オフセットを補償するビームスプリッタ

专利摘要:
本発明の実施の形態はビームオフセットを補償するための光学素子を含むビームスプリッタを対象とする。一実施の形態において、ビームスプリッタは、２つの実質的に平行で且つ対向する平面と、その平面の一方を覆う部分反射層とを有する第１のプレート、及び２つの実質的に平行で且つ対向する平面を有する補償板を含む。補償板は、補償板を通過する入射光ビームが第１のビームオフセットを得るように位置決めされる。その後、第１のビームオフセットを有し、第１のプレートを通過する入射光ビームは部分反射層によって反射ビーム及び透過ビームに分割され、部分反射層において透過ビームは第１のビームオフセットを実質的に相殺する第２のビームオフセットを有し、それにより、透過ビームが入射ビームに実質的に平行になり、且つ位置合わせされるようにする。
公开号:JP2011516917A
申请号:JP2011502907
申请日:2008-04-04
公开日:2011-05-26
发明作者:クオ・フエイ・ペイ；タン・マイケル・レン・タイ；マータイ・サギー；ワン・シー−ユアン
申请人:ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．；
IPC主号:G02B5-04

专利说明:

[0001] 本発明の実施の形態は光学デバイスを対象としており、詳細には、オフセット補償板を含むビームスプリッタを対象とする。]
背景技術

[0002] ビームスプリッタは、１つの光ビームを２つ以上の異なる光ビームに分離する光学デバイスである。
ビームスプリッタは、種々の異なる有用な用途を有する。
たとえば、ビームスプリッタは、数例を挙げると、カメラ及びプロジェクタにおいて用いられ得、干渉法において用いられ得る。
図１Ａ及び図１Ｂは、２つのタイプの一般的に用いられるビームスプリッタの概略図を示す。
図１Ａは、キューブビームスプリッタ１００の平面図及び等角図を示す。
キューブビームスプリッタ１００は、第１の三角プリズム１０２及び第２の三角プリズム１０４を含む。
プリズム１０２及び１０４の斜面は、平行、且つ平坦になされ、銀又はアルミニウムのような部分反射性材料の層１０６で覆われる。
プリズム１０２及び１０４の斜面は、プリズム１０２及び１０４と実質的に同じ屈折率を有する接着剤で接着され得る。
光のうちの所望の割合を透過及び反射できるようにするために、層１０６の厚みを調整することができる。
図１に示されるように、入射光ビーム１０８は、１つの平面に対して実質的に垂直にキューブビームスプリッタ１００に入る。
層１０６は、入射ビーム１０８を、入射ビーム１０８と同じ方向においてキューブビームスプリッタ１００から現れる透過ビーム１１０と、入射ビーム１０８に対して実質的に垂直にキューブビームスプリッタ１００から現れる反射ビーム１１２とに分割する。] 図１Ａ 図１Ｂ
[0003] 図１Ｂは、プレートビームスプリッタ１２０の側面図を示す。
プレートビームスプリッタ１２０は、ガラスから成る単一のプレート１２２を含み、そのプレート１２２の一方の表面は部分反射層１２４で覆われており、他方の表面は反射防止層で覆われている場合がある。
図１Ｂにおいて示されるように、プレート１２２は、入射光ビーム１２６に対して４５度に向けられる。
層１２４は、入射ビーム１２６の第１の部分を反射して、入射ビーム１２６に対して実質的に垂直である反射ビーム１２８を生成する。
入射ビーム１２６の第２の部分はプレート１２６に入り、そのプレートは屈折ビーム１３０を生成し、その屈折ビームは、プレート１２２から現れる際に屈折して、入射ビーム１２６に対して実質的に平行に向いている透過ビーム１３２を与える。
プレート１２０に入るビームが屈折することに起因して、透過ビーム１３２の光路は、入射ビーム１２６の光路より下方にシフトし、それは「ビームオフセット」と呼ばれる。
ビームオフセットの大きさは、プレート１２２の厚みに比例する。] 図１Ｂ
[0004] ビームスプリッタ１００及び１２０は、多数の異なるデバイスにおいてうまく利用されているが、多数の不都合を有する。
たとえば、キューブビームスプリッタは、典型的には大きく、それゆえ、小型の光学デバイスに挿入するのが難しく、一方、プレートビームスプリッタは、典型的には、非常に薄いガラス又はアクリル樹脂板１２２を用いて、ビームオフセットを小さくする必要がある。
