(57)【要約】【課題】  光学機器に適した偏光特性を有する複像偏光素子を提供する。【解決手段】ＬｉＮｂＯ３、方解石、ＹＶＯ４等から異なる２つ以上の複屈折結晶を選んで、複像偏光素子を２つ以上作製し、組み合わせることで、分離角もしくは分離幅の波長依存性を調整できる。短波長側の分離角を小さくしたり、分離角もしくは分離幅を短波長領域から長波長領域にかけて線形に変化させたりすることも可能であるため、偏光撮像装置や偏光分光器、およびマルチチャンネルフーリエ分光器に用いれば、広い波長範囲を同時に計測することができる。【選択図】  図４
2010002846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛を複屈折結晶として用いている第１のウォラストンプリズムと、
方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛のうち前記第１のウォラストンプリズムと異なる物質を複屈折結晶として用いている第２のウォラストンプリズムとを備えた複像偏光素子群であって、
前記第１のウォラストンプリズムと前記第２のウォラストンプリズムは、前記第１および第２のウォラストンプリズムを通過する光線に対して光軸を共有し、かつ、前記第１のウォラストンプリズムによって光線に付与される角度と、前記第２のウォラストンプリズムによって光線に付与される角度とが互いに逆向きの方向となるように設置されている複像偏光素子群。
【請求項２】
方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛のうち、前記第１および第２のウォラストンプリズムと異なる物質を複屈折結晶として用いている第３のウォラストンプリズムが付加されており、
前記第１乃至第３のウォラストンプリズムは、前記第１乃至第３のウォラストンプリズムを通過する光線に対して光軸を共有し、かつ、前記第１あるいは第２のウォラストンプリズムによって光線に付与される角度と、前記第３のウォラストンプリズムによって光線に付与される角度とが互いに逆向きの方向となるように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の複像偏光素子群。
【請求項３】
方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛を複屈折結晶として用いている第１のサバール板と、
方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛のうち前記第１のサバール板と異なる物質を複屈折結晶として用いている第２のサバール板とを備えた複像偏光素子群であって、
前記第１のサバール板と前記第２のサバール板は、前記第１および第２のサバール板を通過する光線に対して光軸を共有し、かつ、前記第１のサバール板によって光線に付与される分離幅と、前記第２のサバール板によって光線に付与される分離幅とが互いに打消すように前記第１および第２のサバール板は設置されている複像偏光素子群。
【請求項４】
方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛のうち、前記第１および第２のサバール板と異なる物質を複屈折結晶として用いている第３のサバール板が付加されており、
前記第１乃至第３のサバール板は、前記第１乃至第３のサバール板を通過する光線に対して光軸を共有し、かつ、前記第１あるいは第２のサバール板によって光線に付与される分離幅と、前記第３のサバール板によって光線に付与される分離幅とが互いに打消すように、前記第２と第３のサバール板は設置されていることを特徴とする請求項３に記載の複像偏光素子群。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に用いられる複屈折結晶を用いた複像偏光素子（Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）であるウォラストンプリズム（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ  ｐｒｉｓｍ）やサバール板（Ｓａｖａｒｔ  ｐｌａｔｅ）を組み合わせた複像偏光素子群に関する。
【背景技術】
【０００２】
方解石，水晶、ニオブ酸リチウム，酸化チタン等の光学異方性の結晶体（複屈折結晶）に、偏光していない光（例えば自然光）を入射させると、二本の屈折光線が観測される。この現象は複屈折と呼ばれ、二本の屈折光線のうち、スネルの法則に従う光線は常光線、スネルの法則に従わない光線は異常光線と呼ばれている。結晶内での常光線の速度が異常光線の速度よりも速い複屈折結晶を正結晶と呼び、水晶や酸化チタンがこれに属する。逆に、結晶内での異常光線の速度が常光線の速度よりも速い複屈折結晶を負結晶と呼び、方解石やニオブ酸リチウムはこれに属する。
【０００３】
複屈折結晶を用いた複像偏光素子に、ウォラストンプリズムやサバール板がある。これらの複像偏光素子は、微分干渉顕微鏡、天文学観測装置、偏光分光器、フーリエ分光器等に用いる偏光干渉計などの観測装置や測定装置のほか、光ディスクの光ピックアップなど、様々な光学機器に用いられている。
【０００４】
ウォラストンプリズムは、複像偏光素子の一種であり、図１８に示すように、頂角αが同じである複屈折結晶のプリズムを、複屈折結晶の光学軸（Ｏｐｔｉｃ  ａｘｉｓ）が互いに直交するように２枚貼り合わせたものが一般的である。第１プリズム５１の光学軸は、図１８のような紙面に平行な矢印方向であり、第２プリズム５２の光学軸は、紙面に対して垂直な方向となっている。図１８に示すように、ウォラストンプリズム４１を光学系の光軸（Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ）に対して光学軸が垂直になるように設置すると、紙面に対して平行な矢印方向の偏光（Ｓ偏光）は常光線となり、紙面に垂直な方向の偏光（Ｐ偏光）は異常光線となって第１プリズム５１内を直進し、第１プリズム５１と第２プリズム５２との界面において屈折により分離するとともに、第１プリズムにおいて常光線であったＳ偏光が異常光線となり、第１プリズムにおいて異常光線だったＰ偏光が常光線となる。尚、図１８は、負結晶からなるウォラストンプリズムを設置した場合を示しており、Ｏは常光線、Ｅは異常光線を意味する。図１８に示す角度θを分離角と呼ぶ。
【０００５】
