JPS5922022A - Beam splitter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a beam splitter which splits incident light to plural parallel light advancing in the same direction by providing a reflection preventing and a reflection films on the one surface of a parallel flat plate of optical glass and providing a semitransparent film on the other surface. CONSTITUTION:A reflection preventing film 11 consisting of two layers of MgF2 and ZrO2 and a total reflection film 12 laminated alternately with 21 layers of TiO2 and SiO in the positions of respective reflection points 22-25 are provided at the incident point of incident light 4 on the smooth surface 2 of a parallel flat plate of optical glass (BSC-7). A semitransparent film 13 consisting of multilayered dielectric films and having the transmittance increasing gradually in order of exit points 31-35 is provided on the other smooth surface 3. The incident light 4 entering the plate from the incident point 21 partly emits from the exit point 31 and the balance are reflected and are reflected at the reflection point 22 and partly emits from the exit point 32 and the balance are reflected. The light are advanced in the same direction as the direction of the light 4 by the repetition of the above, whereby the parallel exit light 5-9 having roughly equal luminous intensities are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光を分割するビー１１スプリツターに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a beam splitter for splitting light.

従来、ビー１１スプリツターとして偏光を２−〕に分離
するものや、光強度を単純に２分するもの、光を３種の
色要素に分解するもの等があった。そのうち偏光した光
を分離するビームスプリッタ−には、結晶の複屈折を利
用したものや誘電体多層膜を用いたものがあるが、いず
れの場合も、分割された２本の光ビー１１は平行ではな
く、ある角度を有している。また光強度を２分するビー
ムスプリンターとしては、双眼顕微鏡等に使用される第
１図のようなプリス１１１０かあるが、この場合出射光
の進行方向は互いに逆で、同一方向には１本の光ビーム
／ダしか得られない。また光を色要素に分解するブリズ
１１タイプのビームスプリンターにＪノいては、光は平
行に出射しない。Conventionally, there have been types of Be-11 splitters that separate polarized light into 2-] types, types that simply divide the light intensity into two, and types that separate light into three color elements. Among the beam splitters that separate polarized light, there are those that utilize the birefringence of crystals and those that use dielectric multilayer films, but in either case, the two split light beams 11 are parallel to each other. Rather, it has a certain angle. In addition, as a beam splinter that divides the light intensity into two, there is a prism 1110 as shown in Fig. 1 used in binocular microscopes, but in this case, the traveling directions of the emitted light are opposite to each other, and one beam is in the same direction. You can only get light beam/da. Furthermore, in the case of the Blizz 11 type beam splinter, which separates light into color elements, the light does not emit in parallel.

以」−のように従来のビームスプリッタ−には、平行な
出射光を作り／１１す機能を有したものが存在しなかっ
た。いくつかの光学部品を和み合わせて、一つの九をい
くつかの平行ビー１１に分割することは可能であるが、
装置か大型となりまた製造費が高くつく。さらに分割さ
れた光ビームの形状及び相−Ｕの平行度の精度を上げる
ことが困難であるなとの欠点かあった。As mentioned above, there is no conventional beam splitter that has the function of creating parallel output light. Although it is possible to divide one nine into several parallel beams 11 by combining several optical parts,
The equipment is large and manufacturing costs are high. Another drawback is that it is difficult to improve the precision of the shape of the divided light beams and the parallelism of the phase-U.

この発明は、従来のビー１１スプリツターにない新しい
機能をイ１するビーｌ、スプリッターを提供することを
目的としており、３ｔ′シ＜は、！ＪＬ−の部品からな
り、前記部品への入射光を少なくとも２木以」二の同一
・方向に進行する平行光に分割する機能を有するビーｌ
、スプリッターを提（Ｉｌｉするものである。The purpose of this invention is to provide a beer splitter that has new functions not found in conventional beer splitters. JL- components, and has the function of splitting the light incident on the component into at least two or more parallel beams traveling in the same direction.
, a splitter is provided.