しかしながら、非常に薄い板１２２は壊れやすい可能性があり、複雑な製造工程を必要とする。
したがって、嵩張らず、且つ著しいビームオフセットを有しないビームスプリッタが望まれる。]
[0005] 本発明にかかるビームスプリッタは、２つの実質的に平行で且つ対向する平面と、該平面のうちの少なくとも一方を覆う部分反射層とを有するプレートと、前記プレートを支持及び位置決めするように構成される第１の取付システムと、２つの実質的に平行で且つ対向する平面を有する補償板と、前記補償板を支持及び位置決めするように構成される第２の取付システムとを備え、前記第１の取付システム及び前記第２の取付システムのうちの少なくとも一方が前記プレート及び前記補償板を位置決めして、前記補償板を通過する入射光ビームが第１のビームオフセットを得て、該第１のビームオフセットを有して前記プレートを通過する前記入射光ビームが前記部分反射層によって反射光ビーム及び透過光ビームに分割され、前記部分反射層において該透過光ビームが第２のビームオフセットを有し、該第２のビームオフセットが前記第１のビームオフセットを実質的に相殺して、前記透過光ビームが前記入射光ビームと実質的に平行になり位置合わせされる。]
図面の簡単な説明

[0006] キューブビームスプリッタの平面図及び等角図である。
プレートビームスプリッタの側面図である。
本発明の実施形態に従って構成される第１のビームスプリッタの概略図である。
本発明の実施形態に従って構成される第２のビームスプリッタの側面図である。
補償板から現れる発散光線を示す図である。
補償板から現れる収束光線を示す図である。
本発明の実施形態による、ビームスプリッタプレート上に入射する軸外れ光線を補正する屈折率分布型補償板（graded compensator plate）を備えるビームスプリッタを示す図である。
本発明の実施形態に従って構成される第１の円形の屈折率分布型補償板の等角図である。
本発明の実施形態に従って構成される第２の円形の屈折率分布型補償板の等角図である。
本発明の実施形態に従って構成される円形の欠陥ベース屈折率分布型補償板の平面図である。
本発明の実施形態に従って構成される欠陥ベース屈折率分布型補償板の欠陥の密度と対応する屈折率との間の一般的な関係を表すプロット図である。
本発明の実施形態に従って構成される円形のナノワイヤベース屈折率分布型補償板の等角図である。
本発明の実施形態に従って構成されるナノワイヤベース屈折率分布型補償板のナノワイヤの密度と対応する屈折率との間の一般的な関係を表すプロット図である。
本発明の実施形態に従って構成される第５の円形の屈折率分布型補償板の等角図である。
本発明の実施形態に従って構成される第６の円形の径方向屈折率分布型補償板の等角図である。
本発明の実施形態による、反射防止コーティングを備えるビームスプリッタを示す図である。]
実施例

[0007] 本発明の実施形態は、ビームオフセットを補正する光学素子を含むビームスプリッタを対象とする。
図２は、本発明の実施形態に従って構成される第１のビームスプリッタ２００の概略図を示す。
ビームスプリッタ２００は、補償板２０２と、プレートビームスプリッタ２０４と、補償板２０２を部分的に支持する第１の光導波路２０６と、プレートビームスプリッタ２０４を部分的に支持する第２の光導波路２０８とを備える。
光導波路２０６及び２０８は、金属、ガラス又は別の適切な材料から構成される中空導波路とされ得るか、又は適切な固体誘電体材料から構成され得る。
プレートビームスプリッタ２０４は、プレート２１０と、プレート２１０の片面を覆う部分反射層２１２とを含む。
補償板２０２及びプレート２１０は、互いに対して約９０度に配置される。
部分反射層２１２は、銀、アルミニウム又は別の適切な材料から構成され得、鏡面層２１２の厚みは反射される光の量に応じて選択され得るか、又は部分反射層２１２は多層化された誘電体とされ得る。
補償板２０２及びプレート２１０は側面から示されるが、補償板２０２及びプレート２１０は、円形、楕円形、正方形、長方形、又は任意の他の適切な形状とされ得、補償板２０２及びプレート２１０は、ガラス、アクリル樹脂、又は別の適切な材料から構成され得る。] 図２
