CN107238937A - 偏振分光器、分光系统及偏振分光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光的分离技术领域，尤其是涉及一种偏振分光器、分光系统及偏振分光方法。该偏振分光器包括：偏振分光膜和反光膜；偏振分光膜与反光膜之间的夹角为α，且0°＜α＜90°；偏振分光膜用于对S光反射，对P光透射；反光膜用于对P光反射。将光束照射在偏振分光膜远离反光膜的一面，S光经偏振分光膜反射至远离反光膜的一面。P光经偏振分光膜透射至另一面，并投射在反光膜上，经反光膜反光后，投射在偏振分光膜靠近反光膜的一面，最终经偏振分光膜透射至该膜远离反光膜的一面。也即，最终得到的P光和S光位于偏振分光膜的同一侧，P光和S光的分离角度较小。本装置可应用于多种领域。

Description

偏振分光器、分光系统及偏振分光方法

技术领域

本发明涉及光的分离技术领域，尤其是涉及一种偏振分光器、分光系统及偏振分光方法。

背景技术

偏振分光棱镜是通过在直角棱镜的斜面镀制多层膜结构，然后胶合成一个立方体结构，利用光线以布鲁斯特角入射时P偏振光透射率为1而S偏振光透射率小于1的性质，在光线以布鲁斯特角多次通过多层膜结构以后，达到使的P偏振分量完全透过，而绝大部分S偏振分量反射(至少90％以上)的一个光学元件。将一束光的水平偏振和垂直偏振分开，P光与S光的透过率之比大于1000，同时保证P光透过率在90％以上。其具有应力小、消光比高、成像质量好、光束偏转角小等特点，波长涵盖420-1600nm区域，可用作起偏、检偏、光强调节等场合。

但是，利用相关技术中的偏振分光棱镜分开后的P光和S光位于棱镜的两侧，P光和S光分离角度较大，目前还没有将分开后的P光和S光位于棱镜的同一侧的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏振分光器、分光系统及偏振分光方法，以解决现有技术中存在的目前还没有将分开后的P光和S光位于棱镜的同一侧的装置的技术问题。

本发明提供的一种偏振分光器，所述偏振分光器包括：偏振分光膜和反光膜；

所述偏振分光膜与所述反光膜之间的夹角为α，且0°＜α＜90°；所述偏振分光膜用于对S光反射，对P光透射；所述反光膜用于对P光反射。

进一步地，所述偏振分光膜为高透膜；所述反光膜为高反膜。

进一步地，还包括分光镜片和反光镜片；

所述分光镜片上镀有所述偏振分光膜；所述反光镜片上镀有所述反光膜。

进一步地，还包括支架；所述分光镜片与所述反光镜片均设置在所述支架上。

进一步地，所述支架上设置有第一卡槽和第二卡槽；

所述分光镜片卡设在所述第一卡槽内；所述反光镜片卡设在所述第二卡槽内。

进一步地，所述第一卡槽内设置有第一弹性元件；所述第二卡槽内设置有第二弹性元件。

进一步地，所述支架包括两个固定架；

所述分光镜片和所述反光镜片的两端均分别固定在两个所述固定架上。

进一步地，本发明还提供一种分光系统，所述分光系统包括光发射器以及本发明所述的偏振分光器。

进一步地，本发明还提供一种偏振分光方法，该偏振分光方法包括以下步骤：

偏振分光膜远离反光膜的一面为第一面，偏振分光膜靠近反光膜的一面为第二面；

将光源照射在偏振分光膜的第一面，光源中S光反射至偏振分光膜的第一面，P光透射并照射在反光膜上，并经反光膜反射到偏振分光膜的第二面，最终经偏振分光膜透射至偏振分光膜的第一面。

进一步地，所述光源为连续激光光源或脉冲激光光源；所述光源的波长为0.1-100微米。

本发明提供的偏振分光器包括偏振分光膜以及反光膜，且偏振分光膜与反光膜之间的夹角为锐角。将光源照射在偏振分光膜远离反光膜的一面，光源中P光和S光中的S光经偏振分光膜反射至远离反光膜的一面。光源中P光经偏振分光膜透射至另一面，并投射在反光膜上，经反光膜反光后，投射在偏振分光膜靠近反光膜的一面，最终经偏振分光膜透射至该膜远离反光膜的一面。也即，最终得到的P光和S光位于偏振分光膜的同一侧。

本发明提供的偏振分光器，通过偏振分光膜和反光膜的配合使用，将分光后的P光和S光均位于偏振反光膜远离反光膜的一侧，也即，将分光后的P光和S光位于偏振反光膜的同一侧，提供了一种将分开后的P光和S光位于棱镜的同一侧的装置，P光和S光的分离角度较小，可应用于多种领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的偏振分光器的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的偏振分光器的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的偏振分光器的结构示意图。

