一种等厚度双片组合零级波片及光学组件制造技术

本发明专利技术公开了一种等厚度双片组合零级波片及光学组件，其中零级波片包括：第一晶体片，包括：零级波片的入射端面，所述第一晶体片的晶体光轴在所述零级波片的入射面内且平行于入射端面；第二晶体片，包括：所述零级波片的出射端面，所述第二晶体片的晶体光轴与所述零级波片的入射面的法线呈夹角设置；所述第一晶体片与所述第二晶体片连接，所述第一晶体片和所述第二晶体片均为单轴双折射晶体，所述第一晶体片与所述第二晶体片的厚度相同，所述零级波片的入射面和所述零级波片的出射面平行。本发明专利技术提出的等厚度双片组合零级波片，减小了光轴角以及晶体片的厚度加工误差对相位延迟量的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种等厚度双片组合零级波片及光学组件


[0001]本专利技术涉及偏振光学应用
，特别涉及一种等厚度双片组合零级波片及光学组件。

技术介绍

[0002]在现代偏振光学应用技术中，相位延迟器通常用于改变光的偏振性质。相位延迟器由各向同性材料制成的菱体型和由单轴双折射晶体制成的片状两种，前者称为消色差相位延迟器，可以用于较宽的光谱范围，但不易制成较大的口径，且体型笨重、安装与调试极为不便，所以较少使用；后者可以根据材料的尺度制成大的片状口径，通常称为波片。波片一般包括：单片波片、多级片和双片组合零级波片(也称常规组合零级波片)。其中单片波片主要使用双折射率较小的白云母、石英晶体和氟化镁晶体。但是白云母波片的光学平面及机械强度较差，石英晶体和氟化镁晶体零级波片的加工难度相对较大。多级片相对单片波片的机械强度较好，然而多级片的延迟量受使用环境温度的影响较大，不利于在自然环境下使用。因此双片组合零级波片以良好的机械强度以及测量准确度受温度影响较小的特点备受使用者青睐。
[0003]目前而言，双片组合零级波片的厚度误差可以控制在0.5μm以内，但是通过计算，对于石英晶体制作的常规组合零级650nm波片，0.5μm厚度之差的偏差可以产生2.5
°
的相位延迟量偏差，影响了双片组合零级波片的相位延迟量精度。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本专利技术实施例提供了一种等厚度双片组合零级波片及光学组件。技术方案如下：
[0005]第一方面，提供了一种等厚度双片组合零级波片，包括：
[0006]第一晶体片，包括：零级波片的入射端面，所述第一晶片的晶体光轴在所述零级波片的入射面内；
[0007]第二晶体片，包括：所述零级波片的出射面，所述第二晶片的晶片光轴与所述零级波片的入射面的法线呈夹角设置；
[0008]所述第一晶体片与所述第二晶体片连接，所述第一晶体片与所述第二晶体片均为单轴双折射晶体，所述第一晶体片与所述第二晶体片的厚度相同，所述零级波片的入射面和所述零级波片的出射面平行。
[0009]进一步地，所述第一晶体片的入射面和所述第一晶体片的出射面均为光学抛光面，所述第二晶体片的入射面和所述第二晶体片的出射面均为光学抛光面。
[0010]进一步地，所述第一晶体片和所述第二晶体片之间胶合连接。
[0011]进一步地，所述第一晶体片和所述第二晶体片形状相同。
[0012]进一步地，所述第二晶体片与所述第一晶体片为材质相同的单轴双折射晶体，所述单轴双折射晶体包括：氟化镁晶体、光学石英晶体、蓝宝石晶体、铌酸锂晶体、冰洲石晶
体、α
‑
BBO晶体、钒酸钇晶体、金红石晶体中的任意一种。
[0013]进一步地，当入射光由所述零级波片的入射面射入后，所述零级波片出射面射出的出射光的光轴角满足：
[0014][0015]其中，为出射光的光轴角，d为所述第一晶体片以及所述第二晶体片的厚度，λ为出射光波长，
±
表示当使用正单轴双折射晶体时取
‑
号，使用负单轴双折射晶体时取+号，n
e
、n
o
是所用单轴双折射晶体中e、o光波的主折射率，n取1、2、3和4时，分别对应λ/4、λ/2、3λ/4和全波片。
[0016]进一步地，在所述出射光的光轴角一定时，所述第一晶体片和所述第二晶体片的厚度满足：
[0017][0018]其中，d为所述第一晶体片以及所述第二晶体片的厚度，为出射光的光轴角，
±
表示当使用正单轴双折射晶体时取
‑
