JPH08254611A - ビーム・スプリッタ - Google Patents
ビーム・スプリッタInfo
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- JPH08254611A JPH08254611A JP7057154A JP5715495A JPH08254611A JP H08254611 A JPH08254611 A JP H08254611A JP 7057154 A JP7057154 A JP 7057154A JP 5715495 A JP5715495 A JP 5715495A JP H08254611 A JPH08254611 A JP H08254611A
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- refractive index
- film thickness
- optical film
- beam splitter
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
-
- 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
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/142—Coating structures, e.g. thin films multilayers
-
- 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
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光線入射角が22.5°で、分岐比の偏光依
存性が小さいビーム・スプリッタを提供することであ
る。 【構成】 屈折率1.51±0.10のガラス基板1上
に複数の光学膜2を積層してなるビーム・スプリッタで
ある。各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚は、基板1に
近い順に、第1層は屈折率が1.44±0.10で光学
的膜厚が0.05〜0.15、第2層は屈折率が1.6
8±0.10で光学的膜厚が0.01〜0.10、第3
層は屈折率が1.44±0.10で光学的膜厚が0.5
0〜0.60、第4層は屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.25〜0.35、第5層は屈折率1.
44±0.10で光学的膜厚が0.25〜0.35であ
る。光学的膜厚は、屈折率をnとし、実際の膜厚をdと
し、帯域の中心を決定する波長をλとして、n×d/λ
で表される相対値である。
存性が小さいビーム・スプリッタを提供することであ
る。 【構成】 屈折率1.51±0.10のガラス基板1上
に複数の光学膜2を積層してなるビーム・スプリッタで
ある。各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚は、基板1に
近い順に、第1層は屈折率が1.44±0.10で光学
的膜厚が0.05〜0.15、第2層は屈折率が1.6
8±0.10で光学的膜厚が0.01〜0.10、第3
層は屈折率が1.44±0.10で光学的膜厚が0.5
0〜0.60、第4層は屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.25〜0.35、第5層は屈折率1.
44±0.10で光学的膜厚が0.25〜0.35であ
る。光学的膜厚は、屈折率をnとし、実際の膜厚をdと
し、帯域の中心を決定する波長をλとして、n×d/λ
で表される相対値である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅モジュール等に
採用されるビーム・スプリッタに関する。例えば、光増
幅モジュールにおいては、ビーム・スプリッタにより信
号光の一部を監視光として取り出してそのパワーを検出
し、該監視光のパワーの変動に応じて信号光の増幅を行
うようにしている。このような信号光から監視光を分岐
させる等のために使用されるビーム・スプリッタにおい
て、P偏光とS偏光とで分岐比が異なる性質である偏光
依存性を小さくすることが要望されている。
採用されるビーム・スプリッタに関する。例えば、光増
幅モジュールにおいては、ビーム・スプリッタにより信
号光の一部を監視光として取り出してそのパワーを検出
し、該監視光のパワーの変動に応じて信号光の増幅を行
うようにしている。このような信号光から監視光を分岐
させる等のために使用されるビーム・スプリッタにおい
て、P偏光とS偏光とで分岐比が異なる性質である偏光
依存性を小さくすることが要望されている。
【0002】
【従来の技術】ビーム・スプリッタは、単一の光ビーム
を二以上の光ビームに分岐するために使用される。これ
と逆に二以上の光ビームを単一の光ビームに結合するた
めにも使用される。
を二以上の光ビームに分岐するために使用される。これ
と逆に二以上の光ビームを単一の光ビームに結合するた
めにも使用される。
【0003】ビーム・スプリッタは、ガラス基板上に複
数の誘電体等からなる光学膜を多層に形成して構成さ
