(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立方体偏光子であって、前記立方体偏光子は、
ａ．第１のプリズムであって、
ｉ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面と、
ｉｉ．第１の縁部を画定する前記内面および前記外側面の接合部と、を含む第１のプリズムと、
ｂ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面を含む第２のプリズムと、
ｃ．ワイヤグリッド偏光子であって、
ｉ．第１の表面および前記第１の表面と実質的に平行な反対側の第２の表面を有する基板と、
ｉｉ．前記基板の前記第１の表面の上に配置された平行な細長い、分離された複数のワイヤのアレイと、を含むワイヤグリッド偏光子と、
を備え、
ｄ．前記ワイヤグリッド偏光子は、
ｉ．前記基板の前記第２の表面が、前記第２のプリズムの前記内面に取り付けられ、かつそれに面しており、
ｉｉ．前記複数のワイヤが前記第１のプリズムの前記内面に取り付けられ、かつそれに面しており、
ｉｉｉ．前記第１のプリズムの前記外面は、前記第２のプリズムの前記外面の反対側にあり、
ｉｖ．前記第１のプリズムの前記外側面は、前記第２のプリズムの前記外側面の反対側にある、
ように、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間にはさまれて配置され、
ｅ．前記第２のプリズムの前記外面の正面平面は、前記第２のプリズムの前記外面の前記正面平面と前記第１のプリズムの前記第１の縁部との間の距離が、１００マイクロメートル未満であるように、前記第１のプリズムの前記第１の縁部と実質的に位置合わせされ、
前記ワイヤグリッド偏光子は、前記基板の前記第１の表面の上に配置された材料と、前記基板の前記第２の表面の上に配置された薄膜とを含み、
前記材料と前記薄膜とが、同じ材料を含み、
ａ．前記第１のプリズムの前記外面を通って入る光線が、前記ワイヤグリッド偏光子で偏光させられ、
ｉ．前記ワイヤグリッド偏光子の中を伝搬し、前記第２のプリズムの前記外面を通って出る光の透過ビームと、
ｉｉ．前記ワイヤグリッド偏光子から反射し、前記第１のプリズムの前記外側面を通って出る光の反射ビームと、を形成し、
ｂ．前記立方体偏光子は、方程式
【数１２】
0006657528.tif 000015
を満たし、ここで、
ｉ．光路長は、光が材料の中を進む距離に前記材料の屈折率を掛けたものであり、
ｉｉ．ＯＰＬＴは、前記透過ビームの光路長であり、
ｉｉｉ．ＯＰＬＲは、前記反射ビームの光路長であり、
ｉｖ．ｔは、前記基板の前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記基板の厚さであり、
ｖ．ｎｐは、前記第１のプリズムの屈折率である、
立方体偏光子。
【請求項２】
前記第２のプリズムの前記外面の前記正面平面と前記第１のプリズムの前記第１の縁部との間の前記距離は、１０マイクロメートル未満である、請求項１に記載の立方体偏光子。
【請求項３】
前記立方体偏光子は、方程式
【数９】
0006657528.tif 000016
を満たす、請求項１または２に記載の立方体偏光子。
【請求項４】
ａ．前記第１のプリズムは、
ｉ．前記第１のプリズムの前記外面および前記第１のプリズムの前記外側面の接合部が、前記第１のプリズムの第２の縁部を画定し、
ｉｉ．前記第１のプリズムの前記内面および前記第１のプリズムの前記外面の接合部が、前記第１のプリズムの第３の縁部を画定し、
ｉｉｉ．前記第１のプリズムの前記第１の縁部から前記第１のプリズムの前記第２の縁部までの距離が、前記第１のプリズムの外側面長を画定し、
ｉｖ．前記第１のプリズムの前記第２の縁部から前記第１のプリズムの前記第３の縁部までの距離が、前記第１のプリズムの外面長を画定する、ことをさらに含み、
ｂ．前記第２のプリズムは、
ｉ．前記第２のプリズムの前記内面および前記第２のプリズムの前記外側面の接合部が前記第２のプリズムの第１の縁部を画定し、
ｉｉ．前記第２のプリズムの前記外面および前記第２のプリズムの前記外側面の接合部が前記第２のプリズムの第２の縁部を画定し、
ｉｉｉ．前記第２のプリズムの前記内面および前記第２のプリズムの前記外面の接合部が前記第２のプリズムの第３の縁部を画定し、
ｉｖ．前記第２のプリズムの前記第１の縁部から前記第２のプリズムの前記第２の縁部までの距離が、前記第２のプリズムの前記外側面長を画定し、
ｖ．前記第２のプリズムの前記第２の縁部から前記第２のプリズムの前記第３の縁部までの距離が、前記第２のプリズムの前記外面長を画定する、ことをさらに含み、
ｃ．前記第１のプリズムの前記外面長は、前記第２のプリズムの前記外面長より大きく、前記第１のプリズムの前記外側面長は、前記第２のプリズムの前記外側面長より大きく、
ｄ．前記第２のプリズムの前記外側面の平面は、前記第２のプリズムの前記外側面と前記第１のプリズムの前記第３の縁部との間の距離が１００マイクロメートル未満であるように、前記第１のプリズムの前記第３の縁部と実質的に位置合わせされる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の立方体偏光子。
【請求項５】
前記第２のプリズムの前記外側面と前記第１のプリズムの前記第３の縁部との間の前記距離は、１０マイクロメートル未満である、請求項４に記載の立方体偏光子。
【請求項６】
前記第１のプリズムの前記外側面長と前記第２のプリズムの前記外側面長との間の差は、５００マイクロメートルより大きい、請求項４または５に記載の立方体偏光子。
【請求項７】
前記第１のプリズムの前記外面長と前記第２のプリズムの前記外面長との間の差は、５００マイクロメートルより大きい、請求項４から６のいずれか一項に記載の立方体偏光子。
【請求項８】
ａ．前記複数のワイヤの間のギャップを充填する、４０から１２０ナノメートルの間の厚さで前記複数のワイヤの上方に延在する、二酸化ケイ素の薄膜と、
ｂ．二酸化ケイ素の前記薄膜の上に配置され、５０から１５０ナノメートルの間の厚さを有する二酸化チタンの薄膜と、をさらに備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の立方体偏光子。
【請求項９】
ａ．前記立方体偏光子は、波長λを含む光を偏光させるように設計され、
ｂ．前記複数のワイヤは、金属の層と、前記波長λを有する光を実質的に吸収する材料の層とを含み、
