消偏振分光片的制作方法

文档序号:11132446阅读:459来源:国知局
消偏振分光片的制造方法与工艺

本发明涉及一种分光片,特别涉及一种消偏振分光片。



背景技术:

分光片广泛应用于光电仪器、激光系统、光电显示系统和光存储等领域,通常情况下分光片常常倾斜使用,把入射光分束成反射光和透射光两部分。当光线斜入射到光学薄膜时,由于电场和磁场在每个界面上的切向分量均连续,因此S分量和P分量的有效折射率将不同,这使得薄膜不可避免地产生偏振效应,人们常利用这种特性来设计和制造偏振分光器等光学偏振器件。但在另一些光学系统应用中又希望能够消除偏振效应。

消偏振分光器件一般被设计成胶合棱镜的结构,即消偏振分光棱镜。通过对棱镜斜面镀膜并胶合配对棱镜的方案来实现,其加工工艺复杂、加工流程长、加工成本高、最终成品率低。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服以上缺点,提供一种消偏振分光片,该分光片不仅有效地降低了加工难度,减少加工成本,便于设计生产,而且膜层牢固度好、硬度强、吸收小,层数少、膜厚薄;其工作波段为530-570nm,透反比为50:50,S分量和P分量的差值小于3%。

本发明是这样实现的:一种消偏振分光片,其特征在于:该分光片由光学玻璃基底以及沉积在光学玻璃基底上的分光膜组成,所述分光膜由14层膜层组成,该14层膜层由高折射率介质材料TiO2膜层和低折射率介质材料SiO2膜层多次交替堆叠组成,该14层膜层从内至外依次为:第1层,TiO2膜层,厚度为49.3-50.3nm;第2层,SiO2膜层,厚度为84.2-85.9nm;第3层,TiO2膜层,厚度为39.5-40.3nm;第4层,SiO2膜层,厚度为67.0-68.3nm;第5层,TiO2膜层,厚度为36.2-37.0nm;第6层,SiO2膜层,厚度为77.3-78.9nm;第7层,TiO2膜层,厚度为49.0-50.0nm;第8层,SiO2膜层,厚度为101.1-103.2nm;第9层,TiO2膜层,厚度为58.4-59.5nm;第10层,SiO2膜层,厚度为114.4-116.7nm,第11层,TiO2膜层,厚度为85.8-87.5nm;第12层,SiO2膜层,厚度为196.8-200.8nm;第13层,TiO2膜层,厚度为79.5-81.1nm;第14层,SiO2膜层,厚度为154.6-157.7nm。

本发明的制造工艺包括:在真空镀膜机内,利用真空镀膜技术在光学玻璃基底上依次精确沉积规定厚度要求TiO2材料膜层和SiO2材料膜层,最终形成所述的14层分光膜。

优选地,所述14层膜层的厚度依次为:第1层,TiO2膜层,厚度为49.8nm;第2层,SiO2膜层,厚度为85.1nm;第3层,TiO2膜层,厚度为39.9nm;第4层,SiO2膜层,厚度为67.7nm;第5层,TiO2膜层,厚度为36.6nm;第6层,SiO2膜层,厚度为78.1nm;第7层,TiO2膜层,厚度为49.5nm;第8层,SiO2膜层,厚度为102.1nm;第9层,TiO2膜层,厚度为59.0nm;第10层,SiO2膜层,厚度为115.6nm,第11层,TiO2膜层,厚度为86.6nm;第12层,SiO2膜层,厚度为198.8nm;第13层,TiO2膜层,厚度为80.3nm;第14层,SiO2膜层,厚度为156.1nm。

优选地,所述光学玻璃基底的折射率为1.49-1.56。

优选地,所述光学玻璃基底采用K9或D263T或B270或BK7。

较之消偏振分光棱镜而言,本发明具有以下优点:

结构简单,只用光学玻璃平片镀常规的介质膜即可实现消偏振分光效果,无需进行棱镜三面加工、无需胶合固化,甚至无需在背面镀增透膜;便于设计层数少、厚度薄、消偏振效果明显的分光膜,同时容易制备生产成本低、稳定性优良、使用寿命较长的分光膜。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明:

图1是本发明消偏振分光片的结构示意图;

图2是本发明实施例1提供的消偏振分光片的透过率特性图;

图3是本发明实施例1提供的消偏振分光片的透过率特性图;

图4是本发明实施例1提供的消偏振分光片的透过率特性图。

图中符号说明:1、光学玻璃基底,2、滤光膜,21、TiO2膜层,22、SiO2膜层,3、空气。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明:

如图1所示,为本发明提供的一种消偏振分光片,该分光片由光学玻璃基底以及沉积在光学玻璃基底上的分光膜组成,所述分光膜由14层膜层组成,该14层膜层由高折射率介质材料TiO2膜层和低折射率介质材料SiO2膜层多次交替堆叠组成,该14层膜层从内至外依次为:第1层,TiO2膜层,厚度为49.3-50.3nm;第2层,SiO2膜层,厚度为84.2-85.9nm;第3层,TiO2膜层,厚度为39.5-40.3nm;第4层,SiO2膜层,厚度为67.0-68.3nm;第5层,TiO2膜层,厚度为36.2-37.0nm;第6层,SiO2膜层,厚度为77.3-78.9nm;第7层,TiO2膜层,厚度为49.0-50.0nm;第8层,SiO2膜层,厚度为101.1-103.2nm;第9层,TiO2膜层,厚度为58.4-59.5nm;第10层,SiO2膜层,厚度为114.4-116.7nm,第11层,TiO2膜层,厚度为85.8-87.5nm;第12层,SiO2膜层,厚度为196.8-200.8nm;第13层,TiO2膜层,厚度为79.5-81.1nm;第14层,SiO2膜层,厚度为154.6-157.7nm。

