專利名稱：雙反射偏光分束方法及單元式偏光分束棱鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種雙反射偏光分束方法及偏光分束棱鏡，屬于光學器件技術領域。
背景技術：
偏光器件是激光技術和偏光應用技術領域中的重要器件，偏光分束棱鏡是偏光器件的一個重要門類。其研究與開發(fā)對光通信、光信息處理、光學測試、激光技術及光計算等現(xiàn)代光學技術的發(fā)展具有重要意義。本發(fā)明做出以前，常規(guī)偏光器件功能單一化，不能將起偏、分束和光束轉向等多種功能集于一體，給實驗與應用帶來諸多不便。
激光和光調制應用技術發(fā)展和新的應用領域的開拓，對偏光分束棱鏡提出了一些新的要求(1)要求器件具有更大的分束角和更高的消光比(優(yōu)于10-6)，以適應高技術和精密測試應用的需要。(2)要求器件多功能，以利于儀器設備及實驗裝置的簡單化和小型化，從而提高其可靠性和價質比。
目前常用的偏光分束棱鏡主要有根據(jù)多層介質膜內干涉效應研制的薄膜型偏光分束棱鏡和根據(jù)雙折射晶體的雙折射效應研制的透射型偏光分束棱鏡兩大類。前者結構簡單，體積小，但消光比、透射比等主要技術指標較低(一般為10-3和80％)，應用受到一定限制；后者雖指標較為先進，但功能單一，亦顯不足。因此研制一類既具較高的性能指標又可實現(xiàn)多種功能的偏光分束器件，以滿足現(xiàn)代科技發(fā)展需要，是十分必要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種具有較高的性能指標，可實現(xiàn)多種功能的雙反射偏光分束方法及單元式偏光分束棱鏡。
本發(fā)明所述的偏光分束方法，其機理是光在各向異性晶體中傳播，當光達到晶體內界面，就會發(fā)生雙反射，分成兩束振動方向相互垂直的平面偏振光，常稱o光和e光，當入射角超過臨界角時，入射光被全部全內雙反射而無光能損失，這是雙反射分束透射比和消光比高的原因。分解后的o、e兩光束經(jīng)分界面BD進入第二塊晶體棱鏡，由于晶體各向異性的存在，兩塊棱鏡光軸方位的變化，相對兩晶體棱鏡o、e光要互換，即相對第二塊棱鏡原來的o光變成e光，原來的e光變成o光，折射的結果使兩束平面偏振光的分束角再擴大，最后經(jīng)出射端面折射進入空氣，使兩光束平面偏振光再一次向相反方向偏折，其分束角進一步擴大，從而棱鏡參數(shù)得到較大的改善。很顯然這里采用的雙反射型復式結構設計決定了該類器件具有功能多，消光比高，分束角大等許多優(yōu)點。
偏光分束棱鏡的技術特征包括兩個方面①采用雙反射式結構設計，利用入射光在晶體界面上的全內雙反射完成起偏、分束，從而實現(xiàn)了器件起偏、分束及光束轉向等多種功能的一體化，有效地解決了傳統(tǒng)器件功能單一問題，極大地拓寬了該類器件的應用范圍，特別是用于大功率折疊腔激光器的研制、光學調制、光開關及測試儀器小型化設計中更具優(yōu)越性。②采用復式棱鏡形式，雙反射與雙折射相結合，進行兩次起偏、分束，保證了棱鏡主要技術參數(shù)消光比、分束角、視場角等較之常規(guī)器件更先進，從而很好地滿足了高技術與精密測量中對偏光分束器件高消光比、大分束角的要求。
以下詳細介紹發(fā)明的構成一種雙反射偏光分束方法，其特征是將光束射入晶體界面上，經(jīng)由晶體界面上的全內雙反射將光束分成兩束振動方向相互垂直的平面偏振光，由出射端面射出。
一種單元式雙反射偏光分束棱鏡由單塊單軸晶體組成的棱鏡構成，其特征是其光軸與入射端面垂直，入射端面與反射面的夾角為45°。
本發(fā)明工作時，光束垂直于入射面射入，經(jīng)過反射面轉向90°度，并分束成兩束沿不同方向傳播的平面偏振光，穿過兩塊單軸晶體的膠合面，由出射面射出。