ｃ．前記立方体偏光子は、前記波長λを有する入射光線を、前記複数のワイヤによって主に反射または吸収される第１のビームおよび前記複数のワイヤの中を主に伝搬される第２のビームへと偏光させることが可能であり、
ｄ．前記第１のビームの少なくとも７５％が、前記複数のワイヤによって吸収される、
請求項１から８のいずれか一項に記載の立方体偏光子。
【請求項１０】
前記基板の厚さは、０．４ミリメートルより大きい、
請求項１から９のいずれか一項に記載の立方体偏光子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概して、偏光ビームスプリッタ、特に立方体の内部に配置されたワイヤグリッド偏光子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤグリッド偏光子は、立方体の内部に固定され得る。立方体偏光子は、（１）非点収差を低減し、（２）複数の他のデバイス（例えば複数の他の偏光子またはＬＣＯＳ撮像装置）の取り付けを可能にし得る機械的構造を提供し、（３）波面歪を低減すべく、プレート型偏光子より良好であり得る。
【０００３】
図１３に示されるように、立方体偏光子１３０は、２つのプリズム‐プリズムＡ１３５とプリズムＢ１３６との間にはさまれて配置されたワイヤグリッド偏光子１３１を含み得る。ワイヤグリッド偏光子１３１は、基板１３１ｓ上に配置された複数のワイヤ１３１ｗを含み得る。立方体偏光子１３０は、縮尺通りに描かれていない。立方体偏光子の一例において、立方体は、１０ミリメートル（ｍｍ）の幅であり得て、基板１３１ｓは０．７ｍｍの厚さであり得て、複数のワイヤ１３１ｗは、およそ０．０００３ｍｍの厚さであり得る。従って、立方体偏光子１３０の全ての構成要素を示すべく、複数の図面は、縮尺通りに描かれなかった。
【０００４】
偏光されていない光線Ｕは、プリズムＡ１３５の一側面（外面Ａ）から入ることができ、反射ビームＲおよび透過ビームＴへと偏光され得る。反射ビームＲは、ワイヤグリッド偏光子１３１の複数のワイヤ１３１ｗから反射することができ、プリズムＡ１３５の中を継続して進むことができ、プリズムＡ１３５の別の側面（外側面Ａ）を通って出ることができる。透過ビームＴは、偏光子１３１およびプリズムＢ１３６の中を伝搬することができ、プリズムＢ１３６の側面（外面Ｂ）を通って出ることができる。
【０００５】
反射ビームＲは、光路長ＯＰＬＲを有し、透過ビームＴは、光路長ＯＰＬＴを有する。光路長ＯＰＬは、光が立方体偏光子の中を進む実際の物理的距離に、光が中を進む材料の屈折率ｎを掛けたものとして定義される。
【０００６】
いくつかの立方体偏光子の設計では、基板１３１ｓの厚さｔにより、反射ビームと透過ビームとの間の光路長の実質的な差がある（図１３および図１４を参照）。例えば、プリズム１３５および１３６の両方が同じサイズを有し得、プリズム１３５の縁部１３７およびプリズム１３６が、ワイヤグリッド偏光子１３１の複数の縁部と位置合わせされるように組み合わされ得る。ワイヤグリッド偏光子１３１は、プリズム１３５と１３６との間で４５°の角度で配置され得、そうすることで、外面Ａに鉛直に入る光は、４５°の角度でワイヤグリッド偏光子１３１に対面するであろう。ワイヤグリッド偏光子１３１は、ワイヤグリッド偏光子１３１の１つの面上に複数のワイヤ１３１ｗを有し得る。この立方体は、複数の外側の寸法に基づいて物理的に対称かもしれないが、基板１３１ｓの厚さｔの効果により光学的に対称でないかもしれない。以下は、この光学的対称の欠如を示す複数の計算である。図１３および図１４ならびに以下の複数の定義における複数の参照変数を参照されたい。図１４は、複数のワイヤ１３１ｗが無いワイヤグリッド偏光子１３１の基板１３１ｓのみを示していることに留意されたい。
【数１】
0006657528.tif 000002
【数２】
0006657528.tif 000003
【数３】
0006657528.tif 000004
【数４】
0006657528.tif 000005
【数５】
0006657528.tif 000006
【数６】
0006657528.tif 000007
参照変数の定義： 
・ｄ１は、外面Ａから偏光子１３１の中央までの距離である。
・ｄ２は、外面Ｂから偏光子１３１の中央までの距離である。
・ｄ３は、光が偏光される場所から外側面Ａまでの距離である。立方体の構造的対称により、ｄ２はｄ３に等しくあり得る。
・ｄ４は、透過ビーム１０４が偏光子１３１を通って進む距離である。
・ｎｐは、（両方のプリズムが同じ屈折率を有すると仮定し）プリズムの屈折率である。
・ｎｓは、基板の屈折率である。
基板１３１ｓ上のいずれの薄膜も、それらが基板１３１ｓの厚さに対して無視できるので、無視する。
・ｔは基板の厚さであり、ｔはまた、４５°の角度で偏光子に入ってくる光線Ｕに対してｄ４およびｔにより形成される三角形の第３の辺である。
・ＡＯＰＬは、透過ビームＴと反射ビームＲとの間の光路長の絶対差である。
【０００７】
光路長におけるこの差
【数７】
0006657528.tif 000008
は、いくつかの用途において問題を引き起こし得る。複数の方法が、そのような問題を解決すべく提案されてきており、それらのいくつかは、高い製造コストにより非実用的であるかもしれない。
【０００８】
立方体におけるワイヤグリッド偏光子１３１の湾曲は、複数の問題を引き起こし得る。ワイヤグリッド偏光子は、複数のワイヤまたは複数のワイヤと隣接する複数の他の薄膜によって引き起こされる応力が原因で湾曲し得る。この湾曲により、偏光子の１つの領域から反射された反射光線が、偏光子の別の領域から反射された反射光線とは異なる光路長を有することになり、これにより波面歪が引き起こされる。透過ビームに関して類似の問題が存在し得る。
【０００９】
ワイヤグリッド偏光子および偏光立方体に関連する情報は、米国特許第８,４６７,１２８号、第７,５７０,４２４号、第７,０８５,０５０号、第６,２８８,８４０号、米国特許出願公開第２００７／０２９７０５２号、およびＭｅａｄｏｗｌａｒｋ  ＯｐｔｉｃｓのＴｈｏｍａｓ  Ｂａｕｒによる２００５年の公開文献「Ａ  ｎｅｗ  ｔｙｐｅ  ｏｆ  ｂｅａｍ  ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  ｃｕｂｅ」の１から９ページにおいて見つけることができる。
【発明の概要】
【００１０】
反射ビームと透過ビームとの間の光路長の最小の差を有する立方体偏光子を備えることが有利であろうと認識されてきた。平坦なワイヤグリッド偏光子および最小の波面歪を有する立方体偏光子を備えることが有利であろうと認識されてきた。本発明は、これらの必要性を満たす複数の立方体偏光子の様々な実施形態に関する。様々な実施形態のそれぞれは、これらの必要性のうち１または両方を満たし得る。