サバール板は、複像偏光素子の一種であり、図１９のように、複屈折結晶の光学軸に対して概ねφ＝４５°の角度を成すように切断した同じ形状、同じ厚さｔの平行平板状の複屈折板を、光学軸と光軸を含む面（主断面）が直交するように２枚貼り合わせたものである。図１９に示すように、光学系の光軸に対し接合面が垂直になるようにサバール板４２を設置し、偏光していない光線を入射すると、第１偏光板５３の入射面で異常光線Ｅは屈折して進み、常光線Ｏは直進する。第２偏光板５４においては、第１偏光板５３における常光線Ｏが屈折して異常光線Ｅとして進み、第１偏光板５３における異常光線Ｅが常光線Ｏとして直進する。結果として、図１９に示すように、互いに直交する偏光が分離幅ａで、２枚の複屈折板の主断面に対して４５°の方位に分離される。
【０００６】
光学機器の種類や用途などによって要求される偏光分離特性は異なるため、これを満たすように複屈折結晶が選定され、複像偏光素子の形状が設計される。複像偏光素子の分離角もしくは分離幅は、用いる複屈折結晶や、複像偏光素子の形状、設置の仕方によってある程度調整することができる。複屈折結晶の常光線の屈折率（常光屈折率）と異常光線の屈折率（異常光屈折率）との差である複屈折Δｎが大きければ大きいほど、常光線と異常光線との分離角θもしくは分離幅ａはより大きくなる。また、ウォラストンプリズムの場合は、図１８に示す頂角αを大きくすることで、分離角θは大きくなる。サバール板の場合は、図１９に示す光軸方向の厚さＳ（Ｓ＝２ｔ）を大きくすることで、分離幅ａが大きくなる。
【０００７】
例えば、特許文献１においては、従来用いられていた水晶に換えて、より複屈折Δｎの大きいニオブ酸リチウムを複屈折結晶として用いることで、光磁気ヘッドが要求する分離角を得るために必要なウォラストンプリズムの頂角を小さくし、光磁気ヘッドの実効長を短縮している。また、特許文献２においては、同じ複屈折結晶を用い、同じ頂角を持つように作製した２つのウォラストンプリズムの設置間隔を調整することによって、偏光分離された２つの光線が分離される間隔を調整可能であることを見出し、フーリエ分光器の測定条件によって必要となる２つの光線が分離される間隔がある程度変化する場合にも、対応可能な複像偏光素子群を提供している。
【特許文献１】特開平８−２２６４７号公報
【特許文献２】特許第２５１４７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、複屈折結晶の材料特性である複屈折Δｎの波長依存性に、ウォラストンプリズムの分離角やサバール板の分離幅は依存するため、上記文献に記載の技術では、分離角もしくは分離幅の波長依存性を調整するには十分でない。例えばニオブ酸リチウムを複屈折結晶として用いたウォラストンプリズムにおいては、ニオブ酸リチウムの複屈折Δｎが近紫外線から近赤外線の領域において波長が短いほど大きくなり、変化量も大きくなるため、ウォラストンプリズムの分離角も同様の傾向を示し、波長が短いほど大きく変化量も大きい。すなわち波長が７００ｎｍ以上の領域では、分離角の変化は少ないが、波長が７００ｎｍ以下の領域においては、分離角が大きくなる傾向がある。ところが、例えば、マルチチャンネルフーリエ分光器の偏光干渉計として用いる場合、波長分解が短波長ほど細かく、長波長ほど粗くなってしまい、広い波長範囲において一定の波長分解で計測するためには、短波長側の分離角を小さく、長波長側の分離角を大きくする必要がある。紫外線から可視光線において透明で、複屈折Δｎが短波長側ほど小さく、長波長側ほど大きい複屈折結晶は存在しないので、上記文献に記載の技術では、このような波長依存性を有する複像偏光素子を得ることができない。
【０００９】
化学反応や生体反応、物理過程において、従来から時間分解分光計測の需要があり、回折格子やプリズムによって波長分解させる分散型分光器においてマルチチャンネル検光器を用いて時間分解分光計測が行われてきた。しかしながら、分散型分光器は１オクターブ程度の波長範囲の制限を超えて計測をすることができず、広い波長範囲での計測をする場合には波長範囲を変えて数回測定を行う必要がある。このような理由で、マルチチャンネルフーリエ分光器を用いた広い波長範囲での時間分解分光計測が期待されているが、上記文献に記載の技術では、ウォラストンプリズムに用いる複屈折結晶の波長依存性を大きく変えることができず、マルチチャンネルフーリエ分光器の偏光干渉計として要求される分離角の波長依存性を有する複像偏光素子を得ることができない。
【００１０】
また、偏光撮像計測装置など、分離角が波長によらず、ほぼ一定である複像偏光素子が好ましい場合もある。このような分離角の波長依存性を有する複屈折結晶として、ホウ酸バリウム（ＢａＢ２Ｏ４、ＢＢＯ）などの人工の結晶が開発されてはいるが、大きな結晶を得るための製造方法があまり確立されておらず、用途が限定されているのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明は、方解石（ＣａＣＯ３）、ホウ酸バリウム（ＢａＢ２Ｏ４）、フッ化イットリウムリチウム（ＬｉＹＦ４）、水晶（ＳｉＯ２）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、バナジウム酸イットリウム（ＹＶＯ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、またはモリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ４）のうちいずれか１つの物質を複屈折結晶として用いた第１の複像偏光素子に、第１の複像偏光素子と異なる複屈折結晶を用いた第２の複像偏光素子を組み合わせた複像偏光素子群を提供する。第２の複像偏光素子に用いる複屈折結晶としては、方解石、ホウ酸バリウム、フッ化イットリウムリチウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛のうち第１の複像偏光素子と異なる物質を選んで用いる。
【００１２】
複像偏光素子群を構成する第１および第２の複像偏光素子は、通過させる光線の光軸を共有して配置され、第１および第２の複像偏光素子は、２つともウォラストンプリズムであるか、２つともサバール板であるかのいずれかである。ウォラストンプリズムおよびサバール板は、いずれも複屈折結晶を切り出したものを貼り合わせて作製された複像偏光素子であり、偏光していない光を入射させると互いに直交する偏光に分離する点で共通する。また、ウォラストンプリズムの分離角、サバール板の分離幅の大きさや波長依存性は、材料として用いる複屈折結晶の複屈折Δｎの大きさと波長依存性に依存する点で共通する。
【００１３】
