专利名称：无偏振效应分光棱镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学系统中的无偏振效应分光棱镜。
背景技术：
当光线倾斜入射到光学薄膜时，电场和磁场在每一个界面上的切向分量均连续，使得薄膜对p-分量和s-分量表现出不同的有效折射率，膜系显示出很强的偏振效应。人们利用这种性质可以制成偏振分束器等光学偏振器件。但是在诸多的情况下，需要用到诸如无偏振效应平板分光镜、无偏振效应分光棱镜等无偏振效应的器件。例如，对于法拉第旋转镜式的光学电流互感器，无偏振效应分光棱镜可以说是一个至关重要的光学器件。但是，目前国内的厂家没有能力加工此棱镜，只得依靠进口无偏振效应分光棱镜来进行科学研究。购买程序繁琐、价格昂贵，且国外厂家多数对我国的研究机构实行技术封锁，给我们的研究带来诸多不便。因此，无偏振效应分光棱镜的研究工作势在必行。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种无偏振效应分光棱镜，从而不会引起光线在光学膜系处反射与透射时其偏振态的改变，达到保偏反射与透射的效果。
本实用新型的结构由基底玻璃材料[1]和光学膜系[2]两个部分组成。基底玻璃材料[1]由ZF-7或K9玻璃的两个直角三棱镜构成，倒角为45°(附图1)，主要是为膜系提供密闭材料，起到保护作用，并且满足入射条件，为光束提供入射介质与出射介质。光学膜系[2]的作用对45°入射光的p-分量和s-分量的透反比是1∶1，而且保证反射光II和透射光III的偏振态与原入射光I的偏振态相同，即光学膜系[2]的反射相移接近零。光学膜系[2]镀制在基底玻璃材料[1]的一个直角三棱镜的斜表面，用另一直角三棱镜对光学膜系[2]进行封合。
本实用新型的工作原理为入射光线I垂直通过该实用新型的侧面时，不会引入附加相移，之后光线I又以45°入射角入射到光学膜系[2]上，光学膜系[2]则把入射光分成反射光II和透射光III，两束光p-分量和s-分量的分光比为1∶1，且在光学膜系[2]表面反射时的反射相移接近零(附图2)。无偏振效应分光棱镜最关键的环节是光学膜系[2]的设计。本设计以Gilo的工作为基础，主要是选择p-分量有效折射率相等的两种膜系材料进行膜系设计，将无偏振效应膜系的工作波段外推至红外波段，并提出了三种新的无偏振效应分光棱镜的光学膜系[2]的组合类型，它们的组合分别为氧化钕、氧化铝、氟化镁；硫化锌、二氧化硅、氟化镁；硫化锌、一氧化硅、氟化镁。
本实用新型具有结构简单，成本低廉，单波长消偏振效果好，膜系结构稳定等优点，可广泛应用于对偏振性能要求较高的光学系统中。
图1为无偏振效应分光棱镜的结构示意图图2为无偏振效应分光棱镜的光路示意图图3为无偏振效应分光棱镜顶面的等效光路示意图具体实施方式
本实用新型的实施以附图1为例基底玻璃材料[1]的两个直角三棱镜采用ZF-7或K9光学玻璃制成，其外形尺寸(长×宽×高)为10mm×10mm×10mm，倒角为45°。光学膜系[2]由光学膜材料镀制而成。光学膜系[2]与基底玻璃材料[1]之间用加拿大树胶粘接。入射光束垂直入射到无偏振效应分光棱镜的侧表面。经理论分析、计算机仿真，结果都表明光束经过在此棱镜后，分光和消偏振效果良好。因此，本无偏振效应的分光棱镜可以广泛地应用到要求较高的光学系统中。
权利要求1.一种无偏振效应分光棱镜，其特征在于它的结构包括基底玻璃材料[1]与光学膜系[2]两个部分，基底玻璃材料[1]由两个直角三棱镜组成，光学膜系[2]密封在基底玻璃材料[1]内。
2.如权利要求1所述的无偏振效应分光棱镜，其特征在于基底玻璃材料[1]的材料为K9玻璃或者ZF7玻璃。
3.如权利要求1所述的无偏振效应分光棱镜，光学膜系[2]的组合类型分别为氧化钕、氧化铝、氟化镁；硫化锌、二氧化硅、氟化镁；硫化锌、一氧化硅、氟化镁。
专利摘要一种无偏振效应分光棱镜，其特征在于它的结构包括基底玻璃材料[1]与光学膜系[2]两个部分，基底玻璃材料[1]由两个直角三棱镜组成，光学膜系[2]密封在基底玻璃材料[1]内。当光束通过该分光棱镜时，p－分量和s－分量透反分光比都接近1∶1，反射相移接近零弧度，从而不会改变反射光和透射光的偏振态。该实用新型具有结构简单，成本低廉等优点，可广泛应用于对光偏振态具有较高要求的光学系统中。
文档编号G02B5/04GK2788211SQ20052002034
公开日2006年6月14日 申请日期2005年3月4日 优先权日2005年3月4日
发明者王政平, 史金辉, 阮顺龄 申请人:哈尔滨工程大学