１／２波長板
【課題】複数の１／２波長板を用いるなど部品点数の増加を招くことなく、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できるようにする。
【解決手段】水晶板（第１の水晶部品）１０１および水晶板（第２の水晶部品）１０２を備える。水晶板１０１および水晶板１０２は、主面が平行な状態に配置されている。水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、ＹカットもしくはＸカットの水晶板であり、例えば板厚０．１９３ｍｍとされている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされている。
【解決手段】水晶板（第１の水晶部品）１０１および水晶板（第２の水晶部品）１０２を備える。水晶板１０１および水晶板１０２は、主面が平行な状態に配置されている。水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、ＹカットもしくはＸカットの水晶板であり、例えば板厚０．１９３ｍｍとされている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折性結晶である水晶を用いて直線偏光の入射光の偏光を回転させる機能を有する１／２波長板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、高密度実装基板のビアホールの形成などにレーザ加工装置が用いられている。このようなレーザ加工装置では、例えば、基本波に対して高調波を発生させることで得られる複数の波長のレーザ光を同時に用いることで、様々な加工形状が得られるようにしている（特許文献１，２参照）。また、このレーザ加工においては、よく知られているように、直線偏光のレーザ光の偏光方向を、１／２波長板を用いて制御し、様々な加工を行うようにしている。
【０００３】
上述した１／２波長板としては、光出力の高いレーザに耐えられるように、一般には、２枚の水晶板から構成されている。２枚の水晶板の板厚の差により、所望とする波長の光に対応させるようにしている。この１／２波長板は、例えば、２枚の水晶板の各々の主面に平行な光学軸（遅相軸）が互いに９０°異なる状態とし、水晶板の主面に垂直に入射する光の偏光方向を、主面に平行な面内で９０°回転させるようにしている。また、よく知られているように、水晶板をより高い精度で加工し、２枚の水晶板の光学軸の関係が正確に９０°となるようにすることで、対象となる光が透過するときの常光と異常光との位相差が、より１８０°に近くなるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１５２４０号公報
【特許文献２】特許第３７２２７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の波長のレーザ光を用いる場合、波長毎に１／２波長板が必要になり、部品点数の増加を招くという問題がある。例えば、３つの波長のレーザ光を用いる場合、２枚の水晶板を貼り合わせた１／２波長板が３個必要となる。このように、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御しようとする場合、部品点数の増加を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、複数の１／２波長板を用いるなど部品点数の増加を招くことなく、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る１／２波長板は、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第１の水晶部品と、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第２の水晶部品とを備える。
【０００８】
上記１／２波長板において、第１の水晶部品および第２の水晶部品は、互いの遅相軸が４１°異なっていればよい。この場合、第１の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応し、第２の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応するものである。
【０００９】
また、上記１／２波長板において、第２の水晶部品は、主面に平行な平面内で、第１の水晶部品に対して回転可能とされていてもよい。
【００１０】
上記１／２波長板において、第１の水晶部品は、１枚の水晶板から構成されていればよい。また、第２の水晶部品は、板厚の差が第１の水晶部品を構成する水晶板と同じにされた２枚の水晶板から構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する２つの水晶部品から構成したので、複数の１／２波長板を用いるなど部品点数の増加を招くことなく、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における１／２波長板の構成を示す斜視図である。本実施の形態における１／２波長板は、水晶板（第１の水晶部品）１０１および水晶板（第２の水晶部品）１０２を備える。また、水晶板１０１および水晶板１０２が、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされている。例えば、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対し、位相差が１２１７．８°とされている。
【００１４】
加えて、本実施の形態における１／２波長板は、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸とが、４１°異なっている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、主面が平行な状態に配置されている。なお、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、水晶板１０１の主面に対し、水晶板１０２の主面が５°程度傾いた状態に配置してもよい。いずれの場合においても、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされた２組の水晶部品から構成されていればよい。
【００１５】
水晶板１０１および水晶板１０２は、いわゆるＹカットもしくはＸカットの水晶板を用いればよく、例えば板厚０．１９３ｍｍとされている。なお、他のカットの水晶板を用いることも可能である。ここで、上記位相差は、ＸカットおよびＹカットの水晶板の板厚に換算すると、０．１９２５〜０．２０５７ｍｍとなる。なお、水晶の位相差は、よく知られているように、「位相差＝（２π／対象光の波長）×（正常光と異常光の屈折率の差）×板厚」の関係を備えている。従って、水晶板１０１と水晶板１０２とは、同じ板厚とされている必要はない。
【００１６】
上述した本実施の形態における１／２波長板によれば、図２に示すように、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍの光（レーザ光）に対し、Ｐ偏光およびＳ偏光の間の変換効率（ＰＳ変換効率）を１００％とすることができる。言い換えると、本実施の形態における１／２波長板によれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、９０°回転させることができる。このように、本実施の形態によれば、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できる。
【００１７】