第１のウォラストンプリズム側に光源がある場合には、第１のウォラストンプリズムを通過することによって光線に付与される角度に対して、逆向きの角度を通過する光線に付与するように、第２のウォラストンプリズムは設置される。第２のウォラストンプリズム側に光源がある場合には、第２のウォラストンプリズムを通過することによって光線に付与される角度と逆向きの角度を付与するように、第１のウォラストンプリズムは設置される。すなわち、第１および第２のウォラストンプリズムに光線を通過させたとき、第１のウォラストンプリズムによって光線に付与される角度と、第２のウォラストンプリズムによって光線に付与される角度とが互いに逆向きの方向となるように第１および第２のウォラストンプリズムは設置されている。
【００１４】
第１のサバール板側に光源がある場合には、第１のサバール板を通過することによって光線に付与される分離幅に対して、第１のサバール板の分離幅を打消すように、第２のサバール板は設置される。第２のサバール板側に光源がある場合には、第２のサバール板を通過することによって光線に付与される分離幅と第２のサバール板の分離幅を打消すように、第１のサバール板は設置される。すなわち、第１および第２のサバール板に光線を通過させたとき、第１のサバール板によって光線に付与される分離幅と、第２のサバール板によって光線に付与される分離幅とが互いに打消すように第１および第２のサバール板は設置されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来ある複屈折結晶を組み合わせて、所望の分離角もしくは分離幅の波長依存性を有する複像偏光素子群を得ることができる。さらには、１種類の複屈折結晶のみを用いた複像偏光素子の設計や設置のみでは実現できないような、分離角もしくは分離幅が短波長側で小さく、長波長側で大きくなるような分離角もしくは分離幅の波長依存性を持つ複像偏光素子群さえも提供することが可能となる。例えば、このような複像偏光素子群を時間分解計測が可能なマルチチャンネルフーリエ分光器の偏光干渉計に用いた場合、波長によらずほぼ一定の波長分解を得ることができる。これによって、従来は波長範囲を制限して何度か計測を行う必要のあった時間分解計測を、一度に広い波長について行うことができるようになる。
【００１６】
また、本発明によれば、２つの複像偏光素子のうち１つを交換することで、光学機器の運転条件に対応して適切な分離角もしくは分離幅となるよう調整可能な複像偏光素子群を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に説明する実施例の主要な特徴を以下に列記する。
（特徴１）  複像偏光素子群において、各複像偏光素子を設置する間隔は、分離角もしくは分離幅の波長依存性に影響しない。
（特徴２）  複像偏光素子群において、各複像偏光素子は光学系の光軸を共有して設置される。
（特徴３）  複像偏光素子群において、各複像偏光素子の中間点を光学系の光軸上にとり、その中間点を中心に、光軸の長手方向に回転しても、同様の分離角もくしは分離幅の波長依存性を得ることができる。
（特徴４）  第１および第２の複像偏光素子に光線を通過させたとき、第１の複像偏光素子によって光線に付与される分離角もしくは分離幅と、第２の複像偏光素子によって光線に付与される分離角もしくは分離幅とが互いに打ち消しあう（逆向きの）方向となるように第１および第２の複像偏光素子は設置される。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１に用いるウォラストンプリズムを２つ用いた複像偏光素子群１を、フーリエ分光器の偏光干渉計に用いた図である。偏光干渉計２は、光源３、入射孔４、第１のレンズ５、偏光子６、複像偏光素子群１、検光子７、第２のレンズ８、マルチチャンネル検出器９が、この順序で光軸１０を共有して設置されている。入射孔を通過した光線は、第１のレンズ５および偏光子６を通過することによって、互いに垂直な波面を持つ２つの偏光となり、複像偏光素子群１を通過することで、２つの偏光が分離角θをもって分離される。分離された２つの偏光は、検光子７によって偏光方向が整えられ、第２のレンズ８を通過して結像し、マルチチャンネル検出器９に干渉縞を形成する。破線は、干渉縞の局在面１５を示している。
【００１９】
実施例１においては、図２に示すように、光軸１０を共有する２つのウォラストンプリズムによって構成されている。光源側には、ニオブ酸リチウムを材料とし、頂角α１＝１６．５°に設計された第１のウォラストンプリズム１１が設置されている。第１のウォラストンプリズムに対して光源と逆の方向に、方解石を材料とし、頂角β１＝２０°に設計された第２のウォラストンプリズム１２が設置されている。頂角α１と頂角β１は、頂角α０＝１４°のニオブ酸リチウムを材料としたウォラストンプリズムを単体で用いた場合に波長７００ｎｍに対して得られる分離角とほぼ同一となるように調整されている。第１のウォラストンプリズム１１においては、中央のプリズム片の光学軸は、紙面に対して垂直な向きであり、その両側に接合されたプリズム片の光学軸は、紙面に対して平行な、矢印の向きを成している。第２のウォラストンプリズム１２においては、光学軸の向きが逆であり、中央のプリズム片の光学軸は紙面に対して平行な矢印の向きを成し、両側に接合されたプリズム片の光学軸は、紙面に対して垂直な向きを成している。
【００２０】
本実施例においては、各ウォラストンプリズムにおいてスネルの法則を用いて分離角の計算を行った。図１４を用い、以下に計算方法の概要を説明する。図１４においては、負結晶の複屈折結晶から成る頂角αのウォラストンプリズム４３（常光屈折率ｎ１ｏ、異常光屈折率ｎ１ｅ）を光源側に設置し、光源の下手側に、負結晶の複屈折結晶から成る頂角βのウォラストンプリズム４４（常光屈折率ｎ２ｏ、異常光屈折率ｎ２ｅ）を設置している。光線は、紙面に平行な矢印の方向のＳ偏光と、紙面に垂直な方向のＰ偏光との互いに直交する２つの偏光を含んでいる。２つのウォラストンプリズムのうち、光源側のプリズム片の光学軸は、Ｓ偏光と同じ紙面に平行な矢印の方向となっており、光源の下手側のプリズム片の光学軸は、Ｐ偏光と同じ紙面に垂直な向きとなっている。２つのウォラストンプリズムは、接合面の傾きが対向するように設置されている。
【００２１】
２つの偏光は頂角αのウォラストンプリズム４３に入射し、Ｓ偏光は常光線として、Ｐ偏光は異常光線として直進し、接合面ＡＡ’に入射角αで入射する。接合面ＡＡ’におけるＳ偏光の屈折角をθＳ１、Ｐ偏光の屈折角をθＰ１とし、スネルの法則を用いると、Ｓ偏光は接合面ＡＡ’において常光線から異常光線となり、逆に、Ｐ偏光は異常光線から常光線となるため、下記の式が成立する。
ｎ１ｏｓｉｎ（α）＝ｎ１ｅｓｉｎ（θＳ１）  ……  （１）
ｎ１ｅｓｉｎ（α）＝ｎ１ｏｓｉｎ（θＰ１）  ……  （２）