【００１１】
一実施形態において、立方体偏光子は、第１のプリズムおよび第２のプリズムを含み得る。第１のプリズムは、内面（内面１）、外面（外面１）および外側面（外側面１）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。第１の縁部（第１の縁部１）を画定する、内面１および外側面１の接合部があり得る。第２のプリズムは、内面（内面２）、外面（外面２）、および外側面（外側面２）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。立方体偏光子は、ワイヤグリッド偏光子を含み得る。ワイヤグリッド偏光子は、第１の表面および第１の表面と実質的に平行な反対側の第２の表面を有する基板を含み得る。平行であり細長い、分離された複数のワイヤのアレイが基板の第１の表面上に配置され得る。ワイヤグリッド偏光子は、（１）基板の第２の表面が内面２に取り付けられ、かつそれに面しており、（２）複数のワイヤが内面１に取り付けられ、かつそれに面しており、外面１が外面２の反対側にあり、外側面１が外側面２の反対側にあるように、第１のプリズムと第２のプリズムとの間にはさまれて配置され得る。外面２の平面（正面平面２）が第１の縁部１と実質的に位置合わせされ得る。
【００１２】
別の実施形態において、立方体偏光子は、第１のプリズムおよび第２のプリズムを備え得る。第１のプリズムは、内面（内面１）、外面（外面１）、および外側面（外側面１）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。第２のプリズムは、内面（内面２）、外面（外面２）、および外側面（外側面２）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。立方体偏光子は、ワイヤグリッド偏光子を含み得る。ワイヤグリッド偏光子は、第１の基板と第２の基板との間にはさまれて配置された、平行であり細長い、分離された複数のワイヤのアレイを含み得る。それぞれの基板は、０．４ミリメートルより大きな厚さを有し得る。ワイヤグリッド偏光子は、複数のプリズムの複数の内面の間にはさまれて配置され得る。
【００１３】
別の実施形態において、立方体偏光子は、波長λを含む光の偏光のために設計され得る。立方体偏光子は、複数のプリズムの複数の内面の間にはさまれて配置された第１のプリズム、第２のプリズム、およびワイヤグリッド偏光子を備え得る。ワイヤグリッド偏光子は、第１の表面、および、第１の表面と実質的に平行な反対側の第２の表面を有する基板を含み得る。基板の第１の表面上に配置された材料（材料１）があり得る。材料１は平行で細長い、分離された複数のワイヤのアレイを含み得る。第２の表面上に配置された薄膜（薄膜２）があり得る。薄膜２は、波面歪を最小化すべく、第１の表面の湾曲を低減する材料および厚さを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による、近接して位置合わせされた第１の縁部１および正面平面２を有する立方体偏光子の概略側面図である。
【図２】本発明の実施形態による、偏光されていないビーム、反射ビーム、および透過ビームを示す図１の立方体偏光子の概略側面図である。
【図３】図１の立方体偏光子の第１のプリズムおよび第２のプリズムの概略的な斜視図である。
【図４】本発明の実施形態による、第１の基板と第２の基板との間にはさまれて配置された複数のワイヤを有するワイヤグリッド偏光子を含む、立方体偏光子の概略側面図である。
【図５】本発明の複数の実施形態による、図４の立方体偏光子の端部の詳細な概略側面図である。
【図６】本発明の複数の実施形態による、図４の立方体偏光子の端部の詳細な概略側面図である。
【図７】本発明の実施形態による、偏光されていないビーム、反射ビーム、および透過ビームを示す図４の立方体偏光子の概略側面図である。
【図８】本発明の実施形態による、ワイヤグリッド偏光子を平坦化すべく、基板の裏面上に配置された薄膜を有するワイヤグリッド偏光子を有する立方体偏光子の概略側面図である。
【図９】本発明の複数の実施形態による複数のワイヤグリッド偏光子の複数の部分の概略的な断面側面図である。
【図１０】本発明の複数の実施形態による複数のワイヤグリッド偏光子の複数の部分の概略的な断面側面図である。
【図１１】本発明の複数の実施形態による複数のワイヤグリッド偏光子の複数の部分の概略的な断面側面図である。
【図１２】本発明の複数の実施形態による複数のワイヤグリッド偏光子の複数の部分の概略的な断面側面図である。
【図１３】従来技術による立方体偏光子の概略側面図である。
【図１４】従来技術による、ワイヤグリッド偏光子の基板の一部の概略的な断面側面図である。
【００１５】
定義  本明細書で用いられるように、「立方体」は、６個の面によって境界付けられる固体を意味する。それぞれの面は、正方形、長方形または平行四辺形である必要はない。複数の面のうち少なくとも１つは、例えば放物線形状等の湾曲表面を有し得る。本明細書で用いられたように、「光」という用語は、Ｘ線、紫外線、可視光線、および／または赤外線、または電磁スペクトルの他の複数の領域の光もしくは電磁放射を意味する。本明細書で用いられるように、「薄膜」は、関心対象の光スペクトルの最大波長の３倍より大きくない厚さを有する材料の実質的に連続的なまたは破壊されていない膜を意味する。この定義における「実質的に連続的」は、ピンホール等の何らかの不連続性があり得ることを意味するが、グリッドまたは分離したワイヤへの分割等の主要な不連続性は意味しない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
様々な立方体偏光子およびワイヤグリッド偏光子の設計が、説明され、複数の図において示されるであろう。これらの立方体偏光子およびワイヤグリッド偏光子は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。比較的大きなサイズの立方体のプリズムの、より小さいサイズのワイヤグリッド偏光子基板、および非常に小さいサイズのワイヤまたは薄膜により、縮尺通りに描画することは非実用的であろう。これらの構成要素の寸法の中には以下において特定されるものもあれば、複数のその他は、当技術分野において公知であるものもある。
【００１７】
