一种新型的旋光光学滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型的旋光光学滤波器，其包括偏振器及由多块具有相同旋光方向的小尺寸各向同性旋光晶体构成的各向同性旋光晶体组合块，偏振器设置于各向同性旋光晶体组合块的任一侧，偏振器的表面与光路垂直，各向同性旋光晶体组合块位于光传播路径上，优点是由于采用了由多块具有相同旋光方向的小尺寸的各向同性旋光晶体构成的大尺寸的各向同性旋光晶体组合块，因此当不同波长的光同时入射时，该各向同性旋光晶体组合块可以增加不同波长的光的旋光角差，使得不同波长的光可以更容易地分辨出，从而能够有效地提高滤波性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学滤波器，尤其是涉及一种新型的旋光光学滤波器。
技术介绍
因生产和生活的多种需要，人们对光学晶体的研究已有数百年的历史。随着光纤技术、光传感技术的快速发展，光学滤波器作为一种波长选择器件在生产和生活中的作用显得愈发重要，目前光学滤波器已在遥感技术、光纤通信、光谱分析、激光技术及雷达技术等
有着广泛的应用。光学滤波器的种类很多。目前，常用的光学滤波器主要是基于双折射效应以及干涉原理，也有基于光纤光栅等结构设计的光学滤波器，但当前国内外基于具有旋光色散特性的手性晶体所设计的光学滤波器比较少，且几乎都集中在石英晶体。基于石英晶体旋光色散效应所设计的光学滤波器是通过将具有旋光色散效应的石英晶体与偏振器相结合来达到滤波效果的，然而石英晶体作为一种各向异性手性晶体，其存在双折射现象，因此对于石英晶体这类各向异性手性晶体，当光沿着光轴方向传播时，才严格地表现出对线偏振光的旋光效应，而当光沿着其它方向传播时，双折射效应会使线偏振光不再表现出旋光效应；另一方面，石英晶体用于光学滤波器时需要较高的加工精度，这极不易于实际的应用及成本的降低。当前，也有采用长为30.62_、宽为29.60_、高为28.34mm的厘米级大尺寸的各向同性旋光晶体制备的光学滤波器，但生长大尺寸的各向同性旋光晶体要求的条件很高，且生长周期很长，一般需要数月的时间。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低，且滤波性能好的旋光光学滤波器。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种新型的旋光光学滤波器，其特征在于包括偏振器及由多块具有相同旋光方向的小尺寸各向同性旋光晶体构成的各向同性旋光晶体组合块，所述的偏振器设置于所述的各向同性旋光晶体组合块的任一侧，所述的偏振器的表面与光路垂直，所述的各向同性旋光晶体组合块位于光传播路径上。所述的各向同性旋光晶体组合块由多块大小、形状相似及透明度高的所述的小尺寸各向同性旋光晶体通过无影胶固化粘合而成。所述的小尺寸各向同性旋光晶体为小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体或小尺寸的溴酸钠各向同性旋光晶体。所述的小尺寸各向同性旋光晶体为毫米级的各向同性旋光晶体。所述的小尺寸各向同性旋光晶体的长度为5mm 8mm,宽度为4mm 6mm,高度为2mm 3mm0所述的无影胶为紫外胶。所述的紫外胶的折射率与所述的小尺寸各向同性旋光晶体的折射率相同或相近似。所述的偏振器采用格兰棱镜或二向色性偏振片。与现有技术相比，本技术的优点在于:I)本技术的旋光光学滤波器由于采用了由多块具有相同旋光方向的小尺寸的各向同性旋光晶体构成的大尺寸的各向同性旋光晶体组合块，因此当不同波长的光同时入射时，该各向同性旋光晶体组合块可以增加不同波长的光的旋光角差，使得不同波长的光可以更容易地分辨出，从而能够有效地提高滤波性能。2)由于生长小尺寸的各向同性旋光晶体仅需I天左右的时间，不仅要求的条件很低，而且生长周期很短，因此有效地降低了旋光光学滤波器的成本；同时由于用于旋光光学滤波器的大尺寸的各向同性旋光晶体组合块是由多块小尺寸的各向同性旋光晶体通过无影胶粘合而成的，结构比较简单。附图说明图1为本技术的旋光光学滤波器的结构原理示意图；图2为本技术的旋光光学滤波器采用的各向同性旋光晶体组合块的结构示意图；图3为用于测试各向同性旋光晶体组合块的透过率性能的装置的结构示意图；图4为用于测试本技术的旋光光学滤波器的滤波性能的装置的结构示意图；图5为从本技术的旋光光学滤波器出射的光束的归一化后的出射光强随入射线偏振光偏振取向变化曲线。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。本技术提出的一种新型的旋光光学滤波器，如图1所示，其包括偏振器7及由多块具有相同旋光方向的小尺寸各向同性旋光晶体构成的各向同性旋光晶体组合块8,在同一水平面上偏振器7可设置于各向同性旋光晶体组合块8的任一侧,偏振器7的表面与光路垂直，各向同性旋光晶体组合块8位于光传播路径上。使用本技术时，光源6沿偏振器7背向各向同性旋光晶体组合块8的一表面的法向方向入射，即光源6垂直地入射于偏振器7,经偏振器7后从偏振器7出射的光束入射至各向同性旋光晶体组合块8内，光束透过各向同性旋光晶体组合块8后出射。在本实施例中，各向同性旋光晶体组合块8由多块大小、形状相似及透明度高的小尺寸各向同性旋光晶体通过无影胶固化粘合而成。