ここで、頂角αのウォラストンプリズム４３は負結晶であり、ｎ１ｏ＞ｎ１ｅであるから、θＰ１＜α＜θＳ１となり、Ｓ偏光は図１４において紙面の上方向に、Ｐ偏光は図１４において紙面の下方向に分離される。
【００２２】
Ｓ偏光は異常光線として結晶内を進み、Ｐ偏光は常光線として結晶内を進んで界面ＢＢ’に到達し、屈折して頂角αのウォラストンプリズム４３から出る。界面ＢＢ’におけるＳ偏光の屈折角をθＳ２、Ｐ偏光の屈折角をθＰ２とすると、スネルの法則により下記の式が成立する。
ｎ１ｅｓｉｎ（α−θＳ１）＝ｎｍｓｉｎ（θＳ２）  ……  （３）
ｎ１ｏｓｉｎ（α−θＰ１）＝ｎｍｓｉｎ（θＰ２）  ……  （４）
ここで、ｎｍはウォラストンプリズムの周囲の媒質の屈折率で、真空の場合は１となる。尚、θＳ２とθＰ２との差は、光源側に設置された頂角αのウォラストンプリズム４３によって光線に付与される分離角を表している。
【００２３】
頂角βのウォラストンプリズム４４に入射する界面ＣＣ’におけるＳ偏光の屈折角をθＳ３、Ｐ偏光の屈折角をθＰ３とすると、Ｓ偏光は常光線、Ｐ偏光は異常光線となるから、同様に、下記の式が成立する。
ｎｍｓｉｎ（θＳ２）＝ｎ２ｏｓｉｎ（θＳ３）  ……  （５）
ｎｍｓｉｎ（θＰ２）＝ｎ２ｅｓｉｎ（θＰ３）  ……  （６）
【００２４】
同様に、接合面ＤＤ’におけるＳ偏光の屈折角をθＳ４、Ｐ偏光の屈折角をθＰ４とすれば、Ｓ偏光は接合面ＡＡ’において常光線から異常光線となり、逆に、Ｐ偏光は、異常光線から常光線となるため、下記の式が成立する。
ｎ２ｏｓｉｎ（β−θＳ３）＝ｎ２ｅｓｉｎ（θＳ４）  ……  （７）
ｎ２ｅｓｉｎ（β−θＰ３）＝ｎ２ｏｓｉｎ（θＰ４）  ……  （８）
ここで、頂角βのウォラストンプリズム４４は負結晶であり、ｎ２ｏ＞ｎ２ｅである。
【００２５】
Ｓ偏光は異常光線として結晶内を進み、Ｐ偏光は常光線として結晶内を進んで界面ＥＥ
’に到達し、屈折して頂角βのウォラストンプリズム４４から出る。界面ＥＥ’におけるＳ偏光の屈折角をθＳ５、Ｐ偏光の屈折角をθＰ５とすると、同様に下記の式が成立する。
ｎ２ｅｓｉｎ（β−θＳ４）＝ｎｍｓｉｎ（θＳ５）  ……  （９）
ｎ２ｏｓｉｎ（β−θＰ４）＝ｎｍｓｉｎ（θＰ５）  ……  （１０）
【００２６】
ここで、θＳ５はＳ偏光と光軸とが成す角であり、θＰ５はＰ偏光と光軸が成す角であるため、θＳ５とθＰ５との差が図１４に示す複像偏光素子群の分離角θとなる。尚、本実施例のように偏光干渉計に用いる場合においては光軸に平行に入射したＰ偏光とＳ偏光の光路差が等しいことが望ましいため、頂角を大きくする場合にはダブルウォラストンプリズムが用いられる。上記の式（１）〜式（１０）を用いた計算方法は、ダブルウォラストンプリズムにおいても同様に利用できる。
【００２７】
図３は、本実施例における複像偏光素子群に対して式（１）〜（１０）を用いて説明した計算方法を適用して、分離角の波長依存性を調べた結果を示す図であり、本実施例の結果は一点鎖線で示してある。縦軸の角度は、それぞれの偏光が分離された角度を示しており、光軸と平行な場合を０°として、２つの偏光が互いに逆の方向に角度を付与されて、分離されたことを示している。角度が正である曲線と角度が負となっている曲線との差が分離角θを表している。比較例として、波長７００ｎｍにおける分離角がほぼ同一となる頂角α０＝１４°のニオブ酸リチウムを用いたウォラストンプリズムの分離角も併せて図３に実線として示す。
【００２８】
図３に示すように、本実施例も比較例も、長波長領域の分離角はほぼ一致しており波長に対してほぼ一定となっているが、短波長領域においては、比較例では波長が短くなるほど分離角が大きくなっているのに対して、本実施例の複像偏光素子群においては、波長が短くなるほど分離角が小さくなっている。
【００２９】
本発明においては、ダブルウォラストンプリズムを用いても、図４に示すような２つのプリズム片からなるウォラストンプリズムを用いても、各ウォラストンプリズムの頂角が同じであれば、分離角の波長依存性がほぼ同じになるように設置することができる。図４では、ニオブ酸リチウムから成り、頂角α２＝２．０°であるウォラストンプリズムを第１のウォラストンプリズム１１として用い、方解石から成り、頂角β２＝１．９°であるウォラストンプリズムを第２のウォラストンプリズム１２として用いている。頂角α１と頂角β１は、頂角α０＝２°のニオブ酸リチウムを材料としたウォラストンプリズムを単体で用いた場合に波長９００ｎｍに対して得られる分離角とほぼ同一となるように調整されている。第１および第２のウォラストンプリズムは、光軸を共有するように設置され、光源側のプリズム片の光学軸の方向が図４の矢印に示す紙面と平行な方向、他方のプリズム片の光学軸の方向が紙面と垂直な方向となっている。第１のウォラストンプリズムの接合面の傾きは、光源側が低く、光源の進行方向に向かって高くなっている。第２のウォラストンプリズムの接合面の傾きは、第１のウォラストンプリズムと逆向きになっている。
【００３０】
図４のように設置された複像偏光素子群に式（１）〜（１０）で説明した計算方法を適用して、複像偏光素子群の分離角θの波長依存性を計算した結果を図５において破線で示した。比較例として、波長７００ｎｍ以上における分離角がほぼ同一となる頂角α０＝２°のニオブ酸リチウムを単体で用いたウォラストンプリズムの分離角も併せて図５の実線に示す。実施例の複像偏光素子群においては、図３の場合と同様に、長波長側に比べて短波長側の分離角が小さくなっている。
【００３１】
図６は本実施例の複像偏光素子群と比較例で用いた頂角α０＝２°のニオブ酸リチウムを単体で用いたウォラストンプリズムにおける波長分解を示す図である。縦軸のＷａｖｅｓは口径１０ｍｍのウォラストンプリズムによって生ずる常光線と異常光線との光路差、すなわち検出器上での干渉縞の局在面において１０ｍｍに相当するような常光線と異常光線の光路差を、波長で規格化した無次元数を示しており、横軸は波長である。図６の曲線が線形に近づくということは、波長分解（Δλ）が波長によらず一定となることを示している。図６に示すように、比較例に対して、本実施例では波長４００〜１０００ｎｍにおいてより線形に近づいており、これをフーリエ分光器に用いれば、特定の波長範囲で波長分解を波長によらずほぼ一定とすることができる。
【００３２】
（実施例２）
本実施例の複像偏光素子群においては、実施例１と同様に第１のウォラストンプリズム１１に用いる複屈折結晶をニオブ酸リチウム、第２のウォラストンプリズム１２に用いる複屈折結晶を方解石として、図２に示すように設置した。頂角α１＝４．５°、頂角β１＝９°とし、頂角α０＝１４°のニオブ酸リチウムを材料としたウォラストンプリズムを単体で用いた場合に波長７００ｎｍに対して得られる分離角とほぼ同一となるように調整されている。