図１および図２で例示されるように、立方体偏光子１０が、第１のプリズム１５および第２のプリズム１６を備えて示されている。この立方体偏光子１０は、等しいかまたはほぼ等しい光路長の、光の反射ビームＲおよび透過ビームＴ用に設計され得る。これら２つの光路長を可能な限りほぼ等しく保つことが重要であり得ると認識されてきた。等しい（または、ほぼ等しい）光路長を必要とする複数の応用の例に、干渉法および３次元投影ディスプレイがある。
【００１８】
第１のプリズム１５は、内面（内面１）、外面（外面１）および外側面（外側面１）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。内面１および外側面１の接合部は、第１の縁部（第１の縁部１）を画定する。外面１および外側面１の接合部は、第２の縁部（第２の縁部１）を画定する。内面１および外面１の接合部は、第３の縁部（第３の縁部１）を画定する。第１の縁部１から第２の縁部１までの距離は、外側面長（ＬＯＳ１）を画定する。第２の縁部１から第３の縁部１までの距離は、外面長１（ＬＯＦ１）を画定する。
【００１９】
第２のプリズム１６は、内面（内面２）、外面（外面２）、および外側面（外側面２）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。内面２および外側面２の接合部は、第１の縁部（第１の縁部２）を画定する。外面２および外側面２の接合部は、第２の縁部（第２の縁部２）を画定する。内面２および外面２の接合部は、第３の縁部（第３の縁部２）を画定する。第１の縁部２から第２の縁部２までの距離は、外側面長２（ＬＯＳ２）を画定する。第２の縁部２から第３の縁部２までの距離は、外面長２（ＬＯＦ２）を画定する。
【００２０】
立方体偏光子１０は、ワイヤグリッド偏光子１１を含み得る。ワイヤグリッド偏光子は、図９、図１０、図１１、および図１２に示されるワイヤグリッド偏光子９０、４１、１１０および１２０の様々な実施形態のうち１つに従って作成され得る。ワイヤグリッド偏光子１１は、第１の表面９２ｆおよび第１の表面９２ｆと実質的に平行な反対側の第２の表面９２ｓを有する基板９２を含み得る。平行であり細長い、分離された（複数のギャップＧによって分離された）複数のワイヤ９１のアレイが、基板９２の第１の表面９２ｆ上に配置され得る。ワイヤグリッド偏光子１１は、（１）基板９２の第２の表面９２ｓが内面２に取り付けられ、かつそれに面しており、（２）複数のワイヤ９１が内面１に取り付けられ、かつそれに面しており、（３）外面１が外面２の反対側にあり、（４）外側面１が外側面２の反対側にあるように、第１のプリズム１５と第２のプリズム１６との間にはさまれて配置され得る。
【００２１】
偏光されていない光線Ｕは、外面１を通って入ることができる。偏光されていない光線Ｕは、ワイヤグリッド偏光子１１で偏光され得、（１）ワイヤグリッド偏光子１１の中を伝搬し、外面２を通って出る光の透過ビームＴ、および（２）ワイヤグリッド偏光子１１から反射し、外側面１を通って出る光の反射ビームＲを形成する。立方体偏光子１０は、等しいまたはほぼ等しい光路長の、反射ビームＲおよび透過ビームＴ用に設計され得る。光路長は、光が材料の中を進む距離に材料の屈折率を掛けたものである。
【００２２】
反射ビームＲおよび透過ビームＴの光路長を等しくするか、またはほぼ等しくする１つの方法は、外面２の平面（正面平面２）を第１の縁部１と位置合わせすることである。正確な位置合わせは最適であり得るが、かなりの利点は、実質的な位置合わせによって得られ得る。製造における複数の欠陥は、正確な位置合わせを過度に難しくし得る。この位置合わせは、正面平面２と第１の縁部１との間の距離ｄ１１によって定量化され得る。正確な位置合わせでは、ｄ１１＝０である。実質的な位置合わせは、一態様においてｄ１１＜５００マイクロメートルであり、別の態様においてｄ１１＜１００マイクロメートルであり、または別の態様においてｄ１１＜１０マイクロメートルである。そのような位置合わせは、反射ビームＲおよび透過ビームＴの光路長を等しくし得るか、またはほぼ等しくし得る。
【００２３】
この位置合わせは、（図１および図２の図に基づいて）第２のプリズム１６を下方かつ左へシフトすることによってなされ得、またはＬＯＳ１に対してＬＯＳ２を減らすことによってなされ得る。ＬＯＳ１からＬＯＳ２を差し引いたものは、一態様において５００マイクロメートルから１０００マイクロメートルまでの間にあり得る。ＬＯＳ１とＬＯＳ２との間の実際の望ましい差は、基板９２の厚さｔに依存し得る。
【００２４】
いくつかの設計では、ＬＯＳ１＞ＬＯＳ２およびＬＯＦ１＞ＬＯＦ２を有することが望まれ得る。LＯＳ１＞ＬＯＳ２およびLＯＦ１＞ＬＯＦ２を有することは、立方体偏光子１０が用いられる構造に立方体偏光子１０が適合する、またはプリズムの縁部が、立方体の残りの部分を超えて突出し、そこでそれが損傷を受け得ることを回避することを可能にすべく、プリズム１５および１６の三角形状面が接する立方体偏光子１０の正方形端部を形成することが望まれてよい。立方体偏光子１０が、偏光していない光が外側面１を通って入ることを可能にするように設計されている場合、ＬＯＳ１＞ＬＯＳ２およびＬＯＦ１＞ＬＯＦ２を有することが望ましくてよく、この光からの反射および透過ビームが、等しいまたはほぼ等しい光路長を有することも重要である。
【００２５】
従って、正面平面２を第１の縁部１と位置合わせすることに加えて、外側面２の平面（側面２）が第３の縁部１と実質的に位置合わせされ、従って、側面２と第３の縁部１との間の距離ｄ１２を最小化する。ｄ１２は、一態様において、５００マイクロメートル未満であり得、別の態様において１００マイクロメートル未満であり得、または別の態様において１０マイクロメートル未満であり得る。ＬＯＦ１からＬＯＦ２を差し引いたものは、一態様において、５００マイクロメートルから１０００マイクロメートルの間であり得る。ＬＯＦ１とＬＯＦ２との間の実際の望ましい差は、基板９２の厚さｔに依存し得る。
【００２６】
距離ｄ１１および／またはｄ１２を最小化することによって、反射ビームＲおよび透過ビームＴの光路長は等しいか、または実質的に等しいことが可能である。従って、立方体偏光子１０は、一態様において、方程式
【数８】
0006657528.tif 000009
を満たすことができ、別の態様において、方程式
【数９】
0006657528.tif 000010
を満たすことができ、別の態様において、方程式
【数１０】
0006657528.tif 000011
を満たすことができ、または別の態様において、方程式
【数１１】
