CN108287413A - 一种1064nm波段高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜制作方法 - Google Patents

一种1064nm波段高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种1064nm高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜的制作方法，属于光学薄膜领域。该多功能分光镜包括有透明基底，该透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有偏振分光膜，另一侧镀有增透膜，分光镜上两侧膜结构的入射角均定义为45±3°。该分光镜要求可分别应用到调Q激光器和大功率激光系统中，也可以应用到它们的集成系统中，增加消光比，并且能够减少偏振分光镜更换频率，降低成本。

Description

一种1064nm波段高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜制作 方法
技术领域
本发明涉及一种1064nm高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜的制作方法，属于光学薄膜领域。
背景技术
偏振分光镜是一种将平行偏振光(P光)和垂直偏振光(S光)高度分离的光无源器件，用于允许平行偏振光通过此产品，并且与原光线角度一致，同时45°角反射垂直偏振光，使垂直偏振光与原光线成90°角射出，从而达到分离偏振光的目的。目前实际应用中包含偏振分光镜和偏振分光棱镜两类，偏振分光棱镜是用两块等腰直角棱镜粘接而成，组成正方体，而站界面镀偏振分光膜，入射光和偏振光的通光断面均镀增透膜。目前大量商用的半角偏振分光镜采用的是45°入射形式，在入射面镀指定波段的偏振分光膜，出射面镀指定波段的增透膜，透射平行偏振光与反射垂直偏振光形成90°夹角，从而达到分光的目的。消光比是衡量偏振分光镜的重要指标，消光比越高，分光能力越强。目前国产南光800镀膜机镀制的半角偏振消光镜的消光比可达到1000:1，而国外Thorlabs公司镀制的半角偏振消光镜的消光比可达到10000:1。此外，随着工业激光的高速发展，对激光的功率要求也越来越高，所以偏振分光膜的抗损伤阈值也水涨船高。普通国产南光800镀膜机镀制的偏振分光膜层在1064nm波段，功率为5J，脉宽为10nm，连续工作20分钟之内镜片表面膜层就会损坏，拿到显微镜下观察，会发现有孔洞般的小点，这是激光将膜层烧毁的现象。越来越多的现象表面，研制出高消光比高损伤阈值阈值的偏振分光镜已迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于解决现有分光镜低消光比低损伤阈值的技术难题，致力于提供一种1064nm高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜的制作方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜，该分光镜包括有透明基底，材料为光学玻璃，该透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有偏振分光膜，另一侧镀有增透膜，所述分光镜两侧膜结构的入射角均定义为45°±3°。在本发明的多功能分光镜中，所述的分光膜对应波长为1064nm，同时调整设计曲线的中心波长可以将对应波长调整到从400-2000nm中的任一点波长。在本发明的多功能分光镜中，所述的高损伤阈值阈值为激光功率10J，脉宽10ns，波长对应在1064nm。
有益效果
在镀制本发明的分光镜时，采用了日本光驰镀膜机，采用RF射频离子辅助系统，光控自动控制系统等先进工艺，可以确保膜层在致密性和厚度准确性方面满足工艺要求。本发明两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有偏振分光膜，另一侧镀有增透膜，确保达到满足高消光比高损伤阈值的指标。利用TFCALC35薄膜设计软件在1064nm处设计1个堆栈，可以在镀膜前模拟出反射率和他透过率曲线，可以为实际镀制时膜层层数提供精确的数据。选择进口HfO2材料也可以大大是提高膜层损伤阈值。
附图说明
图1是本发明偏振分光镜的结构示意图；
图2是本发明偏振分光镜的光谱设计图；
图3是本发明偏振分光镜的光谱实测图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
一种1064nm高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜的制作方法，具体步骤如下：
步骤一、镀膜材料选用进口HfO2和SiO2材料，利用TFCALC35薄膜设计软件在1064nm处设计1个堆栈，经过优化后，使P光在1050-1100nm波段有较高的透过率，其平均透过率在99％左右，另外使S光在1030-1080nm波段有较高的反射率，其平均透过率在0.02％以下。选择进口HfO2材料也是提高膜层损伤阈值的主要手段，国产HfO2的纯度基本在98％左右，其杂质ZrO2会降低膜层的损伤阈值，而进口HfO2纯度在99.6％以上，这是提高此分光镜激光损伤阈值的关键所在。
步骤二、分光膜层数可为20-100层，由HfO2和SiO2材料交替叠加镀制而成，前多层为规整膜层，后4层根据要求在TFCALC35软件中自动进行目标值优化，确保1064nm±10nm的P光和S光满足设计要求。根据消光比公式可以算出理论消光比Ratio＝99％/0.02％＝4950，如图2所示。
步骤三、在镀制本发明的多功能分光镜时，采用了日本光驰镀膜机OTFC-1300，采用RF射频离子辅助系统，光控自动控制系统等先进工艺，确保膜层在致密性和厚度准确性方面满足工艺要求。
