一种大角度偏振分光棱镜制造技术

本发明专利技术涉及一种偏振分光装置，包括第一直角棱镜、第二直角棱镜及夹设于第一两直角棱镜分光斜面和第二直角棱镜分光斜面之间的偏振分光膜，第一直角棱镜和第二直角棱镜的直角面与分光斜面的夹角角度在44‑46°之间；所述的直角棱镜和直角棱镜的折射率n＝1.8281‑1.8654；所述的所述偏振分光膜由23层膜层组成。

A large angle polarization splitting prism

【技术实现步骤摘要】
一种大角度偏振分光棱镜
本专利技术涉及光学领域，特别涉及偏振分光棱镜。
技术介绍
偏振分光棱镜是光学系统中一种常用的光学元件，通常由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一个棱镜的斜面上镀有偏振分光膜，能把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光。一般偏振分光棱镜的设计是由一对45度角的等腰直角棱镜组成，入射光以45度角入射到偏振分光膜上，根据布儒斯特定律，P偏振光透过，S偏振光反射，两出射光的方向成90度角。当入射光入射到偏振分光膜上的角度增大或减少时会产生光谱的压缩效应和消光比的降低，现有的偏振分光棱镜很难同时满足大角度入射和宽光谱的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种偏振分光棱镜，该偏振分光棱镜采用设计合理的偏振分光膜膜层结构，当入射角范围在38-52度时，能保证在450-650nm之间的宽光谱范围都有足够的消光比，即能同时满足大角度入射和宽光谱的需求。本专利技术是这样实现的：一种偏振分光装置，包括第一直角棱镜、第二直角棱镜及夹设于第一两直角棱镜分光斜面和第二直角棱镜分光斜面之间的偏振分光膜，第一直角棱镜和第二直角棱镜的直角面与分光斜面的夹角角度在44-46°之间；所述的直角棱镜和直角棱镜的折射率n＝1.8281-1.8654；所述的所述偏振分光膜由23层膜层组成，该23层膜层从入射方向到出射方向依次为：厚度为67.1-68.4nm的第一TiO2膜层；厚度为34.4-35.1nm的第一MgF2膜层；厚度为42.7-43.5nm的第二TiO2膜层；厚度为81.6-83.2nm的第一SiO2膜层；厚度为139.7-142.6nm的第三TiO2膜层；厚度为105.1-107.2nm的第二SiO2膜层；厚度为25.9-26.4nm的第四TiO2膜层；厚度为101.6-13.7nm的第二MgF2膜层；厚度为41.5-42.3nm的第五TiO2膜层；厚度为67.7-69.1nm的第三MgF2膜层；厚度为71.2-72.6nm的第三SiO2膜层；厚度为142.2-145.1nm的第六TiO2膜层；厚度为90.3-92.1nm的第四SiO2膜层；厚度为80.1-81.7nm的第四MgF2膜层；厚度为44.4-45.3nm的第七TiO2膜层；厚度为191.0-194.9nm的第五MgF2膜层；厚度为41.7-42.6nm的第八TiO2膜层；厚度为94.2-96.1nm的第六MgF2膜层；厚度为59.1-60.3nm的第五SiO2膜层；厚度为8.8-8.9nm的第九TiO2膜层；厚度为93.9-95.8nm的第六SiO2膜层；厚度为29.5-30.0nm的第十TiO2膜层；厚度为88.9-90.6nm的第七SiO2膜层。进一步地，所述的直角棱镜和直角棱镜均为等腰直角棱镜。所述的第一直角棱镜和第二直角棱镜的折射率n＝1.8281-1.8654；进一步地，在所述的直角棱镜和的直角面镀制有增透膜。进一步地，所述的第一直角棱镜和第二直角棱镜之间通过胶水、光胶或深化光胶胶合在一起。本专利技术的在光谱范围为450-650nm之间且入射角在38-52之间的入射光通过该大角度偏振分光棱镜后能高效地实现偏振分光，在入射角在38-52之间的S光和P光的透过率平均值均>96％，即偏振分光性能满足：Tp(ave)≥95％Rs(ave)≥95％@450-650nm。较之现有技术而言，本专利技术具有以下优点：(1)采用本专利技术的偏振分光装置可实现在入射角范围为38-52度时能保证宽光谱范围(450-650nm)内内各角度的S光和P光的透过率平均值均≥95％。(2)采用本专利技术的三种膜料来实现大角度宽波段偏振的效果；相对两种膜料的设计能大大减少膜层厚度和加工难度，有效降低镀膜成本。附图说明图1为本专利技术的几何结构及光路示意图。图2是本专利技术实施例1偏振分光棱镜透过率反射率图。图3是本专利技术实施例2偏振分光棱镜透过率反射率图。图4是本专利技术实施例3偏振分光棱镜透过率反射率图。具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本
技术实现思路
进行详细说明：如图1所示为本专利技术提供的一种偏振分光棱镜，它包两直角棱镜以及夹合在直角棱镜之间的偏振分光膜；所述消偏振分光膜是三种膜料叠加组成。优选地，所述棱镜材料为高折射率玻璃材料，例如SCHOTT的SF57(n＝1.8466)。优选地，所述偏振分光膜料是高折射率材料TiO2(n＝2.4)，中折射率材料SiO2(n＝1.46)，低折射率材料MgF2(n＝1.38)。本专利技术的制造工艺包括：利用物理气相沉积技术在一直角棱镜斜面上精确沉积规定厚度要求的三种介质膜料，然后通过光学胶水、光胶或深化光胶的方案将两直角棱镜固定起来，最终形成所述的偏振分光棱镜。实施例1如图1所示，一种偏振分光装置，包括第一直角棱镜1、第二直角棱镜3及夹设于第一直角棱镜分光斜面1-1和第二直角棱镜分光斜面3-1之间的偏振分光膜2，所述第一直角棱镜分光斜面1-1和第二直角棱镜分光斜面3-1平行相对设置，且第一直角棱镜1、第二直角棱镜3的对应直角面相互平行设置，其特征在于：第一直角棱镜1和第二直角棱镜3的直角面与各自的分光斜面的夹角角度为45°；所述的第一直角棱镜1和第二直角棱镜3的折射率n＝1.8466；所述的偏振分光膜由23层膜层组成，该23层膜层从入射方向到出射方向依次为：厚度为67.1nm的第一TiO2膜层；厚度为34.4nm的第一MgF2膜层；厚度为42.7nm的第二TiO2膜层；厚度为81.6nm的第一SiO2膜层；厚度为139.7nm的第三TiO2膜层；厚度为105.1nm的第二SiO2膜层；厚度为25.9nm的第四TiO2膜层；厚度为101.6nm的第二MgF2膜层；厚度为41.5nm的第五TiO2膜层；厚度为67.7nm的第三MgF2膜层；厚度为71.2nm的第三SiO2膜层；厚度为142.2nm的第六TiO2膜层；厚度为90.3nm的第四SiO2膜层；厚度为80.1nm的第四MgF2膜层；厚度为44.4nm的第七TiO2膜层；厚度为191.0nm的第五MgF2膜层；厚度为41.7nm的第八TiO2膜层；厚度为94.2nm的第六MgF2膜层；厚度为59.1nm的第五SiO2膜层；厚度为8.8nm的第九TiO2膜层；厚度为93.9nm的第六SiO2膜层；厚度为29.5nm的第十TiO2膜层；厚度为88.9nm的第七SiO2膜层。所述的第一直角棱镜1和第二直角棱镜3之间通过胶水胶合在一起。实施例2如图1所示，一种偏振分光装置，包括第一直角棱镜1、第二直角棱镜3及夹设于第一直角棱镜分光斜面1-1和第二直角棱镜分光斜面3-1之间的偏振分光膜2，所述第一直角棱镜分光斜面1-1和第二直角棱镜分光斜面3-1平行相对设置，且第一直角棱镜1、第二直角棱镜3的对应直角面相互平行设置，其特征在于：第一直角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振分光装置，包括第一直角棱镜(1)、第二直角棱镜(3)及夹设于第一直角棱镜分光斜面(1-1)和第二直角棱镜分光斜面(3-1)之间的偏振分光膜(2)，所述第一直角棱镜分光斜面(1-1)和第二直角棱镜分光斜面(3-1)平行相对设置，且第一直角棱镜(1)、第二直角棱镜(3)的对应直角面相互平行设置，其特征在于：/n第一直角棱镜(1)和第二直角棱镜(3)的直角面与各自的分光斜面的夹角角度在44-46°之间；/n所述的第一直角棱镜(1)和第二直角棱镜(3)的折射率n＝1.8281-1.8654；/n所述的偏振分光膜由23层膜层组成，该23层膜层从入射方向到出射方向依次为：/n厚度为67.1-68.4nm的第一TiO