また、本実施の形態における１／２波長板は、図３に示すように、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°で、波長３５５，５３２，１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率が９９％以上となる。なお、図３において、実線が波長３５５ｎｍのレーザ光におけるＰＳ変換効率の変化を示し、一点鎖線が波長５３２ｎｍのレーザ光におけるＰＳ変換効率の変化を示し、点線が波長１０６４ｎｍのレーザ光におけるＰＳ変換効率の変化を示している。これらのことから、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされていればよいことがわかる。
【００１８】
なお、上述では、水晶板１０１および水晶板１０２より１／２波長板を構成したが、これに限るものではない。例えば、水晶板１０２を、２枚の水晶板から構成してもよい。２枚の水晶板により、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる状態が得られればよい。例えば、２枚の水晶板は、板厚の差が、水晶板１０２に等しいものとする。また、２枚の水晶板は、光学軸が直交するように配置する。例えば、２枚の水晶板を、光学軸が直交するように貼り合わせて用いればよい。このように２枚の水晶板から構成した水晶部品（第２の水晶部品）を、水晶板１０１に対して遅相軸が４１°異なるように配置して構成すれば、前述同様に、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、９０°回転させることができる。
【００１９】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２における１／２波長板の構成を示す斜視図である。本実施の形態における１／２波長板は、水晶板（第１の水晶部品）１０１および水晶板（第２の水晶部品）１０２を備える。また、水晶板１０１および水晶板１０２が、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされている。例えば、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対し、位相差が１２１７．８°とされている。
【００２０】
加えて、本実施の形態における１／２波長板は、水晶板１０２を、主面に平行な平面内で、水晶板１０１に対して回転可能としている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、主面が平行な状態に配置されている。なお、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、水晶板１０１の主面に対し、水晶板１０２の主面が５°程度傾いた状態に配置してもよい。いずれの場合においても、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされた２組の水晶部品から構成されていればよい。
【００２１】
水晶板１０１および水晶板１０２は、いわゆるＹカットもしくはＸカットの水晶板であり、例えば板厚０．１９３ｍｍとされている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、他のカットの水晶板を用いることも可能である。ここで、上記位相差は、ＸカットおよびＹカットの水晶板の板厚に換算すると、０．１９２５〜０．２０５７ｍｍとなる。
【００２２】
このように構成した本実施の形態による１／２波長板によれば、水晶板１０２を回転させることで、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率を、０〜１００％の範囲で可変させることができる。言い換えると、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、０〜９０°の範囲で任意の角度に回転させることができる。
【００２３】
従って、例えば、本実施の形態における１／２波長板を透過したレーザ光を、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４０１を透過させる構成とすれば、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角度を変化させることで、ＰＢＳ４０１を直進するレーザ光の強度を可変させることができる。
【００２４】
例えば、入射する波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍの各々のレーザ光の偏光方向（Ｐ偏光）に対し、水晶板１０１の遅相軸を２４〜２６°または６４〜６６°となるように配置し、また、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸を４１°回転させておく。この状態では、水晶板１０１および水晶板１０２よりなる１／２波長板を透過するレーザ光は、変換効率約１００％でＳ偏光とされる。この結果、ＰＢＳ４０１に入射したレーザ光は、直進することなく、垂直な方向に進路が変更される。従って、ＰＢＳ４０１を直進するレーザ光の強度は０となる。
【００２５】
一方、レーザ光の偏光方向（Ｐ偏光）に対し、水晶板１０１の遅相軸を２４〜２６°または６４〜６６°となるように配置し、また、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸を９０°の関係としておく。この状態では、水晶板１０１および水晶板１０２よりなる１／２波長板は、光学軸が直交関係であるため１／２波長板の機能がなくなり、透過するレーザ光は、Ｐ偏光のままとされる。この結果、ＰＢＳ４０１に入射したレーザ光は、ほぼ全てがＰＢＳ４０１を直進することになる。従って、ＰＢＳ４０１を直進するレーザ光の強度は最大（１００％）となる。
【００２６】
次に、上述した水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸との角度と、ＰＳ変換効率との関係について説明する。以下では、本実施の形態における１／２波長板の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、各波長のレーザ光に対するＰＳ変換効率との関係を示す図５〜図１３を用いて説明する。
【００２７】
まず、図５は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２０°としたものである。なおこれは、入射方向から見て反時計回りに回転させた角度である。また、図５では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が７０°回転している状態である。なおこれは、入射方向から見て時計回りに回転させた角度である。
【００２８】
次に、図６は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２０°（反時計回り）としたものである。また、図６では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が７０°（時計回り）回転している状態である。
【００２９】
次に、図７は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２７９．４°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２０°（反時計回り）としたものである。また、図７では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が７０°（時計回り）回転している状態である。
【００３０】
次に、図８は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２５°（反時計回り）としたものである。また、図８では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６５°（時計回り）回転している状態である。
