CN101661144A - 一种用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮。偏光滤光轮由基座、滤光轮和调谐孔构成。滤光轮呈圆盘状，其外周边设有圆弧状凹陷槽，滤光轮固定于倒“T”型的基座上，调谐孔嵌于以滤光轮圆心为中心呈辐射状等角分布、与圆弧状凹陷槽相对应的安装孔中。倒“T”型的基座的立柱中轴线上设有滤光轮安装孔和弹簧碰珠，滤光轮通过紧固圈和背面方向安装的中心紧固螺丝固定于滤光轮安装孔上。调谐孔包括固定环、锁定平头螺丝、胶质垫片、滤光片和滤光片固定圈。本专利提供了紧凑、方便的偏光/滤光结构，实现各孔角度的连续可调、多通道系统中光学元件的快速切换和调谐。

Description

一种用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮

技术领域

本发明涉及一种光学器件，具体说涉及一种应用于多通道偏振光学、通道滤光系统中的各安装孔角度可调谐滤光轮。

技术背景

现有的光学分析仪器中，有时要用线偏振/圆偏振光作为光源，或者对输出光进行偏振特性检测时，往往要加装偏振片(或波片)。但对于多光路系统，或者需要得到多种偏振态的光，就要进行不同偏振片间的切换。此时，在切换过程中，每次都要调节偏振片的角度，以确保出射光强度和偏振态保持不变，这对调节工作带来了极大的困难，并费时费力，实验误差大。此时，就亟待有一种同时具有滤光轮和偏光镜架功能的一种装置，以实现光学元件与滤光轮一起旋转完成不同波长和偏振态的切换，同时每片光学元件又可绕自身的光轴旋转，实现角度的连续可调谐。

现有的滤光轮的安装孔都是固定在滤光轮片上，安装于其中的光学元件不能进行角度调节，而用于卡装圆形光学元件(如波片、偏振片等)的偏光镜架，又不能实现不同通道间的光学元件的切换。因此，现有的支架不能同时具备所述所需的两种功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术难以实现的功能，提供一种应用于多通道偏振光学、通道滤光系统中各安装孔角度可调谐的偏光滤光轮，实现不同通道的光学元件间方便地进行切换，同时定位机械可对滤光片轮进行反复的、精确的定位。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：偏光滤光轮由基座、滤光轮和调谐孔三个部分构成，其中滤光轮呈圆盘状，其外周边设有圆弧状凹陷槽，滤光轮固定于倒“T”型的基座上，调谐孔嵌于以滤光轮圆心为中心呈辐射状等角分布、与圆弧状凹陷槽相对应的安装孔中。所述的倒“T”型的基座的扁状立柱垂直中轴线上设有滤光轮安装孔和弹簧碰珠，滤光轮通过紧固圈和背面方向安装的中心紧固螺丝固定于基座上，在滤光轮旋转中弹簧碰珠起到定位和止动作用，基座可以使滤光轮支架直接固定到一个光学平台或者光学板上，或者可以取下基座，底座可以直接安装在TR系列的杆上面；所述的调谐孔包括带有刻度的固定环、设置于滤光轮边缘的锁定平头螺丝、胶质垫片、滤光片和滤光片固定圈，滤光片固定圈的阳螺纹正好与固定环的另一端阴螺纹旋转结合，保证滤光片能够定位于调谐孔内。

所述的固定环上带有的刻度，位于固定环的外沿，按360°刻划，固定环外侧面中部设置由凹形槽，当固定环套入安装孔后，旋紧位于滤光轮边缘的锁定平头螺丝，平头螺丝的头部正好嵌合在凹形槽内，既能确保固定环与滤光轮紧密配合，又能转动但不做轴向相对滑动，实现调谐孔角度的连续可调谐。

本发明的有益效果是，当在光学结构中替换一整套的滤光片时，可以方便的拆除和安装不同的滤光轮。滤光轮可绕中心紧固螺丝进行旋转，实现不同通道的光学元件间方便地进行切换，同时定位机械可对滤光片轮进行反复的、精确的定位。通过调节刻度盘周圈360°刻划，方便读数，可对装入安装孔内的光学元件进行旋转，实现角度的连续可调谐。本发明提供了紧凑、方便的偏光/滤光结构，实现各孔角度的连续可调、多通道系统中光学元件的快速切换和调谐。

附图说明

图1是实施例1中各安装孔角度可调谐偏光滤光轮的正视图；

图2是实施例1中各安装孔角度可调谐偏光滤光轮的后视图；

图3是实施例1中方式各安装孔角度可调谐单组偏光滤光轮的侧视图；

图4是实施例2中各安装孔角度可调谐双组偏光滤光轮的侧视图；

图5是实施例1中各安装孔角度可调谐偏光滤光轮的调谐孔与安装孔之间的局部放大示意图；

具体实施方式

为了对本发明有进一步的了解，现结合附图对本发明实施方式做具体的描述。

图1中，1是正面显示的滤光轮；2是调谐孔，共有6组，按60°圆心角呈辐射状等角分布；3是滤光轮紧固圈；4是位于调谐孔固定环上带有的刻度；5是倒“T”型的基座。

图2中，1是后面显示的滤光轮；2是调谐孔；5是倒“T”型的基座；6是设置于滤光轮1背面的弹簧碰珠可嵌入的球面凹槽，位于滤光轮1的圆心和调谐孔2中心的连线上，具有定位和止动作用；7是倒“T”型的基座5的扁状立柱垂直中轴线上的弹簧碰珠。

