]
[0036] 由此可W得到线偏振入射光由角锥棱镜反射后变为楠圆偏振光，X方向与y方向 的强度分量的比值（消光比）为11. 43,原有的偏振态被破坏。该楠圆偏振光经过A/4波 片后的琼斯矢量为：
[0037]
阳03引其中J2为A /4波片1的琼斯矩阵，0为A /4波片的快轴7与y方向的夹角。因 此出射光6在X方向与y方向的强度分量的比值为：
[0039]
[0040] 上式1^1^与0的关系见图3。从图中可^看到，当0为-11.88。时，1、/%有最 大值761. 50,远大于不经过波片时的11. 43。此时输出光y方向偏振分量基本为0,可认为 此时输出光6即为X方向的线偏振光。因此，将A/4波片旋转至快轴7与y轴成-11. 88° 夹角即可使DOB区域的X方向线偏振光5的出射光6仍保持X轴方向的线偏振状态，使角 锥棱镜具有了保偏特性。
[0041] 通过类似W上分析还可得到如下结论：当从DOB进入的线偏振光5的偏振方向为 y轴时，出射光6也为线偏光，偏振方向同为y轴。
[0042] 根据光线可逆的特性可知：当X方向的线偏振光6为A0E区域内的入射光时，出射 光在DOB区域内，且也为X方向的线偏振光。
[0043] 根据角锥棱镜的对称性可知：将A /4波片1放置于A0E区域（快轴与y轴 成-11.88° )即可使A0E区域和DOB区域内的入射线偏振光（偏振方向平行于或垂直于 0C)保持线偏振特性；将V4波片2放置于COD区域（快轴与y轴成48. 12° )即可使 COD区域和F0A区域内的入射线偏振光（偏振方向平行于或垂直于0B)保持线偏振特性； 将A/4波片3放置于BOF区域（快轴与y轴成-71. 88°)即可使BOF区域和EOC区域内 的入射线偏振光（偏振方向平行于或垂直于0A)保持线偏振特性。
[0044] 经进一步的计算和实验表明，入射光的偏振方向并不需要严格平行于X轴或y轴。 入射光的线偏振方向可为任意方向，只需将A/4波片旋转至合适的角度即可保证出射光 为线偏光，偏振方向与入射光相同。当入射光为任意方向线偏振光时，所述保偏型角锥棱镜 最小理论消光比可达到约70:1，最大理论消光比接近无穷大，具体的消光比值取决于入射 光的偏振方向。
[0045] 实施例1 :按图4所示制作一个保偏型角锥棱镜，该角锥棱镜由普通角锥棱镜4和 入/4波片1、A/4波片2、A/4波片3组成。
[0046] 所述角锥棱镜的通光面分成A0E、E0C、COD、DOB、B0F、F0A六个区域，其中A0、B0、 C0为角锥的S条棱边在通光面的投影，0D、0E、0F分别为A0、B0、C0的延长线。A/4波片1 安装于A0E区域，旋转A/4波片至一定角度目，即可使A0E区域和DOB区域内的入射线偏 振光保持线偏振特性；A/4波片2安装于COD区域，旋转A/4波片至一定角度0，即可使 COD区域和F0A区域内的入射线偏振光保持线偏振特性；A/4波片3安装于B0F区域，旋转 入/4波片至一定角度0，即可使B0F区域和E0C区域内的入射线偏振光保持线偏振特性。
[0047] 波片旋转角度0由角锥棱镜的材料相对于入射光的折射率确定，或通过测量出 射光偏振态确定。当波片位置确定后可将波片光胶于角锥棱镜通光面4的相应位置或使用 结构件固定于相应位置。
[0048] 当折射率为1. 515时，目=-11. 88。如A/4波片1安装与A0E区域，其快轴与BA 方向成-11.88。；A/4波片2安装于COD区域，其快轴与AC方向成-11.88。；A/4波片3 安装于B0F区域，其快轴与CB方向成-11.88°。
[0049] 可W理解的是，还可W旋转=个玻片到通光面的其他位置，只要保证=个A/4波 片安装位置与本实施例1的=个A/4波片安装位置和角度等价。
[0050] 实施例2 :按图5所示制作一个保偏型角锥棱镜，该角锥棱镜由普通角锥棱镜4和 入/4波片1、A/4波片2、A/4波片3组成。 阳化U 所述角锥棱镜的通光面分成A0E、E0C、COD、DOB、B0F、F0A六个区域，其中A0、B0、 C0为角锥的S条棱边在通光面的投影，0D、0E、0F分别为A0、B0、C0的延长线。A/4波片1 安装于A0E区域，旋转A/4波片至一定角度，即可使A0E区域和DOB区域内的入射线偏振 光保持线偏振特性；A/4波片2安装于E0C区域，旋转A/4波片至一定角度，即可使E0C区 域和B0F区域内的入射线偏振光保持线偏振特性；A/4波片3安装于COD区域，旋转A/4 波片至一定角度，即可使COD区域和F0A区域内的入射线偏振光保持线偏振特性。波片旋 转角度由角锥棱镜的材料相对于入射光的折射率确定，或通过测量出射光偏振态确定。当 波片位置确定后可将波片光胶于角锥棱镜通光面4的相应位置或使用结构件固定于相应 位置。 阳化引如V4波片1安装于A0E区域，其快轴与BA方向成-11. 88。；A/4波片2安装 于E0C区域，其快轴与FE方向成-11. 88° ;A/4波片3安装于COD区域，其快轴与AC方向 成-11.88°。
