CN104317064A - 一种宽带消色差补偿器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带消色差补偿器，包括两组分光棱镜和一组消色差补偿器组装而成，消色差补偿器夹在两组分光棱镜中间，形成复杂的汉堡结构；光入射到第一组分光棱镜时，被分成不同波段的光，再分别经过对应波段的消色差延迟器，实现不同波段的延迟补偿，最后分别经过第二组分光棱镜，实现延迟补偿光的合并，达到宽带消色补偿的目的，补偿范围可以在400-2500nm整个波段，达到λ/100延迟精度。
Description
技术领域
本发明专利涉及光学元件中的一种补偿器，尤其是一种宽带消色差补偿器，波带范围在400-2500nm，整个波带范围内延迟精度优于λ/100，延迟量可以为0-360°。
背景技术
能使两个在相互垂直方向上振动的场矢量产生一定的光程差或者相位差的装置，称为补偿器，补偿器能对振动方向相互垂直的两束线偏振光产生连续改变即可控制的相位差。传统的补偿器有巴比涅补偿器、索利尔-巴比涅相位补偿器、单波长补偿器和消色差补偿器。巴比涅补偿器是由两个同质的石英晶体劈组成，这两个劈的光轴相互垂直，其缺点是必须使用极细的入射光束，因为宽的光束的不同部分会产生不同的相位差；索利尔-巴比涅相位补偿器可以弥补这个不足，它是由两个平行的石英劈和一个石英平面板组成，石英板的光轴与两劈的光轴垂直，上劈可由微调螺丝使之平行移动，从而改变光线通过两劈的总厚度得到某波长的相位值，其缺点需要平面移动调节；单波长补偿器只能针对单个波长补偿；而现有的消色差补偿器采用石英和氟化镁两片组合，也只能是有限波段内实现补偿。
补偿器可以在任何波长上产生所需要的波片；可以补偿及抵消一个元件的自然双折射；也可以在一个光学器件中引入一个固定的延迟偏置；经校准定标后，还可以用来测量待求波片的相位延迟。因此在很多光学仪器中，有着广泛的应用价值。
但在激光系统，光通讯器件以及光测试测量仪表，数码相机等消费行业的偏振系统，偏振光路中需要同时使用多个波长。现有的结构往往是单波长补偿或者是有限波段内的补偿，本发明将以上应用需求结合起来，发明了一种宽带消色差补偿器，可以根据需要的波段制定，也可以实现整个波段400-2500nm内的消色差补偿。
发明内容
现有方法的缺点：一般是单波长补偿或者是有限波段内的消色差补偿，而有限波段内取决于材料的性能，无法再拓宽。
为了解决上述宽带消色差补偿器的问题，本发明提供方法方案为：采用两组分光棱镜和一组消色差补偿器组合而成，，其中一组分光棱镜实现宽波长的分离，另一组分光棱镜实现宽波长的合束，而一组消色差补偿器实现不同波段的消色差补偿。
一种宽带消色差补偿器的加工方法，包括两组分光棱镜中间夹杂一组消色差补偿器；根据所需要的波长和延迟精度，设计时将整个波长分割为几个小波段，第一组分光棱镜，斜面按照分割的波段镀分光膜，需要的光透过，另外的光全反，透过的光经过对应波段的消色差补偿器，实现该波段的相位补偿；同样，其余波段的光类似的方法实现对应波段的相位补偿，最后，将不同波段实现相位补偿后的光，经过另外一组分光棱镜合束，达到整个波段的光束合并，从而，实现了宽带波段补偿。
本发明在采用不同的晶体材料和镀膜分光实现了光束的分离，补偿和合束，达到了延迟精度优于λ/100的相位补偿。
进一步的，不同波段的补偿器，波段连接处，考虑分光存在波长的漂移，设计可以考虑波段相交，相交处的波段，在两个波段都能达到延迟精度的需求，这样，实现了波段的无缝结合。
图1为本发明的设计的波段交叉延迟曲线；
图2为本发明的设计的波段合并延迟曲线；
图3为本发明的宽带消色差补偿器结构。
具体实施例
根据本发明内容，如图3，采用采用两组分光棱镜和一组消色差补偿器组合而成，，λ1-λ4波段的光入射到第一组分光棱镜时，被分离成λ1-λ2、λ2-λ3、λ3-λ4，分离的相应波段的光经过对应的消色差补偿器，分别实现λ1-λ2、λ2-λ3、λ3-λ4的小波段的消色差补偿；最后经过第二组分光棱镜，实现λ1-λ2、λ2-λ3、λ3-λ4的光束合并（λ1-λ4）。
设氟化镁和石英晶体的双折率分别为：ne、no、Ne、No，具体数值根据折射率色散方程求出，延迟量δ为：
分割后的相位延迟量分别为：（λ1-λ2），（λ2-λ3）和（λ3-λ4）；
因此，本发明结构的总的延迟量为=（λ1-λ2）+（λ2-λ3）+（λ3-λ4）；
如图1，为本发明宽带消色差补偿器的设计延迟量；
如图2，为本发明宽带消色差补偿器的实际测试延迟量，延迟精度在400-2500nm整个波段达到λ/100。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本法的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求界定的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种宽带消色差补偿器，包括两组分光棱镜和一组消色差补偿器组装而成，消色差补偿器夹在两组分光棱镜中间，形成复杂的汉堡结构；光入射到第一组分光棱镜时，被分成不同波段的光，再分别经过对应波段的消色差延迟器，实现不同波段的延迟补偿，最后分别经过第二组分光棱镜，实现延迟补偿光的合并，达到宽带消色补偿的目的，补偿范围可以在400-2500nm整个波段，达到λ/100延迟精度。
2.根据权利要求1所述的一种宽带消色差补偿器,其特征在于：不同波段的消色差补偿器允许在波段连接处存在交集，同时满足相位补偿。
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