光学模块以及观察装置的制造方法_3

文档序号:9401826阅读:来源:国知局
块IA中,能够在使被观察光LI的P偏振光成分(第I偏振光成分L2)以及s偏振光成分(第2偏振光成分L4)分离之后分别进行调制,并对调制后的第I以及第2调制光L3、L5进行合波并进行输出。因此,根据本实施方式的光学模块1A,能够有效地利用被观察光LI的P偏振光成分以及s偏振光成分的双方并且能够提高光利用效率(被观察光LI的强度与入射到光检测器8的光学图像的强度之比)。由此,能够以较现有更大的光量来观察被观察光LI,并且即使是被观察光LI的光强度为微弱的情况也能够清晰地观察到观察对象物4。
[0055]另外,根据本实施方式的光学模块IA以及观察装置2A,能够相对于第I以及第2调制光L3、L5赋予不同的调制图案。由此,例如能够赋予在垂直于光轴的面内上的光相位分布或光强度分布互相不同的2个调制图案。或者,也能够对于每个偏振光成分独立地修正像差。这样,根据本实施方式的光学模块IA以及观察装置2A,能够向使用者提供比现有装置更多样的观察方式。另外,因为对被个别地调制的第I以及第2调制光L3、L5进行合波并进行输出,所以能够减少包含于入射到光检测器8的光学图像中的色斑。还有,在本实施方式中,第I反射型SLM30以及第2反射型SLM50也可以呈现同一调制图案。
[0056]另外,在光学模块IA中,2个反射型SLM30、50被配置于I个偏振光分束器1A的周围。于是,向第I反射型SLM30入射的入射光(第I偏振光成分L2)从偏振光分束器1A入射,调制后的光(第I调制光L3)朝着偏振光分束器1A被反射。同样,向第2反射型SLM50入射的入射光(第2偏振光成分L4)从偏振光分束器1A入射,调制后的光(第2调制光L5)朝着偏振光分束器1A被反射。因为由这样的结构而能够沿着反射型SLM30、50的各个调制面31、51的法线方向使光入射以及反射,所以光轴的调整是容易的,并且能够提高向SLM入射的入射效率以及来自SLM的出射效率。另外,因为能够使被观察光LI的光轴和合成调制光L6的光轴垂直而不是倾斜,所以能够容易地做到与聚光光学系统5B或成像光学系统6的连接,另外能够减少像差的发生。再有,因为在一部分的光路上使光往复,所以能够简化光学系统整体的结构并且小型化成为可能。
[0057]在本实施方式的光学模块IA中,在第I以及第2反射型SLM30、50为液晶型的情况下如以上所述仅振动方向与液晶的取向方向相平行的直线偏振光成分被调制。因此,优选以第I反射型SLM30的液晶的取向方向和第2反射型SLM50的液晶的取向方向互相垂直的方式配置第I以及第2反射型SLM30、50。由此,能够分别在第I以及第2反射型SLM30、50上分别有效地调制偏振光面互相垂直的第I以及第2偏振光成分L2、L4。
[0058](第I变形例)
[0059]图3是表示上述实施方式的一个变形例所涉及的光学模块IB的结构的示意图。本变形例的光学模块IB除了上述实施方式的光学模块IA的结构之外还具备具有互易性的光学活性的偏振光元件即1/2波长板90。在本变形例中,1/2波长板90被配置于偏振光分束器1A与第I反射型SLM30之间的光路上,在图中表示被配置于偏振光分束器1A与第I偏振光元件20之间的光路上的例子。1/2波长板90的延迟轴相对于通过1/2波长板90的第I偏振光成分L2的偏振光面被设定成例如45°。
[0060]在该例子中,透过偏振光分束器1A的光分支面11的第I偏振光成分L2通过1/2波长板90。此时,第I偏振光成分L2的偏振光面由1/2波长板90而从P偏振光面向某个旋转方向旋转90°。之后,第I偏振光成分L2往复于第I偏振光元件20与第I反射型SLM30之间而成为第I调制光L3,并再次通过1/2波长板90。此时,第I调制光L3的偏振光面由1/2波长板90而向与上述相反的方向旋转90°。其结果,入射到偏振光分束器1A的时候的第I调制光L3的偏振光面与第I实施方式相同。
[0061]在本变形例中,由具有互易性的光学活性的偏振光元件而使入射到第I反射型SLM30的时候的第I偏振光成分L2的偏振光面旋转。由此,能够任意地控制即将入射到第I反射型SLM30之前的第I偏振光成分L2的偏振光面的角度。因此,例如在第I以及第2反射型SLM30、50为液晶型SLM的情况下,能够任意设定第I反射型SLM30的液晶的取向方向。由此,例如可以使第I反射型SLM30的液晶的取向方向和第2反射型SLM50的液晶的取向方向一致(相互平行),并且相对于输入到第I以及第2反射型SLM30、50的各个的调制数据,对第I以及第2反射型SLM30、50的控制进行共同化成为可能。
[0062]还有,1/2波长板90可以被配置于第I偏振光元件20与第I反射型SLM30之间的光路上,或者也可以被配置于偏振光分束器1A与第2反射型SLM50之间(偏振光分束器1A与第2偏振光元件40之间、或者第2偏振光元件40与第2反射型SLM50之间)的光路上。在1/2波长板90被配置于偏振光分束器1A与第2反射型SLM50之间的光路上的情况下,能够任意地控制即将入射到第2反射型SLM50之前的第2偏振光成分L4的偏振光面的角度,并且能够同样取得上述效果。