【００３１】
次に、図９は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２５°（反時計回り）としたものである。また、図９では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６５°（時計回り）回転している状態である。
【００３２】
次に、図１０は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２７９．４°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２５°（反時計回り）としたものである。また、図１０では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６５°（時計回り）回転している状態である。
【００３３】
次に、図１１は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を３０°（反時計回り）としたものである。また、図１１では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６０°（時計回り）回転している状態である。
【００３４】
次に、図１２は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を３０°（反時計回り）としたものである。また、図１２では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６０°（時計回り）回転している状態である。
【００３５】
次に、図１３は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２７９．４°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を３０°（反時計回り）としたものである。また、図１３では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６０°（時計回り）回転している状態である。
【００３６】
以上の結果からわかるように、いずれの波長に対しても、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸との角度に対するＰＳ変換効率が、初期状態より最大値が得られる範囲までは、ほぼ同様に変化している。また、全てにおいて、ＰＳ変換効率を０〜１００％の範囲で変化させることができている。特に、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差を１２１７．８°としたものは、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍに対して同じ状態となっている。また、入射側となる水晶板１０１の遅相軸を、入射光に対して変化させても、ＰＳ変換効率を０〜１００％の範囲で変化させることができている。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率を０〜１００％の範囲で変化させることができる。言い換えると、０〜９０°の範囲で、各波長に対して同様に偏光方向を回転させることができる。なお、これらのことは、水晶板１０１および水晶板１０２を、各々の主面が平行な状態に配置して相対的に回転させることで得られるものであることはいうまでもない。例えば、入射側の水晶板１０１を固定し、これに対して出射側の水晶板１０２を回転させるようにしてもよい。また、出射側の水晶板１０２を固定し、これに対して入射側の水晶板１０１を回転させるようにしてもよい。
【００３８】
また、ＰＳ変換効率が１００％となる条件、言い換えると偏光の方向を９０°回転させることができる条件は、図中の回転角が４９°の場合であり、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸とが４１°（反時計回り）となる。これは、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差を１２１７．８°とした場合である。従って、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差を１２１７．８°とし、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸とが４１°異なる状態とすれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、９０°回転させることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、ＰＢＳ４０１は、必要なものではない。本実施の形態における１／２波長板は、水晶板１０２を水晶板１０１に対して回転させることで、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、０〜９０°の範囲で任意の角度に回転させることできるところに特徴がある。例えば、レーザ加工においては、加工方向と照射するレーザの偏光方向との関係が重要となる。このため、加工方向を変更する場合、照射するレーザの偏光方向も変更させる必要がある。
【００４０】
このような加工において、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光を利用する場合、一般には、各波長に対応させて、各々１／２波長板を用いることになり、部品点数の増加を招くことになる。一方、本実施の形態によれば、１つの１／２波長板で、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光に対応し、各波長のレーザ光の偏光状態を制御することができる。このため、部品点数の増加が抑制できるようになる。
【００４１】
次に、水晶板１０２を回転させる保持治具について説明する。図１４は、水晶板１０２を回転可能とする保持治具の１例を示す斜視図である。この保持治具は、定盤１４０１の上に、水晶板１０１を固定して配置する固定ホルダ１４０２と、水晶板１０２を保持する円筒形状のホルダ１４０３と、ホルダ１４０３を定盤１４０１の上に回転可能に支持する回転ガイド１４０４とを備える。なお、水晶板１０１および水晶板１０２のレーザ光入出射面には、反射防止膜を形成しておくとよい。
【００４２】
回転ガイド１４０４は、水晶板１０２をこの主面が円筒の底面に平行となるように保持している。また、回転ガイド１４０４は、円筒の底面が、固定ホルダ１４０２に固定されている水晶板１０１の主面に平行とされている。また、回転ガイド１４０４は、ホルダ１４０３の円筒側面の形状に合わせた曲面のガイド部を備え、ガイド部に沿ってホルダ１４０３が摺動可能な状態とされている。この摺動により、ホルダ１４０３は、円筒の円周方向に回転する。このようなホルダ１４０３の回転により、ホルダ１４０３に保持されている水晶板１０２は、水晶板１０１および水晶板１０２の主面に平行な平面内で、水晶板１０１に対して水晶板１０２を回転させることができる。
【００４３】
次に、他の保持治具について説明する。図１５は、水晶板１０２を回転可能とする保持治具の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。この保持治具は、まず、水晶板１０１が固定される固定ガイドホルダ１５０１と、水晶板１０２が固定される円筒形回転ホルダ１５０２と、円筒形回転ホルダ１５０２を固定ガイドホルダ１５０１の内部に駐止するための抑え蓋１５０３とを備える。
【００４４】
