CN102183807A - 一种紫外组合零级波片的加工检测方法 - Google Patents

Abstract

一种紫外组合零级波片的加工检测方法，加工零级波片的传统方法是将波片光胶在光胶板上，进行抛光测量。但是连同光胶板一起测量时，光胶板存在应力双折射、抛光过程中产生的温度影响很难消除、从而造成延迟精度误差较大，因此采用传统的方法很难得到高精度的产品。本发明采用平面度为λ/20抛光的穿孔低膨胀系数光胶板，且穿孔对称，将一部分紫外组合零级波片光胶在光胶板的通孔上，光胶板的通孔直径比紫外组合零级波片外径小，加工测试时，光通过穿孔直接入射到紫外组合零级波片上进行测试，方便循环抛光与检测，能更好的控制延迟精度。

Description

一种紫外组合零级波片的加工检测方法

【技术领域】

本发明涉及光学领域的一种偏振元件加工检测方法。特别是一种紫外组合零级波片的加工检测方法。

【技术背景】

光学领域中，随着偏振光学、紫外激光器、紫外光学测试技术的发展，紫外组合零级波片的应用也越来越广泛。根据各种类型波片的性质及与不同器件的组合，可制成光隔离器、干涉仪及衰减器等，从而实现光学测量和对光强的调制，提高了测量精度，例如：λ/4波片结合极化线性偏振片，可以获得圆偏振光。

表面与光轴平行的晶体薄片称为波片，设紫外组合零级波片的厚度为d，线偏振光垂直入射紫外组合零级波片上，非常光e和寻常光o的传播方向是一致的，但速度不同，因而从紫外组合零级波片出射时会产生相位差

d＝d1+d2

$\mathrm{\δ}=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}(\mathrm{No}-\mathrm{Ne})(d1-d2)$

式中λ表示紫外组合零级波片，N_o和N_e分别为晶体中o光和e光的折射率，d1和d2为波片A和波片B的厚度。

如果紫外组合零级波片的厚度使产生的相位差 

k＝0，1，2，…，这样的紫外组合零级波片称为1/4波片。平面偏振光通过1/4波片后，透射光一般是椭圆偏振光；当α＝π/4时，则为圆偏振光；当或α＝0或π/2时，椭圆偏振光退化为平面偏振光。由此可知，1/4波片可将平面偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光；反之，它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成平面偏振光。如果紫外组合零级波片的厚度使产生的相差δ＝(2k+1)π，k＝0，1，2，…，这样的紫外组合零级波片称为半波片。如果入射平面偏振光的振动面与半波 片光轴的交角为α，则通过半波片后的光仍为平面偏振光，但其振动面相对于入射光的振动面转过2α角。

目前，紫外组合零级波片的方法一般为传统方法，是通过多级波片A和多级波片B，光轴垂直相交组合而成，加工时，波片A、B分别光胶在光胶板上，进行抛光测量。弊病：单片的A和B分别连同光胶板一起测量时，光胶板存在应力双折射、抛光过程中产生的温度影响很难消除、准确的测试只能是单个产品下盘后的检测，从而造成组合零级波片延迟精度误差更大，尤其是紫外波段的组合零级波片，不确定性更加严重。

传统方法测试时，光胶在紫外透过率很低，光吸收大，造成测试光强减弱甚至不能测试。因此采用传统的方法很难得到高精度的紫外组合零级波片。为了改变这些不利因素对紫外组合零级波片加工延迟精度的影响，本发明专利采用特殊的工装夹具、加工测试方法，能够加工得到高精度的紫外组合零级波片。

【发明内容】

紫外组合零级波片受温度等外界条件影响很小，总的延迟精度效果相当于真零级波片，例如：266nm的λ/4真零级波片，厚度仅0.006mm，加工及使用很不现实，所以多采用紫外组合零级波片，这样，紫外组合零级波片温度对延迟量影响不明显，但是在加工过程中，紫外组合零级波片为多级波片A、B组合而成，多级波片A、B的延迟量受温度影响比较大，如何控制温度对单片及组装延迟量的影响成为控制延迟精度的关键。

