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分光元件的选型和常规指标介绍

     分光元件的原理

     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。

     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

     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

     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

     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。

     分光元件的分类

     按照不同的分类标准,分光元件可分有以下分类:

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。

     分光元件的选型

     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。更多分光元件详细资料>>

     如何选择合适的分光元件?
 

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。

5.  联合光科官网有详细的分光元件资料:详细规格参数、曲线、以及各类文件资料等,欢迎您来了解。

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