[0063](第2实施方式)
[0064]图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的光学模块IC的结构的示意图。另外,图5是表示具备光学模块IC的观察装置2C的结构的示意图。还有,为了容易理解,在图4以及图5中一并表示XYZ直角坐标系。另外,在图4以及图5中,为了容易理解,将光L8的光轴与光L9的光轴分开,但是,实际上光L8的光轴与光L9的光轴在一部分上重叠。关于光LlO以及光Lll也相同。
[0065]如图4所不,光学模块IC具备第I偏振光分束器10B、第2偏振光分束器10C、第I偏振光元件22、第I反射型SLM32、第2偏振光元件42、第2反射型SLM52、光路长调整元件60、以及1/2波长板70。
[0066]第I以及第2偏振光分束器10B、1C具有与第I实施方式的偏振光分束器1A相同的结构。即,第I以及第2偏振光分束器10B、10C具有反射入射光的s偏振光成分并透过P偏振光成分的光分支面11、光入射面12、光出射面13、第I面14、第2面15。第I偏振光分束器1B在光分支面11接受包含P偏振光成分以及s偏振光成分的被观察光L7。被观察光L7与第I实施方式相同例如是非偏振光(随机偏振光)、圆偏振光、或者椭圆偏振光的光。
[0067]第I偏振光元件22与偏振光分束器1B的第2面15相光学性親合,并且被配置于被观察光L7中在光分支面11上被反射的第I偏振光成分L8的光路上。本实施方式的第I偏振光元件22相对于偏振光分束器1B的光分支面11在X轴方向上被排列配置。第I偏振光元件22具有用于使第I偏振光成分L8的偏振光面旋转的非互易性的光学活性。还有,非互易性的光学活性的定义与第I实施方式相同。第I偏振光元件22在一个例子中优选由法拉第旋转器构成。
[0068]第I反射型SLM32调制通过第I偏振光元件22的第I偏振光成分L8并生成第I调制光L9并且向第I偏振光元件22反射第I调制光L9。作为第I反射型SLM32,与第I实施方式的第I反射型SLM30相同,可以应用相位调制型、强度调制(振幅调制)型或者偏振调制型的各种各样的SLM。第I反射型SLM32具有包含被排列成一维或者二维的多个区域(像素)的调制面33。第I反射型SLM32通过在该多个区域的每个区域中调制第I偏振光成分L8的相位、强度等从而生成第I调制光L9。
[0069]光路长调整元件60被设置于第I偏振光分束器1B与第I反射型SLM32之间的光路上,调整第I偏振光成分L8以及第I调制光L9的光路长。在一个例子中,以第I偏振光成分L8以及第I调制光L9的光路长与后面所述的第2偏振光成分LlO以及第2调制光Lll的光路长相等的方式设定光路长调整元件60的长度。还有,在图中光路长调整元件60被配置于第I偏振光分束器1B与第I偏振光元件22之间,但是,光路长调整元件60也可以被配置于第I偏振光元件22与第I反射型SLM32之间。
[0070]第I调制光L9在再次通过第I偏振光元件22之后透过第I偏振光分束器1B的光分支面11,并从光出射面13输出。
[0071]第2偏振光分束器1C以第I偏振光分束器1B的第I面14和第2偏振光分束器1C的光入射面12被互相光学性親合的方式相对于第I偏振光分束器1B在Y轴方向上被排列配置。在第I偏振光分束器1B与第2偏振光分束器1C之间的光路上设置具有互易性的光学活性的偏振光元件即1/2波长板70。包含透过第I偏振光分束器1B的P偏振光成分的第2偏振光成分LlO其偏振光面由该1/2波长板70而被旋转,作为包含s偏振光成分的第2偏振光成分LlO入射到第2偏振光分束器1C的光入射面12。第2偏振光分束器1C在光分支面11接受包含s偏振光成分的第2偏振光成分LlO。
[0072]第2偏振光元件42与偏振光分束器1C的第I面14相光学性耦合并且被配置于在光分支面11上被反射的第2偏振光成分LlO的光路上。本实施方式的第2偏振光元件42相对于偏振光分束器1C的光分支面11在X轴方向上被排列设置。第2偏振光元件42具有用于使第2偏振光成分LlO的偏振光面旋转的非互易性的光学活性。还有,非互易性的光学活性的定义与第I实施方式相同。第2偏振光元件42在一个例子中优选由法拉第旋转器构成。
[0073]第2反射型SLM52调制通过第2偏振光元件42的第2偏振光成分LlO并生成第2调制光Lll并且向第2偏振光元件42反射第2调制光L11。作为第2反射型SLM52,与第I实施方式的第2反射型SLM50相同,可以应用相位调制型、强度调制(振幅调制)型或者偏振调制型的各种各样的SLM。第2反射型SLM52具有包含被排列成一维或者二维的多个区域(像素)的调制面53。第2反射型SLM52通过在该多个区域的每个区域中调制第2偏振光成分LlO的相位、强度等从而生成第2调制光LU。
[0074]在一个例子中,第I反射型SLM32以及第2反射型SLM52为具有平行取向向列型液晶的LCOS型的SLM。反射型SLM32、52并不限于电寻址型的液晶元件
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