れ、該多層膜に対して所定の光線入射角が設定された光
軸上に光を導き入れるようにして構成されており、この
入射光の一部を該多層膜で反射させ、残りを透過させる
ように機能する。なお、光線入射角とは、ビーム・スプ
リッタの多層膜に直交する線と入射される光線とのなす
角度をいう。
数の誘電体等からなる光学膜を多層に形成して構成さ
れ、該多層膜に対して所定の光線入射角が設定された光
軸上に光を導き入れるようにして構成されており、この
入射光の一部を該多層膜で反射させ、残りを透過させる
ように機能する。なお、光線入射角とは、ビーム・スプ
リッタの多層膜に直交する線と入射される光線とのなす
角度をいう。
【0004】そして、従来は、光線入射角が10°以下
又は45°で、P偏光とS偏光とで分岐比が異なる性質
を分岐比の偏光依存性というものとして、反射側におけ
る偏光依存性(反射するP偏光とS偏光の差)が0.5
dB程度のものが実現されている。なお、P偏光とは多
層膜への入射面に平行な偏光面を有する偏光をいい、S
偏光とは多層膜への入射面に垂直な偏光面を有する偏光
をいう。
又は45°で、P偏光とS偏光とで分岐比が異なる性質
を分岐比の偏光依存性というものとして、反射側におけ
る偏光依存性(反射するP偏光とS偏光の差)が0.5
dB程度のものが実現されている。なお、P偏光とは多
層膜への入射面に平行な偏光面を有する偏光をいい、S
偏光とは多層膜への入射面に垂直な偏光面を有する偏光
をいう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、光増幅モジュ
ール等に使用されているショート・ウエーブ・パス・フ
ィルタ(SWPF)やロング・ウエーブ・パス・フィル
タ(LWPF)は、光線入射角が22.5°に設定され
ているものが多く、同じく光増幅モジュール等に使用さ
れるビーム・スプリッタも、光線入射角を22.5°に
すると、光学要素の光学的配置が簡単になる等、モジュ
ールの構成上都合が良い。
ール等に使用されているショート・ウエーブ・パス・フ
ィルタ(SWPF)やロング・ウエーブ・パス・フィル
タ(LWPF)は、光線入射角が22.5°に設定され
ているものが多く、同じく光増幅モジュール等に使用さ
れるビーム・スプリッタも、光線入射角を22.5°に
すると、光学要素の光学的配置が簡単になる等、モジュ
ールの構成上都合が良い。
【0006】また、従来は、反射側における偏光依存性
が0.5dB程度と比較的に大きく、従って、例えば、
光源として直線偏光を出力するLD(半導体レーザ)を
用いている場合には、その偏光状態によって、ビーム・
スプリッタにおける分岐比が変化することになり、特性
が一定しないことになるから、実用上都合が悪い。
が0.5dB程度と比較的に大きく、従って、例えば、
光源として直線偏光を出力するLD(半導体レーザ)を
用いている場合には、その偏光状態によって、ビーム・
スプリッタにおける分岐比が変化することになり、特性
が一定しないことになるから、実用上都合が悪い。
【0007】よって本発明の目的は、光線入射角が2
2.5°で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプ
リッタを提供することである。
2.5°で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプ
リッタを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のビーム・スプリ
ッタは、基板上に複数の光学膜を積層してなるビーム・
スプリッタであって、屈折率1.51±0.10のガラ
ス基板と、該ガラス基板上に形成された屈折率が2.2
3±0.10で光学的膜厚が0.40〜0.50の第1
層と、該第1層上に形成された屈折率が1.44±0.
10で光学的膜厚が0.40〜0.50の第2層と、該
第2層上に形成された屈折率が2.23±0.10で光
学的膜厚が0.30〜0.40の第3層と、該第3層上
に形成された屈折率が1.44±0.10で光学的膜厚
が0.10〜0.20の第4層と、該第4層上に形成さ
れた屈折率が2.23±0.10で光学的膜厚が0.1
0〜0.20の第5層と、該第5層上に形成された屈折
率が1.44±0.10で光学的膜厚が0.10〜0.
20の第6層と、該第6層上に形成された屈折率が2.
23±0.10で光学的膜厚が0.10〜0.20の第
7層と、該第7層上に形成された屈折率が1.44±
0.10で光学的膜厚が0.20〜0.30の第8層
と、該第8層上に形成された屈折率が2.23±0.1
0で光学的膜厚が0.55〜0.65の第9層と、該第
9層上に形成された屈折率が1.44±0.10で光学
的膜厚が0.40〜0.50の第10層と、該第10層
上に形成された屈折率が2.23±0.10で光学的膜
厚が2.50〜3.50の第11層と、該第11層上に
形成された屈折率が1.44±0.10で光学的膜厚が
0.20〜0.30の第12層と、を備えて構成され
る。
ッタは、基板上に複数の光学膜を積層してなるビーム・
スプリッタであって、屈折率1.51±0.10のガラ
ス基板と、該ガラス基板上に形成された屈折率が2.2
3±0.10で光学的膜厚が0.40〜0.50の第1
層と、該第1層上に形成された屈折率が1.44±0.
