CN112526656A - 一种四方位消偏振分光棱镜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种四方位消偏振分光棱镜，在五角棱镜的三个分光面上分别贴合有三个等腰直角棱镜，贴合面上镀制有由高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2层依次交叠而成消偏振介质分光膜。本发明可实现四方位非偏振等光量分光，在多维度校准测量时减少误差、优化系统结果、降低成本；中心波长为632.8nm，提高了光学器件的适用范围；所述膜组工艺成熟、成本较低且损伤较高，可完全使用光控的膜层结构；利用光胶组合，较大程度提高损伤阈值；选用较高的角精度，可提高四方位光束分离后的准直度；组合后的分光棱镜外形规则，外形规则，便于光学器件的固定和使用，四方位出射光束规则，等光量，且光束准直度高，便于测量中使用。
Description
技术领域
本发明涉及透镜领域，具体的，涉及一种四方位消偏振分光棱镜及其制备方法。
背景技术
激光测量技术所具有的快速、非接触、小型化、高精度和能够多个自由度同时测量等优势成为了现代精密加工、微型机械装配和纳米技术等领域发展的必不可少的工具之一。在此类各种光路系统中，因分光棱镜所具有的高精度多方位分光；成为了系统中重要的光学元器件之一。但是，由于光线斜入射时，薄膜对偏振光Ｐ分量和Ｓ分量表现出不同的有效折射率，膜层不可避免地会产生偏振效应。因而需要对其进行有效控制，否则将极大限制使用。
目前，常见采用干涉法测量时，分光棱镜大多选用单个两方位分束进行一维长度位移或者二维角度位移测量；无法满足同时进行多个参量的动态测量要求。这样在多方位测量时，会导致所引入的误差较大、结果复杂、不方便调节、成本较高。
此外，现有的一些分光棱镜外形不规则，不便于光学器件的固定和使用。
因此，如何制备一种满足多方位，例如，四方位分光光束的分光棱镜，消除分光过程中的偏振，适用于常用的光波长，并且外形规则，便于光学器件的固定和使用，成为现有技术亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种四方位消偏振分光棱镜及其制备方法，实现四方位非偏振等光量分光，以满足四分位分光，在多维度校准测量时减少误差、优化系统结果、降低成本，并且外形规则，便于光学器件的固定和使用等问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，包括：
五角棱镜，五角棱镜的其中一个面为入射面，相邻的另外一个面为出射面，其余三个面为第一分光面、第二分光面和第三分光面，在五角棱镜的三个分光面上分别贴合有第一等腰直角棱镜、第二等腰直角棱镜和第三直角等腰棱镜，三个所述分光面分别与第一等腰直角棱镜、第二等腰直角棱镜和第三直角等腰棱镜的斜边相互贴合，在所述分光面和所述斜面之间均镀制有由高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2层依次交叠而成消偏振介质分光膜；
在第一分光面与第一等腰直角棱镜的斜边之间镀制有第一消偏振介质分光膜，所述第一消偏振介质分光膜的光谱指标为：T/R＝25/75±2％，|Tp-Ts|<3％，波长632.8nm ，AOI＝45°；
在第二分光面与第二等腰直角棱镜的斜边之间镀制有第二消偏振介质分光膜，所述第二消偏振介质膜的光谱指标为：T/R＝33/67±2％， |Tp-Ts|<3％，波长632.8nm ， AOI＝45°；
在第三分光面与第三等腰直角棱镜的斜面之间镀制有第三消偏振介质分光膜，所述第三消偏振介质膜的光谱指标为：T/R＝50/50±2％，|Tp-Ts|<3％，波长632.8nm ，AOI＝45° ；
其中所述T表示透过率， R为反射率，Tp、 Ts分别为透过光的P偏振态和S偏振态，AOI为光线入射角度。
可选的，所述第一消偏振介质分光膜的层数为34层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：1.8156L、0.7408H、1.0577L、0.8906H、1.2276L、0.9263H、1.1397L、0.811H、0.9985L、0.8068H、1.2072L、1.0311H、1.3954L、1.0695H、1.3651L、0.9952H、1.1873L、0.7984H、0.9639L、0.7428H、1.0672L、0.9189H、1.3032L、1.0483H、1.391L、1.067H、1.2875L、0.8982H、0.961L、0.7148H、1.0363L、0.8495H、1.176L、0.8644H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第一消偏振介质分光膜的中心波长为632.8nm。