【００３３】
本実施例についても、実施例１と同様に分離角の波長依存性について計算を行い、結果を図３の２点鎖線に示した。図３のように、本実施例のようにウォラストンプリズムを組み合わせれば、波長に関わらず分離角θが０〜５°程度となるような複像偏光素子群を得ることができる。このように分離角の波長依存性が殆ど無い複像偏光素子群は、偏光撮像計測を行う場合に適している。
【００３４】
分離角の波長依存性が殆ど無い複屈折結晶として、人工的に製造されるホウ酸バリウム（ＢａＢ２Ｏ４、ＢＢＯ）がある。しかしながら、ホウ酸バリウムは、大きな結晶を得にくいという欠点がある。本実施例で用いたニオブ酸リチウム、方解石は、いずれも大きな結晶を得ることのできる複屈折結晶であり、これらの組合せによってホウ酸バリウムに匹敵する特性を得ることができるので、工業的用途が拡大する。
【００３５】
（実施例３）
本実施例の複像偏光素子群においては、実施例１と同様に第１のウォラストンプリズム１１に用いる複屈折結晶をニオブ酸リチウム、第２のウォラストンプリズム１２に用いる複屈折結晶を方解石として、図２に示すように設置した。頂角α１＝３０°、頂角β１＝８．９５°とし、頂角α０=１４°のニオブ酸リチウムを材料としたウォラストンプリズムを単体で用いた場合に波長７００ｎｍに対して得られる分離角とほぼ同一となるように調整されている。
【００３６】
本実施例についても、実施例１と同様に分離角の波長依存性について計算を行い、結果を図３の破線に示した。図３のように、波長が７００ｎｍ以上の領域においては、本実施例も比較例も同程度の分離角となっているが、波長が７００ｎｍよりも小さい短波長の領域では、本実施例の分離角のほうが比較例の分離角よりも大きくなっている。広い波長領域での分離角を小さくするためにはウォラストンプリズムの頂角を調整すればよいが、短波長領域の分離角も小さくなってしまう。しかるに、本実施例のようにウォラストンプリズムを組み合わせて分離角を相殺すれば、広い波長領域における分離角は小さくなるが、短波長領域での分離角はあまり小さくならならない。即ち、長波長領域での分離角に対する短波長領域での分離角の大きさの比率が、単体のウォラストンプリズムよりも大きくなっている複像偏光素子群を得ることができる。
【００３７】
ウォラストンプリズムは、垂直偏光と水平偏光とを同時に取得できるため、従来から偏光分光観測に用いられていたが、広い波長領域における分離角に対して短波長領域の分離角が小さく、波長分散が小さいため、ウォラストンプリズムに分散素子を組み合わせてこれを補っていた。本実施例のウォラストンプリズムを組み合わせた複像偏光素子群によれば、長波長領域での分離角に対する短波長領域での分離角の大きさの比率が、単体のウォラストンプリズムよりも大きくなるようにすることができるので、分離角に対して波長分散を大きくすることができ、偏向分光観測に用いる場合に、分散素子を不要とすることができる。
【００３８】
上記の実施例１乃至実施例３においては、ニオブ酸リチウムを複屈折結晶に用いた第１のウォラストンプリズムと、方解石を複屈折結晶として用いた第２のウォラストンプリズムとを組み合わせて複像偏光素子群を構成している点で一致しており、２つのウォラストンプリズムの頂角の正接の大きさの比ｔａｎβ１／ｔａｎα１において異なっている。頂角の正接の比ｔａｎβ１／ｔａｎα１が０．４６以下となるように組み合わせると実施例３のような分離角の波長依存性が得られ、頂角の正接の比を大きくしてｔａｎβ１／ｔａｎα１が０．５７〜０．８程度となると実施例１のような分離角の波長依存性となり、さらに頂角の正接の比ｔａｎβ１／ｔａｎα１が２程度となると、実施例２のような分離角の波長依存性となる。すなわち、例えばニオブ酸リチウムから成る第１のウォラストンプリズムを固定して、頂角が異なる方解石から成る第２のウォラストンプリズムを数種類用意し、適宜取り替えて所望の分離角の波長依存性となるように調整し、光学機器の運転条件に応じて適切な分離角の波長依存性になるようにすることも可能である。
【００３９】
実施例１乃至実施例３においては、複屈折結晶として、第１のウォラストンプリズムとしてニオブ酸リチウムを用い、第２のウォラストンプリズムとして方解石を用いて複像偏光素子群を構成したが、複像偏光素子群をどのような光学機器に用い、どのような波長領域で利用するかによって、方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛から複屈折Δｎの波長依存性が異なる（類似しない）２つの複屈折結晶を選び、一方を第１のウォラストンプリズムとし、他方を第２のウォラストンプリズムとすればよい。例えば、実施例１乃至実施例３のように、波長４００ｎｍ以上の領域では、複屈折Δｎの波長依存性が比較的大きいニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛から複屈折結晶を選んで第１のウォラストンプリズムとし、複屈折Δｎの波長依存性が比較的小さい方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶から複屈折結晶を選んで第２のウォラストンプリズムとすることが好ましい。
【００４０】
一方、複屈折Δｎの波長依存性が比較的大きいニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛は、４００ｎｍ以下の領域では光の吸収が大きくなるため、好適に用いることができない。このような場合には、紫外線領域である波長が２００ｎｍ近傍となる領域まで光を透過する方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶を複屈折結晶として用いる必要がある。この場合、例えば、紫外線領域での複屈折Δｎの波長依存性が比較的大きい方解石を第１のウォラストンプリズムとし、複屈折Δｎの波長依存性が比較的小さいホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶を第２のウォラストンプリズムとすることが好ましい。
【００４１】
（実施例４）
本実施例においては、複像偏光素子群１は、図７に示すように、光軸１０を共有する２つのダブルウォラストンプリズムによって構成されている。光源側には、ニオブ酸リチウムを材料とし、頂角α３＝４０°に設計された第１のウォラストンプリズム１１が設置され、第１のウォラストンプリズムに対して光源と逆の方向に、バナジウム酸イットリウムを材料とし、頂角β３＝１５．８°に設計された第２のウォラストンプリズム１２が設置されている。
【００４２】