10で光学的膜厚が0.40〜0.50の第2層と、該
第2層上に形成された屈折率が2.23±0.10で光
学的膜厚が0.30〜0.40の第3層と、該第3層上
に形成された屈折率が1.44±0.10で光学的膜厚
が0.10〜0.20の第4層と、該第4層上に形成さ
れた屈折率が2.23±0.10で光学的膜厚が0.1
0〜0.20の第5層と、該第5層上に形成された屈折
率が1.44±0.10で光学的膜厚が0.10〜0.
20の第6層と、該第6層上に形成された屈折率が2.
23±0.10で光学的膜厚が0.10〜0.20の第
7層と、該第7層上に形成された屈折率が1.44±
0.10で光学的膜厚が0.20〜0.30の第8層
と、該第8層上に形成された屈折率が2.23±0.1
0で光学的膜厚が0.55〜0.65の第9層と、該第
9層上に形成された屈折率が1.44±0.10で光学
的膜厚が0.40〜0.50の第10層と、該第10層
上に形成された屈折率が2.23±0.10で光学的膜
厚が2.50〜3.50の第11層と、該第11層上に
形成された屈折率が1.44±0.10で光学的膜厚が
0.20〜0.30の第12層と、を備えて構成され
る。
【0009】なお、光学的膜厚は、屈折率をnとし、実
際の膜厚をdとし、帯域の中心を決定する波長をλとし
て、n×d/λ で表される相対値である。
際の膜厚をdとし、帯域の中心を決定する波長をλとし
て、n×d/λ で表される相対値である。
【0010】
【作用】本願発明者等は、ガラス基板の屈折率、光学膜
の層数、各光学膜の屈折率及び光学的膜厚を、前記のよ
うに設定することにより、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が反射側で0.1〜0.2dB以下
のビーム・スプリッタを実現できることを実証した。
の層数、各光学膜の屈折率及び光学的膜厚を、前記のよ
うに設定することにより、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が反射側で0.1〜0.2dB以下
のビーム・スプリッタを実現できることを実証した。
【0011】従って、光増幅モジュール等に使用されて
いるショート・ウエーブ・パス・フィルタ(SWPF)
やロング・ウエーブ・パス・フィルタ(LWPF)等の
他の光部品の光線入射角22.5°と同じ光線入射角の
ビーム・スプリッタが実現され、光学要素の光学的配置
が簡単になる等、光増幅モジュール等の設計の容易化を
図ることができる。
いるショート・ウエーブ・パス・フィルタ(SWPF)
やロング・ウエーブ・パス・フィルタ(LWPF)等の
他の光部品の光線入射角22.5°と同じ光線入射角の
ビーム・スプリッタが実現され、光学要素の光学的配置
が簡単になる等、光増幅モジュール等の設計の容易化を
図ることができる。
【0012】また、分岐比の偏光依存性が小さいから、
入射光の偏光状態によって、ビーム・スプリッタにおけ
る分岐比が変化するということがなくなり、一定した特
性を実現することができる。
入射光の偏光状態によって、ビーム・スプリッタにおけ
る分岐比が変化するということがなくなり、一定した特
性を実現することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明することにする。図1はビーム・スプリッタの基本的
構成を示す図である。このビーム・スプリッタは、ガラ
ス基板1上に、複数の光学膜2を積層・形成して構成さ
れている。光学膜2は、高屈折率層、中間屈折率層、低
屈折率層のいずれかとなるようにその材料が選択され、
イオンアシスト蒸着あるいはイオンプレーティング等に
より、所定の厚さとなるように形成される。
明することにする。図1はビーム・スプリッタの基本的
構成を示す図である。このビーム・スプリッタは、ガラ
ス基板1上に、複数の光学膜2を積層・形成して構成さ
れている。光学膜2は、高屈折率層、中間屈折率層、低
屈折率層のいずれかとなるようにその材料が選択され、
イオンアシスト蒸着あるいはイオンプレーティング等に
より、所定の厚さとなるように形成される。
【0014】なお、以下の説明における光学的膜厚は、
屈折率をnとし、実際の膜厚をdとし、帯域の中心を決
定する波長をλとして、n×d/λ で表される相対値
である。 (1)第1実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第12層までの
全12層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈
折率層を以下のように交互に積層して構成されている。
ガラス基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的
膜厚は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 2.23±0.10 0.40〜0.50 第2層: 1.44±0.10 0.40〜0.50 第3層: 2.23±0.10 0.30〜0.40 第4層: 1.44±0.10 0.10〜0.20 第5層: 2.23±0.10 0.10〜0.20 第6層: 1.44±0.10 0.10〜0.20 第7層: 2.23±0.10 0.10〜0.20 第8層: 1.44±0.10 0.20〜0.30 第9層: 2.23±0.10 0.55〜0.65 第10層: 1.44±0.10 0.40〜0.50 第11層: 2.23±0.10 2.50〜3.50 第12層: 1.44±0.10 0.20〜0.30 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第1層、第3
層、第5層、第7層、第9層及び第11層の形成材料と
しては、TiO2 (二酸化チタン)を採用している。低
屈折率層、即ち、第2層、第4層、第6層、第8層、第
10層及び第12層の形成材料としては、SiO2 (二
酸化シリコン)を採用している。高屈折率層の形成材料
としては、前記以外にTa2 O5 (五酸化タンタル)を
採用することができる。
屈折率をnとし、実際の膜厚をdとし、帯域の中心を決
定する波長をλとして、n×d/λ で表される相対値
である。 (1)第1実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第12層までの
全12層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈
折率層を以下のように交互に積層して構成されている。
ガラス基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的