可选的，所述第二消偏振介质分光膜的层数为36层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：2.4865L、0.9894H、1.2764L、0.9375H、1.1755L、0.8398H、1.0451L、0.7694H、1.0627L、0.8801H、1.3008L、1.0612H、1.4423L、1.0834H、1.4175L、1.0316H、1.2347L、0.8333H、0.9984L、0.7345H、1.0163L、0.8536H、1.2553L、1.0283H、1.4192L、1.0855H、1.4184L、1.0109H、1.1594L、0.7616H、0.9761L、0.7699H、1.0962L、0.8956H、1.2738L、0.7494H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第二消偏振介质分光膜4的中心波长为632.8nm。
可选的，所述第三消偏振介质分光膜的层数为38层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：3.662L、0.7737H、2.0077L、1.1191H、1.4092L、0.9966H、1.2388L、0.8984H、1.2009L、0.9709H、1.3621L、1.1387H、1.6406L、1.2794H、1.7191L、1.2512H、1.6128L、1.0889H、1.322L、0.8919H、1.1607L、0.8648H、1.2264L、1.0666H、1.5242L、1.24H、1.7015L、1.283H、1.6216L、1.1281H、1.305L、0.9042H、1.1459L、0.8761H、1.251L、1.017H、1.5227L、1.1072H ，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第三消偏振介质分光膜6的中心波长为632.8nm。
可选的，五角棱镜的纵剖面轴对称，其内角依次为90°,135°，90°, 90°，135°，与两个135°角相邻的90°对应的面为入射面和出射面，其中与135°和90°角相邻，且靠近出射面的面为第一分光面，与90°和90°角相邻的面为第二分光面，与90°和135°角相邻，且靠近入射面的面为第三分光面，三个分光面的长度相同，三个等腰直角棱镜的大小相同，且所述等腰直角棱镜的斜面与分光面的大小相同。
可选的，所述四方位消偏振分光棱镜的剖面为矩形，外形为规则正方体；
所述四方位消偏振分光棱镜分光后的四束光束，依次相邻间隔90度。
可选的，所述五角棱镜与所述等腰直角棱镜的分光面利用光胶的方式进行贴合。
可选的，所述五角棱镜和所述等腰直角棱镜采用相同的材料制成，所述材料为无杂质、无气泡、无包络且出射光光背离小于30＂的材料；和/或，
所述材料可以为K9、D263T、B270、BK7或FS；和/或，
所述五角棱镜的五个面和所述等腰直角棱镜的三个面均为经过抛光处理；和/或，
在四方位消偏振分光棱镜的光入射面和光出射面上镀有增透膜。
本发明进一步公开了一种上述的四分位消偏振分光棱镜的制备方法，包括如下步骤：
抛光步骤S110：对五角棱镜的五个面以及三个等腰直角棱镜的两个直角面和斜面进行抛光处理；
镀制消偏振介质分光膜步骤S120：选择高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2作为镀膜材料，在三个等腰直角棱镜的斜面上，分别镀制所述第一消偏振介质分光膜、所述第二消偏振介质分光膜、和所述第三消偏振介质分光膜，其中相对等腰直角棱镜斜面的最外层为低介质的SiO2层，最内层为高介质的Ta2O5层;
光胶步骤S130：将镀膜后的等腰直角棱镜分别与所述五角棱镜的三个分光面进行光胶贴合；
出入射面镀膜步骤S140：对贴合后棱镜的出入射面均镀上相应波段的增透膜。
可选的，在所述镀制消偏振介质分光膜步骤S120中按照以下顺序在与五角棱镜光胶的等腰直角棱镜斜面上分别蒸镀由高折射率介质Ta2O5层和低折射率介质SiO2层构成消偏振介质分光膜，
其中第一消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜从近到远的顺序依次为：1.8156L、0.7408H、1.0577L、0.8906H、1.2276L、0.9263H、1.1397L、0.811H、0.9985L、0.8068H、1.2072L、1.0311H、1.3954L、1.0695H、1.3651L、0.9952H、1.1873L、0.7984H、0.9639L、0.7428H、1.0672L、0.9189H、1.3032L、1.0483H、1.391L、1.067H、1.2875L、0.8982H、0.961L、0.7148H、1.0363L、0.8495H、1.176L、0.8644H；
第二消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜从近到远的顺序依次为：2.4865L、0.9894H、1.2764L、0.9375H、1.1755L、0.8398H、1.0451L、0.7694H、1.0627L、0.8801H、1.3008L、1.0612H、1.4423L、1.0834H、1.4175L、1.0316H、1.2347L、0.8333H、0.9984L、0.7345H、1.0163L、0.8536H、1.2553L、1.0283H、1.4192L、1.0855H、1.4184L、1.0109H、1.1594L、0.7616H、0.9761L、0.7699H、1.0962L、0.8956H、1.2738L、0.7494H；
