准直分光镜系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种准直分光镜系统。该准直分光镜系统包括：消偏振立方分光镜；以及准直透镜，位于消偏振立方分光镜的光路前端，用于将发散光束进行准直处理转化为平行光后入射所述消偏振立方分光镜或将所述消偏振立方分光镜出射的平行光进行逆准直处理形成汇聚光束后出射。本发明准直分光镜系统通过准直透镜实现光束准直功能，然后利用消偏振立方分光镜分离光束至特定方向，实现低偏振准直分光功能，可以对任意发散角的光源进行准直分光。
【专利说明】准直分光镜系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学【技术领域】，尤其涉及一种准直分光镜系统。
【背景技术】
[0002]分光镜是常用的一种光学器件。立方分光镜由一对高精度的直角棱镜胶合构成，并在其中一棱镜的斜面镀有金属-介质膜，使得一束特定波长的平行光在45度角射向玻璃时会被分成两束特定方向的透射光和反射光，通过改变膜系组分可以实现不同的透反比，并且可以不改变入射光的偏振态。
[0003]然而，激光器、发光二极管等光源发出的光发散角很大，光波入射角不一致使得透射光和反射光的传播方向不一致，偏振状态也会发生变化，无法收集透射光和反射光，因此发散光源不能直接用分光镜分光。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种准直分光镜系统，以减小入射光发散角对透射/反射光的传播方向和偏振状态的影响。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种准直分光镜系统。该准直分光镜系统包括:消偏振立方分光镜；以及准直透镜，位于消偏振立方分光镜的光路前端，用于将发散光束进行准直处理转化为平行光后入射 所述消偏振立方分光镜或将所述消偏振立方分光镜出射的平行光进行逆准直处理形成汇聚光束后出射。
[0008](三)有益效果
[0009]本发明准直分光镜系统通过准直透镜实现光束准直功能，然后利用消偏振立方分光镜分离光束至特定方向，实现低偏振准直分光功能，可以对任意发散角的光源进行准直分光。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为根据本发明实施例准直分光镜系统的立体透视图；
[0011]图2为图1所示准直分光镜系统的俯视图；
[0012]图3为图1所示准直分光镜系统光线正向传输路径示意图。
[0013]图4为图1所示准直分光镜系统光线反向传输路径示意图。
[0014]【本发明主要元件符号说明】
[0015]1:柱状准直透镜；
[0016]1-1:光束入射端面； 1-2:光束出射端面；
[0017]2:消偏振立方分光镜；
[0018]2-1:第二直角棱镜的斜面；[0019]3-光源；4-接收元件。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属【技术领域】中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
[0021]本发明准直分光镜系统通过准直透镜实现光束准直功能，然后利用消偏振立方分光镜分离光束至特定方向，实现低偏振准直分光功能，可以对任意发散角的光源进行准直分光。
[0022]在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种准直分光镜系统。图1为根据本发明实施例准直分光镜系统的立体透视图。图2为图1所示准直分光镜系统的俯视图。
[0023]请参照图1和图2，本实施例准直分光镜系统包括:消偏振立方分光镜2 ;柱状准直透镜I，通过光学胶粘合于消偏振立方分光镜2的光路前端，用于将发散光束进行准直处理转化为平行光后入射消偏振立方分光镜2或将消偏振立方分光镜2出射的平行光进行逆准直处理形成汇聚光束后出射。
[0024]下文对本实施例准直分光镜系统的各个组成部分进行详细说明。
[0025]柱状准直透镜I为柱状体结构，具有将光束准直的功能，即可以将发散光束转化为平行光。该柱状准直透镜I可以为自聚焦透镜、C透镜等，其光束入射端面1-1、光束出射端面1-2均镀有增透膜。
`[0026]消偏振立方分光镜2为立方体结构，其四个端面各设有一层增透膜。柱状准直透镜I的光束出射端面1-2与消偏振立方分光镜2的光束入射端面直接接触或者用光学胶粘
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[0027]消偏振立方分光镜2由一对高精度的直角棱镜胶合构成。其中第一直角棱镜的斜面镀有增透膜，第二直角棱镜的斜面2-1镀有消偏振分光金属-介质膜，该金属-介质膜具有消偏振作用，可以避免光线斜入射时产生的偏振效应，通过改变该金属-介质膜的膜系层数可以实现50%:50%,60%:40%等任意比例的透反比。其中，该消偏振分光金属-介质膜中的金属材料为银、铝等，介质材料为硫化锌(ZnS)/氧化铝(Al2O3)/氟化镁(MgF2)膜系或氧化钽(Ta2O5)/氧化铝(Al2O3)/二氧化硅(SiO2)膜系等，膜系总厚度为1-2 μ m。
