[发明专利]可见、红外可延展的高消光比偏振棱镜

说明书

本发明涉及一种可见红外可延展的高消光比偏振棱镜。包括直角棱镜、三角棱镜及高消光比偏振光学薄膜，所述直角棱镜的斜面和三角棱镜的第一斜面平行相对设置，高消光比偏振光学薄膜连接于直角棱镜的斜面和三角棱镜的第一斜面之间；所述的三角棱镜的第二斜面为偏振棱镜的入射面，且该入射面与所述的直角棱镜的第一直角面平行，且该直角棱镜的第一直角面为偏振棱镜的P‑偏振光出射面，所述的三角棱镜的第三斜面为偏振棱镜的S‑偏振光出射面，且该三角棱镜的第三斜面与直角棱镜的第二直角面倾斜设置。本发明提供一种可见红外可延展的高消光比偏振棱镜，该偏振棱镜消光的带宽可以延展至可见、红外波段，而且在该可见、红外波段内的消光比高。

技术领域

本发明涉及偏振仪器领域，具体涉及一种可见红外可延展的高消光比偏振棱镜。

背景技术

当光线倾斜入射到光学薄膜时，由于电场和磁场在各个膜层的切向分量要保持连续，使得光线P-偏振光和S-偏振光的有效折射率出现差别，从而导致偏振效应的产生。在入射角达到布儒斯特角时，P-偏振光和S-偏振光能够实现有效的分离。利用这一原理制作的偏振分光棱镜被广泛应用于液晶投影仪、隔离器、光纤激光器。

对于传统的偏振分光棱镜采用的是一对45°的直角棱镜通过镀制偏振分光膜胶合而成。其使用的角度不是布儒斯特角，因此不能有效的将P-偏振光和S-偏振光完全分离。目前行业中使用的光学膜料有限，其相对折射率也都较为固定，因此在45°入射的情况下，需要有合适的膜料、基底来匹配达到高消光比的偏振膜是不大可能。基于以上的困难点，行业人员主要通过调整膜层厚度从而改变膜堆的有效折射率，来使与基底的材料角度相匹配。该方法设计的偏振膜消光比较低，很难达到1000:1，设计的带宽最多在300nm左右。加之非规整膜系在生产中膜层厚度控制的敏感性直接影响到光谱特性，恶化消光比。常见的偏振棱镜波段为400-700nm，600-900nm，800-1100nm，很少有棱镜的设计波段可涵盖可见和红外。因此提供一种高消光比且带宽可以延展的偏振分光棱镜己成为当务之亟。

发明内容

本发明提供一种可见红外可延展的高消光比偏振棱镜，该偏振棱镜消光的带宽可以延展至可见、红外波段，而且在该可见、红外波段内的消光比高。

本发明通过以下技术方案实现：一种可见红外可延展的高消光比偏振棱镜，包括直角棱镜、三角棱镜及高消光比偏振光学薄膜，所述直角棱镜的斜面和三角棱镜的第一斜面平行相对设置，高消光比偏振光学薄膜连接于直角棱镜的斜面和三角棱镜的第一斜面之间；所述的三角棱镜的第二斜面为偏振棱镜的入射面，且该入射面与所述的直角棱镜的第一直角面平行，且该直角棱镜的第一直角面为偏振棱镜的P-偏振光出射面，所述的三角棱镜的第三斜面为偏振棱镜的S-偏振光出射面，且该三角棱镜的第三斜面与直角棱镜的第二直角面倾斜设置；

所述的高消光比偏振光学薄膜由5-7组膜堆堆叠而成，沿光的入射方向位于后一组的膜堆的厚度比位于前一组的膜堆的厚度厚a，且0＜a＜X，所述的X为沿光的入射方向位于第一组的膜堆的厚度；

每组膜堆均由7-9层高折射率膜料及与高折射率膜料层数相同的低折射率膜料交替堆叠而成，且所述的高折射率膜料的厚度为所在膜堆中心波长的四分之一光学厚度，所述的低折射率膜料的厚度为所在膜堆中心波长的四分之一光学厚度。

进一步地，所述高折射率膜料的折射率在1.8-2.5之间，低折射率膜料的折射率在1.38-1.5之间。

进一步地，所述的三角棱镜和直角棱镜的基底材料的折射率为1.6-1.9。

进一步地，所述的高折射率材料为Nb₂O₅、TiO₂、Ta₂O₅或H₄。

进一步地，所述的低折射率材料为SiO₂或MgF₂。