以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
２図は、入射光りを５本の平行な出ル１光６〜？に分割
する場合を示したもので、／は、硝種がＦ”、５Ｃ−Ｖ
Ｃ（株）保谷硝子商品名〕である光学カラス製の透ソこ
性４゜（目であり、）と３は透光性基材／上の平行な平
滑面である。この平滑面一、３両面には誘電体多層１模
か施し１である。３１Ｚ滑而ノ」−の入射光シの人躬点
、−２７には、弗化マグネシラｌｚ　（Ｍ　ｇ　Ｆ　２
　）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の２層から成る反
射防１ト膜／／を塗布しである。また音度ｎ・１点、、
？−〜、、！６の位置には二酸化チタン（’ｒｉｂ２）
と二酸化ケイ素（ＳｉＯｚ）とを交互に２１層重ねた全
反射膜／、、２を施しである。両者とも誘電体多層膜で
ある。また分割された５本の光ビーム／／Ｉ−の強度が
互いに等しくなるよう、透光性基材／の平滑面３上には
次表に示した透過率を有する誘電体多層膜からなる半透
過膜／、ノを施しである。An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. Figure 2 shows the incident light as 5 parallel outputs, 1 light 6~? / indicates the glass type is F”, 5C-V
C. Transparent glass 4° (eyes) and 3 are parallel smooth surfaces on the transparent base material made of optical glass (trade name of Hoya Glass Co., Ltd.). A dielectric multilayer layer 1 or 1 is applied to both of the smooth surfaces 1 and 3. At the human error point, -27, of the incident light beam of 31Z, there is magnesilla fluoride lz (M g F 2
) and zirconium oxide (ZrO2). Also, the sound intensity is n・1 point,
? -～,,! Titanium dioxide ('rib2) at position 6
A total reflection film consisting of 21 layers of alternating layers of silicon dioxide (SiOz) and silicon dioxide (SiOz) is applied. Both are dielectric multilayer films. In addition, in order to make the intensities of the five divided light beams equal to each other, a half layer made of a dielectric multilayer film having a transmittance shown in the table below is placed on the smooth surface 3 of the transparent base material /. It has a permeable membrane.

表−１ すなわち各出射点３／〜３．５ではＴｉＯ２とＳ　ｉ　
Ｏ２を交互に数層ずつ重ねて、所定の透過率が得られる
ようにしである。Table-1 That is, at each emission point 3/~3.5, TiO2 and Si
Several layers of O2 are alternately stacked to obtain a predetermined transmittance.

出射光の平行性に関する精度は、光学研磨された透光性
基材／の平滑面一ど３との平行度により決まるもので、
研磨の仕ヒがり精度に応じて亮い精度を得ることができ
る。また平滑面−及び３」二の全反射膜／、２や半透過
膜／３として光吸収の殆んどない誘電体材料を用いてい
るので、全光量を有効に利用することができる。誘電体
材料とシテは、」−記（７）Ｍ　ｇ　Ｆ２　、　Ｓ　ｉ
　０２、ＺｒＯ２、’ｒｉ○２の他に、弗化セリウム、
酸ｆヒアルミニラム、酸ｒｔ；−ｒソ１〜リウ１１、酸
化タンタル、酸化ハフニウＡｘ、酸化セリウ１１等を用
いることができる。The accuracy regarding the parallelism of the emitted light is determined by the parallelism with the smooth surface of the optically polished transparent base material.
High precision can be achieved depending on the precision of the polishing process. Further, since the smooth surface and the total reflection film/2 and the semi-transmission film/3 are made of a dielectric material with almost no light absorption, the total amount of light can be used effectively. The dielectric material and the material are as follows (7) M g F2 , S i
02, ZrO2, 'ri○2, as well as cerium fluoride,
Acids f hyaluminum, acids rt;-r so 1 to 11, tantalum oxide, hafni oxide Ax, cerium oxide 11, and the like can be used.

誘電体多層膜は、通常の光学薄膜製造用の蒸着装置を用
いてマスク蒸着法によって容易に得ることができる。分
割された光ビーム／ＩＩの間隔は、透光性基材／への光
の入射角及び透光性基材／の厚さを変えることによって
調節することができる。表−１では、分割された５木の
光ヒ−ｚ、、／ｉ、ｔの光強度が等しくなるようにしだ
場合を示したが、平滑面３に施す゛に透過膜／３の構成
を調整することにより、光強度が任意の割合となるよう
に分割することもできる。。A dielectric multilayer film can be easily obtained by a mask vapor deposition method using a normal vapor deposition apparatus for producing optical thin films. The distance between the divided light beams/II can be adjusted by changing the angle of incidence of the light on the transparent substrate/ and the thickness of the transparent substrate/. Table 1 shows the case where the light intensities of the five divided optical beams z, , /i, t are made equal, but the structure of the transparent film /3 applied to the smooth surface 3 is also shown. By adjusting, it is also possible to divide the light intensity into an arbitrary ratio. .