[0008] 自由空間又は光学系を通って伝搬する光が流れる方向を表すために、添付の図面において、方向を指示する矢印によって特定される光線が用いられる。
光ビームが、光線２１４の方向において光導波路２０６に沿ってビームスプリッタ２００に導入される。
その光ビームは補償板２０２に入り、光線２１６によって特定される方向に曲げられる。
その光ビームは、補償板２０２から現われる際に、光線２１８によって特定される方向に再び曲げられる。
部分反射層２１２は、補償板２０２から現われる光ビームを第１の光ビーム及び第２の光ビームに分割する。
光線２２０は、光線２１８に対して実質的に垂直に反射される第１の光ビームの光路を表し、光線２２２は、プレート２１０を通過する第２の光ビームの光路を表す。
第２の光ビームは、光線２２４の方向にプレート２１０から現れる。
図２に示されるように、補償板２０２は、Δ１（ｎ１，α１，Ｔ１）によって表される第１のビームオフセットを導入する。ただし、ｎ１は補償板の屈折率であり、α１は入射角であり、Ｔ１は補償板２０２の厚みである。
プレート２１２も第２のビームオフセットΔ２（ｎ２，α２，Ｔ２）を導入する。ただし、ｎ２は補償板の屈折率であり、α２は入射角であり、Ｔ２はプレート２１０の厚みである。
本発明の実施形態は、補償板２０２によって導入される第１のビームオフセットがプレート２１０によって導入される第２のビームオフセットを実質的に相殺する（すなわち、Δ２≒−Δ１）ように、ビームスプリッタ２００を構成することを対象とする。] 図２
[0009] 図３は、本発明の実施形態に従って構成される第２のビームスプリッタ３００の側面図を示す。
図３に示されるように、ビームスプリッタ３００は、補償板２０２の片面が部分反射層３０２で覆われることを除いて、第１のビームスプリッタ２００と実質的に同じである。
図２に示される光導波路２０６は、部分反射層３０２から反射される光ビームが妨害されることなく通過できるように構成される光導波路３０４によって置き換えられている。] 図２ 図３
[0010] 光線２１４の方向において光導波路３０４に沿ってビームスプリッタ３００に光ビームが導入され、部分反射層３０２によって第１の光ビーム及び第２の光ビームに分割される。
光線３０６は、光線２１４に対して実質的に垂直である、部分反射層３０２から反射される第１の光ビームの方向を表し、光線３０８は、補償板２０２に入る際に曲げられる第２の光ビームの方向を表す。
第２の光ビームは、補償板２０２から現われる際に、光線３１０によって特定される方向に再び曲げられる。
プレートビームスプリッタ２０４は、図２を参照しながら先に説明されたのと同じように、第２の光ビームを分割する。
補償板２０２は、プレート２１０によって導入される第２のビームオフセットを実質的に相殺する同じ第１のビームオフセットを導入する。] 図２
[0011] 理想的には、入射光ビームは、４５度の入射角で補償板２０２に入射する。
補償板２０２及びプレート２１０の厚みＴ１及びＴ２が実質的に同じであり、且つ実質的に同じ屈折率ｎ１及びｎ２、及び、入射角α１及びα２を有するとき、補償板２０２及びプレート２１０を通過する光ビームは、理想的には、補償板２０２及びプレート２１０に入る際、及び補償板２０２及びプレート２１０から現れる際に、同じ量の屈折を受ける。
結果として、第１のビームオフセットΔ１の大きさ及び第２のビームオフセットΔ２の大きさは実質的に同じになり、互いに相殺されるものと予想される。
光ビーム２２４は、入射光ビーム２１４と実質的に同じ方向から、且つ実質的にビームオフセットを生じることなく現れる。]
[0012] しかしながら、実際には、ビームスプリッタプレート２０４に突き当たる光線は近軸でない場合があり、すなわち、それらの光線はビームスプリッタ２００の光軸と平行でない場合がある。
図４Ａは、補償板２０２から現われる発散光線４０１〜４０４を示す。
光線４０１〜４０４はビームスプリッタ２００の光軸４０６に対して近軸ではない。
図４Ｂは、補償板２０２から現われる収束光線４１０〜４１３を示す。
光線４１０〜４１３も同じく、ビームスプリッタ２００の光軸４０６に対して近軸ではない。
