CN212009179U - 一种折返式激光保偏全反射棱镜 - Google Patents
一种折返式激光保偏全反射棱镜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212009179U CN212009179U CN202020521753.8U CN202020521753U CN212009179U CN 212009179 U CN212009179 U CN 212009179U CN 202020521753 U CN202020521753 U CN 202020521753U CN 212009179 U CN212009179 U CN 212009179U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film layer
- thickness
- total reflection
- angle
- prism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种折返式激光保偏全反射棱镜，包括直角三角棱镜，所述的直角三角棱镜的棱柱面由一个斜面和分别与斜面两侧连接且相互垂直连接的第一直角面及第二直角面组成，所述斜面为该直角三角棱镜的光线的入射面，所述的第一直角面为该直角三角棱镜的一次全反射面，所述的第二直角面为该直角三角棱镜的二次全反射面，在所述的第一直角面和第二直角面上均设置有保偏膜。该实用新型方案采用全反射棱镜的全反射原理来消除反射光的偏振相关损耗，使得P偏振光和S偏振光的反射率相等。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学领域，特别涉及一种折返式激光保偏全反射棱镜。
背景技术
光学系统中的反射镜会在一定程度上改变入射光的偏振态，即产生残余偏振，会降低光学系统的成像能力。因此在某些光学反射系统中，应避免或减少残余偏振，使得入射光的偏振态经过反射后保持不变，即要求使用保偏反射镜。保偏反射，等效于光束经过反射镜后不发生相位延迟，P偏振光和S偏振光的强度保持一致。
一般的光学反射位移器件，如角锥棱镜、直角棱镜等，都基于光束从光密介质到光疏介质的全反射原理实现光束折返，而由于全反射对光束相位损失的影响，反射光束的偏振态较入射光束发生了变化，使其无法应用于有保偏特性要求的应用场合。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种折返式激光保偏全反射棱镜，本实用新型的折返式激光保偏全反射棱镜进行光线的反射时，只要光线通过该折返式激光保偏全反射棱镜斜面入射到该全反射棱镜的一次全反射面上的入射角大于全反射角，则单次全反射后的激光两偏振态的相位差为180°，两次全反射后的激光两偏振态相位差为0度(或360度)，且圆偏光的旋向不变，反射后的光线就不会发生相位延迟，并且P偏振光和S偏振光的强度保持一致，可消除反射对光束偏振态的影响，实现反射保偏的效果。
本实用新型是这样实现的：
一种折返式激光保偏全反射棱镜，包括直角三角棱镜，所述的直角三角棱镜的棱柱面由一个斜面和分别与斜面两侧连接且相互垂直连接的第一直角面及第二直角面组成，所述斜面为该直角三角棱镜的光线的入射面，所述的第一直角面为该直角三角棱镜的一次全反射面，所述的第二直角面为该直角三角棱镜的二次全反射面，在所述的第一直角面和第二直角面上均设置有保偏膜；
所述的保偏膜由以下膜层从该直角三角棱镜的全反射棱镜的全反射面的里层向外层依次堆叠而成：
厚度为37.2-93.9nm第一SiO2膜层、厚度为123.0-223.9nm的第一TiO2膜层，厚度为44.3-189.6nm的第二SiO2膜层，厚度为43.0-54.8nm的第二TiO2膜层，厚度为98.7-142.6nm的第三SiO2膜层。
具体地，所述的第一SiO2膜层厚度为48.6nm；第一TiO2膜层厚度为 137.9nm；第二SiO2膜层厚度为44.3nm；第二TiO2膜层厚度为43.0nm；第三 SiO2膜层厚度为142.6nm。
具体地，所述的第一SiO2膜层厚度为37.2nm；第一TiO2膜层厚度为 123.0nm；第二SiO2膜层厚度为46.5nm；第二TiO2膜层厚度为54.8nm；第三 SiO2膜层厚度为107.6nm。
具体地，所述的第一SiO2膜层厚度为93.9nm；第一TiO2膜层厚度为 223.9nm；第二SiO2膜层厚度为189.6nm；第二TiO2膜层厚度为43.7nm；第三 SiO2膜层厚度为98.7nm。
优选地，所述的直角三角棱镜的斜面(1)上设置有增透膜层。
优选地，所述的直角三角棱镜采用的材料为光能透过的玻璃材料。
优选地，所述的直角三角棱镜为等腰直角棱镜。
优选地，所述的直角三角棱镜采用的材料为折射率n＝1.52的K9玻璃。
较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：
(1)该实用新型方案采用全反射棱镜的全反射原理来消除反射损耗，实现 100％反射率的效果；
(2)该实用新型方案采用全反射棱镜的全反射原理来消除反射光的偏振相关损耗，使得P偏振光和S偏振光的反射率相等；
(3)该实用新型方案采用保偏膜来解决反射相位损失的问题，消除了反射对光束偏振态的影响，实现反射保偏的效果；
(4)该实用新型方案的单次保偏膜可以实现反射后的相位差是180度即可以保偏的同时实现圆偏光旋向调整，例如当反射相位差是180度时，则右旋圆偏光反射后变左旋圆偏光；经过二次的反射，其相位差则变为360°(0°)；
(5)该实用新型方案的保偏膜可以镀在棱镜的一个面上实现光束偏折，也可以镀在棱镜两个面上实现光束折返；
(6)该实用新型方案对棱镜的小角度位置误差或加工尺寸误差不敏感。
附图说明
图1为本实用新型的几何结构及光路示意图。
图2是本实用新型的反射率特性图(实施例1)。
图3是本实用新型的反射光相位变化特性图(实施例1)。
