一种宽带光偏振态转换装置制造方法及图纸

一种宽带光偏振态转换装置，由宽带偏振分光镜及与其成一定夹角的宽带反光镜、半波片构成一体，将入射光分成平行与垂直二偏振分量，可将垂直偏振分量的偏振方向旋转到所要求的方向，并且调整反射光线之方向，达到最大限度地利用光能量及高偏振转换效率。该新型结构巧妙、成本较低、调节方便，适用于光偏振态转换的各种光学仪器中。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学
，该装置用于将自然光高效率地转换成线偏振光。许多光学仪器，特别是大屏幕投影液晶电视机，仍采用高色温的白炽灯作为光源，包括卤钨灯、金属化卤钨灯等。这些光源辐射的光为宽频带自然光，它包含一对正交的偏振光分量，两个分量的强度大致相等。在许多应用中，例如在大屏幕投影液晶电视机中，仅给定方向的线偏振光采能适用。将自然光的偏振态转换成为线偏振态，公知的方案是起用偏振器件，例如偏振片、偏振棱镜，这些方案的共同缺点在于仅一个偏振分量被利用，另一偏振分量被反射或吸收。定义偏振态转换效率ηP＝ (Ip)/(Io) (1)及ηS＝ (Is)/(I0) (2)式中IO是输入器件的总光强，IP和IS分别为输出的平行于入射平面的偏振光分量和垂直于入神平面的偏振光分量的强度，则公知的方案的转换效率均低于50％，表明一半以上的能量损失掉，或成为背景杂光，降低了成像的反差。本技术的专利技术目的是，设计一种偏振光的转换装置，它适用于宽频带(400－750nm)，并具有将偏振分光和偏振面旋转的功能结合起来的特点，以新的技术特征实现宽带、高效率的光偏振态转换。以下结合附图对该技术的技术方案详述如下本技术的光学系统见图1、图2，它是由快带偏振分光棱镜(1)及在其下侧或右侧与其成一定夹角放置的宽带反光镜(2)(此夹角可以选特定的45°、30°等角度，也可以是在0°－90°范围内可调节的任意角度。)和与宽带反光镜成一定夹角(含45°夹角)放置的半波片(3)构成一体。其中(1)为宽带偏振分光棱镜，适用波长范围为400－750nm；在该范围内的光波射入(1)后，透过(1)的平行偏振分量的强度为IP′，从(1)反射的垂直偏振分量的强度为IS。其中反射光再通过宽频带(400nm－750nm)反光镜(2)再次反射，即宽带将偏振光分光棱镜所反射或透射的偏振光分量之一，被宽带反光镜的再次反射而反射到所要求的方向，而且宽带反光镜与宽带偏振分光棱镜的适用频带是一致的。并通过半波片(3)的旋转来调节实现，而且半波片是与光轴方向垂直的。半波片采用云母构成，它相对于中心波长(例如600nm或550nm)的光波相位延迟为π。由于云母主轴折射率差的色散效应不明显，所一在整个可见光波段(400nm－750nm)的光波相位延迟近似不变。旋转半波片3到某一角度，从3出射的光波偏振平面近似与1出射光波的偏振态一致，同时，半波片与适用频带中心波长一致。设其强度为IP′。从而实现了将自然光转换成线偏振光的目的。由于自然光的两个正交分量通过本装置后均转换成为同方向的线偏振光(或近似的线偏振光)，因此转换效率很高。本装置的转换效率为η＝ (Ip′Ip″)/(Io) (3)本技术的优点及积极效果是该技术方案即所述的宽带光偏振态转换装置它是由宽带偏振分光棱镜、宽带反光镜和半波片科学而巧妙的构成特定的光学系统而设计的光学装置。该装置使入射的宽带自然光的一对正交分量均转换或同方向的线偏振光或近似的线偏振光。本装置具有高转换效率、结构紧凑的特点，成本较低，适用于科学研究和光学仪器，特别适用于大屏幕投影液晶电视机中光源的偏振态转换。 附图说明图1 光学系统图(输出平行偏振光)1 宽带偏振分光棱镜2 宽带反光镜3 半波片图2 光学系统图(输出垂直偏振光)1 宽带偏振分光棱镜2 宽带反光镜3 半波片本该技术的实施例见图1。该光学系统中输出平行偏振光，宽带偏振分光棱镜的尺寸为60nm×60nm×60nm，宽带反光镜尺寸为60nm×85nm×4nm，半波片尺寸为60nm×60nm，适用波段为400nm－750nm。为了减少透射表面的反射损失，宽带偏振分光棱镜的表面全部镀增透膜。本技术的实施例之二是另一种典型的应用光学系统见图2。在该光学系统中输出垂直偏振光，其中(1)为宽带偏振分光棱镜，适用波长范围为400nm－750nm；在党范围内的光波射入(1)后，透射的平行偏振分量经反光镜(2)反射后，再经过半波片(3)转换偏振方向，使它与直接从宽带偏渣分光棱镜(1)反射的光的偏振方向一致(图为垂直偏振分量)。权利要求1.一种宽带光偏振态转换装置，其特征是由宽带偏振分光棱镜(1)及在其下侧或右侧与其成一定夹角放置的宽带反光镜(2)和与宽带反反射镜成一定夹角放置的半波片(3)构成一体。2.按照权利要求1所述的宽带光偏振态转换装置，其特征是宽带偏振分光棱镜(1)是宽带的偏振光棱镜，其波长范围为400nm－750nm，并在其表面上全部镀增透膜。3.按照权利要求1或2所述的宽带光偏振态转换装置，其特征是宽带偏振分光棱镜(1)反射或透射的偏振光分量之一，其偏振方向可以通过半波片(3)的旋转来调节。4.按照权利要求1所述的宽带光偏振态转换装置，其特征反光镜(2)其反光角度是可调节的，并且其与宽带偏振分光棱镜(1)的适用频带一致。5.按照权利要求1所述的宽带光偏振态转换装置，其特征是半波片(3)是由云母构成，它是可以旋转的并且半波片是与光轴方向保持垂直，并与适用频带中心波长一致。专利摘要一种宽带光偏振态转换装置，由宽带偏振分光镜及与其成一定夹角的宽带反光镜、半波片构成一体，将入射光分成平行与垂直二偏振分量，可将垂直偏振分量的偏振方向旋转到所要求的方向，并且调整反射光线之方向，达到最大限度地利用光能量及高偏振转换效率。该新型结构巧妙、成本较低、调节方便，适用于光偏振态转换的各种光学仪器中。文档编号G02B27/28GK2178906SQ9324178公开日1994年10月5日 申请日期1993年10月16日 优先权日1993年10月16日专利技术者宋菲君, 杨颜峰, 王长生 申请人:中国大恒公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带光偏振态转换装置，其特征是由宽带偏振分光棱镜（１）及在其下侧或右侧与其成一定夹角放置的宽带反光镜（２）和与宽带反反射镜成一定夹角放置的半波片（３）构成一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋菲君，杨颜峰，王长生，
申请(专利权)人：大恒新纪元科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]