[发明专利]一种等厚度双片组合零级波片及光学组件

说明书

本发明公开了一种等厚度双片组合零级波片及光学组件，其中零级波片包括：第一晶体片，包括：零级波片的入射端面，所述第一晶体片的晶体光轴在所述零级波片的入射面内且平行于入射端面；第二晶体片，包括：所述零级波片的出射端面，所述第二晶体片的晶体光轴与所述零级波片的入射面的法线呈夹角设置；所述第一晶体片与所述第二晶体片连接，所述第一晶体片和所述第二晶体片均为单轴双折射晶体，所述第一晶体片与所述第二晶体片的厚度相同，所述零级波片的入射面和所述零级波片的出射面平行。本发明提出的等厚度双片组合零级波片，减小了光轴角以及晶体片的厚度加工误差对相位延迟量的影响。

技术领域

本发明涉及偏振光学应用技术领域，特别涉及一种等厚度双片组合零级波片及光学组件。

背景技术

在现代偏振光学应用技术中，相位延迟器通常用于改变光的偏振性质。相位延迟器由各向同性材料制成的菱体型和由单轴双折射晶体制成的片状两种，前者称为消色差相位延迟器，可以用于较宽的光谱范围，但不易制成较大的口径，且体型笨重、安装与调试极为不便，所以较少使用；后者可以根据材料的尺度制成大的片状口径，通常称为波片。波片一般包括：单片波片、多级片和双片组合零级波片(也称常规组合零级波片)。其中单片波片主要使用双折射率较小的白云母、石英晶体和氟化镁晶体。但是白云母波片的光学平面及机械强度较差，石英晶体和氟化镁晶体零级波片的加工难度相对较大。多级片相对单片波片的机械强度较好，然而多级片的延迟量受使用环境温度的影响较大，不利于在自然环境下使用。因此双片组合零级波片以良好的机械强度以及测量准确度受温度影响较小的特点备受使用者青睐。

目前而言，双片组合零级波片的厚度误差可以控制在0.5μm以内，但是通过计算，对于石英晶体制作的常规组合零级650nm波片，0.5μm厚度之差的偏差可以产生2.5°的相位延迟量偏差，影响了双片组合零级波片的相位延迟量精度。

发明内容

为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本发明实施例提供了一种等厚度双片组合零级波片及光学组件。技术方案如下：

第一方面，提供了一种等厚度双片组合零级波片，包括：

第一晶体片，包括：零级波片的入射端面，所述第一晶片的晶体光轴在所述零级波片的入射面内；

第二晶体片，包括：所述零级波片的出射面，所述第二晶片的晶片光轴与所述零级波片的入射面的法线呈夹角设置；

所述第一晶体片与所述第二晶体片连接，所述第一晶体片与所述第二晶体片均为单轴双折射晶体，所述第一晶体片与所述第二晶体片的厚度相同，所述零级波片的入射面和所述零级波片的出射面平行。

进一步地，所述第一晶体片的入射面和所述第一晶体片的出射面均为光学抛光面，所述第二晶体片的入射面和所述第二晶体片的出射面均为光学抛光面。

进一步地，所述第一晶体片和所述第二晶体片之间胶合连接。

进一步地，所述第一晶体片和所述第二晶体片形状相同。

进一步地，所述第二晶体片与所述第一晶体片为材质相同的单轴双折射晶体，所述单轴双折射晶体包括：氟化镁晶体、光学石英晶体、蓝宝石晶体、铌酸锂晶体、冰洲石晶体、α-BBO晶体、钒酸钇晶体、金红石晶体中的任意一种。

进一步地，当入射光由所述零级波片的入射面射入后，所述零级波片出射面射出的出射光的光轴角满足：

其中，为出射光的光轴角，d为所述第一晶体片以及所述第二晶体片的厚度，λ为出射光波长，±表示当使用正单轴双折射晶体时取-号，使用负单轴双折射晶体时取+号，n_e、n_o是所用单轴双折射晶体中e、o光波的主折射率，n取1、2、3和4时，分别对应λ/4、λ/2、3λ/4和全波片。

进一步地，在所述出射光的光轴角一定时，所述第一晶体片和所述第二晶体片的厚度满足：