ビームスプリッタ２００の光軸４０６から外れる光線は、近軸光線と比べて、ビームスプリッタプレート２０４を通過する際に長い距離を横断する。
結果として、ビームスプリッタ２００の光軸４０６と平行でない光線の発散又は収束は、これらの光線がビームスプリッタプレート２０４から現れる際にさらに大きくなる。
補償板２０２から現われる発散光線を補償するために、或る特定の実施形態では、補償板２０２は、補償板の中心からの距離が長くなるほど屈折率が小さくなる分布屈折率（a graded reflective index）を用いて構成され得る。
他の実施形態では、収束光線を補償するために、補償板２０２は、補償板２０２の中心からの距離が長くなるほど屈折率が大きくなる分布屈折率を用いて構成され得る。
言い換えると、屈折率分布型補償板を透過する光の速さは以下の式によって表され得る。] 図４Ａ 図４Ｂ
[0013] ]
[0014] ただし、ｃは自由空間内の光の速さであり、ｎ１（ｒ）は屈折率分布型補償板の中心からの径方向距離ｒの関数としての分布屈折率である。
実質的径方向屈折率分布型補償板は、軸外れ光線を、実質的に４５度の入射角でビームスプリッタプレート２０４に突き当たる平行な光線にする。
これは、光学的な伝搬損失を最小限に抑えるために、中空金属導波路及び自由空間光インターコネクトにおける用途のために低発散ビームを保持する上で重要である。
図４Ｃは、本発明の実施形態による、ビームスプリッタプレート２０４に入射する軸外れ光線を補正する屈折率分布型補償板４１６を備えるビームスプリッタ４００を示す。
径方向屈折率分布型補償板４１６は、種々の光線が屈折率分布型補償板４１６を通過する速さを調整して、平行な光線４１８が均一な波面で補償板４１６から現われるようにする。
平行に現れる光線４１８は、ビームスプリッタプレート２０４に対して実質的に均一な入射角を有する。
補償板４１６は、発散光線を補償するように段階的に屈折率を変更する（graded）ことができ、且つ収束光線を補償するように段階的に屈折率を変更することができる。
補償板における屈折率の段階的な変化は、補償板から現れる光線が光軸に対して実質的に平行になるように調整されなければならないことに留意されたい。] 図４Ｃ
[0015] 本発明の特定の実施形態において、径方向屈折率分布型補償板は、複数の異なる方法において、発散光線を補償するように構成され得る。
図５〜図１０は、発散光線を補償するように補償板が構成され得るいくつかの異なる方法に対応する。
図５は、本発明の実施形態に従って構成される第１の円形の屈折率分布型補償板５００の等角図を示す。
屈折率分布型補償板５００は、５つの別々の領域５０２〜５０６を含み、各領域は関連する異なる屈折率を有する。
また、図５はプロット５０８も含み、軸５１０は補償板５００の半径を表し、軸５１２は屈折率ｎ（ｒ）の大きさを表し、曲線ｎ（ｒ）５１４は屈折率分布型補償板５００の中心５１６と外縁との間の別々の各領域に関連付けられる段階的な屈折率を表す。
曲線５１４は、領域５０２を通過する光線が最も大きなリターデーション（retardation：妨害）を受け、一方、領域５０６を通過する光線が最も小さなリターデーションを受けることを示す。
領域５０２〜５０６は、既知のイオン拡散技法を用いて形成され得る。
領域５０２〜５０６に関連付けられる屈折率の段階的変化は、特定のイオンの濃度が異なる結果である。
他の実施形態では、別々の同心領域のサイズ、幅、数を変更することができる。] 図１０ 図５ 図６ 図７ 図８ 図９
[0016] 図６は、本発明の実施形態に従って構成される第２の円形の径方向屈折率分布型補償板６００の等角図を示す。
屈折率分布型補償板６００は、滑らかに変化する陰影領域によって表される滑らかな分布屈折率を含む。
また、図６は、プロット６０２も含み、軸６０４は補償板６００の半径を表し、軸６０６は屈折率ｎ（ｒ）の大きさを表し、曲線ｎ（ｒ）６０８は屈折率分布型補償板６００の中心６１０から外縁まで連続して屈折率が減少することを表す。
曲線６０８は、屈折率分布型補償板６００を通過する光線が中心６１０付近において最も大きなリターデーションを受け、外縁に向かってリターデーションが徐々に小さくなることを示す。