図７に示すように、第１および第２のウォラストンプリズム１１、１２においては、中央のプリズム片の光学軸は、紙面に対して垂直な向きを成し、その両側に接合されたプリズム片の光学軸は、紙面に対して平行な矢印の向きを成している。第１および第２のウォラストンプリズム１１、１２は、中央のプリズムの頂角が共に上向きとなるように設置されている。
【００４３】
本実施例についても、実施例１と同様に分離角の波長依存性について計算を行い、結果を図８に示した。図８より、本実施例のようにウォラストンプリズムを設置すると、波長８００ｎｍ〜３０００ｎｍの領域で分離角の波長依存性が線形に近づき、分離角が短波長領域で小さく、長波長領域で大きくなる複像偏光素子群を得ることができる。これを偏光分光計測に利用すれば、波長分解が短波長ほど細かく、長波長ほど粗くなってしまうという欠点を克服することができ、波長８００ｎｍ〜３０００ｎｍの広い波長範囲において、ほぼ一定の波長分解を得ることができる。
【００４４】
また、本実施例においては、第２のウォラストンプリズムよりさらに光源の下手側に、第３のウォラストンプリズムを付け加えてもよい。図９は、第３のウォラストンプリズム１３として酸化チタンのダブルウォラストンプリズムを設置した図である。第１乃至第３のウォラストンプリズム１１、１２、１３は、光学系の光軸１０を共有し、光源側から、第１、第２、第３の順序で、いずれも頂角が上になるように設置されている。第３のウォラストンプリズム１３の光学軸は、第１および第２のウォラストンプリズム１１、１２と同様に、中央のプリズム片の光学軸は、紙面に対して垂直な向きを成し、その両側に接合されたプリズム片の光学軸は、紙面に対して平行な、矢印の向きを成している。第１のウォラストンプリズムの頂角α３＝４０°、第２のウォラストンプリズムの頂角β３＝９．３°、第３のウォラストンプリズムの頂角γ１＝５°と設計されている。
【００４５】
本実施例についても、実施例１と同様に分離角の波長依存性について計算を行い、結果を図１０に示した。図８に示す第３のウォラストンプリズムが無い場合の結果と比較すると、さらに短波長領域でも分離角の波長依存性が線形になっている。
【００４６】
図１０の結果に基づき、実施例１と同じように、縦軸のＷａｖｅｓとして口径１０ｍｍのウォラストンプリズムによって生ずる常光線と異常光線の光路差を波長で規格化した無次元数を取り、横軸に波長を取った図１１を示す。図１１より、波長５００〜３０００ｎｍにおいて、より線形に近づいており、波長分解が波長によらず一定となっており、これをフーリエ分光器に用いれば、特定の波長範囲で波長分解をほぼ一定とすることができる。
【００４７】
本実施例においては、従来得られなかった分離角もしくは分離幅の波長依存性を有する複像偏光素子群を提供できる。このような複像偏光素子群を偏光分光計測やマルチチャンネルフーリエ分光器の偏光干渉計として用いれば、波長によらずほぼ一定の波長分解を得ることができ、一度に広い波長について時間分解計測を行うことができるようになる。
【００４８】
尚、上記の実施例４およびその変形例においては、ニオブ酸リチウムの代わりに、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、モリブデン酸鉛を複屈折結晶として用いることもできる。これらの複屈折結晶は、波長４００ｎｍ以上の領域において、複屈折Δｎの波長依存性がニオブ酸リチウムと類似しており、方解石や水晶等と比較して大きくなっている。同様に、実施例４および変形例において、バナジウム酸イットリウムの代わりに、ニオブ酸リチウム、酸化チタン、モリブデン酸鉛を複屈折結晶として用いることもでき、実施例４の変形例においては、酸化チタンの代わりに、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、モリブデン酸鉛を複屈折結晶として用いることもできる。ただし、いずれの場合においても、第１乃至第３のウォラストンプリズムは、それぞれ互いに異なる複屈折結晶によって構成されている。
【００４９】
また、実施例４において、複屈折Δｎの波長依存性が類似するニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、モリブデン酸鉛から２つの複屈折結晶を選ぶに際しては、上記の４つの物質のうちで比較して、複屈折Δｎの波長依存性が比較的異なる複屈折結晶同士を組み合わせる方が好ましい。
【００５０】
尚、上記の実施例１乃至実施例４およびその変形例においては、第１乃至第３のウォラストンプリズムの間隔は、複像偏光素子群の分離角の波長依存性に影響しない。それぞれのウォラストンプリズムを接して設置しても、離して設置しても、同じ分離角の波長依存性を有する複像偏光素子群を得ることができる。
【００５１】
また、上記の実施例１乃至実施例４およびその変形例においては、光源の向きが逆の場合、即ち、第１乃至第３のウォラストンプリズムの中間点を光軸上にとり、これを中心に光軸の長手方向に１８０°回転した場合においても、同じ分離角の波長依存性が得られる。
【００５２】
また、用いる複屈折結晶が正結晶か、負結晶によって、２つの偏光に付与される角度の方向が逆になるため、それぞれの偏光に対して第１のウォラストンプリズムによって付与される角度と、第２のウォラストンプリズムによって付与される角度とが互いに逆となるように、光学軸の向きや接合面の傾きの方向を変える必要がある。モリブデン酸鉛は、ニオブ酸リチウムと同じ負結晶なので、ニオブ酸リチウムと同じ向きにウォラストンプリズムを設置すればよい。バナジウム酸イットリウムや酸化チタンは正結晶なので、ニオブ酸リチウムに代えて利用する場合には、複像偏光素子を構成するプリズムの光学軸を光軸周りにそれぞれ９０°回転させるか、複像偏光素子を光軸周りに１８０°回転する等の方法によって、調整する必要がある。
【００５３】
（実施例５）
図１２は、本発明の実施例５に用いるサバール板を２つ用いた複像偏光素子群２１を、フーリエ分光器の偏光干渉計に用いた図である。偏光干渉計２２は、光源２３、偏光子２６、複像偏光素子群２１、検光子２７、レンズ２８、マルチチャンネル検出器２９が、この順序で光軸１０を共有して設置されている。光源２３から発せられた光線は、偏光子２６を通過することによって、互いに垂直な波面を持ち、図１２において紙面と４５°の角度を成す２つの偏光となる。この２つの偏光は、複像偏光素子群２１を通過することで分離幅ａをもって分離される。分離された２つの偏光は、検光子２７によって偏光方向が整えられ、レンズ２８を通過して、マルチチャンネル検出器９に干渉縞を形成する。
【００５４】