第三消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜从近到远的顺序依次为： 3.662L、0.7737H、2.0077L、1.1191H、1.4092L、0.9966H、1.2388L、0.8984H、1.2009L、0.9709H、1.3621L、1.1387H、1.6406L、1.2794H、1.7191L、1.2512H、1.6128L、1.0889H、1.322L、0.8919H、1.1607L、0.8648H、1.2264L、1.0666H、1.5242L、1.24H、1.7015L、1.283H、1.6216L、1.1281H、1.305L、0.9042H、1.1459L、0.8761H、1.251L、1.017H、1.5227L、1.1072H；其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，中心波长为632.8nm。
综上，本发明具有如下优点：
1、得到四方位消偏振分光棱镜及其制备方法，实现四方位非偏振等光量分光，以满足四分位分光，在多维度校准测量时减少误差、优化系统结果、降低成本；
2.中心波长为632.8nm，为光学机构常用的校准波长，提高了光学器件的适用范围；
3、选择Ta2O5和SiO2组合作为镀膜材料，具有工艺成熟、成本较低且损伤较高等优点；可设计出完全使用光控的膜层结构，相比晶控工艺，可减小累积误差，降低制备难度；最终实现任意偏振态的四方位等光量分光；
4、选择合适的平面度棱镜，进行光胶组合，对比胶合棱镜，可以较大程度提高损伤阈值；选用较高的角精度，可提高四方位光束分离后的准直度；
5、选取合适的五角棱镜和等腰直角棱镜，组合后的分光棱镜外形规则，外形规则，便于光学器件的固定和使用，四方位出射光束规则，等光量，且光束准直度高，便于测量中使用。
附图说明
图1是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的结构示意图；
图2是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的第一消偏振介质分光膜的透过曲线图；
图3是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的第一消偏振介质分光膜的反射曲线图；
图4是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的第二消偏振介质分光膜的透过曲线图；
图5是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的第二消偏振介质分光膜的反射曲线图；
图6是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的第三消偏振介质分光膜的透过曲线图；
图7是根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的第三消偏振介质分光膜的反射曲线图。
图中的附图标记所分别指代的技术特征为：
1、五角棱镜；2、第一消偏振介质分光膜；3、第一等腰直角棱镜；4、第二消偏振介质分光膜；5、第二等腰直角棱镜；6、第三消偏振介质分光膜；7、第三等腰直角棱镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明在于，设计五角棱镜、三个等腰直角棱镜的尺寸使得贴合后的分光棱镜外形规则，实现四方位的规则出光，且光束准直度高，在五角棱镜的与等腰直角棱镜贴合的边上镀上三个不同的消偏振介质膜，使得不同透过率的消偏振效果，最终实现四方位的等光量出光。
参见图1，示出了根据本发明具体实施例的四方位消偏振分光棱镜的结构示意图，该分光棱镜包括：
五角棱镜1，五角棱镜的其中一个面为入射面，相邻的另外一个面为出射面，其余三个面为第一分光面、第二分光面和第三分光面，在五角棱镜1的三个分光面上分别贴合有第一等腰直角棱镜3、第二等腰直角棱镜5和第三直角等腰棱镜7，三个所述分光面分别与第一等腰直角棱镜3、第二等腰直角棱镜5和第三直角等腰棱镜7的斜边相互贴合，在所述分光面和所述斜面之间均镀制有由高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2层依次交叠而成消偏振介质分光膜，
