[实用新型]消偏振角锥棱镜

说明书

本实用新型是一种消偏振角锥棱镜，涉及光学镀膜技术。适用于光学精密测量仪器如双频激光干涉仪。

现有的角锥棱镜，其三个背反射面镀有金属膜层，由于金属膜层的起偏作用，使反射光束光的偏振状态发生很大变化，这对于利用光偏振特性工作的光学测量仪器造成了工作精度降低，甚至不能工作的严重影响。

本实用新型的目的在于提供一种不改变入射光束光偏振状态的立体角三面反射型光学元件——消偏振角锥棱镜。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到，采用真空沉积技术在角锥棱镜三个背反射面上，镀有包括介质膜层和金属膜层的消偏振薄膜，消偏振薄膜的膜系设计结构和镀制顺序为：角锥棱镜背反射面一介质膜层－金属膜层。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来到：介质膜层采用折射率在1.6以上的介质材料，最好是Al₂O₃、ZnS、ZrO₂、Y₂O₃、ZrO₂＋Y₂O₃、HfO₂。金属膜层的材料为金铜、银、铝、铬等。消偏振薄膜的最佳材料和最佳膜系设计结构以及镀制顺序为：角锥棱镜背反射面－ZrO₂＋Y₂O_3－Ag。金属膜层外面涂上一层保护黑柒。

附图说明：

图1为角锥棱镜入射面、背反射面结构示意图；

图2为角锥棱镜消偏振薄膜膜系结构图；

图3为现有角锥棱镜单一背反射面反射光偏振态的能量变化曲线图；

图4为现有角锥棱镜单一背反射面反射光偏振态的相位变化曲线图；

图5为本实用新型单一背反射面反射光偏振态的能量变化曲线图；

图6为本实用新型单一背反射面反射光偏振态的相位变化曲线图；

图7为本实用新型与现有角锥棱镜对光线偏振特性影响的比较示意图。

本实用新型下面将结合附图作进一步说明：

由于在角锥棱镜中，光线几次反射的入射面不在同一平面上，利用光的干涉原理和金属膜层的高反射特性，使光线在角锥棱镜的任一背反射面反射时，偏振状态均不改变，达到整个光学元件消偏振功能。因此，利用金属膜层对反射光束的能量状态改变极小的特点，匹配－介质层使其相位不发生变化，并微调使能量状态保持一致，实现大角度变化范围内，每次反射时的偏振状态不改变。采用真空沉积技术，在通用的真空镀膜机上，在角锥棱镜的三个背反射面（2）上同时先镀制一层ZrO₂＋Y₂O₂介质膜（3），然后再镀上一层Ag金属膜层（4），为了较好地保护整个消偏振薄膜，将镀膜后的角锥棱镜从镀膜和取出后，在其金属膜层外面涂上一层保护黑柒。

本实用新型相比已有技术具有如下优点。

1、采用在角锥棱镜三个背反射面镀制一包括介质膜层和金属膜层的消偏振薄膜，消除了角锥棱镜的起偏效应，使入射光和反射光的能量、位相始终保持一致，提高仪器的工作精度。

2、由于选择的消偏振薄膜等，对角度不敏感，所以可以使整个角锥棱镜在很大角度范围内使用时，仍保持良好的特性，即在大角度变化范围内，每次反射时偏振状态不改变。

3、本实用新型整个膜系结构简单、合理，制作工艺方便，成本低、成品率高，易于批量生产和推广应用，是提高光学精度测量仪器工作精度必不可少的关键元件。