[发明专利]一种紫外偏振分光棱镜及其制备方法

说明书

一种紫外偏振分光棱镜及其制备方法，其特点在于，由两块长度相同且宽度相同的长方体棱镜胶合而成，且其中一块长方体棱镜的胶合面依次镀有引入光栅结构的偏振分光膜和二氧化硅保护膜。所述引入光栅结构的偏振分光膜由涂胶、曝光、显影刻蚀而成的介质光栅与膜系结构蒸镀得到。本发明具有消光比高、入射角范围大、稳定性好等优点，主要应用在紫外、深紫外波段。

技术领域

本发明属于光学器件领域，具体涉及一种紫外偏振分光棱镜及其制备方法。

技术背景

偏振分光棱镜能将入射光分成两束互相垂直的线偏振光：S光和P光，其中P光能完全通过，而S光以45度角被反射，从而达到了起偏和分光的目的。与晶体分光元件相比，偏振分光棱镜具有光束分离角大，对入射角度不敏感的优点，且广泛应用于高功率激光场合以及精密光学仪器。

先技术[1]“一种高消光比的偏振分光棱镜”(CN202362476U)提出一种偏振分光棱镜，在两个直角棱镜的斜面上镀偏振分束膜，用光学胶水将斜面对接胶合起来，其余通光面镀增透膜。该发明结构简单，成本低，但是无法应用于紫外、深紫外波段，因为光学胶水在紫外波段透过率很低，也会产生污染。

先技术[2]“一种紫外高性能偏振分光棱镜”(CN102495437A)提出一种紫外偏振分光棱镜，将一对三角棱镜的角度加工成布儒斯特角，在一对布儒斯特面上均镀制偏振分光膜，两个面采用空气隙对接。该发明可应用于紫外，但消光比不高，且入射角范围小。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种紫外偏振分光棱镜及其制备方法，可应用于紫外、深紫外波段，且消光比高于一般的紫外偏光棱镜，入射角范围大，性能稳定。

针对上述的发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种紫外偏振分光棱镜，其特点在于，由包括两块长度相同且宽度相同的长方体棱镜胶合而成，且其中一块长方体棱镜的胶合面依次镀有引入光栅结构的偏振分光膜和二氧化硅保护膜。

所述引入光栅结构的偏振分光膜由涂胶、曝光、显影刻蚀而成的介质光栅与膜系结构蒸镀得到。

所述膜系结构由氟化镧层和氟化镁层依次交替构成。

所述长方体棱镜的材料为紫外熔融石英，CaF₂。

本发明还提供了一种紫外偏振分光棱镜的制备方法，其特点在于，包括如下步骤：

步骤1)选择两块长度相同且宽度相同的长方体棱镜，选取两块长方体棱镜面积相同的任一面进行抛光；

步骤2)在其中一块长方体棱镜的抛光面上镀设引入光栅结构的偏振分光膜，并在偏振分光膜外镀二氧化硅保护膜；

步骤3)将另一块长方体棱镜的抛光面与二氧化硅保护膜相对接触放置，并去除接触面的气泡，进行光胶，使两块长方体棱镜胶合；

步骤4)将胶合后零件放入高温炉中进行键合，键合温度为200～300℃，键合完后自然冷却。

所述的紫外偏振分光棱镜的制备方法，其特征在于，还包括：

步骤5)将胶合为一体的长方体棱镜以胶合面为对角面，上下分别切割为直角棱镜形状，将两对直角面进行抛光。

步骤6)依使用需求，在经抛光处理的两对直角面上镀设增透膜，或仅选择其中一对直角面镀设增透膜。

进一步，所述步骤2)中在抛光面上镀设引入光栅结构的偏振分光膜，具体过程如下：

步骤2.1)清洗抛光面，将光刻胶旋涂于抛光面上，形成光刻胶层；

步骤2.2)利用紫外光通过掩膜版照射光刻胶层表面进行曝光，然后除去曝光过的光刻胶层，保留未曝光部分的光刻胶层；