1-4對(duì)稱膜系偏振分光鏡的研制.pdf

1、偏振分光鏡是重要的光學(xué)器件,廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光、光電顯示設(shè)備和光存儲(chǔ)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的偏振分光鏡由天然光學(xué)雙折射晶體冰洲石制成,如薩那芒特棱鏡、洛匈棱鏡、沃拉斯頓棱鏡、分束格蘭-湯普森棱鏡和薩伐爾偏光鏡等,這種晶體偏振分光鏡具有很好的消光比特性、較大的視場(chǎng)角和寬的分光光譜帶寬。冰洲石晶體稀少且大尺寸的難于獲得,人工生長(zhǎng)的晶體目前只能到幾個(gè)毫米,達(dá)不到制作偏光器件的要求,這些因?yàn)樵斐商烊痪w偏光鏡價(jià)格較高,且不易制造大口徑的棱鏡,限制了

2、晶體偏光鏡的使用。其它實(shí)現(xiàn)偏光分束的方法還有利用光學(xué)薄膜的干涉、或者制造具有雙折射性質(zhì)的光學(xué)薄膜、金屬線柵衍射、光子晶體的負(fù)折射和布拉格光柵波導(dǎo)等方法。最常用的薄膜偏振分光鏡是MacNeille型,國(guó)內(nèi)外都對(duì)此進(jìn)行過(guò)廣泛的研究。但是MacNeille型薄膜偏振分光鏡的視場(chǎng)角較小給使用帶來(lái)了許多不便,特別是在平板顯示和投影設(shè)備中,要求有較大的視場(chǎng)角,MacNeille型薄膜偏振分光鏡就不能滿足使用要求。Li和J.A.Dobrowolski

3、報(bào)道了一種基于受抑全反射原理的薄膜偏振分光鏡,具有很寬的分光帶寬和較大的視場(chǎng)角,但膜層是非1／4規(guī)整膜系,并且厚度很薄,很難精確控制,制造非常困難。
　　 本文從對(duì)稱膜系的等效膜層理論和截止帶理論出發(fā),研究了傾斜入射時(shí)對(duì)稱膜系s、p偏振分量截止帶的分裂特點(diǎn)；利用這種分裂特性,設(shè)計(jì)了1／4規(guī)整膜系的薄膜偏振分光鏡；探索了偏振分光鏡的鍍制參數(shù)和封裝工藝；利用島津UV3101-PC分光光度計(jì)和搭建的消光比測(cè)試系統(tǒng),對(duì)兩種膜系結(jié)構(gòu)偏振分

4、光鏡的特征參量進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證了利用傾斜入射時(shí)對(duì)稱膜系s、p偏振分量等效折射率截止帶的分裂設(shè)計(jì)偏振分光鏡是完全可行的,為設(shè)計(jì)制作高性能、制成工藝簡(jiǎn)單的薄膜偏振分光鏡提供了新途徑。
　　 全文主要包括以下幾個(gè)部分。
　　 第一章序論部分。對(duì)薄膜偏振分光鏡的發(fā)展歷史以及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述,并對(duì)本論文的主要內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明。
　　 第二章傾斜入射時(shí)的等效膜層理論。介紹了薄膜光學(xué)的基本原理和對(duì)稱膜系的等效膜層理論和截止帶理

5、論。從等效膜層理論出發(fā),利用偏振光學(xué)原理,研究了傾斜入射時(shí)對(duì)稱膜系s、p偏振分量截止帶的分裂特點(diǎn)。
　　 第三章1／4對(duì)稱膜系偏振分光鏡的理論分析。利用傾斜入射時(shí)對(duì)稱膜系s、p偏振分量截止帶的分裂特性設(shè)計(jì)了1／4規(guī)整膜系的偏振分光鏡和大視場(chǎng)角的偏振分光鏡,利用TFCalc薄膜軟件對(duì)偏振分光鏡的分光光譜特性進(jìn)行了模擬。
　　 第四章1／4對(duì)稱膜系偏振分光鏡的制備。主要介紹了薄膜偏振分光鏡的鍍制過(guò)程和封裝工藝。為了使鍍制的分