膜厚は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 2.23±0.10 0.40〜0.50 第2層: 1.44±0.10 0.40〜0.50 第3層: 2.23±0.10 0.30〜0.40 第4層: 1.44±0.10 0.10〜0.20 第5層: 2.23±0.10 0.10〜0.20 第6層: 1.44±0.10 0.10〜0.20 第7層: 2.23±0.10 0.10〜0.20 第8層: 1.44±0.10 0.20〜0.30 第9層: 2.23±0.10 0.55〜0.65 第10層: 1.44±0.10 0.40〜0.50 第11層: 2.23±0.10 2.50〜3.50 第12層: 1.44±0.10 0.20〜0.30 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第1層、第3
層、第5層、第7層、第9層及び第11層の形成材料と
しては、TiO2 (二酸化チタン)を採用している。低
屈折率層、即ち、第2層、第4層、第6層、第8層、第
10層及び第12層の形成材料としては、SiO2 (二
酸化シリコン)を採用している。高屈折率層の形成材料
としては、前記以外にTa2 O5 (五酸化タンタル)を
採用することができる。
【0015】前記のように構成されたビーム・スプリッ
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図2に示す。図2において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図2中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図2に示す。図2において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図2中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
【0016】図2から明らかなように、前記のように構
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が極めて小さいビ
ーム・スプリッタが実現される。なお、このビーム・ス
プリッタの分岐比(反射光:透過光)は、1:7であ
る。
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が極めて小さいビ
ーム・スプリッタが実現される。なお、このビーム・ス
プリッタの分岐比(反射光:透過光)は、1:7であ
る。
【0017】このように、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (2)第2実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第5層までの全
5層であり、ガラス基板1上に高屈折率層、中間屈折率
層及び低屈折率層を以下のように積層して構成されてい
る。ガラス基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光
学的膜厚は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.44±0.10 0.05〜0.15 第2層: 1.68±0.10 0.01〜0.10 第3層: 1.44±0.10 0.50〜0.60 第4層: 2.23±0.10 0.25〜0.35 第5層: 1.44±0.10 0.25〜0.35 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第4層の形成材
料としては、TiO2 (二酸化チタン)を採用してい
る。中間屈折率層、即ち、第2層の形成材料としては、
Al2 O3 (アルミナ)を採用している。低屈折率層、
即ち、第1層、第3層及び第5層の形成材料としては、
SiO2 (二酸化シリコン)を採用している。高屈折率
層の形成材料としては、前記以外にTa2 O5 (五酸化
タンタル)を採用することができる。
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (2)第2実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第5層までの全
5層であり、ガラス基板1上に高屈折率層、中間屈折率
層及び低屈折率層を以下のように積層して構成されてい
る。ガラス基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光
学的膜厚は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.44±0.10 0.05〜0.15 第2層: 1.68±0.10 0.01〜0.10 第3層: 1.44±0.10 0.50〜0.60 第4層: 2.23±0.10 0.25〜0.35 第5層: 1.44±0.10 0.25〜0.35 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第4層の形成材
料としては、TiO2 (二酸化チタン)を採用してい
る。中間屈折率層、即ち、第2層の形成材料としては、
Al2 O3 (アルミナ)を採用している。低屈折率層、
即ち、第1層、第3層及び第5層の形成材料としては、
SiO2 (二酸化シリコン)を採用している。高屈折率
層の形成材料としては、前記以外にTa2 O5 (五酸化
タンタル)を採用することができる。
【0018】前記のように構成されたビーム・スプリッ
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図3に示す。図3において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図3中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図3に示す。図3において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図3中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
【0019】図3から明らかなように、前記のように構
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が極めて小さいビ
ーム・スプリッタが実現される。なお、このビーム・ス
プリッタの分岐比(反射光:透過光)は、1:16であ
る。
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が極めて小さいビ
ーム・スプリッタが実現される。なお、このビーム・ス
プリッタの分岐比(反射光:透過光)は、1:16であ
る。
【0020】このように、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (3)第3実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第3層までの全