步骤四、实际测量。如图3、表2所示，利用安捷伦Cary-7000分光光度计(带起偏元件)设备测量结果如表2所示，实际消光比Ratio＝0.98/0.00022＝4454，满足设计要求。
这种1064nm波段半角偏振分光镜具有高消光比高损伤阈值的特点，该分光镜包括有透明基底，材料为光学玻璃，该透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有偏振分光膜，另一侧镀有增透膜，所述分光镜两侧膜结构的入射角均定义为45°±3°。在本发明的多功能分光镜中，所述的分光膜对应波长为1064nm，同时调整设计曲线的中心波长可以将对应波长调整到从400-2000nm中的任一点波长。在本发明的多功能分光镜中，所述的高损伤阈值阈值为激光功率10J，脉宽10ns，波长对应在1064nm。具体检测结果如下：
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜，其特征在于：该高损伤阈值分光镜包括有透明基底，所述透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有偏振分光膜，另一侧镀有增透膜，所述分光镜两侧膜结构的入射角均定义为45°±3°；所述的分光膜对应波长为1064nm，同时调整设计曲线的中心波长能够将对应波长调整到从400-2000nm中的任一点波长；所述的高损伤阈值为激光功率10J，脉宽10ns，波长对应在1064nm。
2.一种1064nm高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜的制作方法，具体步骤如下：
步骤一、镀膜材料选用进口HfO2和SiO2材料，利用TFCALC35薄膜设计软件在1064nm处设计1个堆栈，使P光在1050-1100nm波段有较高的透过率，P光在1050-1100nm波段平均透过率在99％左右，另外使S光在1030-1080nm波段有较高的反射率，S光在1030-1080nm波段平均透过率在0.02％以下；
步骤二、分光膜层数为20-100层，由HfO2和SiO2材料交替叠加镀制而成，前多层为规整膜层，后4层根据要求在TFCALC35软件中自动进行目标值优化，确保1064nm±10nm的P光和S光满足设计要求；
步骤三、在镀制分光镜时，采用了日本光驰镀膜机OTFC-1300，采用RF射频离子辅助系统和光控自动控制系统，即得到1064nm高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜。
3.如权利要求1所述的一种高消光比高损伤阈值半角偏振分光镜，其特征在于：所述透明基底的材料为光学玻璃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110441916A (zh) * 2019-08-05 2019-11-12 深圳市嘉德顺电子科技有限公司 一种用于3d设备的新型平板分光板及其制备方法
CN114815280A (zh) * 2022-06-29 2022-07-29 深圳市信润富联数字科技有限公司 多面聚焦成像的方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201438242U (zh) * 2009-06-12 2010-04-14 红蝶科技(深圳)有限公司 一种平板偏振分光器及使用其的微型投影光学引擎
US20100254008A1 (en) * 2009-04-02 2010-10-07 Katsuhiko Ono Cemented optical element and cementing method
CN202025103U (zh) * 2011-04-19 2011-11-02 平湖中天合波通信科技有限公司 一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片
CN203849492U (zh) * 2014-05-28 2014-09-24 奥普镀膜技术（广州）有限公司 消偏振分光片

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254008A1 (en) * 2009-04-02 2010-10-07 Katsuhiko Ono Cemented optical element and cementing method
CN201438242U (zh) * 2009-06-12 2010-04-14 红蝶科技(深圳)有限公司 一种平板偏振分光器及使用其的微型投影光学引擎
CN202025103U (zh) * 2011-04-19 2011-11-02 平湖中天合波通信科技有限公司 一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片
CN203849492U (zh) * 2014-05-28 2014-09-24 奥普镀膜技术（广州）有限公司 消偏振分光片

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢进军 等: "《光学薄膜技术》", 31 October 2005 *
唐晋发 等: "《现代光学薄膜技术》", 30 November 2006 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110441916A (zh) * 2019-08-05 2019-11-12 深圳市嘉德顺电子科技有限公司 一种用于3d设备的新型平板分光板及其制备方法
CN114815280A (zh) * 2022-06-29 2022-07-29 深圳市信润富联数字科技有限公司 多面聚焦成像的方法和系统

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