本帖最后由 联合光科 于 2021-7-6 09:34 编辑
分光元件的选型和常规指标介绍
分光原件原理
分光镜是把一束光按照一定反射和透射比例分成两束光的光学元件，多用于激光光学系统、照明光学系统、光谱仪光学系统中。分光镜由光学玻璃镀膜而成，通常在分光面上镀有分光膜，根据一定的要求和方式把光束分成反射光和透射光，常用的分光膜主要包括光强分光膜、偏振分光膜、消偏振分光膜等几类。在出射面镀有增透膜，以增加光学表面的透光量，减弱光束间及鬼像的干涉效应。
l 光强分光膜：按照一定的光强比把入射光分成两部分，如图1所示，用于普通的分光平片和分光棱镜。其中，仅考虑某一波长的叫做单色分光膜；考虑一个光谱区域的叫做宽带分光膜。根据分光镜所镀的分光膜带宽大小，可分为窄带分光镜和宽带分光镜。 图1 分光平片和分光棱镜结构 l 偏振分光膜：是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成的，即光斜入射穿过每一层光学薄膜时，边界条件要求电场和磁场的切向分量始终保持连续，使光的p分量和s分量表现出不同的有效折射率，引起偏振分离。可以分为棱镜型偏振膜和平板型偏振膜。 以偏振分光棱镜为例，由两块45°直角三棱镜拼合而成，在三棱镜斜面上镀偏振分光膜。当光以布儒斯特角入射时，p偏振光反射为零，而s偏振光则部分反射。为增加s偏振光的反射率，保持p偏振光透过率接近1，可以将两种薄膜材料交替淀积制成多层膜，如图2右图所示当膜层选择合适且足够多时，就能实现50/50偏振分光。 图2 偏振分光棱镜结构 l 消偏振分光膜：用于倾斜入射的各种光学薄膜都会有偏振效应的存在，而对于部分光学系统来说，偏振分离带来的是光学系统性能的劣变，必须消除或减少。消偏振分光膜被设计成在指定的波长范围内，保证s光和p光按一定的反射透射比分光，同时保证s偏振态和p偏振态经过棱镜后偏振态没有变化。 图3 消偏振分光棱镜结构 l 增透膜：当薄膜厚度适当时，在薄膜的两个面上反射的光，光程恰好等于半个波长，因而互相抵消。这就大大较少了光的反射损失，增强了透射光的强度，减少或消除系统的杂散光。通常单层膜只对某一特定波长的电磁波增透，为了使在更大范围内和更多波长实现增透，经常利用镀多层膜来实现。 分光元件分类 按照不同的分类标准，分光元件可分有以下分类： | 标准 | | | | | | | | | 30:70分光片 50:50分光片 70:30分光片 | | |
表1 分光镜种类列表 平面分光镜在光路中起到分离光源能量和改变光路方向的作用，结构设计比较简单，光吸收小，分光后光损耗小等优点。与分光片相比，分光棱镜的反射及透射光光程是相等的。在透光时，分光棱镜没有光线偏移造成的影响，所以不会存在光束平移。 分光元件选型 分光镜用途广泛，用户需求也各不相同，联合光科可提供K9宽带分光平片、椭圆宽带分光平片、镀铝点阵分光平片、紫外熔融石英镀铝点阵分光平片、紫外分光楔片、氟化钙（CaF2）红外宽带分光楔片、硒化锌（ZnSe）红外宽带分光楔片、标准立方分光镜、偏振立方分光镜（PBS）、消偏分光棱镜等标准分光元件。 选择合适的分光元件，大体上可以参考以下步骤： （1） 根据光源类型对分光元件适用的波段和带宽进行选择。选择适用于可见光、紫外、红外不同波段的分光元件，和选择窄带分光元件或宽带分光元件。 （2） 根据光路空间大小和对光束偏移影响的要求选用分光平片、分光棱镜，当选择分光平片时，会造成反射光束和透射光束的不等光程，透射光束发生平移。对于成像光路设计来说，分光平片的引入会对光路的像差校正产生影响。 （3） 根据光路对反射光和透射光的偏振态要求，选择偏振分光棱镜和消偏振分光棱镜。 （4） 确定好分光元件类型后，再对分光元件的尺寸、分光比、波长等具体参数做出综合选择。
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发表于 2020-5-19 10:14
发表于 2020-10-7 15:49