3層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈折率
層を以下のように交互に積層して構成している。ガラス
基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚
は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.46±0.10 0.73〜0.83 第2層: 2.30±0.10 0.13〜0.23 第3層: 1.46±0.10 0.22〜0.32 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第2層の形成材
料としては、TiO2 (二酸化チタン)を採用してい
る。低屈折率層、即ち、第1層及び第3層の形成材料と
しては、SiO2(二酸化シリコン)を採用している。
高屈折率層の形成材料としては、前記以外にTa2 O5
(五酸化タンタル)を採用することができる。
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (3)第3実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第3層までの全
3層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈折率
層を以下のように交互に積層して構成している。ガラス
基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚
は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.46±0.10 0.73〜0.83 第2層: 2.30±0.10 0.13〜0.23 第3層: 1.46±0.10 0.22〜0.32 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第2層の形成材
料としては、TiO2 (二酸化チタン)を採用してい
る。低屈折率層、即ち、第1層及び第3層の形成材料と
しては、SiO2(二酸化シリコン)を採用している。
高屈折率層の形成材料としては、前記以外にTa2 O5
(五酸化タンタル)を採用することができる。
【0021】前記のように構成されたビーム・スプリッ
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図4に示す。図4において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図4中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図4に示す。図4において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図4中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
【0022】図4から明らかなように、前記のように構
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・
スプリッタが実現される。なお、このビーム・スプリッ
タの分岐比(反射光:透過光)は、1:16である。
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・
スプリッタが実現される。なお、このビーム・スプリッ
タの分岐比(反射光:透過光)は、1:16である。
【0023】このように、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (4)第4実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第3層までの全
3層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈折率
層を以下のように交互に積層して構成している。ガラス
基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚
は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.44±0.10 0.58〜0.68 第2層: 2.23±0.10 0.25〜0.35 第3層: 1.44±0.10 0.18〜0.28 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第2層の形成材
料としては、TiO2 (二酸化チタン)を採用してい
る。低屈折率層、即ち、第1層及び第3層の形成材料と
しては、SiO2(二酸化シリコン)を採用している。
高屈折率層の形成材料としては、前記以外にTa2 O5
(五酸化タンタル)を採用することができる。
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (4)第4実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第3層までの全
3層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈折率
層を以下のように交互に積層して構成している。ガラス
基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚
は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.44±0.10 0.58〜0.68 第2層: 2.23±0.10 0.25〜0.35 第3層: 1.44±0.10 0.18〜0.28 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第2層の形成材
料としては、TiO2 (二酸化チタン)を採用してい
る。低屈折率層、即ち、第1層及び第3層の形成材料と
しては、SiO2(二酸化シリコン)を採用している。
高屈折率層の形成材料としては、前記以外にTa2 O5
(五酸化タンタル)を採用することができる。
【0024】前記のように構成されたビーム・スプリッ
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図5に示す。図5において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図5中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図5に示す。図5において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図5中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
【0025】図5から明らかなように、前記のように構