本发明的制造工艺包括:在真空镀膜机内,利用真空镀膜技术在光学玻璃基底上依次精确沉积规定厚度要求TiO2材料膜层和SiO2材料膜层,最终形成所述的14层分光膜。

表1:消偏振分光片棱镜与本发明实施例1消偏振分光片的综合对比表

从表1中可以看出:本发明的消偏振分光片制造成本明显低于消偏振分光棱镜,镀膜面数还不到消偏振分光棱镜的一半,加工难度小,加工成本低,膜层零吸收,透反比优于消偏振分光棱镜,而且膜层硬度和牢固度好。

实施例1:

一种消偏振分光片,该分光片由光学玻璃基底以及沉积在光学玻璃基底上的分光膜组成,所述分光膜由14层膜层组成,该14层膜层由高折射率介质材料TiO2膜层和低折射率介质材料SiO2膜层多次交替堆叠组成,所述14层膜层的厚度依次为:第1层,TiO2膜层,厚度为49.8nm;第2层,SiO2膜层,厚度为85.1nm;第3层,TiO2膜层,厚度为39.9nm;第4层,SiO2膜层,厚度为67.7nm;第5层,TiO2膜层,厚度为36.6nm;第6层,SiO2膜层,厚度为78.1nm;第7层,TiO2膜层,厚度为49.5nm;第8层,SiO2膜层,厚度为102.1nm;第9层,TiO2膜层,厚度为59.0nm;第10层,SiO2膜层,厚度为115.6nm,第11层,TiO2膜层,厚度为86.6nm;第12层,SiO2膜层,厚度为198.8nm;第13层,TiO2膜层,厚度为80.3nm;第14层,SiO2膜层,厚度为156.1nm。

优选地,所述光学玻璃基底的折射率为1.49-1.56,例如可采用K9或D263T或B270或BK7。

如图2所示,为实施例1的消偏振分光片的透过率特性图,从图中可以看出,实施例1提供的分光片高效地把波段为530-570nm的自然光分成两束光,同时保证S分量和P分量的能量均等。

实施例2:

一种消偏振分光片,该分光片由光学玻璃基底以及沉积在光学玻璃基底上的分光膜组成,所述分光膜由14层膜层组成,该14层膜层由高折射率介质材料TiO2膜层和低折射率介质材料SiO2膜层多次交替堆叠组成,所述14层膜层的厚度依次为:第1层,TiO2膜层,厚度为49.3nm;第2层,SiO2膜层,厚度为84.2nm;第3层,TiO2膜层,厚度为39.5nm;第4层,SiO2膜层,厚度为67.0nm;第5层,TiO2膜层,厚度为36.2nm;第6层,SiO2膜层,厚度为77.3nm;第7层,TiO2膜层,厚度为49.0nm;第8层,SiO2膜层,厚度为101.1nm;第9层,TiO2膜层,厚度为58.4nm;第10层,SiO2膜层,厚度为114.4nm,第11层,TiO2膜层,厚度为85.8nm;第12层,SiO2膜层,厚度为196.8nm;第13层,TiO2膜层,厚度为79.5nm;第14层,SiO2膜层,厚度为154.6nm。

优选地,所述光学玻璃基底的折射率为1.49-1.56,例如可采用K9或D263T或B270或BK7。

如图3所示,为实施例2的消偏振分光片的透过率特性图,从图中可以看出,实施例1提供的分光片高效地把波段为530-570nm的自然光分成两束光,同时保证S分量和P分量的能量均等。

实施例3:

一种消偏振分光片,该分光片由光学玻璃基底以及沉积在光学玻璃基底上的分光膜组成,所述分光膜由14层膜层组成,该14层膜层由高折射率介质材料TiO2膜层和低折射率介质材料SiO2膜层多次交替堆叠组成,所述14层膜层的厚度依次为:第1层,TiO2膜层,厚度为50.3nm;第2层,SiO2膜层,厚度为85.9nm;第3层,TiO2膜层,厚度为40.3nm;第4层,SiO2膜层,厚度为68.3nm;第5层,TiO2膜层,厚度为37.0nm;第6层,SiO2膜层,厚度为78.9nm;第7层,TiO2膜层,厚度为50.0nm;第8层,SiO2膜层,厚度为103.2nm;第9层,TiO2膜层,厚度为59.5nm;第10层,SiO2膜层,厚度为116.7nm,第11层,TiO2膜层,厚度为87.5nm;第12层,SiO2膜层,厚度为200.08nm;第13层,TiO2膜层,厚度为81.1nm;第14层,SiO2膜层,厚度为157.7nm。

优选地,所述光学玻璃基底的折射率为1.49-1.56,例如光学玻璃基板K9或D263T或B270或BK7。

如图4所示,为实施例3的消偏振分光片的透过率特性图,从图中可以看出,实施例1提供的分光片高效地把波段为530-570nm的自然光分成两束光,同时保证S分量和P分量的能量均等。

上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释,本发明并不只仅仅局限于上述实施例,凡是依据本发明原理的任何改进或替换,均应在本发明的保护范围之内。

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