附图标记：

1-偏振分光膜；2-反光膜；3-分光镜片；

4-反光镜片；5-支架；6-透射膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的偏振分光器的结构示意图；图2为本发明另一实施例提供的偏振分光器的结构示意图；如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种偏振分光器，该偏振分光器包括：偏振分光膜1和反光膜2；偏振分光膜1与反光膜2之间的夹角为α，且0°＜α＜90°；偏振分光膜1用于对S光反射，对P光透射；反光膜2用于对P光反射。

本发明实施例提供的偏振分光器包括偏振分光膜1以及反光膜2，且偏振分光膜1与反光膜2之间的夹角为锐角。将光源照射在偏振分光膜1远离反光膜2的一面，光源中S光经偏振分光膜1反射至远离反光膜2的一面。光源中P光经偏振分光膜1透射至另一面，并投射在反光膜2上，经反光膜2反光后，投射在偏振分光膜1靠近反光膜2的一面，最终经偏振分光膜1透射至该膜远离反光膜2的一面。也即，最终得到的P光和S光位于偏振分光膜1的同一侧。

本发明实施例提供的偏振分光器，通过偏振分光膜1和反光膜2的配合使用，将分光后的P光和S光均位于偏振反光膜2远离反光膜2的一侧，也即，将分光后的P光和S光位于偏振反光膜2的同一侧，提供了一种将分开后的P光和S光位于棱镜的同一侧的装置，P光和S光的分离角度较小，可应用于多种领域。例如，可用于在棱镜的同一侧使用P光和S光的场景，从而方便使用。

进一步地，n为偏振分光膜1的折射率，本装置的角度分析如下：

sin(2α+β)＝sin2α·cosβ+cos2α·sinβ

最终得出

在上述实施例的基础上，进一步地，α为20°-40°。

如图1和图2所示，本实施例中，将α角设置为20°-40°的范围，经试验证明，在α在20°-40°范围内时，分光效果较佳。

其中，α可以为20°-40°中的任一角度，例如：21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°或者39°。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，偏振分光膜1为高透膜；反光膜2为高反膜。

本实施例中，将偏振分光膜1设置为高透膜，这样可使偏振分光膜1进行高透和高反，将反光膜2设置为高反膜，使得反光膜2可进行高反，从而可将光源中的P光和S光充分分离，提高分光效果。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，该偏振分光器还包括分光镜片3和反光镜片4；偏振分光膜1镀在分光镜片3上；反光膜2镀在反光镜片4上。

本实施例中，将偏振分光膜1镀在分光镜片3上，将反光膜2镀在反光镜片4上，这样可稳定支撑偏振分光膜1和反光膜2，更加方便使用者使用。

图3为本发明另一实施例提供的偏振分光器的结构示意图，如图3所示，进一步地，将偏振分光膜1镀在分光镜片3远离反光镜片4的一面，在反光镜片4的另一面镀对P光透射的透射膜6；反光镜片4靠近分光镜片3的一面镀反光膜2。S光经偏振分光膜1反射至远离反光膜2的一面，光源中P光经偏振分光膜1透射至另一面，经透射膜6透射后投射在反光膜2上，经反光膜2反光后，投射透射膜6上，再次经透射膜6透射后投射在偏振分光膜1靠近反光膜2的一面，最终经偏振分光膜1透射至该膜远离反光膜2的一面。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，该偏振分光器还包括支架5；分光镜片3与反光镜片4均设置在支架5上。

本实施例中，分光镜片3与反光镜片4均设置在支架5上，由支架5来支撑分光镜片3和反光镜片4，使得分光镜片3和反光镜片4在使用的过程中比较稳定。

其中，可在支架5的底部设置移动轮，使用者推动支架5，可使分光镜片3和反光镜片4移动至指定位置，方便使用。

在上述实施例的基础上，进一步地，支架5上设置有第一卡槽和第二卡槽；分光镜片3卡设在第一卡槽内；反光镜片4卡设在第二卡槽内。

本实施例中，分光镜片3卡设在第一卡槽内，从而将分光镜片3固定在支架5上。反光镜片4卡设在第二卡槽内，从而将反光镜片4固定在支架5上。

本实施例中，通过卡槽的形式将分光镜片3和反光镜片4固定在支架5上，结构简单，方便操作。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一卡槽内设置有第一弹性元件；第二卡槽内设置有第二弹性元件。