0006657528.tif 000012
を満たすことができ、ここで：  ・ＯＰＬＴは、透過ビームＴの光路長であり、  ・ＯＰＬＲは、反射ビームＲの光路長であり、  ・ｔは、第１の表面９２ｆと第２の表面９２ｓとの間の基板９２の厚さであり、  ・ｎｐは、第１のプリズムの屈折率１５である。
【００２７】
｜ＯＰＬＴ−ＯＰＬＲ｜は、一態様において５００マイクロメートル未満であり得、別の態様において１００マイクロメートル未満であり得、別の態様において１０マイクロメートル未満であり得、または別の態様において１マイクロメートル未満であり得る。
【００２８】
概略的な斜視図における第１のプリズム３５および第２のプリズム３６が、プリズムの複数の側面、面、および縁部をより明確に示すべく、図３に示されている。第１のプリズム３５は、内面（内面１）、外面（外面１）、および外側面（外側面１）によって連結された２つの三角形状面３１および３２を含み得る。第２のプリズム３６は、内面（内面２）、外面（外面２）、および外側面（外側面２）によって連結された２つの三角形状面３３および３４を含み得る。これらのプリズム３５および３６は、本明細書で説明される全実施形態に適用可能である。
【００２９】
立方体偏光子４０の別の実施形態が、図４、図５、図６、および図７で示されている。立方体偏光子４０は、第１のプリズム４５の内面と第２のプリズム４６の内面との間にはさまれて配置されたワイヤグリッド偏光子４１を含み得る。
【００３０】
第１のプリズム４５が、内面（内面１）、外面（外面１）、および外側面（外側面１）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。内面１および外側面１の接合部は、第１の縁部（第１の縁部１）を画定する。内面１および外面１の接合部は、第３の縁部（第３の縁部１）を画定する。
【００３１】
第２のプリズム４６が、内面（内面２）、外面（外面２）、および外側面（外側面２）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。内面２および外側面２の接合部は、第１の縁部（第１の縁部２）を画定する。内面２および外面２の接合部は、第３の縁部（第３の縁部２）を画定する。
【００３２】
立方体偏光子４０は、等しい、またはほぼ等しい光路長の反射ビームＲおよび透過ビームＴ用に設計され得る。そのような光路長の均等性は、ワイヤグリッド偏光子の対称性およびプリズムの対称性によって実現され得る。
【００３３】
ワイヤグリッド偏光子の対称性について、ワイヤグリッド偏光子４１は、図１０および図１１に示されるように、第１の基板９２と第２の基板１０４との間にはさまれて配置された、平行で細長い、分離された（複数のギャップＧによって分離された）複数のワイヤ９１のアレイを含み得る。複数のワイヤ９１は、標準的な薄膜堆積およびパターニング技術によって第１の基板９２に加えられ得る。第２の基板１０４は、接着剤によって複数のワイヤ９１の上端に取り付けられ得る。
【００３４】
基板９２および１０４は、ワイヤグリッド偏光子４１のための構造的支持を提供すべく、光学的な意味で厚い（例えば、薄膜ではない）ことがあり得る。第１の基板９２の厚さｔｈ９２および第２の基板１０４の厚さｔｈ１０４は両方とも、一態様において０．４ミリメートルより大きいことがあり得、別の態様において０．５ミリメートルより大きいことがあり得、または別の態様において０．４から１．４ミリメートルの間にあり得る。ワイヤグリッド偏光子の対称性について、第１の基板９２の厚さｔｈ９２は、第２の基板１０４の厚さｔｈ１０４に等しいか、または実質的に等しくなり得る。
【００３５】
ワイヤグリッド偏光子１１０は、図１１に示されるように、ワイヤグリッド偏光子４１の代わりに立方体偏光子４０に用いられ得る。ワイヤグリッド偏光子１１０は、複数のワイヤ９１の上方に配置された、例えば二酸化ケイ素等の第１の薄膜９３を含む。第１の薄膜９３は、複数のワイヤ間の複数のギャップＧも配置され得、または複数のギャップＧを実質的に充填し得る。対称性について、第１の基板９２の厚さｔｈ９２は、複数のワイヤ９１の上方の第２の基板１０４および第１の薄膜９３を合わせた厚さｔｈ１０４＋９３に等しいか、または実質的に等しくなり得る。しかしながら、第１の薄膜９３の厚さが薄いことにより、その厚さは無視されるかもしれなく、立方体偏光子の設計者は、基板９２および１０４の厚さｔｈ９２およびｔｈ１０４のみを考慮するかもしれない。図９および図１２に示されるように、ワイヤグリッド偏光子９０および１２０は、第２の基板１０４を追加して立方体偏光子８０にも用いられ得る。
【００３６】
プリズムの対称性について、第１のプリズム４５の２つの三角形状面のサイズは、第２のプリズム４６の２つの三角形状面のサイズに等しい、または実質的に等しくなり得る。等しい、または実質的に等しい複数の光路長について、第１のプリズム４５は、第２のプリズム４６と実質的に同じ材料で作成され得る。代わりに、複数のプリズム間で、材料および屈折率の差があり得て、そのような差は、複数のプリズム間のサイズの差で補償され得るが、そのような設計は複雑であり得る。材料およびサイズの両方の対称性は、均等な光路長を取得するための簡易な方法であり得る。
【００３７】
等しいまたは類似のプリズム４５および４６のサイズおよび材料に加えて、プリズム４５および４６の位置合わせも、立方体偏光子４０の対称性のために重要であり得る。以下の説明、ならびに図５および図６は、そのような位置合わせを説明し、示す。図５に示されるように、外面２（正面平面２）の平面は、第１の接合部４２で外側面１（側面１）の平面と鉛直に交差し得る。第１の縁部１と第１の接合部４２との間の距離ｄ１４は、第３の縁部２と第１の接合部４２との間の距離ｄ１３に等しいか、または実質的に等しくなり得る。図６に示されるように、外面１（正面平面１）の平面は、第２の接合部４３で外側面２（側面２）の平面を鉛直に交差し得る。第１の縁部２と第２の接合部４３との間の距離ｄ１６は、第３の縁部１と第２の接合部４３との間の距離ｄ１５に等しいか、または実質的に等しくなり得る。
【００３８】