図１５に示すように、円筒形回転ホルダ１５０２は、大径部１５２１と小径部１５２２とを備える。大径部１５２１は、小径部１５２２につながる開口部を有する底部を備えた有底円筒であり、この底部に水晶板１０２を固定している。円筒形回転ホルダ１５０２は、大径部１５２１の外底部の部分で固定ガイドホルダ１５０１により駐止され、大径部１５２１が、固定ガイドホルダ１５０１の内部に収容されている。一方、円筒形回転ホルダ１５０２の小径部１５２２は、抑え蓋１５０３の円形開口部を嵌通して外部に延出している。
【００４５】
固定ガイドホルダ１５０１においては、円筒形回転ホルダ１５０２の小径部１５２２の延長部に開口部１５０１ａを備える。また、開口部１５０１ａの箇所において、固定ガイドホルダ１５０１の内側に、水晶板１０１を固定している。このようにして固定ガイドホルダ１５０１に固定された水晶板１０１と、円筒型回転ホルダ１５０２に固定された水晶板１０２とは、各々の主面が平行な状態とされている。また、固定ガイドホルダ１５０１の内部において、大径部１５２１の先端部との間にリング１５０４を備え、円筒型回転ホルダ１５０２の位置を固定している。
【００４６】
固定ガイドホルダ１５０１，円筒形回転ホルダ１５０２，抑え蓋１５０３，およびリング１５０４は、例えば、アルミニウム、ステンレス，鉄ニッケル合金などの金属材料から構成すればよい。また、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂など、耐熱性に優れたプラスチックを用いるようにしてもよい。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、熱硬化性エポキシ接着材、ガラス転移点が６００℃以下の低融点ガラス，ろう材などにより接着・固定されている。
【００４７】
また、水晶板１０１と水晶板１０２とは、対向する面が近設配置され、これらの間にマッチングオイル（屈折率整合剤）１５０５が狭入されている。言い換えると、水晶板１０１と水晶板１０２とは、マッチングオイル１５０５を介して摺接している。マッチングオイル１５０５は、水晶と同じ屈折率に調整されている。マッチングオイル１５０５により、水晶板１０１を出射して水晶板１０２に入射する光の減衰を抑制できるようになる。なお、水晶板１０１のレーザ光入射面および水晶板１０２のレーザ光出射面には、反射防止膜を形成しておくとよい。
【００４８】
円筒型回転ホルダ１５０２は、大径部１５２１の外周と固定ガイドホルダ１５０１の一部内壁との接触面が摺動し、小径部１５２２の外周と抑え蓋１５０３の開口部の側面との接触面が摺動し、円周方向に回転可能とされている。この回転により、円筒型回転ホルダ１５０２に保持されている水晶板１０２は、水晶板１０１および水晶板１０２の主面に平行な平面内で、水晶板１０１に対して水晶板１０２を回転させることができる。
【００４９】
なお、上述では、水晶板１０１および水晶板１０２より１／２波長板を構成したが、これに限るものではない。例えば、水晶板１０２を、２枚の水晶板から構成してもよい。２枚の水晶板により、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる状態が得られればよい。例えば、２枚の水晶板は、板厚の差が、水晶板１０２に等しいものとする。また、２枚の水晶板は、光学軸が直交するように配置する。例えば、２枚の水晶板を、光学軸が直交するように貼り合わせて用いればよい。このように２枚の水晶板から構成した水晶部品（第２の水晶部品）を、前述したように水晶板１０１に対して回転させれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、０〜９０°の範囲で任意の角度に回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における１／２波長板の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における１／２波長板の光学特性（位相差の波長依存性）を示す特性図である。
【図３】波長５３２ｎｍの光に対する位相差と、波長３５５，５３２，１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態２における１／２波長板の構成を示す斜視図である。
【図５】位相差が１１９７．３°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図６】位相差が１２１７．８°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図７】位相差が１２７９．４°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図８】位相差が１１９７．３°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２５°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図９】位相差が１２１７．８°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２５°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１０】位相差が１２７９．４°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２５°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１１】位相差が１１９７．３°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して３０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１２】位相差が１２１７．８°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して３０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１３】位相差が１２７９．４°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して３０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１４】水晶板１０２を回転可能とする保持治具の１例を示す斜視図である。
【図１５】水晶板１０２を回転可能とする保持治具の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１…水晶板（第１の水晶部品）、１０２…水晶板（第２の水晶部品）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折性結晶である水晶を用いて直線偏光の入射光の偏光を回転させる機能を有する１／２波長板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、高密度実装基板のビアホールの形成などにレーザ加工装置が用いられている。このようなレーザ加工装置では、例えば、基本波に対して高調波を発生させることで得られる複数の波長のレーザ光を同時に用いることで、様々な加工形状が得られるようにしている（特許文献１，２参照）。また、このレーザ加工においては、よく知られているように、直線偏光のレーザ光の偏光方向を、１／２波長板を用いて制御し、様々な加工を行うようにしている。
【０００３】
上述した１／２波長板としては、光出力の高いレーザに耐えられるように、一般には、２枚の水晶板から構成されている。２枚の水晶板の板厚の差により、所望とする波長の光に対応させるようにしている。この１／２波長板は、例えば、２枚の水晶板の各々の主面に平行な光学軸（遅相軸）が互いに９０°異なる状態とし、水晶板の主面に垂直に入射する光の偏光方向を、主面に平行な面内で９０°回転させるようにしている。また、よく知られているように、水晶板をより高い精度で加工し、２枚の水晶板の光学軸の関係が正確に９０°となるようにすることで、対象となる光が透過するときの常光と異常光との位相差が、より１８０°に近くなるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１５２４０号公報
