CN202904134U - 一种可调光束分离器件 - Google Patents

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朱一村
吴季
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Abstract

本实用新型公开了一种可调光束分离器件，所述的可调光束分离器件包括两片晶体棱镜结构，所述的两片晶体棱镜材料为双折射晶体Calcite、YVO4、TiO2、α-BBO、Quartz、LiNbO3，光轴与通光面平行，且结构角满足下面要求：对于负单轴晶体：e光全透，o光全反5次；对于正单晶晶体：e光全反5次，o光全透；将两块棱镜沿斜面以旋转方式耦合，耦合方式为胶合、光胶或者空气隙连接。调节时，只需要调节入射光的位置就能调节e光和o光的分离距离d，操作方便。

Description

一种可调光束分离器件
所属技术领域
    本发明涉及光学和激光领域中的一种光束分离器件，尤其是一种可调光束分离器件。
背景技术
在光学和激光领域中,需要将一束自然光或非偏振光分离成两束线偏振光，光的出射方向与入射方向平行，该器件称为光束分离器beam displacer。
传统光束分离器采用长方体结构，光轴与通光方向成45°，利用e光分离距离d计算公式为：
      对传统光束分离器而言，存在两点缺陷：
①材料一定，分开距离与通光长度成比例关系，不可调；②需要得到大的光束分离距离，并且要求晶体长度短，需要选用双折射系数大的晶体，一般选用Calcite、YVO4、TiO2或LiNbO3。
发明内容
     为了解决上述传统光束分离器存在的问题，设计了一种可调光束分离器件，包括一片正单轴双折射晶体棱镜，一片负单轴双折射晶体棱镜，所述正单轴双折射晶体棱镜与负单轴双折射晶体棱镜沿斜面以旋转方式耦合，耦合方式可以为胶合、光胶或者空气隙连接；
所述正单轴双折射晶体棱镜光轴与通光面平行，且结构角满足e光全反5次，o光全透；
所述负单轴双折射晶体棱镜光轴与通光面平行，且结构角满足e光全透，o光全反5次。
     进一步的，两个晶体棱镜加工满足下面要求：
所有光通过的面全部抛光并镀膜；两个三棱镜的侧面需要镀反射膜。
     更进一步，本发明以负单轴晶体为例，自然光从入射面垂直入射到第一片晶体棱镜，在第一片晶体棱镜的斜面（连接面）e光透射，直接入射到第二片晶体棱镜中，从出射面垂直出射；在第一片晶体棱镜的斜面（连接面）o光全反，入射到第一片晶体棱镜的侧面，侧面有抛光镀反射膜，o光全反垂直入射到第一片晶体棱镜的斜面（连接面），然后入射到第二片晶体棱镜的出射面发生全反射，入射到第二片晶体棱镜的侧面，侧面有抛光镀反射膜，o光全反入射到第二片晶体棱镜的斜面（连接面）发生全反射，最后从第二片晶体棱镜的出射面垂直出射；因此e光和o光都从出射面垂直出射。
     更进一步，调节入射光的位置，o光因为多次反射最终从第二片晶体棱镜出射面出射的位置不一样，e光直接从第一片晶体棱镜的斜面透射进入到第二片晶体棱镜，最终也垂直出射，出射的位置亦不一样。此时，e光和o光分离距离产生了变化。
     本发明专利只需要调节入射光的位置就能调节e光和o光的分离距离，操作方便。
附图说明
图（1）为本发明的一种可调光束分离器件结构示意图 其中11为正单轴双折射晶体棱镜，12为负单轴双折射晶体棱镜，13为胶合层，101为通光面，102为斜面，103为斜面，104为斜面，105为通光面，106为斜面。
具体实施例
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1：
如图（1），是本发明的一种可调光束分离器件结构示意图，包括两片晶体棱镜结构11和12，空气隙13；晶体材料选择Calcite，晶体棱镜11和12的光轴分别与通光面101和105平行，且结构角α为36.5°-42.5°，此实例选取α为39.7°方便计算，将两块晶体棱镜11和12沿斜面103和104以旋转方式耦合；晶体棱镜11的101、102、103面抛光，102面镀有对o光的高反膜；晶体棱镜12的104、105、106面抛光，106面镀有对o光的高反膜。