屈折率が滑らかに変化する分布は、特定のイオンの濃度が滑らかに変化する結果であり、それは、既知のイオン拡散技法を用いて形成することができる。
曲線６０８は、屈折率の非線形な変化を表すことに留意されたい。
他の実施形態では、屈折率分布型補償板６００は、中心６１０と外縁との間で実質的に線形に変化するように構成することができる。] 図６
[0017] 他の実施形態では、屈折率分布型補償板は、補償板に「欠陥（defect）」と呼ばれる気泡及び／又は穴を導入することによって形成され得る。
図７は、本発明の実施形態に従って構成される、第３の円形の欠陥ベース径方向屈折率分布型補償板７００の平面図を示す。
欠陥は、円７０２のような円によって表される。
図７は、欠陥の密度が中心７０４から外側に向かって大きくなることを示す。ただし、用語「欠陥の密度」は、単位面積当たりの欠陥の数を指している。
他の実施形態では、欠陥のサイズ、形状、配置、及び密度の変化を変更することができる。] 図７
[0018] 一般的に、欠陥ベース屈折率分布型補償板は、欠陥の密度が相対的に低い領域よりも、欠陥の密度が相対的に高い領域において相対的に低い屈折率を有する。
図８は、本発明の実施形態に従って構成される欠陥ベース屈折率分布型補償板の欠陥の密度と対応する屈折率との間の一般的な関係を表すプロットを示す。
軸８０２は欠陥の密度を表し、軸８０４は屈折率の大きさを表し、軸８０６は円形の欠陥ベース径方向屈折率分布型補償板の半径を表す。
白抜きの円８０８のような白抜きの円は、欠陥ベース屈折率分布型補償板の中心から外側に向かって延びる仮想線に沿った１５個の領域における欠陥の密度を表し、塗潰した円８１０のような塗潰した円は、１５個の領域それぞれに関連する屈折率を表す。
それらの仮想データ点は、欠陥の密度が相対的に高い領域は、欠陥の密度が相対的に低い領域よりも相対的に低い屈折率を有することを示す。] 図８
[0019] さらに他の実施形態では、基板の片面にナノワイヤを配置することによって、屈折率分布型補償板を形成することができる。
図９は、本発明の実施形態に従って構成される、第４の円形のナノワイヤベース屈折率分布型補償板９００の等角図を示す。
ナノワイヤ９０２のようなナノワイヤは基板９０４の片面に配置され、ナノワイヤ及び基板９０４は、ガラス、アクリル樹脂、又は任意の他の適切な透明（transparent）誘電体材料から構成され得る。
図９は、ナノワイヤの密度が、屈折率分布型補償板の中心９０６から外縁に向かって大きくなることを示す。ただし、用語「ナノワイヤの密度」は、単面積当たりのナノワイヤの数を指している。
本発明の実施形態は、ナノワイヤの長さ、形状、直径及び密度を変更したものを含む。] 図９
[0020] 一般的に、ナノワイヤベース屈折率分布型補償板において、ナノワイヤの密度が相対的に低い領域よりも、ナノワイヤの密度が相対的に高い領域の方が相対的に高い屈性率を有する。
図１０は、本発明の実施形態に従って構成されるナノワイヤベース屈折率分布型補償板の、ナノワイヤの密度と対応する屈折率との間の一般的な関係を表すプロットを示す。
軸１００２はナノワイヤの密度を表し、軸１００４は屈折率の大きさを表し、軸１００６は円形のナノワイヤベース径方向屈折率分布型補償板の半径を表す。
白抜きの円１００８のような白抜きの円はナノワイヤベース屈折率分布型補償板の中心から外側に向かって延びる仮想線に沿った１５個の領域における欠陥の密度を表し、塗潰した円１０１０のような塗潰した円は、１５個の領域それぞれに関連する屈折率を表す。
それらの仮想データ点は、ナノワイヤの密度が相対的に高い領域は、ナノワイヤの密度が相対的に低い領域よりも相対的に高い屈折率を有することを示す。] 図１０
[0021] 他の実施形態において、径方向屈折率分布型補償板は、いくつかの異なる方法において、収束光線を補償するように構成され得る。
これは、径方向において屈折率が大きくなっていく補償板を構成することによって果たされ得る。
図１１は、本発明の実施形態に従って構成される第５の円形の屈折率分布型補償板１１００の等角図を示す。
屈折率分布型補償板１１００は、５つの別々の領域１１０２〜１１０６を含み、各領域は関連する異なる屈折率を有する。
また、図１１は、別々の領域それぞれに関連付けられる屈折率ｎ（ｒ）１１１０の大きさのプロット１１０８も含む。