在第一分光面与第一等腰直角棱镜3的斜边之间镀制有第一消偏振介质分光膜2，所述第一消偏振介质分光膜2的光谱指标为：T/R＝25/75±2％，|Tp-Ts|<3％，波长632.8nm，AOI＝45°；在第二分光面与第二等腰直角棱镜5的斜边之间镀制有第二消偏振介质分光膜4，所述第二消偏振介质膜4的光谱指标为：T/R＝33/67±2％， |Tp-Ts|<3％，波长632.8nm， AOI＝45°；在第三分光面与第三等腰直角棱镜7的斜面之间镀制有第三消偏振介质分光膜6，所述第三消偏振介质膜6的光谱指标为：T/R＝50/50±2％，|Tp-Ts|<3％，波长632.8nm，AOI＝45° ；其中所述T表示透过率， R为反射率，Tp、 Ts分别为透过光的P偏振态和S偏振态， AOI为光线入射角度。
因此，本发明通过五角棱镜1的三个分光面分别与等腰直角棱镜贴合，在贴合面上镀有消偏振介质分光膜，实现了利用分光面和消偏振介质分光膜进行等光量分光，在四个方向上消偏振等量分光，在四个方向上得到入射光1/4的分光量。
参见图2，图3，示出了所述第一消偏振介质分光膜2的反射和透射曲线图，所述第一消偏振介质分光膜2的层数为34层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：1.8156L、0.7408H、1.0577L、0.8906H、1.2276L、0.9263H、1.1397L、0.811H、0.9985L、0.8068H、1.2072L、1.0311H、1.3954L、1.0695H、1.3651L、0.9952H、1.1873L、0.7984H、0.9639L、0.7428H、1.0672L、0.9189H、1.3032L、1.0483H、1.391L、1.067H、1.2875L、0.8982H、0.961L、0.7148H、1.0363L、0.8495H、1.176L、0.8644H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第一消偏振介质分光膜的中心波长为632.8nm。
参见图4、图5，示出了所述第二消偏振介质分光膜4的反射和透射曲线图，所述第二消偏振介质分光膜4的层数为36层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：2.4865L、0.9894H、1.2764L、0.9375H、1.1755L、0.8398H、1.0451L、0.7694H、1.0627L、0.8801H、1.3008L、1.0612H、1.4423L、1.0834H、1.4175L、1.0316H、1.2347L、0.8333H、0.9984L、0.7345H、1.0163L、0.8536H、1.2553L、1.0283H、1.4192L、1.0855H、1.4184L、1.0109H、1.1594L、0.7616H、0.9761L、0.7699H、1.0962L、0.8956H、1.2738L、0.7494H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第二消偏振介质分光膜4的中心波长为632.8nm。
参见图6、图7，示出了所述第三消偏振介质分光膜6的反射和透射曲线图，所述第三消偏振介质分光膜6的层数为38层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：3.662L、0.7737H、2.0077L、1.1191H、1.4092L、0.9966H、1.2388L、0.8984H、1.2009L、0.9709H、1.3621L、1.1387H、1.6406L、1.2794H、1.7191L、1.2512H、1.6128L、1.0889H、1.322L、0.8919H、1.1607L、0.8648H、1.2264L、1.0666H、1.5242L、1.24H、1.7015L、1.283H、1.6216L、1.1281H、1.305L、0.9042H、1.1459L、0.8761H、1.251L、1.017H、1.5227L、1.1072H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第三消偏振介质分光膜6的中心波长为632.8nm。
因此，本发明选择Ta2O5和SiO2组合作为镀膜材料，其中，相对等腰直角棱镜斜面的最外层为低介质的SiO2层，最内层为高介质的Ta2O5层，具有工艺成熟、成本较低且损伤较高等优点，本发明的膜层可以完全使用光控工艺，相比晶控工艺，可减小累积误差，降低制备难度，并实现任意偏振态的四方位等光量分光，且消除偏振。
进一步的，本发明的五角棱镜1的纵剖面轴对称，其内角依次为90°,135°，90°,90°，135°，与两个135°角相邻的90°对应的面为入射面和出射面，其中与135°和90°角相邻，且靠近出射面的面为第一分光面，与90°和90°角相邻的面为第二分光面，与90°和135°角相邻，且靠近入射面的面为第三分光面，三个分光面的长度相同，三个等腰直角棱镜的大小相同，且所述等腰直角棱镜的斜面与分光面的大小相同。
因此，贴合后的四方位消偏振分光棱镜的剖面为矩形，外形为规则正方体，外形规则，便于光学器件的固定和使用。
且所述四方位消偏振分光棱镜分光后的四束光束，依次相邻间隔90度，能够用于多维度校准测量，且误差较少、成本较低。