图4是本实用新型的反射光相位变化特性图(实施例2)。
图5是本实用新型的反射光相位变化特性图(实施例3)。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：
一种折返式激光保偏全反射棱镜，包括直角三角棱镜，所述的直角三角棱镜的棱柱面由一个斜面1和分别与斜面1两侧连接且相互垂直连接的第一直角面2及第二直角面3组成，所述斜面1为该直角三角棱镜的光线的入射面，所述的第一直角面2为该直角三角棱镜的一次全反射面，所述的第二直角面3为该直角三角棱镜的二次全反射面，在所述的第一直角面2和第二直角面3上均设置有保偏膜4
所述的保偏膜4由以下膜层从该直角三角棱镜的全反射面的里层向外层依次堆叠而成：
本实施例所述的第一SiO2膜层厚度为48.6nm；第一TiO2膜层厚度为 137.9nm；第二SiO2膜层厚度为44.3nm；第二TiO2膜层厚度为43.0nm；第三 SiO2膜层厚度为142.6nm。
优选地，所述的直角三角棱镜的斜面1上设置有增透膜层。
优选地，所述的直角三角棱镜采用的材料为光能透过的玻璃材料。
优选地，所述的直角三角棱镜为等腰直角棱镜。
优选地，所述的直角三角棱镜采用的材料为折射率n＝1.52的K9玻璃。
对于波长为633nm的圆偏激光的保偏折返：
如图1所示光路的反射角为45度，满足全反射条件。
优选地，如图1所示所述保偏膜沉积在两直角面上，
SiO2膜层的折射率为1.46，TiO2膜层的折射率为2.4。
如图2所示，为本实用新型的反射率特性图，从图中可以看出，本实用新型提供的保偏全反射棱镜的全反射面可对633nm圆偏激光的P偏振态和S偏振态100％全反射；两次全反射的结果与一次反射的结果是一样，即Rs＝Rp＝100％ @633nm。
如图3所示，为本发明的反射光相位变化特性图，从图中可以看出，单次全反后的激光两偏振态的相位差为180度，右旋圆偏光经过一次反射变成左旋圆偏光；再经过一次全反后，激光两偏振态的相位差又改变180度，左旋圆偏变成右旋圆偏光，即两次全反射后的激光两偏振态相位差仍为360度(或0度)。假设该633nm激光是右旋圆偏光，则其通过本发明的棱镜反射后仍是右旋圆偏光；反之亦然。
实施例2
具体地，所述的第一SiO2膜层厚度为37.2nm；第一TiO2膜层厚度为 123.0nm；第二SiO2膜层厚度为46.5nm；第二TiO2膜层厚度为54.8nm；第三 SiO2膜层厚度为107.6nm。
如图2所示，为本实用新型的反射率特性图，从图中可以看出，本实用新型提供的保偏全反射棱镜的全反射面可对405nm圆偏激光的P偏振态和S偏振态100％全反射；两次全反射的结果与一次反射的结果是一样，即Rs＝Rp＝100％ @405nm。
如图4所示，为本发明的反射光相位变化特性图，从图中可以看出，单次全反后的激光两偏振态的相位差为180度，右旋圆偏光经过一次反射变成左旋圆偏光；再经过一次全反后，激光两偏振态的相位差又改变180度，左旋圆偏变成右旋圆偏光，即两次全反射后的激光两偏振态相位差仍为360度(或0度)。假设该405nm激光是右旋圆偏光，则其通过本发明的棱镜反射后仍是右旋圆偏光；反之亦然。
实施例3
具体地，所述的第一SiO2膜层厚度为93.9nm；第一TiO2膜层厚度为 223.9nm；第二SiO2膜层厚度为189.6nm；第二TiO2膜层厚度为43.7nm；第三 SiO2膜层厚度为98.7nm。
如图2所示，为本实用新型的反射率特性图，从图中可以看出，本实用新型提供的保偏全反射棱镜的全反射面可对1064nm圆偏激光的P偏振态和S偏振态100％全反射；两次全反射的结果与一次反射的结果是一样，即Rs＝Rp＝100％ @1064nm。
如图5所示，为本发明的反射光相位变化特性图，从图中可以看出，单次全反后的激光两偏振态的相位差为180度，右旋圆偏光经过一次反射变成左旋圆偏光；再经过一次全反后，激光两偏振态的相位差又改变180度，左旋圆偏变成右旋圆偏光，即两次全反射后的激光两偏振态相位差仍为360度(或0度)。假设该1064nm激光是右旋圆偏光，则其通过本发明的棱镜反射后仍是右旋圆偏光；反之亦然。
综上所述，单次全反后的激光两偏振态的相位差为180度，激光偏振态保持不变仍是圆偏光，但圆偏光的旋向相反。经过两次全反射后的相位差为0度，激光偏振态保持不变仍是圆偏光且圆偏光的旋向相同。
上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述折返式激光保偏全反射棱镜包括直角三角棱镜，所述的直角三角棱镜的棱柱面由一个斜面(1)和分别与斜面(1)两侧连接且相互垂直连接的第一直角面(2)及第二直角面(3)组成，所述斜面(1)为该直角三角棱镜的光线入射面，所述的第一直角面(2)为该直角三角棱镜的一次全反射面，所述的第二直角面(3)为该直角三角棱镜的二次全反射面，在所述的第一直角面(2)和第二直角面(3)上均设置有保偏膜(4)；
所述的保偏膜(4)由以下膜层从该直角三角棱镜的全反射面的里层向外层依次堆叠而成：
厚度为37.2-93.9nm第一SiO2膜层、厚度为123.0-223.9nm的第一TiO2膜层，厚度为44.3-189.6nm的第二SiO2膜层，厚度为43.0-54.8nm的第二TiO2膜层，厚度为98.7-142.6nm的第三SiO2膜层。
2.根据权利要求1所述的折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的第一SiO2膜层厚度为48.6nm；第一TiO2膜层厚度为137.9nm；第二SiO2膜层厚度为44.3nm；第二TiO2膜层厚度为43.0nm；第三SiO2膜层厚度为142.6nm。
3.根据权利要求1所述的折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的第一SiO2膜层厚度为37.2nm；第一TiO2膜层厚度为123.0nm；第二SiO2膜层厚度为46.5nm；第二TiO2膜层厚度为54.8nm；第三SiO2膜层厚度为107.6nm。