图2给出了由两块大小、形状相似及透明度高的小尺寸各向同性旋光晶体通过无影胶固化粘合而成的各向同性旋光晶体组合块8。在此，小尺寸各向同性旋光晶体可采用小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体或小尺寸的溴酸钠各向同性旋光晶体等，具体实施过程中采用的小尺寸各向同性旋光晶体的长度约为5mm 8mm,宽度约为4mm 6mm和高度约为2mm 3mm,为毫米级的各向同性旋光晶体；无影胶可采用紫外胶等透明粘合剂，选用时最好选择与小尺寸各向同性旋光晶体的折射率匹配(相同或相近似)(即与小尺寸各向同性旋光晶体如氯酸钠晶体的折射率相差尽可能小)的紫外胶。在具体实施过程中，可将多块小尺寸各向同性旋光晶体粘合在一起构成各向同性旋光晶体组合块8，只需保证光能够透射即可，但由于无影胶会削弱光强，降低透光率，因此在制备各向同性旋光晶体组合块8时，在光能够透射的情况下，尽量采用较少的小尺寸各向同性旋光晶体。采用旋光色散特性和光学活性特性的各向同性旋光晶体组合块制作旋光光学滤波器，其相较于石英晶体，各向同性旋光晶体组合块在旋光特性上具有更大的优势，这是因为:氯酸钠晶体、溴酸钠晶体等各向同性旋光晶体属于23立方晶系，不存在类似石英晶体的光轴，同时又具有良好的手性特征且原材料易于制备、成本低，故以这种晶体设计制成的滤波器有着良好的应用前景。在本实施例中，各向同性旋光晶体组合块的制备过程较为简单，以下为由小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体构成的各向同性旋光晶体组合块的制备过程:I)取225g的氯酸钠粉末(注:氯酸钠在42.5°C下溶解度为112.5g)，然后将氯酸钠粉末放入盛有200ml的蒸馏水的容器中，再将容器置于42.5°C的恒温槽中，并搅拌溶解氯酸钠粉末。2)搅拌直至氯酸钠粉末全部溶解后，将恒温槽的温度设为20°C，使其降温。3)约一天后恒温槽内生长有大量的小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体，这些小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体的长度为5mm 8mm，挑选出所有尺寸较大、透明度较好的小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体。4)对挑选出的小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体的旋向进行测试，按旋向对制得的小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体进行分类、保存。5)挑选出两块大小、形状相似且透明度高的小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体，在任意一块小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体的一个侧面涂上一层薄且均匀的紫外胶层，然后将另一块小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体的一个侧面与之粘合，再将粘合好的两块小尺寸的氯酸钠各 同性旋光晶体放在紫外灯下照射，约十分钟后得到图2所示的各向同性旋光晶体组合块。在此，紫外胶最好选用与小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体的折射率匹配的紫外胶，折射率匹配可以减少入射光强的损耗。在此，在挑选时尽量挑选出两块小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体的长、宽和高均相近，一般要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的旋光光学滤波器，其特征在于包括偏振器及由多块具有相同旋光方向的小尺寸各向同性旋光晶体构成的各向同性旋光晶体组合块，所述的偏振器设置于所述的各向同性旋光晶体组合块的任一侧，所述的偏振器的表面与光路垂直，所述的各向同性旋光晶体组合块位于光传播路径上。

【技术特征摘要】
1.一种新型的旋光光学滤波器，其特征在于包括偏振器及由多块具有相同旋光方向的小尺寸各向同性旋光晶体构成的各向同性旋光晶体组合块，所述的偏振器设置于所述的各向同性旋光晶体组合块的任一侧，所述的偏振器的表面与光路垂直，所述的各向同性旋光晶体组合块位于光传播路径上。2.根据权利要求1所述的一种新型的旋光光学滤波器，其特征在于所述的各向同性旋光晶体组合块由多块大小、形状相似及透明度高的所述的小尺寸各向同性旋光晶体通过无影胶固化粘合而成。3.根据权利要求2所述的一种新型的旋光光学滤波器，其特征在于所述的小尺寸各向同性旋光晶体为小尺寸的氯酸钠各向同性旋光晶体或小尺寸的溴酸钠各向同性旋光晶体。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱昊天，潘雪丰，张斌，赵云，陶卫东，董建峰，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：实用新型
国别省市：