图4中，1是侧面显示的滤光轮；2是调谐孔；3是滤光轮紧固圈；5是倒“T”型的基座；7是倒“T”型的基座5的扁状立柱垂直中轴线上的弹簧碰珠；8是位于滤光轮外侧面的锁定平头螺丝；9是滤光轮1与倒“T”型的基座5的扁状立柱之间的滑动垫圈；

图5中，1是侧面显示的滤光轮；2是调谐孔；8是位于滤光轮外侧面的锁定平头螺丝；10是调谐孔2中的固定环外侧面中部设置的凹形槽，当固定环套入安装孔后，旋紧位于滤光轮1外侧面的锁定平头螺丝8，平头螺丝8的头部正好嵌合在该凹形槽内；11是滤光片后垫片；12是滤光片；13是滤光片12的后垫片；14是滤光片12的阳螺纹固定圈，正好与固定环的另一端阴螺纹旋转结合，保证滤光片能够定位于调谐孔2内。

实施例1

按照图1、图2、图3及图5所示加工个部件，进行组装，并将基座5直接固定到一个光学平台上。

通过此装置得到光强可调的线偏振光，调谐方便；本发明装置中有两个滤光轮，可进行两个轮子上光学元件的组合使用。在其中一个滤光轮上装入一线偏振片，在另一个滤光轮的不同调谐孔内分别装入一线偏振片，接着分别对不同调谐孔内的偏振片进行角度调节。

由马吕斯定律可得，

$I_2=A_2^2=A_1^2{\cos }^2\mathrm{\θ}=I_1{\cos }^2\mathrm{\θ}$

其中，A₁、A₂分别为通过前后两个偏振片后的振幅，从而通过两偏振片后的光强度 $I_1=A_1^2,$ $I_2=A_2^2;$ θ为前后两个偏振片透振方向的夹角。

因此由上述公式可知，最终从第二个偏振片出射的光强的变化范围为(0～I₁)，并以cos²θ随角度θ的变化而变化，从而实现光强的连续可调谐。

在确定好所需的光强度后，在滤光轮的不同调谐孔内实现设定并调谐好不同的组合角度的线偏振片，在切换固定强度的光时，就不需要重新调节元件自身的角度，只需要切换不同的调谐孔的位置到光轴上即可得到所需强度的出射光。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明说做出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。

实施例2

按照图1、图2、图4及图5所示加工个部件，进行组装，并将基座5直接固定到一个光学平台上。

通过此装置实现不同偏振态光的获得和便捷的切换和调节：

本发明装置中有两个滤光轮，可进行两个轮子上光学元件的组合使用。在其中一个滤光轮上装入一与入射光波长对应的λ/4波片，在另一个滤光轮的不同调谐孔内装入起偏器，接着分别对不同调谐孔内的偏振片进行角度调节(如：与λ/4的光轴夹角为0°、45°、90°等)。

在确定好所需的光的偏振态、椭偏度以及偏振片的数目之后，在滤光轮的不同调谐孔内实现设定好不同的λ/4波片光轴与偏振片透振方向角度不同的组合，即二者之间的夹角为0°、45°(可为其它角度)、90°是对应的偏振态分别为线偏振、椭圆偏振(椭偏度不同的椭圆偏振)和椭圆偏振，在切换不同偏振态的光时，就不需要重新调节元件自身的角度，只需要切换预先设定和调节好的不同调谐孔上的偏振片的中心对准到光轴上，即可得到所需状态的出射光，该方法方便快捷，便于调谐。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明说做出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。

Claims (4)

1.一种用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮，其特征在于：偏光滤光轮由基座、滤光轮和调谐孔三个部分构成，其中滤光轮呈圆盘状，其外周边设有圆弧状凹陷槽，滤光轮固定于倒“T”型的基座上，调谐孔嵌于以滤光轮圆心为中心呈辐射状等角分布、与圆弧状凹陷槽相对应的安装孔中。

2、根据权利要求1所述的用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮，其特征在于：倒“T”型的基座的扁状立柱垂直中轴线上设有滤光轮安装孔和弹簧碰珠，滤光轮通过紧固圈和背面方向安装的中心紧固螺丝固定于基座上。

3、根据权利要求1所述的用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮，其特征在于：所述的调谐孔包括带有刻度的固定环、设置于滤光轮边缘的锁定平头螺丝、胶质垫片、滤光片和滤光片固定圈，滤光片固定圈的阳螺纹正好与固定环的另一端阴螺纹旋转结合。

4、根据权利要求1所述的用于多通道偏振光及通道滤光系统中角度可调偏光滤光轮，其特征在于：所述的固定环上带有的刻度，位于固定环的外沿，按360°刻划，固定环外侧面中部设置由凹形槽，当固定环套入安装孔后，旋紧位于滤光轮外侧面的锁定平头螺丝，平头螺丝的头部正好嵌合在凹形槽内。

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