を模式的に示す正面図である。
【図５】図１に示す偏光検出装置に用いられるアパーチ
ャの開口部の形状を表す図である。
ャの開口部の形状を表す図である。
【図６】第２実施例の偏光検出装置における偏光回折素
子周辺を模式的に示す正面図である。
子周辺を模式的に示す正面図である。
【図７】第２実施例の応用例であり、偏光回折素子を模
式的に示す正面図である。
式的に示す正面図である。
【図８】偏光特性を有する従来の偏光回折素子の正面図
である。
である。
【図９】従来の偏光検出装置に用いられる偏光回折素子
の正面図である。
の正面図である。
【図１０】図９に示す偏光回折素子の回折格子の断面図
である。
である。
【図１１】図９に示す偏光回折素子を用いた従来の偏光
回折装置を模式的に示す正面図である。
回折装置を模式的に示す正面図である。
【図１２】図９に示す偏光回折素子における光の動作を
説明するための模式図であり、（ａ）は偏光回折素子の
正面図であり、（ｂ）は第１の回折格子におけるビーム
スポットを示す図である。
説明するための模式図であり、（ａ）は偏光回折素子の
正面図であり、（ｂ）は第１の回折格子におけるビーム
スポットを示す図である。
【図１３】偏光特性を有する偏光回折素子における光入
射角と反射率との関係図である。
射角と反射率との関係図である。
１０ 偏光回光素子 １１ 基板 １２ 第１の回折格子 １３ 第２の回折格子 ４０ レンズ Ａ アパーチャ Ｓ 遮光シール Ｌ 入射光束 Ｌ2 回折反射光束 Ｌi 干渉部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 27/28 G01J 4/04 G02B 5/18 G02B 5/30 G11B 11/10 551
Claims (10)
- 【請求項１】 対向する平行な２面を有する基板と、該
基板の一方の面に形成された第１の回折格子と、他方の
面に形成された第２の回折格子とを有し、該第１の回折
格子側から波長が変動する光束が入射され、該第１の回
折格子及び該第２の回折格子の各々の格子間隔が入射光
束の波長とほぼ同一である偏光回折素子と、 該第１の回折格子の光束入射側に形成され、該入射光束
の該偏光回折素子への入射領域を制限する制限手段及び
該入射光束を球面波にして該偏光回折素子へ入射させる
変換手段のうち少なくとも一方の手段と、 該偏光回折素子の光入射側若しくは光出射側に配され、
該第１の回折格子及び該第２の回折格子をともに透過す
る光束と、該第１の回折格子及び該第２の回折格子でと
もに回折される光束とを各々異なるビームスポットに集
光させる集光レンズと、 該集光レンズで集光された２つのビームスポットの光強
度をそれぞれ検出する１対の光検出器とを備えた偏光検
出装置。 - 【請求項２】 前記制限手段が遮光部材からなり、該遮
光部材が該第１の回折格子の形成された面上において該
第１の回折格子の格子方向とは垂直な方向の該入射光束
の入射幅を制限する請求項１に記載の偏光検出装置。 - 【請求項３】 前記遮光部材が、前記第１の回折格子で
回折され、且つ前記他方の面で反射された光束と該入射
光束との干渉を抑制する請求項２に記載の偏光検出装
置。 - 【請求項４】 前記入射幅が、前記偏光回折素子の基板
の厚みをｔ0とし、前記第１の回折格子での該基板内に
おける前記入射光束の回折角をθ2としたときに、４ｔ0
・ｔａｎθ2以下である請求項２に記載の偏光検出装
置。 - 【請求項５】 前記制限手段が絞りからなり、該絞りが
前記入射光束の進行方向に直交する面上における該入射
光束の幅を制限する請求項１に記載の偏光検出装置。 - 【請求項６】 前記入射光束の幅が、前記偏光回折素子
の基板の厚みをｔ0とし、前記入射光束の入射角をθ1と
し、前記第１の回折格子での該基板内における該入射光
束の回折角をθ2としたときに、４ｔ0・ｔａｎθ2・Ｓ
ｉｎ（９０°−θ1）以下である請求項５に記載の偏光
検出装置。 - 【請求項７】 前記遮光部材が、前記第１の回折格子上
に形成された遮光膜からなる請求項２又は３に記載の偏
光検出装置。 - 【請求項８】 前記変換手段が、レンズ及び絞りの何れ
か一方である請求項１に記載の偏光検出装置。 - 【請求項９】 対向する平行な２面を有する基板と、該
基板の一方の面に形成された第１の回折格子と、他方の
面に形成された第２の回折格子とを有し、該第１の回折
格子側から波長が変動する光束が入射され、該第１の回
折格子及び該第２の回折格子の各々の格子間隔が入射光
束の波長とほぼ同一であり、更に、該基板の厚みをｔ0
とし、該第１の回折格子での該基板内における該入射光
束の回折角をθ2としたときに、該第１の回折格子の格
子方向に対して垂直方向に４ｔ0・ｔａｎθ2以下の幅
で、該第１の回折格子が形成されている偏光回折素子
と、 該偏光回折素子の光入射側若しくは光出射側に配され、
該第１の回折格子及び該第２の回折格子をともに透過す
る光束と、該第１の回折格子及び該第２の回折格子でと
もに回折される光束とを各々異なるビームスポットに集
光させる集光レンズと、 該集光レンズで集光された２つのビームスポットの光強
度をそれぞれ検出する１対の光検出器とを備えた偏光検
出装置。 - 【請求項１０】 対向する平行な２面を有する基板と、
該基板の一方の面に形成された第１の回折格子と、他方
の面に形成された第２の回折格子とを有し、該第１の回
折格子側から波長が変動する光束が入射され、該第１の
回折格子及び該第２の回折格子の各々の格子間隔が入射
光束の波長とほぼ同一であり、更に、該入射光束の進行
方向に直交する面上における該入射光束の幅をＷ、該入
射光束の入射角をθ1、該第１の回折格子での該基板内
における該入射光束の回折角をθ2としたときに、該基
板の厚みが、Ｗ／｛４ｔａｎθ2・Ｓｉｎ（９０°−
θ1）｝以上である偏光回折素子と、 該偏光回折素子の光入射側若しくは光出射側に配され、
該第１の回折格子及び該第２の回折格子をともに透過す
る光束と、該第１の回折格子及び該第２の回折格子でと
もに回折される光束とを各々異なるビームスポットに集
光させる集光レンズと、 該集光レンズで集光された２つのビームスポットの光強
度をそれぞれ検出する１対の光検出器とを備えた偏光検
出装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4258424A JP2810281B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 偏光検出装置 |
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| CA002100897A CA2100897C (en) | 1992-09-28 | 1993-07-20 | Polarization detector |
| DE69326406T DE69326406T2 (de) | 1992-09-28 | 1993-07-20 | Polarisationsdetektor |
| US08/093,920 US5473470A (en) | 1992-09-28 | 1993-07-21 | Polarization detector |
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|---|---|---|---|
| JP4258424A JP2810281B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 偏光検出装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 1993-07-20 CA CA002100897A patent/CA2100897C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-07-20 EP EP93305687A patent/EP0592075B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-21 US US08/093,920 patent/US5473470A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-24 KR KR1019930014085A patent/KR0133497B1/ko not_active IP Right Cessation
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