激光消偏振分光装置的制作方法

本发明涉及光学领域，特别涉及一种激光消偏振分光装置。

背景技术：

当光线斜入射时，由于膜层对两偏振态(p偏振光和s偏振光)的有效折射率不同，引起的反射光、透射光和相位差都不同，因此不可避免地会产生偏振效应，在胶合棱镜中尤为明显。这一现象在许多激光应用的光学系统都是负面影响因素，需要得到消除。

一般的消偏振分光棱镜多采用两直角棱镜胶合的形式，即先加工两相同规格的等腰直角棱镜，然后在其一直角棱镜的分光斜面上镀多层消偏振分光膜，最后把两直角棱镜斜面进行胶合的方案。该方案的消偏振分光膜是多层膜的结构，通常由多种介质材料重复叠加组合而成，膜系层数多、结构复杂，要求精度高、生产难度大；膜层厚，生产成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种激光消偏振分光装置，该装置采用梯形棱镜和直角棱镜进行组合，梯形棱镜可实现大入射角，消偏振分光膜采用单层即可实现消偏振的作用，此外该装置还具有结构简单、制备容易、消偏振效率高等优点。

本发明是这样实现的：一种激光消偏振分光装置，其特征在于：包括直角棱镜、设置于直角棱镜上方的梯形棱镜以及夹设于直角棱镜的分光斜面一和梯形棱镜的分光斜面二之间的消偏振分光膜，所述直角棱镜和梯形棱镜的折射率相同，所述消偏振分光膜的折射率低于直角棱镜和梯形棱镜的折射率。

优选的，所述消偏振分光膜由单层膜组成，所述消偏振分光膜的厚度为138～590nm。

优选的，所述梯形棱镜中分光斜面二与入射面的夹角为30°～85°。

优选的，所述直角棱镜和梯形棱镜采用熔融石英制成，所述消偏振分光膜采用mgf2制成。

较之现有技术而言，本发明具有以下优点：

(1)采用梯形棱镜和直角棱镜进行组合，梯形棱镜可实现大入射角，消偏振分光膜采用单层即可实现消偏振的作用，此外该装置还具有结构简单、制备容易、消偏振效率高等优点；

(2)分光膜仅为单层膜，结构简单、便于设计、生产难度和成本明显降低。

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是本发明激光消偏振分光装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1的透过率特性图；

图3是本发明实施例2的透过率特性图；

图4是本发明实施例3的透过率特性图。

图中符号说明：1、直角棱镜，11、分光斜面一，2、梯形棱镜，21、分光斜面二，22、入射面，3、消偏振分光膜，θ、分光斜面二与入射面的夹角。

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激光消偏振分光装置，其特征在于：包括直角棱镜1、设置于直角棱镜1上方的梯形棱镜2以及夹设于直角棱镜1的分光斜面一11和梯形棱镜2的分光斜面二21之间的消偏振分光膜3，所述直角棱镜1和梯形棱镜2的折射率相同，所述消偏振分光膜3的折射率低于直角棱镜1和梯形棱镜2的折射率。直角棱镜1和梯形棱镜2所选材料需在激光应用波段均具备良好的透过率的低的吸收率，含玻璃材料、晶体材料、红外材料等。消偏振分光膜3所选材料需在激光应用波段均具备良好的透过率的低的吸收率。

优选的，所述消偏振分光膜3由单层膜组成，所述消偏振分光膜3的厚度为138～590nm。

在本实施例中，所述梯形棱镜2中分光斜面二21与入射面22的夹角θ为75°。

本发明的制造工艺如下：在真空镀膜机内，利用真空镀膜技术在分光斜面一11上或者分光斜面二21上精确沉积规定厚度要求的单层膜，然后通过光学胶水或光胶技术将梯形棱镜2和直角棱镜1粘合，最终形成所述的消偏振分光装置。

实施例1：

针对波长为355nm的紫外激光：

所述直角棱镜1和梯形棱镜2的材料为熔融石英，折射率为1.48@355nm，所述消偏振分光膜3的材料为mgf2，折射率为1.39@355nm；所述消偏振分光膜3的厚度为138nm。如图2所示，为本实施例的透过率特性图，从图中可以看出：本发明提供的激光消偏振分光装置高效地把355nm激光均等地分成两束光，同时保证s分量和p分量的能量均等(s光和p光的分离tp-ts<1.0％)。

实施例2：

针对波长为532nm的绿激光：

所述直角棱镜1和梯形棱镜2的材料为熔融石英，折射率为1.47@532nm，所述消偏振分光膜3的材料为mgf2，折射率为1.38@532nm；所述消偏振分光膜3的厚度为250nm。如图3所示，为本实施例的透过率特性图，从图中可以看出，本发明提供的激光消偏振分光装置高效地把532nm绿激光均等地分成两束光，同时保证s分量和p分量的能量均等(s光和p光的分离tp-ts<1.0％)。

实施例3：

针对波长为1064nm的红外激光：

所述直角棱镜1和梯形棱镜2的材料为熔融石英，折射率为1.46@1064nm，所述消偏振分光膜3的材料为mgf2，折射率为1.37@1064nm；所述消偏振分光膜3的厚度为590nm。如图4所示，为本实施例的透过率特性图，从图中可以看出，本发明提供的激光消偏振分光装置高效地把1064nm红外激光均等地分成两束光，同时保证s分量和p分量的能量均等(s光和p光的分离tp-ts<1.0％)。

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。

技术特征：

技术总结
本发明涉及光学领域，特别涉及一种激光消偏振分光装置。一种激光消偏振分光装置，其特征在于：包括直角棱镜、设置于直角棱镜上方的梯形棱镜以及夹设于直角棱镜的分光斜面一和梯形棱镜的分光斜面二之间的消偏振分光膜，所述直角棱镜和梯形棱镜的折射率相同，所述消偏振分光膜的折射率低于直角棱镜和梯形棱镜的折射率。本发明的目的在于提供一种激光消偏振分光装置，该装置采用梯形棱镜和直角棱镜进行组合，梯形棱镜可实现大入射角，消偏振分光膜采用单层即可实现消偏振的作用，此外该装置还具有结构简单、制备容易、消偏振效率高等优点。

技术研发人员：朱元强
受保护的技术使用者：福建福特科光电股份有限公司
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.01.04