実施例５においては、複像偏光素子群２１には、図１３のようにニオブ酸リチウムから成る第１のサバール板３１と、方解石から成る第２のサバール板３２とを用いている。図１３に示すように、第１のサバール板３１の光学軸と第２のサバール板３２の光学軸は、互いに逆向きとなるように設置されている。
【００５５】
実施例１乃至実施例３と同様に、ニオブ酸リチウムを材料とする第１のサバール板３１の幅Ｌと、方解石を材料とする第２のサバール板３２の幅Ｍの比Ｍ／Ｌを変えていくことで、複像偏光素子群２１によって得られる分離幅の波長依存性を調整することができる。
【００５６】
サバール板の分離幅は、以下に説明するように計算できる。入射面と光学軸がなす角をφ（＝４５°）、1枚の複屈折板の光軸方向の厚さをｔ、分離幅をδとするとサバール板の分離幅 ａは、下記の式によって表すことができる。
δ＝ｔ（ｎｅ２−ｎｏ２）ｓｉｎ２φ／（ｎｅ２ｓｉｎ２φ＋ｎｏ２ｃｏｓ２φ）……  （１１）
φ＝４５°とすると、
δ＝ｔ（ｎｅ２−ｎｏ２）／（ｎｅ２＋ｎｏ２）
≒２ｔ（ｎｅ−ｎｏ）／（ｎｅ＋ｎｏ）    ……（１２）
厚さ２ｔのサバール板の分離幅ａは、ａ＝√２δとなるので、式（１２）より、分離幅を計算することができる。
【００５７】
図１３に示す複像偏光素子群に、式（１２）を用いて、分離幅を計算すると、第１のサバール板によって得られる分離幅ａ１は、ａ１＝√２Ｌ（ｎ1ｅ−ｎ１ｏ）／（ｎ１ｅ＋ｎ１ｏ）となる。同様に、第２のサバール板によって得られる分離幅ａ２は、ａ２＝√２Ｍ（ｎ２ｅ−ｎ２ｏ）／（ｎ２ｅ＋ｎ２ｏ）となる。図１３に示すように、第１のサバール板によって付与された分離幅ａ１を第２のサバール板で付与される分離幅ａ２が打ち消すような向きで配置した場合、複像偏光素子群全体で得られる分離幅ｘは、ｘ＝ａ１−ａ２となるため、下記の式によって表される。
ｘ＝√２Ｌ（ｎ1ｅ−ｎ１ｏ）／（ｎ１ｅ＋ｎ１ｏ）
−√２Ｍ（ｎ２ｅ−ｎ２ｏ）／（ｎ２ｅ＋ｎ２ｏ）  ……  （１３）
【００５８】
本実施例においては、第１のサバール板に用いた複屈折結晶と第２のサバール板に用いた複屈折結晶とが異なっているので、式（１３）に基づいて、第１のサバール板３１の幅Ｌと、第２のサバール板３２の幅Ｍの比Ｍ／Ｌを変えていくことで、複像偏光素子群２１によって得られる分離幅の波長依存性を調整することができる。
【００５９】
本実施例では、上記の式（１３）を用いて、第１のサバール板３１の幅Ｌと、第２のサバール板３２の幅Ｍの比Ｍ／Ｌを変えた場合の分離幅の計算を行った。実施例５−１として、第１のサバール板の幅Ｌ＝４０ｍｍ、第２のサバール板の幅Ｍ＝２０．１５７ｍｍとした場合、実施例５−２として、第１のサバール板の幅Ｌ＝１０ｍｍ、第２のサバール板の幅Ｍ＝１０．８ｍｍとした場合、実施例５−３として、第１のサバール板の幅Ｌ＝６０ｍｍ、第２のサバール板の幅Ｍ＝１３．４３８ｍｍとした場合のそれぞれの分離幅の計算結果を図１５に示す。図１５において、縦軸は本実施例に係る２つのサバール板から成る複像偏光素子によって得られる分離幅を示しており、横軸は波長である。本実施例において、第１および第２のサバール板の向きは、図１３のとおりであり、幅Ｌ０＝２０ｍｍのニオブ酸リチウムを材料としたサバール板を単体で用いた場合に波長９００ｎｍに対して得られる分離幅とほぼ同一となるように調整されている。比較例として、幅Ｌ０＝２０ｍｍのニオブ酸リチウムを材料としたサバール板についても、図１５に併せて図示する。
【００６０】
図１５より、Ｍ／Ｌが大きい実施例５−２においては、実施例２と同様に、分離幅の波長依存性を打ち消すことができる。実施例５−２よりＭ／Ｌを小さくした実施例５−１においては、実施例１と同様に、短波長側で分離幅を小さくすることができる。さらにＭ／Ｌを小さくした実施例５−３においては、実施例３と同様に、短波長側での分離幅を小さくし過ぎることなく広い範囲での分離幅を小さくすることができる。
【００６１】
図１５に示すように、本実施例においても、ウォラストンプリズムを２つによって構成された複像偏光素子群に係る実施例１乃至実施例３と同様に、ニオブ酸リチウムを複屈折結晶とし用いた第１のサバール板の幅Ｌと、方解石を複屈折結晶として用いた第２のサバール板の幅Ｍとの比Ｍ／Ｌを調整することによって、分離幅の波長依存性を調整することができ、偏光撮像計測、フーリエ分光器の偏光干渉計、偏光分光観測といった光学機器に適した複像偏光素子群を提供できる。また、同様に、例えばニオブ酸リチウムから成る第１のサバール板を固定して、幅Ｍが異なる方解石から成る第２のウォラストンプリズムを数種類用意し、適宜取り替えて所望の分離幅の波長依存性となるように調整し、光学機器の運転条件に応じて適切な分離幅の波長依存性になるようにすることも可能である。
【００６２】
また、本実施例においても、実施例１乃至実施例３と同様に、複像偏光素子群をどのような光学機器に用い、どのような波長領域で利用するかによって、方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶、ニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛から複屈折Δｎの波長依存性が異なる（類似しない）２つの複屈折結晶を選び、一方を第１のサバール板とし、他方を第２のサバール板とすればよい。例えば、実施例１乃至実施例３のように、波長４００ｎｍ以上の領域では、複屈折Δｎの波長依存性が比較的大きいニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、またはモリブデン酸鉛から複屈折結晶を選んで第１のサバール板とし、複屈折Δｎの波長依存性が比較的小さい方解石、ホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶から複屈折結晶を選んで第２のサバール板とすることが好ましい。
紫外線領域である波長が４００ｎｍ近傍となる領域では、紫外線領域での複屈折Δｎの波長依存性が比較的大きい方解石を第１のウォラストンプリズムとし、複屈折Δｎの波長依存性が比較的小さいホウ酸バリウム、フッ化リチウムイットリウム、水晶を第２のウォラストンプリズムとすることが好ましい。
【００６３】
（実施例６）
本実施例においては、第１のサバール板は、ニオブ酸リチウムを複屈折結晶として用いた幅Ｌ＝２０ｍｍのサバール板とし、実施例６−１においては、第２のサバール板は、幅Ｍ＝７．０８ｍｍの酸化チタンとし、実施例６−２においては、第２のサバール板は、幅Ｌ＝７．０８ｍｍのバナジウム酸イットリウムとした。第１および第２のサバール板の設置方向は、図１３と同じである。本実施例においても、実施例５と同様に式（１３）を用いて分離幅の波長依存性を計算し、図１６に示した。図１６においては、縦軸の目盛の絶対値が、分離される２つの偏光の分離幅となっている。