进一步，自然光从入射面101垂直入射到第一片晶体棱镜11，在第一片晶体棱镜的斜面（连接面）103面 e光透射，直接入射到第二片晶体棱镜12中，从出射面105垂直出射；在第一片晶体棱镜11的斜面（连接面）103面o光全反，入射到第一片晶体棱镜11的侧面102，侧面102有抛光镀反射膜，o光全反垂直入射到第一片晶体棱镜11的斜面103（连接面），然后入射到第二片晶体棱镜12的出射面105发生全反射，入射到第二片晶体棱镜12的侧面106，侧面106有抛光镀反射膜，o光全反入射到第二片晶体棱镜12的斜面（连接面）104发生全反射，最后从第二片晶体棱镜12的出射面105垂直出射；此时，e光和o光都从出射面垂直出射。
     更进一步，调节入射光的位置，o光因为多次反射最终从第二片晶体棱镜12出射面105出射的位置不一样，e光直接从第一片晶体棱镜11的斜面103透射进入到第二片晶体棱镜12，最终也垂直出射，出射的位置亦不一样。因此，e光和o光分离距离产生了变化。只需要调节入射光的位置就能调节e光和o光的分离距离d，操作方便。
实施例2：
如图（1），是本发明的一种可调光束分离器件结构示意图，包括两片晶体棱镜结构11和12，空气隙13；晶体材料选择YVO4，晶体棱镜11和12的光轴分别与通光面101和105平行，且结构角α为26.5°-31°，此实例选取α为39.7°方便计算，将两块晶体棱镜11和12沿斜面103和104以旋转方式耦合；晶体棱镜11的101、102、103面抛光，102面镀有对e光的高反膜；晶体棱镜12的104、105、106面抛光，106面镀有对e光的高反膜。
进一步，自然光从入射面101垂直入射到第一片晶体棱镜11，在第一片晶体棱镜的斜面（连接面）103面 o光透射，直接入射到第二片晶体棱镜12中，从出射面105垂直出射；在第一片晶体棱镜11的斜面（连接面）103面e光全反，入射到第一片晶体棱镜11的侧面102，侧面102有抛光镀反射膜，e光全反垂直入射到第一片晶体棱镜11的斜面103（连接面），然后入射到第二片晶体棱镜12的出射面105发生全反射，入射到第二片晶体棱镜12的侧面106，侧面106有抛光镀反射膜，e光全反入射到第二片晶体棱镜12的斜面（连接面）104发生全反射，最后从第二片晶体棱镜12的出射面105垂直出射；此时，e光和o光都从出射面垂直出射。
     更进一步，调节入射光的位置，e光因为多次反射最终从第二片晶体棱镜12出射面105出射的位置不一样，o光直接从第一片晶体棱镜的斜面透射进入到第二片晶体棱镜12，最终也垂直出射，出射的位置亦不一样。因此，e光和o光分离距离产生了变化。只需要调节入射光的位置就能调节e光和o光的分离距离d，操作方便。

Claims (3)

1.一种可调光束分离器件，包括一片正单轴双折射晶体棱镜，一片负单轴双折射晶体棱镜，其特征在于：正单轴双折射晶体棱镜与负单轴双折射晶体棱镜沿斜面以旋转方式耦合，耦合方式可以为胶合、光胶或者空气隙连接。
2.根据权利要求1所述的一种可调光束分离器件,其特征在于所述正单轴双折射晶体棱镜光轴与通光面平行，且结构角满足e光全反5次，o光全透。
3.根据权利要求1所述的一种可调光束分离器件,其特征在于所述负单轴双折射晶体棱镜光轴与通光面平行，且结构角满足e光全透，o光全反5次。
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CN108963747A (zh) * 2018-07-26 2018-12-07 武汉电信器件有限公司 一种晶体及其制作方法

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