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ビームスプリッターとは?

びーむすぷりったー

ビームスプリッターとは、入射した光ビームを二つ以上の方向に分割する光学素子で、レーザー実験干渉計カメラなど多くの光学機器に用いられます。

ビームスプリッター(Beam Splitter)は、入射した光(ビーム)を特定の比率で反射光と透過光に分ける光学部品です。半透鏡(ハーフミラー)とも呼ばれ、光学実験・計測機器・撮影機器・量子光学など幅広い分野で中心的な役割を果たします。

最も一般的な構造は、ガラス表面に薄い金属膜や誘電体多層膜をコーティングしたものです。入射光の約50%を透過させ、残りの50%を反射させる「50/50分割」が標準的ですが、用途に応じて反射率・透過率の比率を変えた製品も作られます。形状としては平板型とキューブ型(二つのプリズムを貼り合わせた立方体型)が一般的です。

ビームスプリッターの主な用途は次のとおりです。

  • 干渉計(マイケルソン干渉計など): 光を二経路に分け再合成して干渉縞を観察する
  • レーザー加工・測定: レーザービームを分岐させて複数の光路に送る
  • 一眼レフカメラ・ファインダー: 光をレンズとファインダーに分配する
  • 量子通信・量子コンピュータ: 光子の量子状態を操作する基本素子として利用

偏光特性を利用した偏光ビームスプリッター(PBS)も重要で、特定の偏光方向の光だけを反射・透過させることで、精密な偏光制御が必要な光学系に使われます。現代の光技術において欠かせない基本素子のひとつです。

使い方・例文

物理の実験室でレーザー光を二方向に分岐させてミラーに当て干渉縞を作るとき、ビームスプリッターが使われます。光ディスクドライブの内部にも組み込まれています。

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