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・
スプリッタが実現される。なお、このビーム・スプリッ
タの分岐比(反射光:透過光)は、1:17である。
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・
スプリッタが実現される。なお、このビーム・スプリッ
タの分岐比(反射光:透過光)は、1:17である。
【0026】このように、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (5)第5実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第6層までの全
6層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈折率
層を以下のように交互に積層して構成している。ガラス
基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚
は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.44±0.10 0.54〜0.64 第2層: 2.23±0.10 0.49〜0.59 第3層: 1.44±0.10 0.90〜1.30 第4層: 2.23±0.10 0.21〜0.31 第5層: 1.44±0.10 0.23〜0.33 第6層: 2.23±0.10 0.48〜0.58 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第2層、第4層
及び第6層の形成材料としては、TiO2 (二酸化チタ
ン)を採用している。低屈折率層、即ち、第1層、第3
層及び第5層の形成材料としては、SiO2 (二酸化シ
リコン)を採用している。高屈折率層の形成材料として
は、前記以外にTa2 O5 (五酸化タンタル)を採用す
ることができる。
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (5)第5実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第6層までの全
6層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈折率
層を以下のように交互に積層して構成している。ガラス
基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜厚
は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 1.44±0.10 0.54〜0.64 第2層: 2.23±0.10 0.49〜0.59 第3層: 1.44±0.10 0.90〜1.30 第4層: 2.23±0.10 0.21〜0.31 第5層: 1.44±0.10 0.23〜0.33 第6層: 2.23±0.10 0.48〜0.58 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第2層、第4層
及び第6層の形成材料としては、TiO2 (二酸化チタ
ン)を採用している。低屈折率層、即ち、第1層、第3
層及び第5層の形成材料としては、SiO2 (二酸化シ
リコン)を採用している。高屈折率層の形成材料として
は、前記以外にTa2 O5 (五酸化タンタル)を採用す
ることができる。
【0027】前記のように構成されたビーム・スプリッ
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図6に示す。図6において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図6中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図6に示す。図6において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図6中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
【0028】図6から明らかなように、前記のように構
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・
スプリッタが実現される。なお、このビーム・スプリッ
タの分岐比(反射光:透過光)は、1:18である。
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が小さいビーム・
スプリッタが実現される。なお、このビーム・スプリッ
タの分岐比(反射光:透過光)は、1:18である。
【0029】このように、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (6)第6実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第12層までの
全12層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈
折率層を以下のように交互に積層して構成している。ガ
ラス基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜
厚は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 2.23±0.10 0.39〜0.50 第2層: 1.44±0.10 0.40〜0.50 第3層: 2.23±0.10 0.27〜0.40 第4層: 1.44±0.10 0.07〜0.20 第5層: 2.23±0.10 0.09〜0.20 第6層: 1.44±0.10 0.10〜0.20 第7層: 2.23±0.10 0.13〜0.23 第8層: 1.44±0.10 0.20〜0.33 第9層: 2.23±0.10 0.50〜0.65 第10層: 1.44±0.10 0.30〜0.50 第11層: 2.23±0.10 2.40〜3.50 第12層: 1.44±0.10 0.19〜0.30 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第1層、第3
層、第5層、第7層、第9層及び第11層の形成材料と
しては、TiO2 (二酸化チタン)を採用している。低
屈折率層、即ち、第2層、第4層、第6層、第8層、第
10層及び第12層の形成材料としては、SiO2 (二
酸化シリコン)を採用している。高屈折率層の形成材料
としては、前記以外にTa2 O5 (五酸化タンタル)を
採用することができる。
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。 (6)第6実施例 この実施例では光学膜2は、第1層から第12層までの
全12層であり、ガラス基板1上に高屈折率層及び低屈
折率層を以下のように交互に積層して構成している。ガ