ワイヤグリッド偏光子の対称性およびプリズムの対称性の組み合わせによって立方体の対称性は、以下に説明され、図７に示されるように、等しいか、または実質的に等しい複数の光路長を可能にし得る。波長λを有する偏光していない光線Ｕが、外面１を通って立方体偏光子４０へ入り、ワイヤグリッド偏光子４１で偏光され得、（１）ワイヤグリッド偏光子４１から反射し、外側面１を通って出る光の反射ビームＲおよび（２）ワイヤグリッド偏光子４１を通って伝搬し、外面２を通って出る光の透過ビームＴを形成し得る。透過ビームＴの光路長（ＯＰＬＴ）と反射ビームＲの光路長（ＯＰＬＲ）との間の差の絶対値（｜ＯＰＬＴ−ＯＰＬＲ｜）は、一態様において１００×λ未満であり得、別の態様において１０×λ未満であり得、別の態様において５００マイクロメートル未満であり得、別の態様において１００マイクロメートル未満であり得、別の態様において１０マイクロメートル未満であり得、または別の態様において１マイクロメートル未満であり得る。光路長（ＯＰＬ）は、光が材料の中を進む距離に材料の屈折率を掛けたものである。
【００３９】
立方体におけるワイヤグリッド偏光子の湾曲は、複数の問題を引き起こし得る。ワイヤグリッド偏光子は、複数のワイヤまたは複数のワイヤと隣接する複数の他の薄膜によって誘導される応力に起因して湾曲し得る。この湾曲により、偏光子の１つの領域からの反射光線が、偏光子の別の領域からの反射光線とは異なる光路長を有することになり、これにより波面歪が引き起こされる。透過ビームにも類似の問題が存在し得る。
【００４０】
この湾曲の問題は、図８および図９の立方体偏光子８０およびワイヤグリッド偏光子９０において示されるように、および以下に説明されるように、解決され得るか、または改善され得る。立方体偏光子８０は、波長λを含む光の偏光に対して設計され得る。
【００４１】
立方体偏光子８０は、第１のプリズム８５および第２のプリズム８６を含み得る。第１のプリズム８５は、内面、外面（外面１）、および外側面（外側面１）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。第２のプリズム８６は、内面、外面（外面２）、および外側面（外側面２）によって連結された２つの三角形状面を含み得る。
【００４２】
ワイヤグリッド偏光子９０は、プリズム８５および８６の内面の間にはさまれて配置され得る。ワイヤグリッド偏光子９０は、第１の表面９２ｆおよび第１の表面９２ｆと実質的に平行な反対側の第２の表面９２ｓを有する基板９２を含み得る。基板９２の第１の表面９２ｆ上に配置された材料（材料１）９６があり得る。材料１９６は、平行で細長い、分離された（複数のギャップＧで分離された）複数のワイヤ９１のアレイを含み得る。材料１９６は、以下に説明されるように、他の薄膜９３および／または９４も含み得る。第２の表面９２ｓ上に配置された薄膜（薄膜２）９５があり得る。薄膜２９５は、材料１９６によって引き起こされた応力のバランスを取り得るので、ワイヤグリッド偏光子９０の湾曲を低減し、波面歪を低減する。
【００４３】
この低減された波面歪は、例えば光線８２−８４等の光線の光路長の最小限の変化によって証明され得る。光線８２−８４を含む複数の光線は、外面１を通って入り得、立方体偏光子８０内のワイヤグリッド偏光子９０の複数の部分から反射し得、次に外側面１を通って出ることができる。光線は、立方体偏光子８０内のワイヤグリッド偏光子９０の複数ワイヤ９１の全ての部分から反射し得る。これらの光線は、（１）最小光路長（ＯＰＬＳ）を有する光線、および（２）最大光路長（ＯＰＬＬ）を有する光線を含み得る。光路長は、光が材料の中を進む距離に材料の屈折率を掛けたものである。ＯＰＬＬとＯＰＬＳとの間の差は、ピークツーバレーまで（ＰＴＶ）を画定する。言い換えれば、｜ＯＰＬＬ−ＯＰＬＳ｜＝ＰＴＶである。薄膜２９５は、ワイヤグリッド偏光子９０の湾曲を低減する材料および厚さを含み得る。そうすることで、ＰＴＶは、一態様においてλ／２未満であるか、別の態様においてλ／４未満であるか、別の態様においてλ／８未満であるか、別の態様において５００ナノメートル未満であるか、別の態様において３５０ナノメートル未満であるか、または別の態様において１００ナノメートル未満である。
【００４４】
本明細書で説明された立方体偏光子１０、４０および８０における複数のプリズムは、三角形状のプリズムであり得る。プリズムの内面、外側面、および外面は、平行四辺形の形状を有し得、矩形であり得、正方形であり得るが、そのような形状である必要はない。それぞれのプリズムの２つの三角形状面は、互いに平行であり得るか、または実質的に平行であり得るが、そのような関係は必須ではない。複数のプリズムおよびワイヤグリッド偏光子基板は、望まれる光波長帯に対して実質的に透明な材料（例えば、可視光についてはガラス）で作成され得る。一実施形態において、複数のワイヤ９１は、１つの三角形状面の方向において長手方向に、それぞれのプリズムの他の三角形状面へと（複数の図面のページ内へと）延在し得る。
［項目１］
立方体偏光子であって、
ａ．第１のプリズムであって、
ｉ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面と、
ｉｉ．第１の縁部を画定する、上記内面および上記外側面の接合部と、を含む第１のプリズムと、
ｂ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面を含む第２のプリズムと、
ｃ．ワイヤグリッド偏光子であって、
ｉ．第１の表面および上記第１の表面と実質的に平行な反対側の第２の表面を有する基板と、
ｉｉ．上記基板の上記第１の表面の上に配置された平行な細長い、分離された複数のワイヤのアレイと、を含むワイヤグリッド偏光子と
を備え、
ｄ．上記ワイヤグリッド偏光子は、
ｉ．上記基板の上記第２の表面が上記第２のプリズムの上記内面に取り付けられ、かつそれに面しており、
ｉｉ．上記複数のワイヤが上記第１のプリズムの上記内面に取り付けられ、かつそれに面しており、
ｉｉｉ．上記第１のプリズムの上記外面が上記第２のプリズムの上記外面の反対側にあり、
ｉｖ．上記第１のプリズムの上記外側面が、上記第２のプリズムの上記外側面の反対側にある、
ように、上記第１のプリズムと上記第２のプリズムとの間にはさまれて配置されており、
ｅ．上記第２のプリズムの上記外面の正面平面は、上記第２のプリズムの上記外面の上記正面平面と、上記第１のプリズムの上記第１の縁部との間の距離が５００マイクロメートル未満であるように、上記第１のプリズムの上記第１の縁部と実質的に位置合わせされている、
立方体偏光子。
［項目２］
上記第２のプリズムの上記外面の上記正面平面と上記第１のプリズムの上記第１の縁部との間の上記距離は、１００マイクロメートル未満である、項目１に記載の立方体偏光子。
［項目３］
ａ．上記第１のプリズムの上記外面を通って入る光線は、上記ワイヤグリッド偏光子で偏光させられ、
ｉ．上記ワイヤグリッド偏光子の中を伝搬し、上記第２のプリズムの上記外面を通って出る光の透過ビームと、
