[发明专利]一种全介质消偏振分光棱镜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全介质消偏振分光棱镜。

背景技术

光学薄膜是一类重要的光学元件，在光的传输、调制、光谱和能量的分割与合成以及光与其他能态的转换过程中起着不可替代的作用。当光线斜入射到光学薄膜时，根据电磁场的边界条件可知，在介质分界面处电场和磁场的切向分量连续，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；通过光学薄膜的这种特性来实现对光束偏振特性的控制，可以制成各类偏振分束器件。但诸多情况下，需要用到消偏振效应的光学元器件。这时，包括器件本身引入的偏振效应都是有害的。

全介质消偏振分光棱镜是一种重要的分光元器件，具有损伤高，实用性强，可消除消偏振分光片背面反射带来“鬼影”的影响等特点，有强烈的市场应用需求。但因生产加工难度较大，工艺较复杂，成本相对较高；导致实际应用优势不明显；所以发明一种便于设计生产的膜系结构，能够减少加工成本的产品是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在提供一种能有效降低膜系设计难度，减少加工成本，容易制备，而且膜层牢固度好、硬度强的一种全介质消偏振分光棱镜。其工作波段为532nm，透反比50:50，S偏振和P偏振的差值小于±3%。

本发明是这样实现的：一种全介质消偏振分光棱镜，它包括入射镜片、出射镜片以及胶合在入射镜片和出射镜片之间的全介质消偏振分光膜；所述消偏振分光膜是由高、中、低三种不同膜料依次交替组合而成的多层分光膜，所述高折射率膜料为Ti3O5，所述中折射率膜料为M3, 所述中折射率膜料为SiO2。

本发明的优点在于：

①选择合适的镀膜材料和镀制工艺；设计便于控制的膜层结构，以规整对称的中间19层膜为基础，前后分别匹配优化两层膜和三层膜，且允许有较大的控制容差，这样可以大大降低控制难度， 降低成本，实现全介质消偏振分光棱镜的优势。

②本发明提供的全介质消偏振分光棱镜，相比消偏振分光片，可消除背面反射产生“鬼影”的影响；对比金属膜消偏振分光棱镜，损伤更高，膜层更硬，牢固度更好；适用范围更广。

附图说明

图1 为本发明所提供一种全介质消偏振分光棱镜的膜层结构示意图；

图2 为本发明实施例1提供的反射率光谱曲线；

图3 为本发明实施例1提供的透过率光谱曲线；

图4 为本发明实施例1提供的反射率光谱曲线；

图5 为本发明实施例1提供的透过率光谱曲线；

图6 为本发明实施例1提供的反射率光谱曲线；

图7为本发明实施例1提供的透过率光谱曲线；

图8为本发明实施例所提供的一种全介质消偏振分光棱镜的结构示意图；

标号说明：20- 入射镜片，21- 全介质消偏振分光膜，22- 出射镜片。

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全介质消偏振分光棱镜，它包括入射镜片1、出射镜片3以及胶合在入射镜片和出射镜片之间的全介质消偏振分光膜2；所述全介质消偏振分光膜是由高、中、低三种不同介质膜料依次交替组合而成的多层分光膜。所述高折射率膜料为Ti3O5，所述中折射率膜料为M3, 所述中折射率膜料为SiO2。所述全介质消偏振分光膜2 按距离入射镜片1斜面的远近依次为：第1层，SiO2膜层（11）、第2层，M3膜层（12）、第3层，Ti3O5膜层（13）、第4层，M3膜层（12）、第5层，Ti3O5膜层（13）、第6层，M3膜层（12）、第7层，SiO2膜层（11）、第8层，M3膜层（12）、第9层，SiO2膜层（11）、第10层， M3膜层（12）、第11层， Ti3O5膜层（13）、第12层，M3膜层（12）、第13层，Ti3O5膜层（13）、第14层，M3膜层（12）、第15层，Ti3O5膜层（13）、第16层，M3 膜层（12）、第17层，SiO2膜层（11）、第18层，M3 膜层（12）、第19层，SiO2膜层（11）、第20层，M3膜层（12）、第21层， Ti3O5膜层（13）、第22层， M3膜层（12）、第23层，Ti3O5膜层（13）、第24层，M3膜层（12）。