ラス基板1の屈折率、各光学膜2の屈折率及び光学的膜
厚は、以下のように設定されている。 屈折率 光学的膜厚 基 板: 1.51±0.10 −−− 第1層: 2.23±0.10 0.39〜0.50 第2層: 1.44±0.10 0.40〜0.50 第3層: 2.23±0.10 0.27〜0.40 第4層: 1.44±0.10 0.07〜0.20 第5層: 2.23±0.10 0.09〜0.20 第6層: 1.44±0.10 0.10〜0.20 第7層: 2.23±0.10 0.13〜0.23 第8層: 1.44±0.10 0.20〜0.33 第9層: 2.23±0.10 0.50〜0.65 第10層: 1.44±0.10 0.30〜0.50 第11層: 2.23±0.10 2.40〜3.50 第12層: 1.44±0.10 0.19〜0.30 外部媒質: 1.00 −−− ガラス基板1の形成材料としては、BK−7ガラスを採
用している。また、高屈折率層、即ち、第1層、第3
層、第5層、第7層、第9層及び第11層の形成材料と
しては、TiO2 (二酸化チタン)を採用している。低
屈折率層、即ち、第2層、第4層、第6層、第8層、第
10層及び第12層の形成材料としては、SiO2 (二
酸化シリコン)を採用している。高屈折率層の形成材料
としては、前記以外にTa2 O5 (五酸化タンタル)を
採用することができる。
【0030】前記のように構成されたビーム・スプリッ
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図7に示す。図7において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図7中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
タに、光線入射角22.5°で光を入射した場合の特性
を図7に示す。図7において、縦軸は透過率(%)であ
り、横軸は波長(nm)であり、中心波長は、1550
nmである。また、図7中、P偏光の特性は記号Pで、
S偏光の特性は記号Sで示されている。
【0031】図7から明らかなように、前記のように構
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が極めて小さいビ
ーム・スプリッタが実現される。なお、このビーム・ス
プリッタの分岐比(反射光:透過光)は、1:9であ
る。
成することにより、1550nmを中心とした±10n
m以上の帯域で、分岐比の偏光依存性が極めて小さいビ
ーム・スプリッタが実現される。なお、このビーム・ス
プリッタの分岐比(反射光:透過光)は、1:9であ
る。
【0032】このように、光線入射角が22.5°で、
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。
分岐比の偏光依存性が小さいビーム・スプリッタが実現
されるから、このビーム・スプリッタが採用される光増
幅モジュール等の光学要素の光学的配置が簡単になり、
設計の容易化を図ることができるとともに、入射光の偏
光状態にかかわらず一定した特性を実現することができ
る。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光線入射角が22.5°で、分岐比の偏光依存性が小さ
いビーム・スプリッタが提供できるという効果を奏す
る。
光線入射角が22.5°で、分岐比の偏光依存性が小さ
いビーム・スプリッタが提供できるという効果を奏す
る。
【図1】本発明実施例のビーム・スプリッタの基本的構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図2】本発明第1実施例のビーム・スプリッタの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図3】本発明第2実施例のビーム・スプリッタの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図4】本発明第3実施例のビーム・スプリッタの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図5】本発明第4実施例のビーム・スプリッタの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図6】本発明第5実施例のビーム・スプリッタの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図7】本発明第6実施例のビーム・スプリッタの特性
を示す図である。
を示す図である。
1 ガラス基板 2 光学膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 暢洋 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (12)
- 【請求項1】 基板上に複数の光学膜を積層してなるビ
ーム・スプリッタであって、 屈折率1.51±0.10のガラス基板と、 該ガラス基板上に形成された屈折率が2.23±0.1
0で光学的膜厚が0.40〜0.50の第1層と、 該第1層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.40〜0.50の第2層と、 該第2層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.30〜0.40の第3層と、 該第3層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.10〜0.20の第4層と、 該第4層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.10〜0.20の第5層と、 該第5層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.10〜0.20の第6層と、 該第6層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.10〜0.20の第7層と、 該第7層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.20〜0.30の第8層と、 該第8層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.55〜0.65の第9層と、 該第9層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.40〜0.50の第10層と、 該第10層上に形成された屈折率が2.23±0.10
で光学的膜厚が2.50〜3.50の第11層と、 該第11層上に形成された屈折率が1.44±0.10
で光学的膜厚が0.20〜0.30の第12層と、を備