ｉｉ．上記ワイヤグリッド偏光子から反射し、上記第１のプリズムの上記外側面を通って出る光の反射ビームと、を形成し、
ｂ．上記立方体偏光子は、方程式
【数１２】
0006657528.tif 000013
を満たし、ここで、
ｉ．光路長は、光が材料の中を進む距離に上記材料の屈折率を掛けたものであり、
ｉｉ．ＯＰＬＴは、上記透過ビームの光路長であり、
ｉｉｉ．ＯＰＬＲは、上記反射ビームの光路長であり、
ｉｖ．ｔは、上記基板の上記第１の表面と上記第２の表面との間の上記基板の厚さであり、
ｖ．ｎｐは、上記第１のプリズムの屈折率である、
項目１に記載の立方体偏光子。
［項目４］
上記立方体偏光子は、方程式
【数９】
0006657528.tif 000014
を満たす、項目３に記載の立方体偏光子。
［項目５］
ａ．上記第１のプリズムは、
ｉ．上記第１のプリズムの上記外面および上記第１のプリズムの上記外側面の接合部が、上記第１のプリズムの第２の縁部を画定し、
ｉｉ．上記第１のプリズムの上記内面および上記第１のプリズムの上記外面の接合部が、上記第１のプリズムの第３の縁部を画定し、
ｉｉｉ．上記第１のプリズムの上記第１の縁部から上記第１のプリズムの上記第２の縁部までの距離が、上記第１のプリズムの外側面長を画定し、
ｉｖ．上記第１のプリズムの上記第２の縁部から上記第１のプリズムの上記第３の縁部までの距離が、上記第１のプリズムの外面長を画定する、ことをさらに含み、
ｂ．上記第２のプリズムは、
ｉ．上記第２のプリズムの上記内面および上記第２のプリズムの上記外側面の接合部が上記第２のプリズムの第１の縁部を画定し、
ｉｉ．上記第２のプリズムの上記外面および上記第２のプリズムの上記外側面の接合部が上記第２のプリズムの第２の縁部を画定し、
ｉｉｉ．上記第２のプリズムの上記内面および上記第２のプリズムの上記外面の接合部が上記第２のプリズムの第３の縁部を画定し、
ｉｖ．上記第２のプリズムの上記第１の縁部から上記第２のプリズムの上記第２の縁部までの距離が、上記第２のプリズムの上記外側面長を画定し、
ｖ．上記第２のプリズムの上記第２の縁部から上記第２のプリズムの上記第３の縁部までの距離が、上記第２のプリズムの上記外面長を画定する、ことをさらに含み、
ｃ．上記第１のプリズムの上記外面長は、上記第２のプリズムの上記外面長より大きく、上記第１のプリズムの上記外側面長は、上記第２のプリズムの上記外側面長より大きく、
ｄ．上記第２のプリズムの上記外側面の平面は、上記第２のプリズムの上記側面と上記第１のプリズムの上記第３の縁部との間の距離が５００マイクロメートル未満であるように、上記第１のプリズムの上記第３の縁部と実質的に位置合わせされている、
項目１に記載の立方体偏光子。
［項目６］
上記第２のプリズムの上記側面と上記第１のプリズムの上記第３の縁部との間の上記距離は、１００マイクロメートル未満である、項目１に記載の立方体偏光子。
［項目７］
上記第１のプリズムの上記外側面長と上記第２のプリズムの上記外側面長との間の差は、５００マイクロメートルより大きい、項目１に記載の立方体偏光子。
［項目８］
上記第１のプリズムの上記外面長と上記第２のプリズムの上記外面長との間の差は、５００マイクロメートルより大きい、項目１に記載の立方体偏光子。
［項目９］
ａ．上記複数のワイヤの間の複数のギャップを充填し、上記複数のワイヤの上方に４０から１２０ナノメートルの間の厚さで延在する、二酸化ケイ素の薄膜と、
ｂ．上記二酸化ケイ素の薄膜の上に配置され、５０から１５０ナノメートルの間の厚さを有する二酸化チタンの薄膜と、をさらに備える、
項目１に記載の立方体偏光子。
［項目１０］
ａ．上記立方体偏光子は、波長λを含む光を偏光させるように設計され、
ｂ．上記複数のワイヤは、金属の層と上記波長λを有する光を実質的に吸収する材料の層とを含み、
ｃ．上記立方体偏光子は、上記波長λを有する入射光線を、上記複数のワイヤによって主に反射または吸収される第１のビーム、および、上記複数のワイヤの中を主に伝搬される第２のビームへと偏光させることが可能であり、
ｄ．上記第１のビームの少なくとも７５％が、上記複数のワイヤによって吸収される、
項目１に記載の立方体偏光子。
［項目１１］
立方体偏光子であって、
ａ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面を含む第１のプリズムと、
ｂ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面を含む第２のプリズムと、
ｃ．第１の基板と第２の基板との間にはさまれて配置された平行な細長い、分離された複数のワイヤのアレイを含むワイヤグリッド偏光子と、
を備え、
ｄ．上記第１の基板の厚さおよび上記第２の基板の厚さは両方とも０．４ミリメートルより大きく、
ｅ．上記ワイヤグリッド偏光子は、上記第１のプリズムの上記内面と上記第２のプリズムの上記内面との間にはさまれて配置されている、
立方体偏光子。
［項目１２］
ａ．上記複数のワイヤの間の複数のギャップを充填し、上記複数のワイヤの上方に４０から１２０ナノメートルまでの間の厚さで延在する二酸化ケイ素の薄膜と、
ｂ．上記二酸化ケイ素の薄膜の上に配置され、５０から１５０ナノメートルまでの間の厚さを有する二酸化チタンの薄膜と、をさらに備える、
項目１１に記載の立方体偏光子。
［項目１３］
ａ．上記立方体偏光子は、波長λを含む光を偏光させるように設計され、
ｂ．上記複数のワイヤは、金属の層と、上記波長λを有する光を質的に吸収する材料の層とを含み、
ｃ．上記立方体偏光子は、上記波長λを有する入射光線を、上記複数のワイヤによって主に反射される、または吸収される第１のビームおよび上記複数のワイヤの中を主に伝搬させられる第２のビームへと偏光させることが可能であり、
ｄ．上記第１のビームの少なくとも７５％が、上記複数のワイヤによって吸収される、
項目１１に記載の立方体偏光子。
［項目１４］
波長λを含む光の偏光用に設計された立方体偏光子であって、
ａ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面を含む第１のプリズムと、
ｂ．内面、外面、および外側面によって連結された２つの三角形状面を含む第２のプリズムと、
ｃ．ワイヤグリッド偏光子であって、
ｉ．第１の表面および上記第１の表面と実質的に平行な反対側の第２の表面を有する基板と、
ｉｉ．上記第１の表面の上に配置され、平行な細長い、分離された複数のワイヤのアレイを含む材料と、
ｉｉｉ．上記第２の表面の上に配置された薄膜と、を含む、ワイヤグリッド偏光子と、
