CN101625431A - 一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法 - Google Patents

一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法 Download PDF

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Abstract

一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法，包括如下步骤：选取两块玻璃窗片，抛光后，经过化学处理，在其中一个玻璃窗片的一个面上镀上偏振分光膜；与另一块玻璃窗片的对面相配合，组合成偏振分光窗片；将两块玻璃窗片相向施加设定的压力，采用红外加热方式对配合好的偏振分光膜界面加热，使其焊接在一起；以偏振分光窗片焊接面为对角面，加工成偏振分光棱镜，在四个通光面镀上增透膜。采用该方法生产的偏振分光棱镜，由于分光面是两个相同的材料焊接而成，一方面避免了介质间的耗散，同时温度使用范围仅由偏振分光膜本身决定，大大提升了偏振分光棱镜的使用功率场合。

Description

一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法
【技术领域】
本发明属于光学仪器制备领域，具体是指一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法。
【背景技术】
激光具有高相干性、方向性、高强度的特质，已经被广泛的使用。偏振分光棱镜是激光器的关键部件，利用镀膜工艺实现偏振分离，角度敏感性较低，其棱镜结构避免了前后表面反射带来的杂散光干扰，而且容易调整，在高功率激光应用中具有极大优势。由于其可以用玻璃制备，适合大批量生产，成本可以大幅度的下降，具有非常高的性价比。
现在一般制备偏振分光棱镜的方法是在光学玻璃棱镜上镀制多层介质偏振分光膜，再将两块棱镜的分光面胶合起来，成为一个完整的偏振分光棱镜。这种制备方法一方面工艺复杂，受到胶品质和胶合工艺的影响，品质难以保证，成品率难以提高；另一方面由于胶和镀膜是两种不同的材料，在产生激光时不可避免有较大的损耗率，无法应用在高功率的应用场合；同时受到胶本身的温度特性影响，也大大限制了棱镜的使用范围。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种偏振分光棱镜的制作方法，大大提升了温度使用范围，使得制备的偏振分光棱镜可以使用在高功率场合。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法，包括如下步骤：
步骤一：选取两块玻璃窗片，抛光后，经过化学处理，在其中一个玻璃窗片的一个面上镀上偏振分光膜；
步骤二：该玻璃窗片镀上偏振分光膜的面与另一块玻璃窗片的对面配合，组合成偏振分光窗片；
步骤三：将两块玻璃窗片相向施加设定的压力，注意去除接合面内的气泡，用工装保持压力稳定；
步骤四：在保持压力的情况下，采用红外加热方式对配合好的偏振分光膜界面加热，使其达到焊接的温度，并保持该温度，使得两个玻璃窗片的偏振分光膜牢固地焊接在一起；
步骤五；焊接结束后，自然降温，并继续保持压力，以消除焊接面应力；
步骤六：降温完成后，撤除压力，将焊接好的偏振分光窗片取出；
步骤七：以偏振分光窗片焊接面为对角面，加工成偏振分光棱镜，在四个通光面镀上增透膜。
较佳地，所述步骤四中焊接温度为200-300℃。
本发明的优点在于：采用该方法生产的偏振分光棱镜，每个工艺都直接可控，成品率可达80％，有利于大规模生产，降低产品成本。采用该方法生产的偏振分光棱镜，由于分光面是两个相同的材料焊接而成，一方面避免了介质间的耗散，同时温度使用范围仅由偏振分光膜本身决定，大大提升了偏振分光棱镜的使用功率场合。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的新型高功率偏振分光棱镜制作过程状态一结构示意图。
图2是本发明的新型高功率偏振分光棱镜制作过程状态二结构示意图。
图3是本发明的新型高功率偏振分光棱镜制作完成后结构示意图。
【具体实施方式】
一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法，具体详细制作步骤如下：
步骤一：请参阅图1所示，选取两块玻璃窗片10、20，抛光后，经过化学处理，在其中一个玻璃窗片10的一个面11上镀上偏振分光膜；
步骤二：玻璃窗片10镀上偏振分光膜的面11与另一块玻璃窗片20的对面21相配合，组合成偏振分光窗片，如图2所示；
步骤三：将两块玻璃窗片10、20相向施加设定的压力，注意去除接合面内的气泡，用工装保持压力稳定；
步骤四：在保持压力的情况下，采用红外加热方式配合好的偏振分光膜界面加热，使其达到焊接的温度，并保持该温度250℃，使得两个玻璃窗片的偏振分光膜牢固地焊接在一起。具体实践中，该温度在200-300℃范围内均可。
步骤五；焊接结束后，自然降温，并继续保持压力，以消除焊接面应力；
步骤六：降温完成后，撤除压力，将焊接好的成品取出；
步骤七：以偏振分光窗片焊接面为对角面，加工成偏振分光棱镜，在四个通光面12、13、22、23镀上增透膜，如图3所示。
将本发明制作的产品进行测试，与现有技术的偏振分光棱镜进行主要性能指标对比，如下表所示：
  指标   本发明高功率偏振分光棱镜   现有技术偏振分光棱镜
  损伤阈值   ＞15Jcm2   ＜1J/cm2
  透过率   ＞96％   ＞92％
  消光比   1000∶1   300∶1
  光束偏离角   ＜1分   ＜6分
从上表可以看出，采用本发明的方法制作的偏振分光棱镜可以使用在非常高的功率的情况下，可以承受的损伤阈值大于15J/cm2在20ns，20Hz1064nm激光条件下，即大于600MW/cm2，同时可以使棱镜的透过率大幅度提高，以及消光比的提高。

Claims (2)

1、一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：选取两块玻璃窗片，抛光后，经过化学处理，在其中一个玻璃窗片的一个面上镀上偏振分光膜；
步骤二：该玻璃窗片镀上偏振分光膜的面与另一块玻璃窗片的对面相配合，组合成偏振分光窗片；
步骤三：将两块玻璃窗片相向施加设定的压力，注意去除接合面内的气泡，用工装保持压力稳定；
步骤四：在保持压力的情况下，采用红外加热方式对配合好的偏振分光膜界面加热，使其达到焊接的温度，并保持该温度，使得两个玻璃窗片的偏振分光膜牢固地焊接在一起；
步骤五；焊接结束后，自然降温，并继续保持压力，以消除焊接面应力；
步骤六：降温完成后，撤除压力，将焊接好的偏振分光窗片取出；
步骤七：以偏振分光窗片焊接面为对角面，加工成偏振分光棱镜，在四个通光面镀上增透膜。
2、如权利要求1所述的一种新型高功率偏振分光棱镜的制作方法，其特征在于：所述步骤四中焊接温度为200-300℃。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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