[0053] 可W理解的是，还可W旋转=个玻片到通光面的其他位置，只要保证=个A/4波 片安装位置与本实施例2的=个A/4波片安装位置和角度等价。
[0054] 综上所述，旋转所述角锥棱镜通光面上的A/4波片至特定角度即可使光线经角 锥棱镜折转后偏振方向不变。因此，所述角锥棱镜在绝大多数应用下都能具备无损耗保偏 特性。同时，由于采用了波片作为偏振调制器件，所述角锥棱镜可W具有很高的损伤阔值， 可用于强激光领域，且具有工艺要求低，成本低廉，适用性广等优点。
[0055] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据上述说明加W改进或变换， 而所有运些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种保偏型角锥棱镜，其特征在于，包括角锥棱镜和三个X/4波片，A/4波片按一 定角度安装或光胶于角锥棱镜的通光面上，A/4波片对入射光或出射光的偏振态进行调 制，使其转化为线偏振光。2. 根据权利要求1所述的保偏型角锥棱镜，其特征在于，角锥棱镜的三条棱边在通光 面的投影以及投影的延长线将通光面分为六个区域，三个A/4波片按一定角度安装或光 胶于六个区域中的三个区域。3. 根据权利要求1所述的保偏型角锥棱镜，其特征在于，A /4波片可旋转，当旋转至需 要的角度时，通过光胶的方法或结构锁紧的方法将其固定在角锥棱镜的通光面上。4. 根据权利要求1所述的保偏型角锥棱镜，其特征在于，所述角锥棱镜通光面分成 AOE、EOC、COD、DOB、BOF、FOA六个区域，AO、BO、CO为角锥的三条棱边在通光面的投影，0D、 0E、OF分别为A0、B0、CO的延长线； 从AOE进入的光将从DOB中出射，从BOF进入的光将从EOC中出射，从COD进入的光将 从FOA中出射，从DOB进入的光将从AOE中出射，从EOC进入的光将从BOF中出射，从FOA 进入的光将从COD中出射； 入/4波片按一定角度安装或光胶于AOE、EOC、COD、DOB、BOF、FOA六个区域中的三个区 域中。5. 根据权利要求4所述的保偏型角锥棱镜，其特征在于，第一个A /4波片安装与AOE 区域，其快轴与BA方向成0角；第二个A/4波片安装于COD区域，其快轴与AC方向成0 角；第三个A/4波片安装于BOF区域，其快轴与CB方向成0角，0角的大小根据角锥棱 镜的材料相对于入射光的折射率确定。6. 根据权利要求5所述的保偏型角锥棱镜，其特征在于，三个A/4波片安装位置与权 利要求5中的三个A/4波片安装位置和角度等价。7. 根据权利要求4的保偏型角锥棱镜，其特征在于，第一个A/4波片安装于AOE区域， 其快轴与BA方向成0角；第二个A/4波片安装于EOC区域，其快轴与FE方向成0角；第 三个X/4波片安装于COD区域，其快轴与AC方向成0角。0的值由角锥棱镜的材料相对 于入射光的折射率确定。8. 根据权利7要求的保偏型角锥棱镜，其特征在于：三个A/4波片安装位置与权利7 要求的保偏型角锥棱镜中A/4波片安装位置和角度等价。
【专利摘要】本发明公开了一种保偏型角锥棱镜，包括角锥棱镜和三个λ/4波片，λ/4波片按一定角度安装或光胶于角锥棱镜的通光面上，λ/4波片对入射光或出射光的偏振态进行调制，使其转化为线偏振光。本发明工艺简单，损伤阈值高，可应用于各种对角锥棱镜保偏特性有要求的领域。
【IPC分类】G02B27/28, G02B7/00, G02B5/04, G02B7/18
【公开号】CN105182457
【申请号】CN201510603363
【发明人】彭堂超, 郭良贤, 张鑫, 练文, 许韬
【申请人】湖北久之洋红外系统股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月21日