CN109445120A - 一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法 - Google Patents

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王明慧
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刘海伟
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Abstract

本发明公开了一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法，还公开了一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作工艺，本发明的有益效果为：运用干涉截止滤光片中偏振分离区进行p‑偏振光、s‑偏振光的分离，长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接，扩展偏振分离区,通过常用膜料TiO2、Ta2O5、SiO2在45°K9玻璃胶合棱镜上达到使用布儒斯特角方法制造的分光棱镜的技术指标。

Description

一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法
技术领域
本发明设计光学设计技术领域，尤其涉及一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法。
背景技术
在现代光学测试和光学显示应用中，都需要用到偏振光，它可以作为信息的载体和携带着的信息进行传递和交流。常见的偏振器件是利用晶体的双折射特性制成的，但天然晶体，透明、纯净的很少，且存在成本高、口径小、加工工艺复杂等缺点。而偏振分光棱镜因其通光孔径大，损耗低，系统设计灵活等特点备受人们关注。在光学仪器、激光技术、光电显示和光电存储领域得到了广泛的应用。
国内外制造薄膜偏振分光棱镜主要运用布儒斯特角的方法。它的设计原理是寻找这样一个入射角，使之对于两种不同折射率的界面满足布儒斯特角条件。在这样的条件下，p-偏振光的反射完全消失。这两种材料能够交替叠加构成多层膜堆，而对p-偏振光不产生任何反射, 对s-偏振光产生高反射。但是，这种方法对于制造45°K9玻璃胶合棱镜上偏振分光膜存在选择膜料匹配难的问题。
发明内容
本发明的目的是要提供一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法。还要提供一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作工艺。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法，包括以下步骤：步骤一，选用折射率1.518,λ0=546nm的 K9光学玻璃；
步骤二，膜系结构选择长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接的扩展偏振分离区的膜系设计结构；
步骤三，薄膜材料选择高、低折射率交替的氧化物膜料，氧化物膜料纯度至少99.99%；
步骤四，调试参数使薄膜膜料在所使用偏振分光波段无吸收，或吸收系数小于10-5。
优选的，所述步骤三中高折射率氧化物膜料选二氧化钛或五氧化二钽；低折射率氧化物膜料选二氧化硅。
本申请还请求保护一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作工艺，所述工艺如下：玻璃光坯抛光→醇醚混合液清擦光坯→稀土抛光粉复新光坯→再用醇醚混合液擦拭光坯→用“哈气法”检查其光坯表面的清洁度→装载入高真空镀膜机→运用长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接扩展偏振分离区膜系理论使用TFC膜系软件设计膜系并优化→设计膜系导入高真空镀膜机→薄膜沉积与镀制→镀膜后进行光谱测试→镀膜后膜层进行机械特性测试→镀膜后进行环境适应性测试→与配对光坯利用光敏胶胶合。
本申请还请求保护上述方法和工艺制成的偏振分光镜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：运用干涉截止滤光片中偏振分离区进行p-偏振光、s-偏振光的分离，长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接，扩展偏振分离区,通过常用膜料TiO2、Ta2O5、SiO2在45°K9玻璃胶合棱镜上达到使用布儒斯特角方法制造的分光棱镜的技术指标。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图。
图2为本发明实施例1的偏振分光镜结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法，包括以下步骤：
1、光坯材料选择环境适应性强的K9光学玻璃，折射率1.518（λ0=546nm）；
2、膜系结构选择长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接的扩展偏振分离区的膜系设计结构
Glass/0.79L(1.58H1.58L)^121.58H0.79L-0.5HL(HL)^120.5H/Glass（λ0=546nm）；
3、薄膜材料选择高、低折射率交替，机械强度与环境适应性强的纯度99.99%以上的氧化物膜料。高折射率选二氧化钛(TiO2)或五氧化二钽（Ta2O5）；低折射率选二氧化硅（SiO2）；
4、选择薄膜膜料后，所调试的参数应使薄膜膜料在所使用偏振分光波段无吸收，或吸收系数小于10-5，且薄膜膜料沉积过程中，采用RF射频离子源、APS离子源、霍尔离子源辅助沉积薄膜，提升薄膜成膜质量。
具体生产工艺如图1所述，抛光后的玻璃光坯→醇醚混合液清擦光坯→稀土抛光粉复新光坯→再用醇醚混合液擦拭光坯→用“哈气法”检查其光坯表面的清洁度（清洁的表面哈气后应呈现出均匀的湿气薄层，玷污的表面则呈现出污斑或其它不均匀现象）→装载入高真空镀膜机→运用长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接扩展偏振分离区膜系理论使用TFC膜系软件设计膜系并优化→设计膜系导入高真空镀膜机→薄膜沉积与镀制→镀膜后进行光谱测试→镀膜后膜层进行机械特性测试→镀膜后进行环境适应性测试→与配对光坯利用光敏胶胶合。
上述方法或工艺生产出来的偏振分光镜结构如图2所示，通过上述的工艺流程，使光学玻璃，从抛光后的光坯，经高真空镀膜加工后，在表面形成有一定的p-偏振光、s-偏振光分离效果的光学薄膜覆盖层。指标达到：45°K9胶合棱镜，可见光0.5μm～0.6μm区域，p-偏振光透射Tave≥95%，s-偏振光反射Rave≥98%，膜层特性符合JB/T8226.6-1999标准。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，选用折射率1.518,λ0=546nm的 K9光学玻璃；
步骤二，膜系结构选择长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接的扩展偏振分离区的膜系设计结构；
步骤三，薄膜材料选择高、低折射率交替的氧化物膜料，氧化物膜料纯度至少99.99%；
步骤四，调试参数使薄膜膜料在所使用偏振分光波段无吸收，或吸收系数小于10-5。
2.根据权利要求1所述的干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作方法，其特征在于：所述步骤三中高折射率氧化物膜料选二氧化钛或五氧化二钽；低折射率氧化物膜料选二氧化硅。
3.一种干涉截止滤光片结构的偏振分光镜制作工艺，其特征在于：所述工艺如下：玻璃光坯抛光→醇醚混合液清擦光坯→稀土抛光粉复新光坯→再用醇醚混合液擦拭光坯→用“哈气法”检查其光坯表面的清洁度→装载入高真空镀膜机→运用长波通与短波通干涉截止滤光片偏振分离区进行连接扩展偏振分离区膜系理论使用TFC膜系软件设计膜系并优化→设计膜系导入高真空镀膜机→薄膜沉积与镀制→镀膜后进行光谱测试→镀膜后膜层进行机械特性测试→镀膜后进行环境适应性测试→与配对光坯利用光敏胶胶合。
4.一种如权利要求1-3任意一项制成的偏振分光镜。
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