屈折率ｎ（ｒ）１１１０は、領域１１０２を通過する光線が最も小さなリターデーションを受け、一方、領域１１０６を通過する光線が最も大きさリターデーションを受けることを示す。
他の実施形態では、別々の同心領域のサイズ、幅及び数を変更することができる。] 図１１
[0022] 図１２は、本発明の実施形態に従って構成される第６の円形の径方向屈折率分布型補償板１２００の等角図を示す。
屈折率分布型補償板１２００は、滑らかに変化する陰影領域によって表される滑らかな分布屈折率を含む。
また、図１２は、屈折率ｎ（ｒ）１２０４のプロット１２０２も含み、それは屈折率分布型補償板１２００の中心１２０６から外縁までいかに屈折率が連続して増加するかを表す。
曲線６０８は、屈折率分布型補償板１２００を通過する光線が中心１２０６付近において最も小さなリターデーションを受け、外縁に向かってリターデーションが徐々に大きくなることを示す。
他の実施形態では、屈折率分布型補償板１２００は、中心１２０６と外縁との間で実質的に線形に変化するように構成され得る。] 図１２
[0023] 他の実施形態において、屈折率分布型補償板は、欠陥の密度が中心から径方向に減少するように、又はナノワイヤの密度が中心から径方向に増加するように構成され得る。]
[0024] 本発明の実施形態のビームスプリッタは、ゴースト像の形成を低減するために、反射防止コーティングを用いて補償板２０２及びビームスプリッタプレートを構成することを含む。
図１３は、本発明の実施形態による、反射防止コーティングを有するビームスプリッタ１３００を示す。
屈折率分布型補償板４１６は、第１の反射防止コーティング１３０２と第２の反射防止コーティング１３０４との間に狭持され、ビームスプリッタプレート２０４は、部分反射層２１２の反対側の面に配置される反射防止コーティング１３０６を有する。
屈折率分布型補償板４１６は、上記のように、径方向において段階的に屈折率を変更することができる。
特定の実施形態において、反射防止コーティング１３０２、１３０４及び１３０６は、フッ化マグネシウム（「ＭｇＦ４」）、又は屈折率分布型補償板４１６及びビームスプリッタプレート２０４の屈折率よりも相対的に低い屈折率を有する別の適切な材料から構成することができる。
また、反射防止コーティング１３０２、１３０４及び１３０６は、ガラス又はアクリル樹脂から構成され得るし、径方向屈折率分布型補償板４１６及びビームスプリッタプレート２０４よりも相対的に低い屈折率を生成する、穴又は気泡のようなランダムに分布する欠陥を含むことができる。] 図１３
[0025] これまでの説明は、説明の目的上、本発明を完全に理解してもらうために、特殊な用語を使用した。
しかしながら、本発明を実施するのに具体的な細部が不要であることは当業者には明らかである。
本発明の具体的な実施形態のこれまでの説明は、例示し、説明するために提示される。
それらは、本発明を余すところなく述べることや、開示されるのと全く同じ形態に限定することは意図していない。
上記の教示に鑑みて、数多くの変更及び変形が可能であることは明らかである。
それらの実施形態は、本発明の原理及びその実用的な応用例を最もわかりやすく説明し、それにより、当業者が、本発明及び種々の実施形態を、考えられる特定の用途に合わせて種々の変更を加えて最大限に利用できるようにするために図示及び記述される。
本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びその均等物によって定められることが意図されている。]
[0026] ２００ 第１のビームスプリッタ
２０２補償板
２０４プレートビームスプリッタ
２０６ 第１の光導波路
２０８ 第２の光導波路
２１０プレート
２１２部分反射層
３００ 第２のビームスプリッタ
３０２ 部分反射層
３０４ 光導波路
５００ 第１の円形の屈折率分布型補償板
５０２〜５０６ 領域
６００ 第２の円形の径方向屈折率分布型補償板
７００ 第３の円形の欠陥ベース径方向屈折率分布型補償板
７０２ 円
９００ 第４の円形のナノワイヤベース屈折率分布型補償板
９０２ナノワイヤ
９０４基板
１１００ 第５の円形の屈折率分布型補償板
１１０２〜１１０６ 領域
１３００ ビームスプリッタ
１３０２ 第１の反射防止コーティング