【特許文献２】特許第３７２２７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の波長のレーザ光を用いる場合、波長毎に１／２波長板が必要になり、部品点数の増加を招くという問題がある。例えば、３つの波長のレーザ光を用いる場合、２枚の水晶板を貼り合わせた１／２波長板が３個必要となる。このように、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御しようとする場合、部品点数の増加を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、複数の１／２波長板を用いるなど部品点数の増加を招くことなく、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る１／２波長板は、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第１の水晶部品と、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第２の水晶部品とを備える。
【０００８】
上記１／２波長板において、第１の水晶部品および第２の水晶部品は、互いの遅相軸が４１°異なっていればよい。この場合、第１の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応し、第２の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応するものである。
【０００９】
また、上記１／２波長板において、第２の水晶部品は、主面に平行な平面内で、第１の水晶部品に対して回転可能とされていてもよい。
【００１０】
上記１／２波長板において、第１の水晶部品は、１枚の水晶板から構成されていればよい。また、第２の水晶部品は、板厚の差が第１の水晶部品を構成する水晶板と同じにされた２枚の水晶板から構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する２つの水晶部品から構成したので、複数の１／２波長板を用いるなど部品点数の増加を招くことなく、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における１／２波長板の構成を示す斜視図である。本実施の形態における１／２波長板は、水晶板（第１の水晶部品）１０１および水晶板（第２の水晶部品）１０２を備える。また、水晶板１０１および水晶板１０２が、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされている。例えば、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対し、位相差が１２１７．８°とされている。
【００１４】
加えて、本実施の形態における１／２波長板は、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸とが、４１°異なっている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、主面が平行な状態に配置されている。なお、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、水晶板１０１の主面に対し、水晶板１０２の主面が５°程度傾いた状態に配置してもよい。いずれの場合においても、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされた２組の水晶部品から構成されていればよい。
【００１５】
水晶板１０１および水晶板１０２は、いわゆるＹカットもしくはＸカットの水晶板を用いればよく、例えば板厚０．１９３ｍｍとされている。なお、他のカットの水晶板を用いることも可能である。ここで、上記位相差は、ＸカットおよびＹカットの水晶板の板厚に換算すると、０．１９２５〜０．２０５７ｍｍとなる。なお、水晶の位相差は、よく知られているように、「位相差＝（２π／対象光の波長）×（正常光と異常光の屈折率の差）×板厚」の関係を備えている。従って、水晶板１０１と水晶板１０２とは、同じ板厚とされている必要はない。
【００１６】
上述した本実施の形態における１／２波長板によれば、図２に示すように、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍの光（レーザ光）に対し、Ｐ偏光およびＳ偏光の間の変換効率（ＰＳ変換効率）を１００％とすることができる。言い換えると、本実施の形態における１／２波長板によれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、９０°回転させることができる。このように、本実施の形態によれば、複数の波長の光源の偏光状態を１／２波長板により制御（変更）できる。
【００１７】
また、本実施の形態における１／２波長板は、図３に示すように、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°で、波長３５５，５３２，１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率が９９％以上となる。なお、図３において、実線が波長３５５ｎｍのレーザ光におけるＰＳ変換効率の変化を示し、一点鎖線が波長５３２ｎｍのレーザ光におけるＰＳ変換効率の変化を示し、点線が波長１０６４ｎｍのレーザ光におけるＰＳ変換効率の変化を示している。これらのことから、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされていればよいことがわかる。
【００１８】
なお、上述では、水晶板１０１および水晶板１０２より１／２波長板を構成したが、これに限るものではない。例えば、水晶板１０２を、２枚の水晶板から構成してもよい。２枚の水晶板により、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる状態が得られればよい。例えば、２枚の水晶板は、板厚の差が、水晶板１０２に等しいものとする。また、２枚の水晶板は、光学軸が直交するように配置する。例えば、２枚の水晶板を、光学軸が直交するように貼り合わせて用いればよい。このように２枚の水晶板から構成した水晶部品（第２の水晶部品）を、水晶板１０１に対して遅相軸が４１°異なるように配置して構成すれば、前述同様に、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、９０°回転させることができる。
【００１９】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２における１／２波長板の構成を示す斜視図である。本実施の形態における１／２波長板は、水晶板（第１の水晶部品）１０１および水晶板（第２の水晶部品）１０２を備える。また、水晶板１０１および水晶板１０２が、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされている。例えば、水晶板１０１および水晶板１０２は、波長５３２ｎｍの光に対し、位相差が１２１７．８°とされている。
【００２０】
加えて、本実施の形態における１／２波長板は、水晶板１０２を、主面に平行な平面内で、水晶板１０１に対して回転可能としている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、主面が平行な状態に配置されている。なお、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、水晶板１０１の主面に対し、水晶板１０２の主面が５°程度傾いた状態に配置してもよい。いずれの場合においても、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°とされた２組の水晶部品から構成されていればよい。