进一步的，所述五角棱镜1与所述等腰直角棱镜的分光面利用光胶的方式进行贴合，相对于胶合的方式，能够显著的提高光器件的损伤阈值。
所述五角棱镜和所述等腰直角棱镜采用相同的材料制成，所述材料为无杂质、无气泡、无包络且出射光光背离小于30＂的材料。
所述材料可以为K9、D263T、B270、BK7或FS。
所述五角棱镜的五个面和所述等腰直角棱镜的三个面均为经过抛光处理。
在四方位消偏振分光棱镜的光入射面和光出射面上镀有增透膜，
进一步的，本发明进一步公开了上述的四分位消偏振分光棱镜制备方法，包括如下步骤：
抛光步骤S110：对五角棱镜1的五个面以及三个等腰直角棱镜的两个直角面和斜面进行抛光处理；
镀制消偏振介质分光膜步骤S120：选择高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2作为镀膜材料，在三个等腰直角棱镜的斜面上，分别镀制所述第一消偏振介质分光膜、所述第二消偏振介质分光膜、和所述第三消偏振介质分光膜，其中相对等腰直角棱镜斜面的最外层为低介质的SiO2层，最内层为高介质的Ta2O5层;
光胶步骤S130：将镀膜后的等腰直角棱镜分别与所述五角棱镜的三个分光面进行光胶贴合，对比胶合可显著提高元器件的损伤阈值；
出入射面镀膜步骤S140：对贴合后棱镜的出入射面均镀上相应波段的增透膜。
进一步的，在所述镀制消偏振介质分光膜步骤S120中按照以下顺序在与五角棱镜光胶的等腰直角棱镜斜面上分别蒸镀由高折射率介质Ta2O5层和低折射率介质SiO2层构成消偏振介质分光膜，其中第一消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：1.8156L、0.7408H、1.0577L、0.8906H、1.2276L、0.9263H、1.1397L、0.811H、0.9985L、0.8068H、1.2072L、1.0311H、1.3954L、1.0695H、1.3651L、0.9952H、1.1873L、0.7984H、0.9639L、0.7428H、1.0672L、0.9189H、1.3032L、1.0483H、1.391L、1.067H、1.2875L、0.8982H、0.961L、0.7148H、1.0363L、0.8495H、1.176L、0.8644H；第二消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：2.4865L、0.9894H、1.2764L、0.9375H、1.1755L、0.8398H、1.0451L、0.7694H、1.0627L、0.8801H、1.3008L、1.0612H、1.4423L、1.0834H、1.4175L、1.0316H、1.2347L、0.8333H、0.9984L、0.7345H、1.0163L、0.8536H、1.2553L、1.0283H、1.4192L、1.0855H、1.4184L、1.0109H、1.1594L、0.7616H、0.9761L、0.7699H、1.0962L、0.8956H、1.2738L、0.7494H；第三消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为： 3.662L、0.7737H、2.0077L、1.1191H、1.4092L、0.9966H、1.2388L、0.8984H、1.2009L、0.9709H、1.3621L、1.1387H、1.6406L、1.2794H、1.7191L、1.2512H、1.6128L、1.0889H、1.322L、0.8919H、1.1607L、0.8648H、1.2264L、1.0666H、1.5242L、1.24H、1.7015L、1.283H、1.6216L、1.1281H、1.305L、0.9042H、1.1459L、0.8761H、1.251L、1.017H、1.5227L、1.1072H；其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，中心波长为632.8nm。
综上，本发明具有如下优点：
1、得到四方位消偏振分光棱镜及其制备方法，实现四方位非偏振等光量分光，以满足四分位分光，在多维度校准测量时减少误差、优化系统结果、降低成本；
2.中心波长为632.8nm，为光学机构常用的校准波长，提高了光学器件的适用范围；
3、选择Ta2O5和SiO2组合作为镀膜材料，具有工艺成熟、成本较低且损伤较高等优点；可设计出完全使用光控的膜层结构，相比晶控工艺，可减小累积误差，降低制备难度；最终实现任意偏振态的四方位等光量分光；
4、选择合适的平面度棱镜，进行光胶组合，对比胶合棱镜，可以较大程度提高损伤阈值；选用较高的角精度，可提高四方位光束分离后的准直度；
5、选取合适的五角棱镜和等腰直角棱镜，组合后的分光棱镜外形规则，外形规则，便于光学器件的固定和使用，四方位出射光束规则，等光量，且光束准直度高，便于测量中使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。
Claims (10)