[0028]增透膜和消偏振分光金属-介质膜是通过真空镀膜的方法镀于端面上的，可以有效的减少光能量的反射损失，同时有助于避免透镜表面潮湿，化学反应和物理损伤。
[0029]图3为图1所示准直分光镜系统光线正向传输路径示意图。请参阅图3，发散光线从光源3中发出，其中光源3可以是激光器、发光二极管、光纤传播的光束等，经过准直透镜I准直汇聚成平行光，然后该平行光入射到消偏振立方分光镜2上，经过消偏振分光金属-介质膜2.1将平行光分成两束光,一束为透射光,一束为垂直于平行光方向向上的反射光，通过改变膜系组分可以实现50%:50%,60%:40%等任意比例的透反比，同时不改变入射光束的偏振态。
[0030]图4为图1所示准直分光镜系统光线反向传输路径示意图。请参阅图4，平行光线入射到消偏振立方分光镜2上,经过消偏振分光金属-介质膜2.1将平行光分成两束光，一束为透射光，一束为垂直于平行光方向向下的反射光，通过改变膜系组分可以实现50%:50%、60%:40%等任意比例的透反比,然后经过准直透镜I聚焦到接收元件4中，接收元件4可以是光纤、探测器等。
[0031]至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明准直分光镜系统有了清楚的认识。
[0032]此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如:
[0033](I)、柱状准直透镜还可以采用其他形状的具有对光束准直功能的透镜，如长方体等;
[0034](2)金属-介质膜的材料可以替换成其他满足消偏振分光功能的膜系材料。
[0035]综上所述，本发明准直分光镜系统通过准直透镜实现光束准直功能，然后利用消偏振立方分光镜分离光束至特定方向，实现低偏振准直分光功能，可以对任意发散角的光源进行准直分光。
[0036]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种准直分光镜系统，其特征在于，包括: 消偏振立方分光镜；以及 准直透镜，位于消偏振立方分光镜的光路前端，用于将发散光束进行准直处理转化为平行光后入射所述消偏振立方分光镜；或位于消偏振立方分光镜的光路后端，用于将所述消偏振立方分光镜出射的平行光进行逆准直处理形成汇聚光束后出射。
2.根据权利要求1所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述准直透镜的光束出射端面与消偏振立方分光镜的光束入射端面直接接触或者用光学胶粘合。
3.根据权利要求1所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述准直透镜为柱状准直透镜或长方体状准直透镜。
4.根据权利要求3所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述准直透镜为柱状准直透镜；该柱状准直透镜为自聚焦透镜或C透镜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述消偏振立方分光镜由一对直角棱镜胶合构成，其中第一直角棱镜的斜面镀有增透膜，第二直角棱镜的斜面镀有消偏振分光金属-介质膜。
6.根据权利要求5所述的准直分光镜系统,其特征在于,所述消偏振立方分光镜的透反比通过改变所述金属-介质膜的膜系层数实现。
7.根据权利要求5所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述金属-介质膜中，金属材料为银或招; 介质材料为硫化锌/氧化铝/氟化镁膜系，或氧化钽/氧化铝/ 二氧化硅膜系。
8.根据权利要求5所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述膜系总厚度为I μ m-2 μ m。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述准直透镜用于将光源发射的发散光束进行准直处理转化为平行光后入射所述消偏振立方分光镜，其中所述光源为:激光器、发光二极管或光纤传播来的光束。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的准直分光镜系统，其特征在于，所述准直透镜用于将所述消偏振立方分光镜出射的平行光进行逆准直处理形成汇聚光束后出射至接收元件，所述接收元件为:光纤或探测器。
【文档编号】G02B27/30GK103513429SQ201310485026
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】谭满清, 孙宁宁, 焦健, 郭小峰, 郭文涛 申请人:中国科学院半导体研究所