【００２１】
水晶板１０１および水晶板１０２は、いわゆるＹカットもしくはＸカットの水晶板であり、例えば板厚０．１９３ｍｍとされている。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、他のカットの水晶板を用いることも可能である。ここで、上記位相差は、ＸカットおよびＹカットの水晶板の板厚に換算すると、０．１９２５〜０．２０５７ｍｍとなる。
【００２２】
このように構成した本実施の形態による１／２波長板によれば、水晶板１０２を回転させることで、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率を、０〜１００％の範囲で可変させることができる。言い換えると、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、０〜９０°の範囲で任意の角度に回転させることができる。
【００２３】
従って、例えば、本実施の形態における１／２波長板を透過したレーザ光を、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４０１を透過させる構成とすれば、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角度を変化させることで、ＰＢＳ４０１を直進するレーザ光の強度を可変させることができる。
【００２４】
例えば、入射する波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍの各々のレーザ光の偏光方向（Ｐ偏光）に対し、水晶板１０１の遅相軸を２４〜２６°または６４〜６６°となるように配置し、また、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸を４１°回転させておく。この状態では、水晶板１０１および水晶板１０２よりなる１／２波長板を透過するレーザ光は、変換効率約１００％でＳ偏光とされる。この結果、ＰＢＳ４０１に入射したレーザ光は、直進することなく、垂直な方向に進路が変更される。従って、ＰＢＳ４０１を直進するレーザ光の強度は０となる。
【００２５】
一方、レーザ光の偏光方向（Ｐ偏光）に対し、水晶板１０１の遅相軸を２４〜２６°または６４〜６６°となるように配置し、また、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸を９０°の関係としておく。この状態では、水晶板１０１および水晶板１０２よりなる１／２波長板は、光学軸が直交関係であるため１／２波長板の機能がなくなり、透過するレーザ光は、Ｐ偏光のままとされる。この結果、ＰＢＳ４０１に入射したレーザ光は、ほぼ全てがＰＢＳ４０１を直進することになる。従って、ＰＢＳ４０１を直進するレーザ光の強度は最大（１００％）となる。
【００２６】
次に、上述した水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸との角度と、ＰＳ変換効率との関係について説明する。以下では、本実施の形態における１／２波長板の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、各波長のレーザ光に対するＰＳ変換効率との関係を示す図５〜図１３を用いて説明する。
【００２７】
まず、図５は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２０°としたものである。なおこれは、入射方向から見て反時計回りに回転させた角度である。また、図５では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が７０°回転している状態である。なおこれは、入射方向から見て時計回りに回転させた角度である。
【００２８】
次に、図６は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２０°（反時計回り）としたものである。また、図６では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が７０°（時計回り）回転している状態である。
【００２９】
次に、図７は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２７９．４°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２０°（反時計回り）としたものである。また、図７では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が７０°（時計回り）回転している状態である。
【００３０】
次に、図８は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２５°（反時計回り）としたものである。また、図８では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６５°（時計回り）回転している状態である。
【００３１】
次に、図９は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２５°（反時計回り）としたものである。また、図９では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６５°（時計回り）回転している状態である。
【００３２】
次に、図１０は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２７９．４°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を２５°（反時計回り）としたものである。また、図１０では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６５°（時計回り）回転している状態である。
【００３３】
次に、図１１は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１１９７．３°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を３０°（反時計回り）としたものである。また、図１１では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６０°（時計回り）回転している状態である。
【００３４】
次に、図１２は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を３０°（反時計回り）としたものである。また、図１２では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６０°（時計回り）回転している状態である。
【００３５】
次に、図１３は、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２７９．４°であり、入射するレーザ光に対して水晶板１０１の遅相軸を３０°（反時計回り）としたものである。また、図１３では、横軸の回転角が「０」は、水晶板１０１の遅相軸に対して水晶板１０２の遅相軸が６０°（時計回り）回転している状態である。
【００３６】