を備え、
ｄ．上記ワイヤグリッド偏光子は、上記第１のプリズムの上記内面と上記第２のプリズムの上記内面との間にはさまれて配置され、
ｅ．光が材料の中を進む距離に上記材料の屈折率を掛けたものは、光路長を画定し、
ｆ．上記第１のプリズムの上記外面を通って入り、上記立方体偏光子内の上記ワイヤグリッド偏光子の複数の部分から反射して、次に上記第１のプリズムの上記外側面を通って出る複数の光線は、
ｉ．最小光路長（ＯＰＬＳ）を有する光線と、
ｉｉ．最大光路長（ＯＰＬＬ）を有する光線と、を含み、
ｇ．上記最大光路長（ＯＰＬＬ）と上記最小光路長（ＯＰＬＳ）との間の差は、ピークツーバレー（ＰＴＶ）を画定し、
ｈ．上記薄膜は、上記ピークツーバレー（ＰＴＶ）が上記波長λの半分未満であるように、上記ワイヤグリッド偏光子の湾曲を低減する材料および厚さを含む、
立方体偏光子。
［項目１５］
上記ピークツーバレー（ＰＴＶ）は、上記波長λの４分の１未満である、項目１４に記載の立方体偏光子。
［項目１６］
上記ピークツーバレー（ＰＴＶ）は、３５０ナノメートル未満である、項目１４に記載の立方体偏光子。
［項目１７］
上記薄膜は、上記ワイヤグリッド偏光子の上記基板の上記第１の表面の上に配置された上記材料と同じ材料を含む、項目１４に記載の立方体偏光子。
［項目１８］
上記薄膜は二酸化ケイ素を含む、項目１４に記載の立方体偏光子。
［項目１９］
ａ．上記ワイヤグリッド偏光子の上記基板の上記第１の表面の上に配置された上記材料は、
ｉ．上記複数のワイヤの間の複数のギャップを充填し、上記複数のワイヤの上方において、４０から１２０ナノメートルの間の厚さで延在する、連続的な二酸化ケイ素の薄膜と、
ｉｉ．二酸化ケイ素の上記薄膜の上に配置され、５０から１５０ナノメートルまの間の厚さを有する二酸化チタンの薄膜と、を含み、
ｂ．上記薄膜は、８０から３００ナノメートルの間の厚さを有する二酸化ケイ素を含む、
項目１４に記載の立方体偏光子。
［項目２０］
ａ．上記立方体偏光子は、波長λを含む光を偏光させるように設計され、
ｂ．上記複数のワイヤは、金属の層と、上記波長λを有する光を実質的に吸収する材料の層とを含み、
ｃ．上記立方体偏光子は、上記波長λを有する入射光線を、上記複数のワイヤによって主に反射される、または吸収される第１のビーム、および、上記複数のワイヤの中を主に伝搬する第２のビームへと偏光させることが可能であり、
ｄ．上記第１のビームの少なくとも７５％が上記複数のワイヤによって吸収される、
項目７に記載の立方体偏光子。
【００４５】
波面歪を低減するための薄膜２９５の使用はまた、立方体偏光子１０および４０に用いられ得る。従って、低減された波面歪の複数の利点は、反射および透過ビームの光路長を等しくすることの利点と組み合わされ得る。
【００４６】
図９に示されるのは、上記の様々な立方体偏光子１０、４０および８０に用いられ得るワイヤグリッド偏光子９０である。材料および厚さを含むこの設計の仕様は、全体的な立方体偏光子の性能を改善し得る。第１の薄膜９３が、複数のワイヤ９１間のギャップＧを充填し得、複数のワイヤ９１の上方に延在し得る。第１の薄膜９３は、二酸化ケイ素を含み得る。第１の薄膜９３は、４０から１２０ナノメートルまでの間の厚さｔｈ９３については複数のワイヤ９１の上方に延在し得る。第２の薄膜９４が、第１の薄膜９３上に配置され得る。第２の薄膜９４は、二酸化チタンを含み得る。第２の薄膜９４は、５０から１５０ナノメートルまでの間の厚さｔｈ９４を有し得る。薄膜２９５が、低減されたワイヤグリッド偏光子９０の湾曲のために、基板の第２の表面９２ｓの上に配置される場合、この薄膜２９５は、８０から３００ナノメートルまでの間の厚さｔｈ９５を有する二酸化ケイ素を含み得る。
【００４７】
立方体偏光子のいくつかの用途において、反射ビームＲおよび透過ビームＴの両方が用いられ、１つの偏光を可能な限り多く反射させることが望ましいかもしれない。他の複数の用途において、反射ビームＲを抑制または吸収することが有益であり得る。例えば、反射ビームＲは、立方体偏光子が用いられるシステムにおける複数の他のデバイスを妨げてもよい。図１２に示されるのは、上記の様々な立方体偏光子１０、４０および８０に用いられ得るワイヤグリッド偏光子１２０である。波長λを含む光を偏光させるように設計された立方体偏光子１０、４０または８０について、複数のワイヤ９１は、金属１２１の層、および波長λを有する光に対して実質的に吸収性のある材料の層（吸収層）１２２を含み得る。立方体偏光子１０、４０または８０は、波長λを有する入射光線を、複数のワイヤ９１によって主に反射される、または吸収される第１のビームおよび複数のワイヤ９１の中を主に伝搬する第２のビームへと偏光し得る。一態様において、第１のビームの少なくとも７５％が複数のワイヤによって吸収され得、別の態様において少なくとも８５％が複数のワイヤによって吸収され得、または別の態様において少なくとも９２％が複数のワイヤによって吸収され得る。
【００４８】
本明細書で説明された立方体偏光子１０、４０および８０における複数のプリズムは、三角形状のプリズムであり得る。プリズムの内面、外側面、および外面は、平行四辺形の形状を有し得、矩形であり得、正方形であり得るが、そのような形状である必要はない。それぞれのプリズムの２つの三角形状面は、互いに平行であり得るか、または実質的に平行であり得るが、そのような関係は必須ではない。複数のプリズムおよびワイヤグリッド偏光子基板は、望まれる光波長帯に対して実質的に透明な材料（例えば、可視光についてはガラス）で作成され得る。一実施形態において、複数のワイヤ９１は、１つの三角形状面の方向において長手方向に、それぞれのプリズムの他の三角形状面へと（複数の図面のページ内へと）延在し得る。
【図１】
0006657528.tif 000017
【図２】
0006657528.tif 000018
【図３】
0006657528.tif 000019
【図４】
0006657528.tif 000020
【図５】
0006657528.tif 000021
【図６】
0006657528.tif 000022
【図７】
0006657528.tif 000023
【図８】
0006657528.tif 000024
【図９】
0006657528.tif 000025
【図１０】
0006657528.tif 000026
【図１１】
0006657528.tif 000027
【図１２】
0006657528.tif 000028
【図１３】
0006657528.tif 000029
【図１４】
0006657528.tif 000030