红外消偏振分光器件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种红外消偏振分光器件。本发明的目的在于提供一种能有效降低膜系设计的难度、减少膜系层数和厚度，便于设计、容易制备的红外消偏振分光器件，它包括入射镜片、出射镜片以及夹合在入射镜片和出射镜片之间的红外消偏振分光膜；所述红外消偏振分光膜是由高折射率材料和低折射率材料两者依次交替贴合而成的多层分光膜，所述高折射率材料为半导体材料Si或金属材料Ge，所述低折射率材料的折射率低于上述高折射率材料的折射率。本发明的优点在于：选用了Si或Ge这类折射率更高的材料，其同低折射率材料更大的折射率差异能有效降低膜系设计的难度、减少膜系层数和即厚度，便于设计、容易制备、生产成本明显降低。
【专利说明】红外消偏振分光器件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种红外消偏振分光器件。
【背景技术】
[0002]消偏振分光棱镜是探测技术中的重要元件之一。当光线斜入射时，由于薄膜每一个分界面处电场和磁场的切向分量连续，使得薄膜对偏振光P分量和S分量表现出不同的有效折射率，膜层不可避免地会产生偏振效应，尤其在胶合棱镜中更加明显。该偏振效应在许多光学系统中广泛应用，可以利用该效应制成偏振分束器等光学偏振器件；但同时在很多实际应用中，这种偏振效应是有害的。
[0003]目前业内常通过多种介质材料的组合来制备消偏振分光棱镜，并且设计出来的膜系结构层数多且为非规整结构，给产品的镀膜制备工作带来了较大的考验；而且随着中心波长的增加，特别是对于红外波长消偏振分光棱镜，其要求的膜层总厚度更是直接影响到批量生产的效率和成品率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能有效降低膜系设计的难度、减少膜系层数和厚度，便于设计、容易制备的红外消偏振分光器件。
[0005]本发明的目的通过如下技术方案实现:一种红外消偏振分光器件，它包括入射镜片、出射镜片以及夹合在入射镜片和出射镜片之间的红外消偏振分光膜；所述红外消偏振分光膜是由高折射率材料和低折射率材料两者依次交替贴合而成的多层分光膜，所述高折射率材料为半导体材料Si或金属材料Ge，所述高折射率材料为半导体材料Si或金属材料Ge，所述低折射率材料的折射率低于上述高折射率材料的折射率。
[0006]较之现有技术而言，本发明的优点在于:选用了 Si或Ge这类折射率更高的材料，其同低折射率材料更大的折射率差异能有效降低膜系设计的难度、减少膜系层数和即厚度，便于设计、容易制备、生产成本明显降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明的膜系结构示意图，其中附图中的放大图标中的红外消偏振分光膜2为若干层高折射率材料和低折射率材料依次交替贴合而成。
[0008]图2为本发明一种实施例的光谱设计图。
[0009]图3是本发明实施例的光路图。
[0010]标号说明:1_入射镜片，2-红外消偏振分光膜，3-出射镜片。
【具体实施方式】
[0011]下面结合说明书附图和实施例对本
【发明内容】
进行详细说明:
[0012]如图1所示为本发明提供的一种红外消偏振分光器件，它包括入射镜片1、出射镜片3以及夹合在入射镜片I和出射镜片3之间的红外消偏振分光膜2 ;所述红外消偏振分光膜2是由高折射率材料和低折射率材料两者依次交替贴合而成的多层分光膜，所述高折射率材料为半导体材料Si或金属材料Ge，所述低折射率材料的折射率低于上述高折射率材料的折射率。
[0013]上述高折射率材料和低折射率材料一般就都选用在红外波段内吸收小、透过率高的材料。
[0014]所述低折射率材料为介质材料Si02、MgF2、A1203。
[0015]所述入射镜片I和出射镜片3均为直角棱镜片，所述红外消偏振分光膜2贴合在两块直角棱镜片的斜面之间。
[0016]所述入射镜片I和出射镜片3均为45度等腰直角棱镜片。