１３０４ 第２の反射防止コーティング
１３０６ 反射防止コーティング]

权利要求:

請求項1
２つの実質的に平行で且つ対向する平面と、該平面のうちの少なくとも一方を覆う部分反射層とを有するプレートと、前記プレートを支持及び位置決めするように構成される第１の取付システムと、２つの実質的に平行で且つ対向する平面を有する補償板と、前記補償板を支持及び位置決めするように構成される第２の取付システムとを備え、前記第１の取付システム及び前記第２の取付システムのうちの少なくとも一方が前記プレート及び前記補償板を位置決めして、前記補償板を通過する入射光ビームが第１のビームオフセットを得て、該第１のビームオフセットを有して前記プレートを通過する前記入射光ビームが前記部分反射層によって反射光ビーム及び透過光ビームに分割され、前記部分反射層において該透過光ビームが第２のビームオフセットを有し、該第２のビームオフセットが前記第１のビームオフセットを実質的に相殺して、前記透過光ビームが前記入射光ビームと実質的に平行になり位置合わせされるビームスプリッタ。
請求項2
前記プレートの厚みは前記補償板の厚みに実質的に等しい請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項3
前記プレートの厚みは前記補償板の厚みとは異なる請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項4
前記第１の取付システム及び前記第２の取付システムは、中空金属導波路、及び固体誘電体材料のうちの一方をさらに含む請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項5
前記第１の取付システム及び前記第２の取付システムのうちの少なくとも一方は、前記補償板に対して実質的に垂直に、前記ビームスプリッタの光軸に対して実質的に４５度を成して前記プレートを位置決めするように構成される請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項6
前記プレートはガラス又はアクリル樹脂をさらに含む請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項7
前記補償板は分布屈折率をさらに含む請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項8
前記分布屈折率は、前記補償板の実質的に中心から径方向に大きくなる請求項７に記載のビームスプリッタ。
請求項9
前記分布屈折率は、前記補償板の実質的に中心から径方向に小さくなる請求項７に記載のビームスプリッタ。
請求項10
前記分布屈折率は、前記補償板の中心から離れるほど密度が高くなる欠陥の配列、及び前記補償板の中心から離れるほど密度が低くなる欠陥の配列のうちの一方をさらに含む請求項７に記載のビームスプリッタ。
請求項11
前記欠陥は、前記補償板の中に少なくとも部分的に延在する穴、及び前記補償板内に埋め込まれる気泡のうちの一方をさらに含む請求項１０に記載のビームスプリッタ。
請求項12
前記分布屈折率は、前記補償板の前記平面のうちの一方から実質的に垂直に延在するナノワイヤの配列であって、該ナノワイヤの密度は前記補償板の中心に向かって高くなる、ナノワイヤの配列、及び前記補償板の前記平面のうちの一方から実質的に垂直に延在するナノワイヤの配列であって、該ナノワイヤの密度は前記補償板の中心に向かって高くなる、ナノワイヤの配列のうちの一方をさらに含む請求項７に記載のビームスプリッタ。
請求項13
前記補償板の対向する両面上に、前記部分反射層の反対側にある前記プレートの平面上に配置される反射防止層をさらに備える請求項１に記載のビームスプリッタ。
請求項14
前記反射防止層は、相対的に低い屈折率の反射防止材料をさらに含む請求項１３に記載のビームスプリッタ。
請求項15
前記反射防止層は、ランダムに分布する気泡又は穴を有するガラス又はアクリル樹脂層をさらに含む請求項１３に記載のビームスプリッタ。
請求項16
前記ビームスプリッタが第２の反射光ビームを分割できるように、前記補償板の片面に配置される第２の部分反射層をさらに備える請求項１に記載のビームスプリッタ。