【技术特征摘要】
1.一种偏振分光装置，包括第一直角棱镜(1)、第二直角棱镜(3)及夹设于第一直角棱镜分光斜面(1-1)和第二直角棱镜分光斜面(3-1)之间的偏振分光膜(2)，所述第一直角棱镜分光斜面(1-1)和第二直角棱镜分光斜面(3-1)平行相对设置，且第一直角棱镜(1)、第二直角棱镜(3)的对应直角面相互平行设置，其特征在于：
第一直角棱镜(1)和第二直角棱镜(3)的直角面与各自的分光斜面的夹角角度在44-46°之间；
所述的第一直角棱镜(1)和第二直角棱镜(3)的折射率n＝1.8281-1.8654；
所述的偏振分光膜由23层膜层组成，该23层膜层从入射方向到出射方向依次为：
厚度为67.1-68.4nm的第一TiO2膜层；厚度为34.4-35.1nm的第一MgF2膜层；厚度为42.7-43.5nm的第二TiO2膜层；厚度为81.6-83.2nm的第一SiO2膜层；厚度为139.7-142.6nm的第三TiO2膜层；厚度为105.1-107.2nm的第二SiO2膜层；厚度为25.9-26.4nm的第四TiO2膜层；厚度为101.6-13.7nm的第二MgF2膜层；厚度为41.5-42.3nm的第五TiO2膜层；厚度为67.7-69.1nm的第三MgF2膜层；厚度为71.2-72.6nm的第三SiO2膜层；厚度为142...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元强，郭少琴，魏德全，
申请(专利权)人：福建福特科光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35