4.根据权利要求1所述的折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的第一SiO2膜层厚度为93.9nm；第一TiO2膜层厚度为223.9nm；第二SiO2膜层厚度为189.6nm；第二TiO2膜层厚度为43.7nm；第三SiO2膜层厚度为98.7nm。
5.根据权利要求1所述的折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的直角三角棱镜的斜面(1)上设置有增透膜层。
6.根据权利要求1所述的折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的直角三角棱镜采用的材料为光能透过的玻璃材料。
7.根据权利要求1所述的一种折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的直角三角棱镜为等腰直角棱镜。
8.根据权利要求7所述的一种折返式激光保偏全反射棱镜，其特征在于：所述的直角三角棱镜采用的材料为折射率n＝1.52的K9玻璃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020521753.8U CN212009179U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种折返式激光保偏全反射棱镜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020521753.8U CN212009179U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种折返式激光保偏全反射棱镜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212009179U true CN212009179U (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=73413256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020521753.8U Active CN212009179U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种折返式激光保偏全反射棱镜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212009179U (zh) |
-
2020
- 2020-04-10 CN CN202020521753.8U patent/CN212009179U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2017004010A5 (zh) | ||
| EP0307094B1 (en) | Optical image rotators | |
| CN211627868U (zh) | 保偏膜、全反射保偏棱镜 | |
| EP3698202B1 (en) | Near-eye system having polarization waveguide | |
| US6271968B1 (en) | Cut-off filters | |
| WO2018195983A1 (zh) | 一种光波导结构及光学系统 | |
| CN212009179U (zh) | 一种折返式激光保偏全反射棱镜 | |
| CN212160134U (zh) | 用于全反射棱镜的保偏膜及全反射棱镜 | |
| CN211653313U (zh) | 一种全反射保偏折返式棱镜 | |
| CN111884029A (zh) | 一种偏振合束器及激光器 | |
| CN110456519B (zh) | 偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法 | |
| CN209280964U (zh) | 可见、红外可延展的高消光比偏振棱镜 | |
| JP2009192708A (ja) | ビームスプリッター、並びにそれを利用した一眼レフデジタルカメラ及びオートフォーカスビデオカメラ | |
| CN111308591A (zh) | 保偏膜、激光全反射保偏棱镜及实现全反射保偏的方法 | |
| CN109343167A (zh) | 可见、红外可延展的高消光比偏振棱镜 | |
| CN111239871A (zh) | 保偏膜、全反射保偏棱镜及实现全反射保偏的方法 | |
| JP3290578B2 (ja) | ファブリー・ペロー・リップル低減器付きオプティカル・アイソレータ | |
| US6980358B2 (en) | Turning prism for ultraviolet radiation | |
| JP2750333B2 (ja) | 広波長域ビームスプリッタ、光学装置、広波長域ビームスプリッタの製造方法及び光ビーム合併法 | |
| CN212435028U (zh) | 一种偏振合束器及激光器 | |
| TW496971B (en) | Reflective type optical circulator | |
| JPS62127701A (ja) | 反射防止膜 | |
| JP2764440B2 (ja) | アナモルフィックプリズム | |
| CN210270245U (zh) | 一种大角度半反镜膜结构 | |
| CN211236474U (zh) | 一种大角度偏振分光棱镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |