摘要：概述薄膜偏振分光鏡的研究現(xiàn)狀及其主要特點(diǎn)，重點(diǎn)分析薄膜偏振分光鏡的設(shè)計(jì)原理，并利用等效折射率的方法計(jì)算中心波長的反射率。

關(guān)鍵詞：薄膜偏振分光鏡；消光比；視場(chǎng)角；帶寬

引言

在進(jìn)行激光調(diào)制和激光隔離以及光信息處理時(shí)，需要把普通激光變成偏振光，這個(gè)調(diào)制過程就需要起偏器件。普通起偏器件和檢偏器件是利用晶體的雙折射特性設(shè)計(jì)而成，其優(yōu)點(diǎn)是消光比和透射比高，適用的光譜范圍大。但由于通常使用的冰洲石晶體是一種天然晶體，透明、無色、純凈的晶體很少，且不易得到大塊，所以不容易做成大口徑晶體起偏鏡，且價(jià)格高、加工工藝復(fù)雜。薄膜偏振分光鏡是基于薄膜內(nèi)光的干涉作用和布氏角的特點(diǎn)研制而成的。其優(yōu)點(diǎn)是孔徑大，損耗低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活。由于傳統(tǒng)的薄膜分光鏡沒有尺寸限制，同時(shí)可以以低成本生產(chǎn)出大尺寸結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和制作可以多樣化，因此被廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光技術(shù)、光電顯示和光學(xué)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。

1.發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀

最常用的寬帶薄膜偏振分光鏡是MacNeille在1946年發(fā)明，貝寧（Banning）實(shí)際制做的。這種形式的棱鏡可以工作在相對(duì)寬帶的范圍，透射光的消光比較高，但其視場(chǎng)角比較小。另一種薄膜偏振分光鏡是基于透射P偏振光，截止濾光片反射S偏振光，在邊界分離S光和P光的，可以淀積在平板上或者裝在立方棱鏡中。這種棱鏡的視場(chǎng)角比MacNeille偏光鏡相對(duì)要大，但其相對(duì)較小的帶寬不適合應(yīng)用于激光系統(tǒng)。如果鍍層比較多，透射光的消光比可以很高，但是反射光很難達(dá)到較高的消光比。

Bergstein提出一種基于受抑全內(nèi)反射的三層薄膜偏振分光鏡，然而并未給出相應(yīng)器件的詳細(xì)說明。Lees和Baumeister利用受抑全內(nèi)反射原理設(shè)計(jì)了薄膜紫外偏光鏡，它是標(biāo)準(zhǔn)的F-P帶通濾光片形式。在特定角度和特定波長，標(biāo)準(zhǔn)具可以滿足一種偏振光的分光條件而不滿足另一種偏振光，因此一種偏振光被透射，另一種偏振光則被反射E這種偏光鏡要求有高折射率的基底，適合于紅外光譜，可工作在較窄的波長范圍和較小的視場(chǎng)角。

為了拓寬薄膜偏振分光鏡的應(yīng)用范圍和提高應(yīng)用精度，出現(xiàn)了大視場(chǎng)角I寬帶I高消光比的薄膜偏振分光鏡的設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)都基于MacNeille的設(shè)計(jì)原理。

在我國，薄膜偏振分光鏡的設(shè)計(jì)和研制比較成熟，早在1981年就有人對(duì)該棱鏡的制作工藝作出了詳細(xì)的論述。爾后，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)，為高性能薄膜偏振分光鏡的設(shè)計(jì)提供了很好的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化途徑。

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