以上の結果からわかるように、いずれの波長に対しても、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸との角度に対するＰＳ変換効率が、初期状態より最大値が得られる範囲までは、ほぼ同様に変化している。また、全てにおいて、ＰＳ変換効率を０〜１００％の範囲で変化させることができている。特に、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差を１２１７．８°としたものは、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍに対して同じ状態となっている。また、入射側となる水晶板１０１の遅相軸を、入射光に対して変化させても、ＰＳ変換効率を０〜１００％の範囲で変化させることができている。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率を０〜１００％の範囲で変化させることができる。言い換えると、０〜９０°の範囲で、各波長に対して同様に偏光方向を回転させることができる。なお、これらのことは、水晶板１０１および水晶板１０２を、各々の主面が平行な状態に配置して相対的に回転させることで得られるものであることはいうまでもない。例えば、入射側の水晶板１０１を固定し、これに対して出射側の水晶板１０２を回転させるようにしてもよい。また、出射側の水晶板１０２を固定し、これに対して入射側の水晶板１０１を回転させるようにしてもよい。
【００３８】
また、ＰＳ変換効率が１００％となる条件、言い換えると偏光の方向を９０°回転させることができる条件は、図中の回転角が４９°の場合であり、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸とが４１°（反時計回り）となる。これは、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差を１２１７．８°とした場合である。従って、水晶板１０１および水晶板１０２の波長５３２ｎｍの光に対する位相差を１２１７．８°とし、水晶板１０１の遅相軸と水晶板１０２の遅相軸とが４１°異なる状態とすれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、９０°回転させることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、ＰＢＳ４０１は、必要なものではない。本実施の形態における１／２波長板は、水晶板１０２を水晶板１０１に対して回転させることで、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、０〜９０°の範囲で任意の角度に回転させることできるところに特徴がある。例えば、レーザ加工においては、加工方向と照射するレーザの偏光方向との関係が重要となる。このため、加工方向を変更する場合、照射するレーザの偏光方向も変更させる必要がある。
【００４０】
このような加工において、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光を利用する場合、一般には、各波長に対応させて、各々１／２波長板を用いることになり、部品点数の増加を招くことになる。一方、本実施の形態によれば、１つの１／２波長板で、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光に対応し、各波長のレーザ光の偏光状態を制御することができる。このため、部品点数の増加が抑制できるようになる。
【００４１】
次に、水晶板１０２を回転させる保持治具について説明する。図１４は、水晶板１０２を回転可能とする保持治具の１例を示す斜視図である。この保持治具は、定盤１４０１の上に、水晶板１０１を固定して配置する固定ホルダ１４０２と、水晶板１０２を保持する円筒形状のホルダ１４０３と、ホルダ１４０３を定盤１４０１の上に回転可能に支持する回転ガイド１４０４とを備える。なお、水晶板１０１および水晶板１０２のレーザ光入出射面には、反射防止膜を形成しておくとよい。
【００４２】
回転ガイド１４０４は、水晶板１０２をこの主面が円筒の底面に平行となるように保持している。また、回転ガイド１４０４は、円筒の底面が、固定ホルダ１４０２に固定されている水晶板１０１の主面に平行とされている。また、回転ガイド１４０４は、ホルダ１４０３の円筒側面の形状に合わせた曲面のガイド部を備え、ガイド部に沿ってホルダ１４０３が摺動可能な状態とされている。この摺動により、ホルダ１４０３は、円筒の円周方向に回転する。このようなホルダ１４０３の回転により、ホルダ１４０３に保持されている水晶板１０２は、水晶板１０１および水晶板１０２の主面に平行な平面内で、水晶板１０１に対して水晶板１０２を回転させることができる。
【００４３】
次に、他の保持治具について説明する。図１５は、水晶板１０２を回転可能とする保持治具の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。この保持治具は、まず、水晶板１０１が固定される固定ガイドホルダ１５０１と、水晶板１０２が固定される円筒形回転ホルダ１５０２と、円筒形回転ホルダ１５０２を固定ガイドホルダ１５０１の内部に駐止するための抑え蓋１５０３とを備える。
【００４４】
図１５に示すように、円筒形回転ホルダ１５０２は、大径部１５２１と小径部１５２２とを備える。大径部１５２１は、小径部１５２２につながる開口部を有する底部を備えた有底円筒であり、この底部に水晶板１０２を固定している。円筒形回転ホルダ１５０２は、大径部１５２１の外底部の部分で固定ガイドホルダ１５０１により駐止され、大径部１５２１が、固定ガイドホルダ１５０１の内部に収容されている。一方、円筒形回転ホルダ１５０２の小径部１５２２は、抑え蓋１５０３の円形開口部を嵌通して外部に延出している。
【００４５】
固定ガイドホルダ１５０１においては、円筒形回転ホルダ１５０２の小径部１５２２の延長部に開口部１５０１ａを備える。また、開口部１５０１ａの箇所において、固定ガイドホルダ１５０１の内側に、水晶板１０１を固定している。このようにして固定ガイドホルダ１５０１に固定された水晶板１０１と、円筒型回転ホルダ１５０２に固定された水晶板１０２とは、各々の主面が平行な状態とされている。また、固定ガイドホルダ１５０１の内部において、大径部１５２１の先端部との間にリング１５０４を備え、円筒型回転ホルダ１５０２の位置を固定している。
【００４６】
固定ガイドホルダ１５０１，円筒形回転ホルダ１５０２，抑え蓋１５０３，およびリング１５０４は、例えば、アルミニウム、ステンレス，鉄ニッケル合金などの金属材料から構成すればよい。また、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂など、耐熱性に優れたプラスチックを用いるようにしてもよい。また、水晶板１０１および水晶板１０２は、例えば、熱硬化性エポキシ接着材、ガラス転移点が６００℃以下の低融点ガラス，ろう材などにより接着・固定されている。
【００４７】
また、水晶板１０１と水晶板１０２とは、対向する面が近設配置され、これらの間にマッチングオイル（屈折率整合剤）１５０５が狭入されている。言い換えると、水晶板１０１と水晶板１０２とは、マッチングオイル１５０５を介して摺接している。マッチングオイル１５０５は、水晶と同じ屈折率に調整されている。マッチングオイル１５０５により、水晶板１０１を出射して水晶板１０２に入射する光の減衰を抑制できるようになる。なお、水晶板１０１のレーザ光入射面および水晶板１０２のレーザ光出射面には、反射防止膜を形成しておくとよい。
【００４８】
円筒型回転ホルダ１５０２は、大径部１５２１の外周と固定ガイドホルダ１５０１の一部内壁との接触面が摺動し、小径部１５２２の外周と抑え蓋１５０３の開口部の側面との接触面が摺動し、円周方向に回転可能とされている。この回転により、円筒型回転ホルダ１５０２に保持されている水晶板１０２は、水晶板１０１および水晶板１０２の主面に平行な平面内で、水晶板１０１に対して水晶板１０２を回転させることができる。
【００４９】