1.一种四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，包括：
五角棱镜，五角棱镜的其中一个面为入射面，相邻的另外一个面为出射面，其余三个面为第一分光面、第二分光面和第三分光面，在五角棱镜的三个分光面上分别贴合有第一等腰直角棱镜、第二等腰直角棱镜和第三直角等腰棱镜，三个所述分光面分别与第一等腰直角棱镜、第二等腰直角棱镜和第三直角等腰棱镜的斜边相互贴合，在所述分光面和所述斜面之间均镀制有由高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2层依次交叠而成消偏振介质分光膜；
在第一分光面与第一等腰直角棱镜的斜边之间镀制有第一消偏振介质分光膜，所述第一消偏振介质分光膜的光谱指标为：T/R＝25/75±2％，|Tp-Ts|<3％，波长632.8nm ，AOI＝45°；
在第二分光面与第二等腰直角棱镜的斜边之间镀制有第二消偏振介质分光膜，所述第二消偏振介质膜的光谱指标为：T/R＝33/67±2％， |Tp-Ts|<3％，波长632.8nm ， AOI＝45°；
在第三分光面与第三等腰直角棱镜的斜面之间镀制有第三消偏振介质分光膜，所述第三消偏振介质膜的光谱指标为：T/R＝50/50±2％，|Tp-Ts|<3％，波长632.8nm ，AOI＝45°；
其中所述T表示透过率， R为反射率，Tp、 Ts分别为透过光的P偏振态和S偏振态， AOI为光线入射角度。
2.根据权利要求1所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
所述第一消偏振介质分光膜的层数为34层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：1.8156L、0.7408H、1.0577L、0.8906H、1.2276L、0.9263H、1.1397L、0.811H、0.9985L、0.8068H、1.2072L、1.0311H、1.3954L、1.0695H、1.3651L、0.9952H、1.1873L、0.7984H、0.9639L、0.7428H、1.0672L、0.9189H、1.3032L、1.0483H、1.391L、1.067H、1.2875L、0.8982H、0.961L、0.7148H、1.0363L、0.8495H、1.176L、0.8644H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第一消偏振介质分光膜的中心波长为632.8nm。
3.根据权利要求1所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
所述第二消偏振介质分光膜的层数为36层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：2.4865L、0.9894H、1.2764L、0.9375H、1.1755L、0.8398H、1.0451L、0.7694H、1.0627L、0.8801H、1.3008L、1.0612H、1.4423L、1.0834H、1.4175L、1.0316H、1.2347L、0.8333H、0.9984L、0.7345H、1.0163L、0.8536H、1.2553L、1.0283H、1.4192L、1.0855H、1.4184L、1.0109H、1.1594L、0.7616H、0.9761L、0.7699H、1.0962L、0.8956H、1.2738L、0.7494H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第二消偏振介质分光膜4的中心波长为632.8nm。
4.根据权利要求1所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
所述第三消偏振介质分光膜的层数为38层，各层依照距五角棱镜1从近到远的顺序依次为：3.662L、0.7737H、2.0077L、1.1191H、1.4092L、0.9966H、1.2388L、0.8984H、1.2009L、0.9709H、1.3621L、1.1387H、1.6406L、1.2794H、1.7191L、1.2512H、1.6128L、1.0889H、1.322L、0.8919H、1.1607L、0.8648H、1.2264L、1.0666H、1.5242L、1.24H、1.7015L、1.283H、1.6216L、1.1281H、1.305L、0.9042H、1.1459L、0.8761H、1.251L、1.017H、1.5227L、1.1072H，其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，所述第三消偏振介质分光膜6的中心波长为632.8nm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