本实施例中，第一卡槽内设置有第一弹性元件，第二卡槽内设置有第二弹性元件，使用者将分光镜片3卡在第一卡槽内后，第一弹性元件位于第一卡槽的内壁与分光镜片3之间，第一弹性元件受到挤压变形，增大第一卡槽内安装分光镜片3的空间，使用者将反光镜片4卡在第二卡槽内后，第二弹性元件位于第二卡槽的内壁与反光镜片4之间，第二弹性元件受到挤压变形，增大第二卡槽内安装反光镜片4的空间。使用者将分光镜片3从第一卡槽内取出后，第一弹性元件恢复原状，将反光镜片4从第二卡槽内取出后，第二弹性元件恢复原状。

本实施中，在第一卡槽和第二卡槽内分别设置第一弹性元件和第二弹性元件，方便分光镜片3和反光镜片4的安装和拆卸。

在上述实施例的基础上，进一步地，支架5包括两个固定架；分光镜片3和反光镜片4的两端均分别固定在两个固定架上。

本实施例中，将支架5设置为两个固定架，分光镜片3和反光镜片4的两端均分别固定在两个固定架上，使得分光镜片3和反光镜片4的两端均得到支撑，分光镜片3和反光镜片4受力均衡，使用时可保持稳定。

在上述实施例的基础上，进一步地，本发明还提供一种分光系统，分光系统包括光发射器以及本发明的偏振分光器。

本实施例提供的分光系统包括光发射器和偏振分光器，光发射器将光源照射在在偏振分光膜1远离反光膜2的一面，光源中S光经偏振分光膜1反射至远离反光膜2的一面。光源中P光经偏振分光膜1透射至另一面，并投射在反光膜2上，经反光膜2反光后，投射在偏振分光膜1靠近反光膜2的一面，最终经偏振分光膜1透射至该膜远离反光膜2的一面。也即，最终得到的P光和S光位于偏振分光膜1的同一侧。

本发明提供的分光系统，通过偏振分光膜1和反光膜2的配合使用，将分光后的P光和S光均位于偏振反光膜2远离反光膜2的一侧，也即，将分光后的P光和S光位于偏振反光膜2的同一侧，提供了一种将分开后的P光和S光位于棱镜的同一侧的装置，可应用于多种领域。

在上述实施例的基础上，进一步地，本发明还提供一种偏振分光方法，该偏振分光方法包括以下步骤：

偏振分光膜1远离反光膜2的一面为第一面，偏振分光膜1靠近反光膜2的一面为第二面；

将光源照射在偏振分光膜1的第一面，光源中S光反射至偏振分光膜1的第一面，P光透射并照射在反光膜2上，并经反光膜2反射到偏振分光膜1的第二面，最终经偏振分光膜1透射至偏振分光膜1的第一面。

在上述实施例的基础上，进一步地，光源为连续激光光源或脉冲激光光源；光源的波长为0.1-100微米。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种偏振分光器，其特征在于，包括：偏振分光膜和反光膜；

所述偏振分光膜与所述反光膜之间的夹角为α，且0°＜α＜90°；所述偏振分光膜用于对S光反射，对P光透射；所述反光膜用于对P光反射。

2.根据权利要求1所述的偏振分光器，其特征在于，所述偏振分光膜为高透膜；所述反光膜为高反膜。

3.根据权利要求1所述的偏振分光器，其特征在于，还包括分光镜片和反光镜片；

所述偏振分光膜镀在所述分光镜片上；所述反光膜镀在所述反光镜片上。

4.根据权利要求3所述的偏振分光器，其特征在于，还包括支架；所述分光镜片与所述反光镜片均设置在所述支架上。

5.根据权利要求4所述的偏振分光器，其特征在于，所述支架上设置有第一卡槽和第二卡槽；

所述分光镜片卡设在所述第一卡槽内；所述反光镜片卡设在所述第二卡槽内。

6.根据权利要求5所述的偏振分光器，其特征在于，所述第一卡槽内设置有第一弹性元件；所述第二卡槽内设置有第二弹性元件。

7.根据权利要求4所述的偏振分光器，其特征在于，所述支架包括两个固定架；

所述分光镜片和所述反光镜片的两端均分别固定在两个所述固定架上。

8.一种分光系统，其特征在于，包括光发射器以及如权利要求1-7中任一项所述的偏振分光器。

9.一种利用如权利要求1-7任一项所述的偏振分光器的偏振分光方法，其特征在于，包括以下步骤：

偏振分光膜远离反光膜的一面为第一面，偏振分光膜靠近反光膜的一面为第二面；

将光源照射在偏振分光膜的第一面，光源中S光反射至偏振分光膜的第一面，P光透射并照射在反光膜上，并经反光膜反射到偏振分光膜的第二面，最终经偏振分光膜透射至偏振分光膜的第一面。

10.根据权利要求9所述的偏振分光方法，其特征在于，所述光源为连续激光光源或脉冲激光光源；所述光源的波长为0.1-100微米。