【００６４】
図１６に示すように、本実施例においても、実施例４と同様に、波長８００ｎｍ〜３０００ｎｍの領域で分離角の波長依存性が線形に近づき、分離角が短波長領域で小さく、長波長領域で大きくなる複像偏光素子群を得ることができる。実施例４と同様に、これを偏光分光計測に利用すれば、波長分解が短波長ほど細かく、長波長ほど粗くなってしまうという欠点を克服することができ、波長８００ｎｍ〜３０００ｎｍの広い波長範囲において、ほぼ一定の波長分解を得ることができる。
【００６５】
（実施例７）
本実施例においては、第１のサバール板はニオブ酸リチウムからなるサバール板とし、第２のサバール板は酸化チタンとし、第３のサバール板はバナジウム酸イットリウムとした。第１のサバール板の幅Ｌ、第２のサバール板の幅Ｍ、第３のサバール板の幅Ｎについては、実施例７−１においては、Ｌ＝２０ｍｍ、Ｍ＝９．０８ｍｍ、Ｎ＝２ｍｍとした。実施例７−２においては、Ｌ＝２０ｍｍ、Ｍ＝６ｍｍ、Ｎ＝１．０８ｍｍとした。実施例７−３においては、Ｌ＝２０ｍｍ、Ｍ＝４ｍｍ、Ｎ＝３．０８ｍｍとした。第１および第２のサバール板の設置方向は、図１３と同じである。実施例７−１の第３のサバール板の設置方向は、前記第２のサバール板によって光線に付与される分離幅と、前記第３のサバール板によって光線に付与される分離幅とが互いに打消すように、第２のサバール板と逆の光学軸の方向となるように設置されている。実施例７−２と実施例７−３の第３のサバール板の設置方向は、前記第1のサバール板によって光線に付与される分離幅と、前記第３のサバール板によって光線に付与される分離幅とが互いに打消すように、第２のサバール板と同じ光学軸の方向となるように設置されている。本実施例においても、実施例５と同様に式（１３）を用いて分離幅の波長依存性を計算し、図１７に示した。図１７においては、縦軸の目盛の絶対値が、分離される２つの偏光の分離幅となっている。
【００６６】
図１６に示した、第１のサバール板をニオブ酸ナトリウム、第２のサバール板をバナジウム酸イットリウムとした実施例６−２と比較すると、図１７に示す第３のサバール板として酸化チタンをさらに光源の下手に配置した本実施例に係る実施例７−１ないし実施例７−３においては、波長が８００ｎｍより短い領域においても分離幅の波長依存性が線形に近づいており、２つのウォラストンプリズムを複像偏光素子として用いた実施例４の変形例と同様の結果となっている。
【００６７】
実施例６および実施例７においても、上記の実施例４および変形例と同様に、複屈折結晶として用いるニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、モリブデン酸鉛は、互いに交換することが可能である。ただし、いずれの場合においても、第１乃至第３のサバール板は、それぞれ互いに異なる材料によって構成されている。また、正結晶のサバール板と負結晶のサバール板を交換する場合には、例えば、光軸周りに１８０°回転させた向きに設置して２つの偏光に付与される角度が変わらないようにする必要がある点も、上記の実施例４および変形例と同様である。また、実施例６においても、実施例４と同様に、複屈折Δｎの波長依存性が類似するニオブ酸リチウム、バナジウム酸イットリウム、酸化チタン、モリブデン酸鉛から２つの複屈折結晶を選ぶに際しては、４つの物質のうちで比較して、複屈折Δｎの波長依存性が比較的異なる複屈折結晶同士を組み合わせる方が好ましい。
【００６８】
また、実施例５乃至実施例７においても、実施例１乃至実施例４および変形例と同様に、複像偏光素子群を形成するそれぞれのサバール板の間隔は、あっても無くてもよい。また、各サバール板の中間点を光学系の光軸上にとり、その中間点を中心に、光軸の長手方向に１８０°回転しても、同様の分離幅の波長依存性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例のウォラストンプリズムから成る複像偏光素子群を用いたマルチチャンネルフーリエ分光器の構成図。
【図２】実施例１乃至実施例３の複像偏光素子群の側面図。
【図３】実施例１乃至実施例３の複像偏光素子群および比較例の複像偏光素子に係る分離角の波長依存性を示す図。
【図４】実施例１の複像偏光素子群の側面図。
【図５】実施例１の複像偏光素子群に係る分離角の波長依存性を示す図。
【図６】実施例１の複像偏光素子群および比較例の複像偏光素子に係る波長分解を表す図。
【図７】実施例４の複像偏光素子群の側面図。
【図８】実施例４の複像偏光素子群に係る分離角の波長依存性を示す図。
【図９】変形例の複像偏光素子群の側面図。
【図１０】変形例の複像偏光素子群に係る分離角の波長依存性を示す図。
【図１１】変形例の複像偏光素子群に係る波長分解を表す図。
【図１２】実施例５のサバール板から成る複像偏光素子群を用いたマルチチャンネルフーリエ分光器の構成図。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例５の複像偏光素子群の平面図であって、図１３（ｂ）は実施例５の複像偏光素子群の側面図である。
【図１４】２つのウォラストンプリズムにおける光線の屈折を説明する図。
【図１５】実施例５の複像偏光素子群に係る分離幅の波長依存性を示す図。
【図１６】実施例６の複像偏光素子群に係る分離幅の波長依存性を示す図。
【図１７】実施例７の複像偏光素子群に係る分離幅の波長依存性を示す図。
【図１８】ウォラストンプリズムを説明する図。
【図１９】サバール板を説明する図。
【符号の説明】
【００７０】
１  ウォラストンプリズムによって構成される複像偏光素子群
２  偏光干渉計
３，２３  光源
４  入射孔
５  第１のレンズ
６，２６  偏光子
７，２７  検光子
８  第２のレンズ
９，２９  マルチチャンネル検出器
１０  光軸
１１  第１のウォラストンプリズム
１２  第２のウォラストンプリズム
１３  第３のウォラストンプリズム
１５  干渉縞の局在面
２１  サバール板によって構成される複像偏光素子群
２８  レンズ
３１  第１のサバール板
３２  第２のサバール板
４１  ウォラストンプリズム
４２  サバール板
４３  光源側に設置したウォラストンプリズム
４４  光源の下手側に設置したウォラストンプリズム
５１  第１プリズム
５２  第２プリズム
５３  第１偏光板
５４  第２偏光板
【図１】
2010002846.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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