本發(fā)明根據(jù)雙折射晶體的雙反射性質設計研制的一類全新的偏光分束器件，其特點是結構新穎，棱鏡采用了二次起偏分束方法。指標先進，獨特的結構形式和分束方法，具有較高的技術指標，其主要技術指標消光比優(yōu)于10-6，分束角最大可達24°以上，較之傳統(tǒng)器件(如洛匈、渥拉斯頓等棱鏡)的消光比10-5有較大的提高，分束角增加近1.5倍。功能多，實用性強，具有起偏、分束、光束換向多種功能，這是優(yōu)于常規(guī)偏光分束器件的另一重要特征。正是這些特點，使該類器件的應用較之常規(guī)器件更廣泛，它們不僅適用于普通的偏振分束，而且更適用于光束需要轉向的許多偏振分束應用，此時它可同時完成多個器件的功能，從而使實驗裝置簡單化和小型化，進一步提高了其技術性能和可靠性。這在激光技術、光學測試、光學調制等應用技術領域中具有極為重要的實際意義，并已發(fā)揮了重要作用。
①結構新穎棱鏡采用了新的結構形式和起偏分束方法一一復式雙反射結構和二次起偏分束方法。
②指標先進獨特的結構形式和分束方法，決定了本發(fā)明具有較高的技術指標，其主要技術指標消光比優(yōu)于10-6，分束角最大可達24°以上，較之傳統(tǒng)器件<如洛匈、渥拉斯頓等棱鏡)的消光比10-5有較大的提高，分束角增加近1.5倍。
③功能多，實用性強本發(fā)明同時具有起偏、分束、光束換向多種功能，這是優(yōu)于常規(guī)偏光分束器件<通常僅具有起偏、分束功能>的另一重要特征。正是這一特點，使該類器件的應用較之常規(guī)器件更廣泛，它們不僅適用于普通的偏振分束，而且更適用于光束需要轉向的許多偏振分束應用，此時它可同時完成多個器件的功能，從而使實驗裝置簡單化和小型化，進一步提高了其技術性能和可靠性。這在激光技術、光學測試、光學調制等應用技術領域中具有極為重要的實際意義，并已發(fā)揮了重要作用。


說明書附圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例參見附圖1。
一種單元式雙反射偏光分束棱鏡由單塊單軸晶體組成的棱鏡構成，其特征是其光軸與入射端面垂直，入射端面與反射面的夾角為45°。
棱鏡材料為冰洲石晶體，兩端面鍍增透膜。
權利要求
1.一種雙反射偏光分束方法，其特征是將光束射入晶體界面上，經(jīng)由晶體界面上的全內雙反射將光束分成兩束振動方向相互垂直的平面偏振光，由出射端面射出。
2.一種單元式雙反射偏光分束棱鏡由單塊單軸晶體組成的棱鏡構成，其特征是其光軸與入射端面垂直，入射端面與反射面的夾角為45°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙反射偏光分束方法及單元式偏光分束棱鏡，屬于光學器件技術領域。提供了一種具有較高的性能指標，可實現(xiàn)多種功能的雙反射偏光分束方法及偏光分束棱鏡。其特征是將光束射入晶體界面上，經(jīng)由晶體界面上的全內雙反射將光束分成兩束振動方向相互垂直的平面偏振光，由出射端面射出。偏光分束棱鏡由單塊單軸晶體組成的棱鏡構成，其特征是其光軸與入射端面垂直，入射端面與反射面的夾角為45°。它可同時完成多個器件的功能，從而使實驗裝置簡單化和小型化，進一步提高了其技術性能和可靠性。這在激光技術、光學測試、光學調制等應用技術領域中具有極為重要的實際意義。
文檔編號G02B5/30GK101046525SQ200610043300
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權日2006年3月29日
發(fā)明者李國華, 趙明山, 吳福全 申請人:曲阜師范大學激光研究所