[实用新型]薄膜型可调相位延迟器

说明书

技术领域

本实用新型与薄膜有关，是一种薄膜型可调相位延迟器，它是利用特殊的相位延迟膜进行相位的高精度调节或补偿的装置，可应用于相位控制或补偿的光路中，简便实用。

技术背景

相位是描述光束本征特性的一个重要参数，它也是时间和空间的函数。更经常用到的是相位差，即两个不同光束的相位之差。在光的干涉中，相位差扮演了重要的角色，如果能精确控制相位差，就可以获得预想的干涉结果；在光的偏振中，相位差更是重要，比如改变光束两个振动方向上的相位差，就可以实现椭圆偏振光和线偏光之间的转换，左旋椭偏光和右旋椭偏光之间的转换。因此，在涉及光的干涉以及偏振状态等应用中，相位或相位差的控制补偿是很重要的。但是相位差是一个时间或空间的快变参数，比如两束光经过空间距离差异Δz传输后，产生的相位差为：δ=2πnλΔz,]]>其中λ为波长，n为传播媒质折射率，当Δz改变一个波长，相位差就变化了2π弧度，因此相位差的定量控制并不容易。常用的一种相位补偿器是巴比涅索利尔相位补偿器，但是这种相位延迟器是由晶体构成的，但不宜用于大口径光束的情况，而且价格也较贵。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种薄膜型可调相位延迟器，以适用于较大口径光束的情况，并具有结构简单、制作容易、操作简便、精度高、成本低和多用途等特点。

我们知道，光束经介质反射薄膜反射后会产生一个相移，相移量由光束经历的介质膜层光学厚度和界面决定，随入射角单调变化。此外，在倾斜使用时，由于P光(垂直入射面振动)与S光(平行入射面振动)的有效导纳不同，即相移(相位延迟)不同，因此P光和S光之间产生了相位差。利用这些性质，既可以产生任意可控的相位延迟，也可以补偿相位差。因此，本实用新型的技术解决方案如下：

一种薄膜型可调相位延迟器，其特点是它由第一相位延迟片和第二相位延迟片、第一光学调整架和第二光学调整架以及一个旋转平台组成，其位置关系是：所述的旋转平台由固定的底板和转动台组成，所述的第一相位延迟片和第二相位延迟片分别贴设在所述的第一光学调整架和第二光学调整架的镜框内，所述的第一光学调整架和第二光学调整架平行地固定在所述的旋转平台的转动台的上表面，并使所述的第一相位延迟片的反射面和第二相位延迟片的反射面平行且垂直于所述的转动台的上表面，所述的转动台的中心到所述的第一相位延迟片和第二相位延迟片的反射面的距离相等。

所述的第一光学调整架和第二光学调整架与所述的旋转平台的转动台的固定方式为胶粘或螺丝固定。

所述的旋转平台的底板的侧壁上设有手轮，以驱动转动台转动，该转动台的周边刻有角度线，该底板的壁上刻有对准线，旋转台的转动范围是360度。

所述的第一相位延迟片和第二相位延迟片是一种具有相同结构的介质反射膜，在宽角度范围内具有很高的反射率，相位延迟量随光束的入射角不同而线性变化，该相位延迟片最简单的形状为长方形或圆形。

所述的第一相位延迟片和第二相位延迟片的介质反射膜的膜系结构为：(HL)^140.4H，其中H为ZnS，折射率为2.58(550nm)，L为MgF2，折射率为1.38(550nm)，1个H层的光学厚度为75.85nm，1个L层的光学厚度为129.17nm，使用波长为633nm。

本实用新型的基本原理是：光束以一定角度入射到第一个相位延迟片上，反射到第二个延迟片上，经过第二个延迟片的第二次反射后，与入射光方向平行射出。随着入射角的不同，每个相位延迟片既能使P光和S光之间的相位差在一定延迟范围内单调变化，又能使P光产生一定范围的单调相移，因此，通过转动精密旋转平台，既可使光的P分量和S分量之间产生可调谐的相位差，相当于一个厚度可变的波片，又可使线偏振的P光产生预设的相移，从而实现精密的、可调谐的相位延迟或补偿。

本实用新型的技术效果：

1、本实用新型利用光学介质薄膜的反射相移特性实现对相位差的可调谐延迟或补偿，原理简单，易于制备。

2、本实用新型可应用于大口径光束的相位延迟补偿，由于采用了双反射面平行的结构，不改变光束的传输方向。