[0017]所述入射镜片I和出射镜片3的材料为同质的玻璃材料。
[0018]所述红外消偏振分光膜2由高折射率材料和低折射率材料依次交替蒸镀在入射镜片I或出射镜片3的一面层上，蒸镀有红外消偏振分光膜2的入射镜片I或出射镜片3再通过光学胶水或光胶技术与出射镜片3或入射镜片I粘合。
[0019]实施例1
[0020]本实施例的红外消偏振分光棱镜的技术指标为:
[0021]本实施例中，红外消偏振分光棱镜的入射镜片I和出射镜片3的介质材料为FS石英玻璃或K9玻璃，尺寸为20*20的两个45度等腰直角棱镜。
[0022]本实施例中选用的红外消偏振分光棱镜的光谱指标为:
[0023]Tp=Ts=50+/-5%@1550=/-20nm，Rs=Rp=50+/-5%@1550=/-20nm,如图 3 所示，入射光相对入射镜片I的直角棱镜斜面呈45度角(既垂直棱镜一直角面)对玻璃介质入射。
[0024]根据技术指标，取标准的1/4入射光波长光学厚度的膜层堆栈作为初始膜系:
[0025]Glass/(HL)"aH/Glass
[0026]其中Glass-玻璃介质；Η_1/4入射光光波长的光学厚度高折射率膜层，本实施例中该膜层材料为Si ；L-l/4入射光光波长的光学厚度低折射率膜层，本实施例中该膜层材料为Si02 ;a-周期数，本实施例取5 ;参考波长为1550nm。该初始膜系设计无法完全满足本实施例的技术要求，因此将初始膜系输入光学薄膜分析与设计软件TFCalc (或Macleod等)进行优化计算，得到优化后的膜系结构为:
[0027]Glass/0.45H0.9L0.45H0.88L0.84H4.0L0.81H0.66L0.46H0.87L0.54H/Glass
[0028]如图2所示，优化后的膜系设计能满足技术指标要求。本实施例中红外消偏振分光膜2的总膜层层数为11层，总膜层厚度为2400nm。而如果采用普通介质材料，比如Ti02(Si和Ti02都是红外线吸收小且透过率高的材料，但是Si的折射率为3.4，明显高于Ti02的2.2)，则能够满足技术指标的总膜层层数可能超过20层，总膜厚可能超过5000nm。
[0029]同样的，本发明中，用金属材料Ge来替换上述高折射率材料Si也可达到上述相同效果。
[0030]需要说明的是，本发明中入射镜片I和出射镜片3的介质材料不仅限于实施例中所举出的两种光学玻璃。
【权利要求】
1.一种红外消偏振分光器件，其特征在于:它包括入射镜片(I)、出射镜片(3)以及夹合在入射镜片(I)和出射镜片(3 )之间的红外消偏振分光膜(2 );所述红外消偏振分光膜(2)是由高折射率材料和低折射率材料两者依次交替贴合而成的多层分光膜，所述高折射率材料为半导体材料Si或金属材料Ge，所述低折射率材料的折射率低于上述高折射率材料的折射率。
2.根据权利要求1所述的红外消偏振分光器件，其特征在于:所述低折射率材料为Si02、MgF2、A1203 材料。
3.根据权利要求1或2所述的红外消偏振分光器件，其特征在于:所述入射镜片(I)和出射镜片(3)均为直角棱镜片，所述红外消偏振分光膜(2)贴合在两块直角棱镜片的斜面之间。
4.根据权利要求3所述的红外消偏振分光器件，其特征在于:所述入射镜片(I)和出射镜片(3)均为45度等腰直角棱镜片。
5.根据权利要求1或2所述的红外消偏振分光器件，其特征在于:所述入射镜片(I)和出射镜片(3)的材料为同质的玻璃材料。
6.根据权利要求1或2述的红外消偏振分光器件，其特征在于:所述红外消偏振分光膜(2)由高折射率材料和低折射率材料依次交替蒸镀在入射镜片(I)或出射镜片(3)的一面层上，蒸镀有红外消偏振分光膜(2)的入射镜片(I)或出射镜片(3)再通过光学胶水或光胶技术与出射镜片(3)或入射镜片(I)粘合。
【文档编号】G02B27/28GK103713395SQ201410017102
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】朱元强 申请人:福建福特科光电股份有限公司