多光束出射偏光棱镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种偏光分束棱镜，具体地说是涉及一种多光束出射偏光棱镜。
【背景技术】
[0002] 偏光分束器件是一种重要的光学器件，广泛应用于各种偏光技术领域内，例如偏 振干涉技术、激光调制、偏振状态输出等。其中，wollaston棱镜是一种重要的双折射型偏光 分束器件，利用晶体的双折射特性将一束入射单色自然光分开成振动方向相互垂直的两束 线偏振光，它由同一材料但光轴方向相互垂直的两块方解石晶体制作而成。由于方解石晶 体光学性能稳定、透射光谱范围宽、双折射率大，使得wollaston棱镜具有较大的分束角和 较高的消光比，且其良好的起偏和分束特性使它在许多高性能的精密光学成像系统、激光 干涉测量系统、偏振遥感探测系统中得到了重要应用，引起了众多科研工作者的广泛关注。 但常用的偏光分束器件，wollaston棱镜和双wollaston棱镜，都是仅仅能够实现两束出射 偏振光，在某些特殊的测量领域，当需要同时使用来自同一光源的多束偏振光时，一般需要 多个独立的wollaston棱镜组合使用，这样使得测量系统的稳定性差，成本也较高。
【发明内容】
[0003] 基于上述技术问题，本发明提供一种多光束出射偏光棱镜。
[0004] 本发明所采用的技术解决方案是：
[0005] -种多光束出射偏光棱镜，包括三块方解石晶体，其中一块方解石晶体的光轴方 向平行于偏光棱镜的主截面，另一块方解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的主截面，第 三块方解石晶体的光轴方向平行于前两块方解石晶体的光轴方向所确立的平面，且与偏光 棱镜的主截面之间的夹角为45°。
[0006] -种四光束出射偏光棱镜，该棱镜由三块方解石晶体组成，从左至右分别为第I、 II、III块，第I块方解石晶体的光轴方向平行于偏光棱镜的主截面和入射端面，第II块方 解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的主截面，第ΠΙ块方解石晶体的光轴方向平行于前 两块方解石晶体的光轴方向所确立的平面，且与偏光棱镜的主截面之间的夹角为45°。
[0007] -种八光束出射偏光棱镜，该棱镜由三块方解石晶体组成，从左至右分别为第I、 II、III块，第I块方解石晶体的光轴方向平行于偏光棱镜的主截面和入射端面，第III块 方解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的主截面和入射端面，第II块方解石晶体的光轴 方向平行于前两块方解石晶体的光轴方向所确立的平面，且与偏光棱镜的主截面之间的夹 角为45°。
[0008] 本发明的有益技术效果是：
[0009] 本发明通过对组成偏光棱镜的各方解石晶体光轴方向的特殊设计，可以使偏光棱 镜对同一光源有效的实现多束偏振光束出射，如四束偏振光出射或八束偏振光出射等，而 且光束的分束角随入射角的变化非常小，分束角稳定。本发明多光束出射偏光棱镜还具有 制造成本低，使用时性能稳定等优点。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步说明：
[0011] 图1为四光束出射偏光棱镜的立体结构示意图，图中双箭头表示晶体光轴方向。
[0012] 图2为四光束出射偏光棱镜的截面图，所示截面即为主截面，图中还示出自然光 在该偏光棱镜中的传播路线，其中双箭头虚线和??表示光轴的方向。
【具体实施方式】
[0013] 如图1所示，一种四光束出射偏光棱镜，其由三块方解石晶体组成，从左至右分别 为第I、II、III块。第I块与第II块方解石晶体的光轴相互垂直，以入射光方向为Z轴，y 轴在棱镜主截面内，建立直角坐标系，第I块方解石晶体的光轴方向与y轴平行，第Π块方 解石晶体的光轴方向与X轴平行，第III块方解石晶体的光轴方向平行于xy平面且与偏光 棱镜的主截面夹角为45°。
[0014] 上述第I块与第II块方解石晶体之间形成第一胶合层1，第II块与第III块方解 石晶体之间形成第二胶合层2。两端的第I块与第III块方解石晶体为直角棱镜，中间的第 II块方解石晶体为梯形棱镜。
[0015] 如图2所示，一束单色自然光垂直入射到该棱镜时，在第I块方解石晶体中发生双 折射，产生两束传播方向相同但传播速率不同的偏振光，分别为（寻常光）〇光和（非寻常 光）e光，在第II块方解石晶体中分别变为明显分开的e光和〇光，此后分别称这两束光为 e光和〇光。在第III块方解石晶体中，这两束光又各自发生双折射，第II块方解石晶体 中的e光又分成两束振动方向互相垂直的两束光--〇光和e光，分别用eo和ee表不，第 II块方解石晶体中的〇光又分为两束振动方向互相垂直的光束〇光和e光，分别用〇〇和 〇e表不。由此可见，同一自然光束所发出的一束光经本发明四光束出射偏光棱镜后可产生 四束偏振光出射。
[0016] 下表1为相关实验研宄过程中出射角、分束角分别随入射角L变化的部分数据。
[0017] 表 1
[0018]
【主权项】
1. 一种多光束出射偏光棱镜，包括三块方解石晶体，其特征在于：其中一块方解石晶 体的光轴方向平行于偏光棱镜的主截面，另一块方解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的 主截面，第三块方解石晶体的光轴方向平行于前两块方解石晶体的光轴方向所确立的平 面，且与偏光棱镜的主截面之间的夹角为45°。
2. -种四光束出射偏光棱镜，其特征在于：该棱镜由三块方解石晶体组成，从左至右 分别为第I、II、III块，第I块方解石晶体的光轴方向平行于偏光棱镜的主截面和入射端 面，第II块方解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的主截面，第III块方解石晶体的光轴 方向平行于前两块方解石晶体的光轴方向所确立的平面，且与偏光棱镜的主截面之间的夹 角为45°。
3. -种八光束出射偏光棱镜，其特征在于：该棱镜由三块方解石晶体组成，从左至右 分别为第I、II、III块，第I块方解石晶体的光轴方向平行于偏光棱镜的主截面和入射端 面，第III块方解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的主截面和入射端面，第II块方解石 晶体的光轴方向平行于前两块方解石晶体的光轴方向所确立的平面，且与偏光棱镜的主截 面之间的夹角为45°。
【专利摘要】本发明公开了一种多光束出射偏光棱镜，包括三块方解石晶体，其中一块方解石晶体的光轴方向平行于偏光棱镜的主截面，另一块方解石晶体的光轴方向垂直于偏光棱镜的主截面，第三块方解石晶体的光轴方向平行于前两块方解石晶体的光轴方向所确立的平面，且与偏光棱镜的主截面之间的夹角为45°。本发明通过对组成偏光棱镜的各方解石晶体光轴方向的特殊设计，可以使偏光棱镜对同一光源有效地实现多束偏振光束出射，如四束偏振光出射或八束偏振光出射等，而且光束的分束角随入射角的变化非常小，分束角稳定。
【IPC分类】G02B5-30
【公开号】CN104777543
【申请号】CN201510137899
【发明人】王秀民, 胡爱芹, 朱化凤, 魏宝君, 赵培河
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月27日