本発明のビームスプリッタ−は、少なくとも一組の平行
な面を有する光学研磨されたガラス基材、光透過性の高
い透明プラスチック等を用いて製造されなければならな
いが、第２図に例示した他に第３図、第４図に示すよう
な応用ができる。すなわち第２図では、入射光りと出射
光６〜フは力、いに回し向きである。これに対し第３図
では、出射光、５−９は入射光ダと反対の向きになって
いる。また第４図は、入射光ダと出射光、５〜７が直角
となる場合である。この第４図の場合は光の偏光状態を
考慮に入れた取扱いか必要である。勿論第２図〜第４図
のいずれの場合にも、出射光は必要に応じて幾本にでも
分割することができる。The beam splitter of the present invention must be manufactured using an optically polished glass substrate having at least one set of parallel surfaces, a transparent plastic with high light transmittance, etc., but other than those illustrated in FIG. Applications can be made as shown in Figs. 3 and 4. That is, in FIG. 2, the incident light and the outgoing light 6 to 6 are in the direction of force and rotation. On the other hand, in FIG. 3, the outgoing light beam 5-9 is oriented in the opposite direction to the incoming light beam. Further, FIG. 4 shows a case where the incident light beam and the outgoing light beams 5 to 7 are at right angles. In the case of FIG. 4, it is necessary to take the polarization state of the light into account. Of course, in any of the cases shown in FIGS. 2 to 4, the emitted light can be divided into as many beams as necessary.

以」二のようにこの発明のビー１１スプリツターは、１
つの入射光ダに任意の数の高精度な平行ビームに分割で
きるので、光を応用した各種の測定温や制御器機等の小
型（ヒに有用で、かつ前記装置の製造コス１へを低くす
ることにも役立つものである。As shown in ``2'', the Bee 11 splitter of this invention has 1
Since one incident light beam can be split into any number of highly accurate parallel beams, it is useful for small-sized devices such as various temperature measurement and control devices that apply light, and it also reduces the manufacturing cost of the device. It is also useful.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来の双眼顕微鏡等に使用されているピー１
１スプリンタ−の例を示す概略図、第２図乃至第４図は
本発明の実施例を示す概略図である、。 ／５１．透光・１１基（・）ｌ’　　　、２．Ｊ、、、
・１シｌ；１而シ５１．入射光　　　　　６〜９０．、
出躬尤／／、、、反射防＋ｈｌｌ莫　　／、、２．、、
全反射膜／Ｊ、、、４’、透過膜　　　／ダ０１．尤ヒ
ー１１、、．２／、、、光の入射点　、−２，、！〜、
２．５．．．反射点３７〜．３．５．、、光の出射点 襖　１　図Figure 1 shows the P-1 used in conventional binocular microscopes, etc.
1 is a schematic diagram showing an example of a splinter, and FIGS. 2 to 4 are schematic diagrams showing embodiments of the present invention. /51. Translucent/11 groups (・)l', 2. J...
・1 sill; 1 sill 51. Incident light 6-90. ,
Output //、、、、Reflection + hllmo／、、2. ,,
Total reflection film/J,,,4', Transmission film/Da01. Yuhi 11,,. 2/,,, point of incidence of light, -2,,! ~,
2.5. ．． ．． Reflection point 37~. 3.5. ,,light exit point fusuma 1 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、透光性基材を用いた光ヒ−ｌ、スプリッターにおい
て、入射光を２本以」−の光ビーｌ、に分割し、その分
割された光ビーｌ、が同一・ノ１゛向に進行し１、かつ
〃いに平行であるようにしたことを特徴とするビームス
プリンター。 ２、透光性暴利が、光学カラスかＩ゛、なるｑ１ν１１
１請求の範囲第１項記載のビームスプリッタ−０３、透
光性基材が、その表面に誘電体多層１１曜力を配設して
反射面または／および透過面をイー１与したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のビー１
１スプリツター。 ４、誘電体多層膜が、膜構成を変えろことにより、所定
の透過率をｌｊｌられるようにしたことを特徴とする特
ａ′「請求の範囲第３項記載のビー１１スプリツター。[Claims] 1. An optical beam splitter using a translucent base material splits incident light into two or more optical beams, and the divided optical beams are A beam splinter characterized by traveling in the same direction and being parallel to each other. 2. Translucent profiteering becomes optical crow or I゛, q1ν11
1. Beam splitter-03 according to claim 1, characterized in that the light-transmitting base material has a dielectric multilayer 11 on its surface to provide a reflective surface and/or a transmitting surface. Bee 1 according to claim 1 or 2, which is
1 splitter. 4. The B-11 splitter according to claim 3, characterized in that the dielectric multilayer film has a predetermined transmittance that can be adjusted by changing the film configuration.