另外，双折射晶体材料的双折射率受紫外波长影响非常敏感，如图3，测试时，加上光胶板应力双折射的引入、装配误差，紫外组合零级波片的精度没办法保证。

本发明解决这些技术问题所采用的技术方案是：采用双面抛光，平面度均为λ/20的低膨胀系数的圆形光胶板，在光胶板中间及边缘对称的位置穿孔，多级波片A、B两面抛光，选取A抛光好的一面光胶在光胶板的通孔上，多级波片B抛光好的一面光胶在光胶板的另一面，即A的对面，并且在光胶板的中心和对称的通孔位置，在消光仪上调节A和B消光，其余的A和B光胶上去即可(不需要调节消光)。

加工测试过程中，不需要下盘，多级A和B可以两面加工，保证紫外组 合零级波片的精度即可。同时，光胶板通孔容易散热，与环境温度一致；测试时，光线从波片入射，经过通孔，从另一片波片出射，图7，测试紫外组合零级波片时，避免了光胶板带来的加工测试误差及光胶板透过率的影响。

【附图说明】

图1为石英晶体o光折射率随波长变化

图2为石英晶体e光折射率随波长变化

图3为石英晶体的双折射率随波长变化

图4为现有的工装夹具光胶多级波片

图5本发明测试光路图

图6本发明的工装，用于固定光胶板

图7本紫外组合零级波片

图8本紫外组合零级波片工装组合

【具体实施方式】

实施例一：选取低膨胀系数的玻璃，切割滚圆，外经为Φ，如图5，用钻床或超声波打直径为Φ1的孔且对称，Φ1小于紫外组合零级波片的直径为Φ2，如图6，细磨，抛光，双面加工成平面度≤λ/20，光洁度好的穿孔光胶板。

用材料Al加工成如图8的工装。

同时，选取双折射晶体材料，下料滚圆切割，如图6和图8，先细磨、双面抛光加工多级波片A和B，控制双面的平面度和光洁度，选取波片A的光洁度和平面度好的一面，光胶在光胶板的通孔处；选取波片B的光洁度和平面度好的一面，光胶在光胶板的另外面通孔处，消光仪调节波片A和B消光，其余的波片A和B光胶即可，光胶排列按照图6。

加工时候，如图7，可以加工波片A，也可以加工波片B，不用下盘，波片A或B的延迟量大，都可以直接抛光；操作方便，能严格的保证装配的延迟精度。

测试时，光路没有经过光胶板，所以光胶板紫外透过率低甚至不透过对 测试没影响，同时也避免了光胶板的应力双折射产生的延迟误差影响，测试的为实际紫外组合零级波片的延迟量，另外，抛光过程产生大量的热，开孔的光胶板容易散热，紫外组合零级波片的温度很快能与外界环境温度一致，穿孔避免了温度致下盘前后延迟精度偏差。

平行度几平面度通过没有通孔出的干涉条纹控制。

光胶板上测试紫外组合零级波片的延迟精度和下盘清洗、消光组合后检测得到的结果无差别，但是传统的下盘前后的延迟精度很难控制，变化难以琢磨，这一问题得到了很好的解决。

Claims (9)

1.一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于紫外组合零级波片光胶在穿孔的光胶板，光胶板的双面平面度≤λ/20，测试时，光从穿孔通过，直接测试紫外组合零级波片，加工和测试循环进行，直到达到精度要求。

2.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于紫外组合零级波片的材料是双折射晶体。

3.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于圆形光胶板有对称的穿孔。

4.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于一部分紫外组合零级波片光胶在圆形光胶板的穿孔上。

5.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法其特征在于紫外组合零级波片的测试为中心和边缘对称测量。

6.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于紫外组合零级波片平行度通过表面与光胶板表面干涉条纹控制。

7.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法其特征在于固定光胶板的工装夹具。

8.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于在光胶板上需要调节消光。

9.根据权利要求1所述的一种紫外组合零级波片的加工检测方法，其特征在于两片波片循环加工不用下盘，且固定方式不会破坏光洁度。 

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