復(fù)合偏光分束棱鏡的設(shè)計(jì)和性能測試.pdf

1、偏光器件是偏光信息處理和偏光技術(shù)應(yīng)用的核心器件，偏光分束棱鏡以其較高的消光比、透射比、較強(qiáng)的抗光損傷能力和良好的分束性能，從眾多偏光器件中脫穎而出，在激光偏光技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮了難以替代的作用。目前，制作偏光分束棱鏡最主要的材料為冰洲石晶體，而此晶體為天然稀有晶體，價(jià)格昂貴，不利于這種優(yōu)秀偏光器件的推廣使用。利用光學(xué)玻璃和冰洲石晶體組合的方法制作偏光分束棱鏡可以大大降低生產(chǎn)成本，在一定程度上解決了上述矛盾。這種類似想法在較早的時(shí)候便有人提

2、出，但比較有參考價(jià)值的相關(guān)設(shè)計(jì)僅有兩種形式：Feussner棱鏡和Ammann-Massey棱鏡。由于缺少合適的光學(xué)玻璃和膠合劑，以及該形式棱鏡自身固有缺陷，如光束偏離角、消光比較低、溫度適用范圍等，它們沒有引起人們的關(guān)注。 本文對冰洲石—玻璃組合偏光分束棱鏡的研制工作主要圍繞選材、計(jì)算、加工和測試這四個(gè)要點(diǎn)展開：選材即選取可以與冰洲石晶體實(shí)現(xiàn)較好匹配的光學(xué)玻璃和膠合劑；通過計(jì)算、分析，確定最優(yōu)化的棱鏡設(shè)計(jì)方案；樣品加工，解決該

3、棱鏡加工的技術(shù)難題，如材料匹配和提高透射比問題；實(shí)驗(yàn)測試主要關(guān)注棱鏡在實(shí)現(xiàn)良好分束的基礎(chǔ)上其透射比和消光比的大小。論文中撰寫的內(nèi)容主要包括以下方面： 第一章是緒論，講述了論文寫作的背景和寫作目的，以及論文的創(chuàng)新點(diǎn)和本人所做的主要工作。 第二章主要針對傳統(tǒng)冰洲石棱鏡展開，包括：冰洲石棱鏡的研發(fā)歷史、棱鏡設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論以及冰洲石棱鏡的一些經(jīng)典設(shè)計(jì)，尤其是對本文的主要研究對象一分束型設(shè)計(jì)進(jìn)行了尤為細(xì)致的研究和描述。 第

4、三章從對光學(xué)玻璃的研究開始，講述了冰洲石-玻璃組合式偏光分束棱鏡設(shè)計(jì)需要的相關(guān)理論和棱鏡的發(fā)展歷史，以及最近幾年中出現(xiàn)的一些經(jīng)典設(shè)計(jì)。通過對比和分析，提出了幾種實(shí)用性的新設(shè)計(jì)方案。 第四章以兩種具體的設(shè)計(jì)：平行分束棱鏡和90°分束棱鏡為例，詳細(xì)論述了冰洲石-玻璃組合式分束棱鏡的設(shè)計(jì)原理、樣品的測試過程和測試結(jié)果以及各注意事項(xiàng)，并對實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了分析。 最后，通過與傳統(tǒng)冰洲石分束棱鏡的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)的對比研究表明：冰洲石-玻

5、璃組合形式的偏光分束棱鏡的設(shè)計(jì)是可行的，它在節(jié)省了稀有昂貴的冰洲石晶體材料的前提下，基本具備了與純冰洲石晶體偏光棱鏡相當(dāng)?shù)男阅軈?shù)，而且實(shí)現(xiàn)了對光路的調(diào)制和分束，大大的方便了光路的搭建和其它配件的配合使用。相信，該設(shè)計(jì)在今后的光學(xué)實(shí)驗(yàn)中將會擁有廣闊的使用前景。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于：對組合式分束棱鏡的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，提出了組合平行分束棱鏡和90°分束棱鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。對新設(shè)計(jì)的各光學(xué)參量進(jìn)行了嚴(yán)密的理論分析，對試驗(yàn)