なお、上述では、水晶板１０１および水晶板１０２より１／２波長板を構成したが、これに限るものではない。例えば、水晶板１０２を、２枚の水晶板から構成してもよい。２枚の水晶板により、波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる状態が得られればよい。例えば、２枚の水晶板は、板厚の差が、水晶板１０２に等しいものとする。また、２枚の水晶板は、光学軸が直交するように配置する。例えば、２枚の水晶板を、光学軸が直交するように貼り合わせて用いればよい。このように２枚の水晶板から構成した水晶部品（第２の水晶部品）を、前述したように水晶板１０１に対して回転させれば、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍのレーザ光の偏光方向を、０〜９０°の範囲で任意の角度に回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における１／２波長板の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における１／２波長板の光学特性（位相差の波長依存性）を示す特性図である。
【図３】波長５３２ｎｍの光に対する位相差と、波長３５５，５３２，１０６４ｎｍのレーザ光に対するＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態２における１／２波長板の構成を示す斜視図である。
【図５】位相差が１１９７．３°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図６】位相差が１２１７．８°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図７】位相差が１２７９．４°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図８】位相差が１１９７．３°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２５°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図９】位相差が１２１７．８°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２５°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１０】位相差が１２７９．４°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して２５°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１１】位相差が１１９７．３°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して３０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１２】位相差が１２１７．８°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して３０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１３】位相差が１２７９．４°の水晶板１０１の遅相軸を入射するレーザ光に対して３０°とした場合の、水晶板１０１に対する水晶板１０２の回転角と、波長３５５ｎｍ，波長５３２ｎｍ，および波長１０６４ｎｍにおけるＰＳ変換効率との関係を示す特性図である。
【図１４】水晶板１０２を回転可能とする保持治具の１例を示す斜視図である。
【図１５】水晶板１０２を回転可能とする保持治具の他の例を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１…水晶板（第１の水晶部品）、１０２…水晶板（第２の水晶部品）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第１の水晶部品と、
波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第２の水晶部品と
を備えることを特徴とする１／２波長板。
【請求項２】
請求項１記載の１／２波長板において、
前記第１の水晶部品および前記第２の水晶部品は、互いの遅相軸が４１°異なっている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項３】
請求項２記載の１／２波長板において、
前記第１の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応し、
前記第２の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応する
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項４】
請求項１記載の１／２波長板において、
前記第２の水晶部品は、前記主面に平行な平面内で、前記第１の水晶部品に対して回転可能とされている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の１／２波長板において、
前記第１の水晶部品は、１枚の水晶板から構成されている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項６】
請求項５記載の１／２波長板において、
前記第２の水晶部品は、板厚の差が前記第１の水晶部品を構成する水晶板と同じにされた２枚の水晶板から構成されている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項１】
波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第１の水晶部品と、
波長５３２ｎｍの光に対して位相差が１１９７．３°〜１２７９．４°となる水晶板に対応する第２の水晶部品と
を備えることを特徴とする１／２波長板。
【請求項２】
請求項１記載の１／２波長板において、
前記第１の水晶部品および前記第２の水晶部品は、互いの遅相軸が４１°異なっている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項３】
請求項２記載の１／２波長板において、
前記第１の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応し、
前記第２の水晶部品は、波長５３２ｎｍの光に対する位相差が１２１７．８°となる水晶板に対応する
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項４】
請求項１記載の１／２波長板において、
前記第２の水晶部品は、前記主面に平行な平面内で、前記第１の水晶部品に対して回転可能とされている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の１／２波長板において、
前記第１の水晶部品は、１枚の水晶板から構成されている
ことを特徴とする１／２波長板。
【請求項６】
請求項５記載の１／２波長板において、
前記第２の水晶部品は、板厚の差が前記第１の水晶部品を構成する水晶板と同じにされた２枚の水晶板から構成されている
ことを特徴とする１／２波長板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１２８３２９（Ｐ２０１０−１２８３２９Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４７７０（Ｐ２００８−３０４７７０）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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