雙反射對稱分束與平行分束偏光鏡的設(shè)計.pdf

1、雙反射型偏光分束棱鏡是根據(jù)雙折射晶體表面的雙反射現(xiàn)象設(shè)計的一類新型偏光器件，這類棱鏡的特點是集偏光分束與光傳播的轉(zhuǎn)向于一身，在偏光分束的同時，可以使光的傳播方向偏轉(zhuǎn)一定的角度。目前，雙反射偏光分束棱鏡的研究比較少，只限于幾種常規(guī)的設(shè)計。在激光偏光調(diào)制技術(shù)中，對稱分束鏡和超大剪切差的平行分束偏光鏡受技術(shù)和材料的限制，制作難度很大，為了提高偏光棱鏡出射光束的對稱性和平行分束性，本文從雙反射棱鏡結(jié)構(gòu)出發(fā)，研制了復(fù)合式結(jié)構(gòu)的雙反射型對稱分束和平

2、行分束偏光棱鏡，并對其光學(xué)性能進行了理論分析和性能測試，全文概括起來主要有以下幾部分： 第一章為緒論部分，講述了論文寫作的背景和寫作目的，以及論文的創(chuàng)新點和本人所做的主要工作。 第二章是偏光器件設(shè)計綜述，首先給出了部分基礎(chǔ)理論知識，然后詳細介紹了起偏棱鏡和偏光分束棱鏡的種類、設(shè)計思想和性能參數(shù)，并對冰洲石晶體偏光棱鏡設(shè)計概要進行了簡單的介紹。 第三章是雙反射對稱分束與平行分束偏光鏡的設(shè)計，在分析了雙反射棱鏡結(jié)構(gòu)的

3、基礎(chǔ)上提出了Ⅰ、Ⅱ型雙反射對稱分束棱鏡、雙反射超大剪切差平行分束棱鏡和雙反射平行擴束棱鏡四種不同結(jié)構(gòu)的偏光分束棱鏡設(shè)計思想，并對各光學(xué)參量進行了嚴密的理論分析。 第四章為實驗測試及分析部分，對試驗樣品進行精密的實驗測試，并對各參量進行了綜合誤差分析。 論文的后兩章是本文的核心內(nèi)容，也是我的主要工作。這兩章對新設(shè)計的雙反射對稱分束和平行分束偏光棱鏡的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)作了詳細的理論分析，并進行了實驗測試：首先我們根據(jù)雙反射偏光

4、棱鏡的結(jié)構(gòu)和冰洲石晶體的雙折射性質(zhì)，提出了Ⅰ、Ⅱ型雙反射對稱分束棱鏡、雙反射超大剪切差平行分束棱鏡和雙反射平行擴束棱鏡四種不同結(jié)構(gòu)的偏光分束棱鏡的設(shè)計構(gòu)想。理論分析證實，Ⅰ型雙反射對稱分束棱鏡通過改變結(jié)構(gòu)角參數(shù)φ和β，不僅能保證分束角的對稱，而且可以拓寬分束角，并可以根據(jù)需要，選擇不同的結(jié)構(gòu)角參數(shù)以獲得合適的對稱分束角；Ⅱ型雙反射對稱分束棱鏡通過改變其中一塊晶體光軸的方向?qū)崿F(xiàn)對稱分束；雙反射超大剪切差平行分束棱鏡是在Ⅰ型的基礎(chǔ)上通過把出

5、射平面改為兩個向外凸的平面，能得到剪切差大的平行出射的o、e光，且剪切差大小可根據(jù)用戶要求設(shè)計；雙反射平行擴束棱鏡是根據(jù)單元式雙反射平行分束棱鏡和擴束原理對棱鏡重新組合，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。在棱鏡結(jié)構(gòu)固定后，我們對各棱鏡的性能，如透射比、分束角不對稱度隨入射波長的變化關(guān)系等進行了理論分析。然后選擇了其中兩種棱鏡加工成樣品，并對樣品進行了實驗測試。從光強透射比、分束角不對稱度隨入射波長的變化關(guān)系和剪切差的實驗數(shù)據(jù)可以看出，雖然測試數(shù)據(jù)在

6、一些點上與理論結(jié)果相比有所偏離，但兩者總體趨勢基本一致，特別是從分束角不對稱度隨入射波長變化的實驗值和理論值的對比中，可以更清楚地看到這一點。通過對棱鏡進行消光比測試發(fā)現(xiàn)，所測棱鏡的兩出射光束中，o光的消光比性能要優(yōu)于e光的消光比性能，消光比性能都不低于10-5，具有實際應(yīng)用價值。 理論分析和實驗測試結(jié)果均表明：雙反射對稱分束偏光棱鏡和平行分束偏光棱鏡的設(shè)計是可行的，都具有較好的性能，有較高的實用價值。 本文的主要創(chuàng)新之

7、處在于： (1)提出了Ⅰ、Ⅱ型雙反射對稱分束棱鏡設(shè)計思想，該設(shè)計不僅能保證分束角的對稱，而且可以拓寬分束角，并可以根據(jù)需要，選擇不同的結(jié)構(gòu)角參數(shù)以獲得合適的對稱分束角。 (2)提出了雙反射超大剪切差平行分束棱鏡和雙反射平行擴束棱鏡設(shè)計思想，該設(shè)計的剪切差大小可根據(jù)用戶要求設(shè)計，并實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。 (3)從理論上對設(shè)計的棱鏡進行了詳細的推導(dǎo)，對各光學(xué)參量進行了嚴密的理論分析；對試驗樣品的性能進行了精密的實驗測