えたビーム・スプリッタ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のビーム・スプリッタに
おいて、 前記第1層、前記第3層、前記第5層、前記第7層、前
記第9層及び前記第11層はTiO2 又はTa2 O5 か
らなる蒸着膜であり、 前記第2層、前記第4層、前記第6層、前記第8層、前
記第10層及び前記第12層はSiO2 からなる蒸着膜
であるビーム・スプリッタ。 - 【請求項3】 基板上に複数の光学膜を積層してなるビ
ーム・スプリッタであって、 屈折率1.51±0.10のガラス基板と、 該ガラス基板上に形成された屈折率が1.44±0.1
0で光学的膜厚が0.05〜0.15の第1層と、 該第1層上に形成された屈折率が1.68±0.10で
光学的膜厚が0.01〜0.10の第2層と、 該第2層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.50〜0.60の第3層と、 該第3層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.25〜0.35の第4層と、 該第4層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.25〜0.35の第5層と、を備えた
ビーム・スプリッタ。 - 【請求項4】 請求項3に記載のビーム・スプリッタに
おいて、 前記第1層、前記第3層及び前記第5層はSiO2 から
なる蒸着膜であり、 前記第2層はAl2 O3 からなる蒸着膜であり、 前記第4層はTiO2 又はTa2 O5 からなる蒸着膜で
あるビーム・スプリッタ。 - 【請求項5】 基板上に複数の光学膜を積層してなるビ
ーム・スプリッタであって、 屈折率1.51±0.10のガラス基板と、 該ガラス基板上に形成された屈折率が1.46±0.1
0で光学的膜厚が0.73〜0.83の第1層と、 該第1層上に形成された屈折率が2.30±0.10で
光学的膜厚が0.13〜0.23の第2層と、 該第2層上に形成された屈折率が1.46±0.10で
光学的膜厚が0.22〜0.32の第3層と、を備えた
ビーム・スプリッタ。 - 【請求項6】 請求項5に記載のビーム・スプリッタに
おいて、 前記第1層及び前記第3層はSiO2 からなる蒸着膜で
あり、 前記第2層はTiO2 又はTa2 O5 からなる蒸着膜で
あるビーム・スプリッタ。 - 【請求項7】 基板上に複数の光学膜を積層してなるビ
ーム・スプリッタであって、 屈折率1.51±0.10のガラス基板と、 該ガラス基板上に形成された屈折率が1.44±0.1
0で光学的膜厚が0.58〜0.68の第1層と、 該第1層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.25〜0.35の第2層と、 該第2層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.18〜0.28の第3層と、を備えた
ビーム・スプリッタ。 - 【請求項8】 請求項7に記載のビーム・スプリッタに
おいて、 前記第1層及び前記第3層はSiO2 からなる蒸着膜で
あり、 前記第2層はTiO2 又はTa2 O5 からなる蒸着膜で
あるビーム・スプリッタ。 - 【請求項9】 基板上に複数の光学膜を積層してなるビ
ーム・スプリッタであって、 屈折率1.51±0.10のガラス基板と、 該ガラス基板上に形成された屈折率が1.44±0.1
0で光学的膜厚が0.54〜0.64の第1層と、 該第1層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.49〜0.59の第2層と、 該第2層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.90〜1.30の第3層と、 該第3層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.21〜0.31の第4層と、 該第4層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.23〜0.33の第5層と、 該第5層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.48〜0.58の第6層と、を備えた
ビーム・スプリッタ。 - 【請求項10】 請求項9に記載のビーム・スプリッタ
において、 前記第1層、前記第3層及び前記第5層はSiO2 から
なる蒸着膜であり、 前記第2層、前記第4層及び前記第6層はTiO2 又は
Ta2 O5 からなる蒸着膜であるビーム・スプリッタ。 - 【請求項11】 基板上に複数の光学膜を積層してなる
ビーム・スプリッタであって、 屈折率1.51±0.10のガラス基板と、 該ガラス基板上に形成された屈折率が2.23±0.1
0で光学的膜厚が0.39〜0.50の第1層と、 該第1層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.40〜0.50の第2層と、 該第2層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.27〜0.40の第3層と、 該第3層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.07〜0.20の第4層と、 該第4層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.09〜0.20の第5層と、 該第5層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.10〜0.20の第6層と、 該第6層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.13〜0.23の第7層と、 該第7層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.20〜0.33の第8層と、 該第8層上に形成された屈折率が2.23±0.10で
光学的膜厚が0.50〜0.65の第9層と、 該第9層上に形成された屈折率が1.44±0.10で
光学的膜厚が0.30〜0.50の第10層と、 該第10層上に形成された屈折率が2.23±0.10
で光学的膜厚が2.40〜3.50の第11層と、 該第11層上に形成された屈折率が1.44±0.10
で光学的膜厚が0.19〜0.30の第12層と、を備
えたビーム・スプリッタ。 - 【請求項12】 請求項11に記載のビーム・スプリッ
タにおいて、 前記第1層、前記第3層、前記第5層、前記第7層、前
記第9層及び前記第11層はTiO2 又はTa2 O5 か
らなる蒸着膜であり、 前記第2層、前記第4層、前記第6層、前記第8層、前
記第10層及び前記第12層はSiO2 からなる蒸着膜
であるビーム・スプリッタ。
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