五角棱镜的纵剖面轴对称，其内角依次为90°,135°，90°, 90°，135°，与两个135°角相邻的90°对应的面为入射面和出射面，其中与135°和90°角相邻，且靠近出射面的面为第一分光面，与90°和90°角相邻的面为第二分光面，与90°和135°角相邻，且靠近入射面的面为第三分光面，三个分光面的长度相同，三个等腰直角棱镜的大小相同，且所述等腰直角棱镜的斜面与分光面的大小相同。
6.根据权利要求5所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
所述四方位消偏振分光棱镜的剖面为矩形，外形为规则正方体；
所述四方位消偏振分光棱镜分光后的四束光束，依次相邻间隔90度。
7.根据权利要求5所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
所述五角棱镜与所述等腰直角棱镜的分光面利用光胶的方式进行贴合。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的四方位消偏振分光棱镜，其特征在于，
所述五角棱镜和所述等腰直角棱镜采用相同的材料制成，所述材料为无杂质、无气泡、无包络且出射光光背离小于30＂的材料；和/或，
所述材料可以为K9、D263T、B270、BK7或FS；和/或，
所述五角棱镜的五个面和所述等腰直角棱镜的三个面均为经过抛光处理；和/或，
在四方位消偏振分光棱镜的光入射面和光出射面上镀有增透膜。
9.一种权利要求1-8中任意一项所述的四分位消偏振分光棱镜的制备方法，包括如下步骤：
抛光步骤S110：对五角棱镜的五个面以及三个等腰直角棱镜的两个直角面和斜面进行抛光处理；
镀制消偏振介质分光膜步骤S120：选择高折射率介质Ta2O5层和低折射率SiO2作为镀膜材料，在三个等腰直角棱镜的斜面上，分别镀制所述第一消偏振介质分光膜、所述第二消偏振介质分光膜、和所述第三消偏振介质分光膜，其中相对等腰直角棱镜斜面的最外层为低介质的SiO2层，最内层为高介质的Ta2O5层;
光胶步骤S130：将镀膜后的等腰直角棱镜分别与所述五角棱镜的三个分光面进行光胶贴合；
出入射面镀膜步骤S140：对贴合后棱镜的出入射面均镀上相应波段的增透膜。
10.根据权利要求9所述的四分位消偏振分光棱镜的制备方法，其特征在于：
在所述镀制消偏振介质分光膜步骤S120中按照以下顺序在与五角棱镜光胶的等腰直角棱镜斜面上分别蒸镀由高折射率介质Ta2O5层和低折射率介质SiO2层构成消偏振介质分光膜，
其中第一消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜从近到远的顺序依次为：1.8156L、0.7408H、1.0577L、0.8906H、1.2276L、0.9263H、1.1397L、0.811H、0.9985L、0.8068H、1.2072L、1.0311H、1.3954L、1.0695H、1.3651L、0.9952H、1.1873L、0.7984H、0.9639L、0.7428H、1.0672L、0.9189H、1.3032L、1.0483H、1.391L、1.067H、1.2875L、0.8982H、0.961L、0.7148H、1.0363L、0.8495H、1.176L、0.8644H；
第二消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜从近到远的顺序依次为：2.4865L、0.9894H、1.2764L、0.9375H、1.1755L、0.8398H、1.0451L、0.7694H、1.0627L、0.8801H、1.3008L、1.0612H、1.4423L、1.0834H、1.4175L、1.0316H、1.2347L、0.8333H、0.9984L、0.7345H、1.0163L、0.8536H、1.2553L、1.0283H、1.4192L、1.0855H、1.4184L、1.0109H、1.1594L、0.7616H、0.9761L、0.7699H、1.0962L、0.8956H、1.2738L、0.7494H；
第三消偏振介质分光膜的各层依照距五角棱镜从近到远的顺序依次为： 3.662L、0.7737H、2.0077L、1.1191H、1.4092L、0.9966H、1.2388L、0.8984H、1.2009L、0.9709H、1.3621L、1.1387H、1.6406L、1.2794H、1.7191L、1.2512H、1.6128L、1.0889H、1.322L、0.8919H、1.1607L、0.8648H、1.2264L、1.0666H、1.5242L、1.24H、1.7015L、1.283H、1.6216L、1.1281H、1.305L、0.9042H、1.1459L、0.8761H、1.251L、1.017H、1.5227L、1.1072H；其中数值H代表对应1/4波长光学厚度的Ta2O5层，数值L代表对应1/4波长光学厚度的SiO2层，中心波长为632.8nm。
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