号，使用负单轴双折射晶体时取+号，n
e
、n
o
是所用单轴双折射晶体中e、o光波的主折射率，其值是波长λ的函数，n取1、2、3和4时，分别对应λ/4、λ/2、3λ/4和全波片。
[0019]第二方面，提供一种光学组件，包括如第一方面任一项所述的等厚度双片组合零级波片。
[0020]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0021]1、本专利技术提出的等厚度双片组合零级波片包括两片的厚度一致的单轴双折射晶体片，两晶体片之间不存在厚度之差，减小了光轴角的精度误差对组合相位延迟量的影响。
[0022]2、本专利技术提出的等厚度双片组合零级波片中第一晶体片和第二晶体片的入射面和出射面均为抛光面，使得了晶体片厚度的加工误差可控，减小了晶体片厚度加工误差对相位延迟量的影响。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例公开的等厚度双片组合零级波片结构图；
[0025]图2是本专利技术实施例公开的等厚度双片组合零级波片第二晶体片的截面图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，本专利技术实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个
相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0028]如图1所示，一种等厚度双片组合零级波片，包括：第一晶体片1、第二晶体片2。第一晶体片1和第二晶体片2的厚度相同，且平行设置。第一晶体片1和第二晶体片2均包括入射面和出射面，其中第一晶体片1的入射面为零级波片的入射面，第二晶体片2的出射面为零级波片的出射面，第一晶体片1的出射面与第二晶体片2的入射面连接。
[0029]上述需要说明的是：第一晶体片1和第二晶体片2厚度相同，因此两晶体片之间不存在厚度之差，但在加工过程中，由于机械加工精度问题，两晶体片厚度将具有相同的加工误差。经过实验计算表明，0.5μm的加工误差，对本专利技术公开的波片的组合相位延迟量的影响不足0.1
°
，仅为常规双片组合的约4％。在实际的制作中，光轴角精度完全可以控制在0.05
°
(3
′
)以内。计算表明：0.05
°
的光轴角的精度误差对组合相位延迟量的影响约0.8
°
。由此可见：本专利技术提出的等厚度双片组合零级波片的相位延迟量偏差可以控制在1
°
以内，仅为常规双片组合同样厚度偏差的三分之一。
[0030]上述，入射面主要指入射光的射入面，出射面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等厚度双片组合零级波片，其特征在于，包括：第一晶体片，包括：零级波片的入射端面，所述第一晶体片的晶体光轴在所述零级波片的入射面内且平行于入射端面；第二晶体片，包括：所述零级波片的出射端面，所述第二晶体片的晶体光轴与所述零级波片的入射面的法线呈夹角设置；所述第一晶体片与所述第二晶体片连接，所述第一晶体片和所述第二晶体片均为单轴双折射晶体，所述第一晶体片与所述第二晶体片的厚度相同，所述零级波片的入射面和所述零级波片的出射面平行。2.如权利要求1所述的波片，其特征在于，所述第一晶体片的入射端面和所述第一晶体片的出射端面均为光学抛光面，所述第二晶体片的入射端面和所述第二晶体片的出射端面均为光学抛光面。3.如权利要求1所述波片，其特征在于，所述第一晶体片和所述第二晶体片之间胶合连接。4.如权利要求1所述的波片，其特征在于，所述第一晶体片和所述第二晶体片形状相同。5.如权利要求1所述的波片，其特征在于，所述第一晶体片与所述第二晶体片为材质相同的单轴双折射晶体，所述单轴双折射晶体包括：氟化镁晶体、光学石英晶体、蓝宝石晶体、铌酸锂晶体、冰洲石晶体、α
‑
BBO晶体、钒酸钇晶体、金红石晶体中的任意一种。6.如权利要求1
‑
4中任一项所述的波片...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴闻迪，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：