準直分光鏡系統的製作方法
2023-05-06 01:39:26 2
準直分光鏡系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種準直分光鏡系統。該準直分光鏡系統包括：消偏振立方分光鏡；以及準直透鏡，位於消偏振立方分光鏡的光路前端，用於將發散光束進行準直處理轉化為平行光後入射所述消偏振立方分光鏡或將所述消偏振立方分光鏡出射的平行光進行逆準直處理形成匯聚光束後出射。本發明準直分光鏡系統通過準直透鏡實現光束準直功能，然後利用消偏振立方分光鏡分離光束至特定方向，實現低偏振準直分光功能，可以對任意發散角的光源進行準直分光。
【專利說明】準直分光鏡系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學【技術領域】，尤其涉及一種準直分光鏡系統。
【背景技術】
[0002]分光鏡是常用的一種光學器件。立方分光鏡由一對高精度的直角稜鏡膠合構成，並在其中一稜鏡的斜面鍍有金屬-介質膜，使得一束特定波長的平行光在45度角射向玻璃時會被分成兩束特定方向的透射光和反射光，通過改變膜系組分可以實現不同的透反比，並且可以不改變入射光的偏振態。
[0003]然而，雷射器、發光二極體等光源發出的光發散角很大，光波入射角不一致使得透射光和反射光的傳播方向不一致，偏振狀態也會發生變化，無法收集透射光和反射光，因此發散光源不能直接用分光鏡分光。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]鑑於上述技術問題，本發明提供了一種準直分光鏡系統，以減小入射光發散角對透射/反射光的傳播方向和偏振狀態的影響。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]根據本發明的一個方面，提供了一種準直分光鏡系統。該準直分光鏡系統包括:消偏振立方分光鏡；以及準直透鏡，位於消偏振立方分光鏡的光路前端，用於將發散光束進行準直處理轉化為平行光後入射 所述消偏振立方分光鏡或將所述消偏振立方分光鏡出射的平行光進行逆準直處理形成匯聚光束後出射。
[0008](三)有益效果
[0009]本發明準直分光鏡系統通過準直透鏡實現光束準直功能，然後利用消偏振立方分光鏡分離光束至特定方向，實現低偏振準直分光功能，可以對任意發散角的光源進行準直分光。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為根據本發明實施例準直分光鏡系統的立體透視圖；
[0011]圖2為圖1所示準直分光鏡系統的俯視圖；
[0012]圖3為圖1所示準直分光鏡系統光線正向傳輸路徑示意圖。
[0013]圖4為圖1所示準直分光鏡系統光線反向傳輸路徑示意圖。
[0014]【本發明主要元件符號說明】
[0015]1:柱狀準直透鏡；
[0016]1-1:光束入射端面； 1-2:光束出射端面；
[0017]2:消偏振立方分光鏡；
[0018]2-1:第二直角稜鏡的斜面；[0019]3-光源；4-接收元件。
【具體實施方式】
[0020]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬【技術領域】中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數的示範，但應了解，參數無需確切等於相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似於相應的值。實施例中提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明的保護範圍。
[0021]本發明準直分光鏡系統通過準直透鏡實現光束準直功能，然後利用消偏振立方分光鏡分離光束至特定方向，實現低偏振準直分光功能，可以對任意發散角的光源進行準直分光。
[0022]在本發明的一個示例性實施例中，提供了一種準直分光鏡系統。圖1為根據本發明實施例準直分光鏡系統的立體透視圖。圖2為圖1所示準直分光鏡系統的俯視圖。
[0023]請參照圖1和圖2，本實施例準直分光鏡系統包括:消偏振立方分光鏡2 ;柱狀準直透鏡I，通過光學膠粘合於消偏振立方分光鏡2的光路前端，用於將發散光束進行準直處理轉化為平行光後入射消偏振立方分光鏡2或將消偏振立方分光鏡2出射的平行光進行逆準直處理形成匯聚光束後出射。
[0024]下文對本實施例準直分光鏡系統的各個組成部分進行詳細說明。
[0025]柱狀準直透鏡I為柱狀體結構，具有將光束準直的功能，即可以將發散光束轉化為平行光。該柱狀準直透鏡I可以為自聚焦透鏡、C透鏡等，其光束入射端面1-1、光束出射端面1-2均鍍有增透膜。
`[0026]消偏振立方分光鏡2為立方體結構，其四個端面各設有一層增透膜。柱狀準直透鏡I的光束出射端面1-2與消偏振立方分光鏡2的光束入射端面直接接觸或者用光學膠粘
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[0027]消偏振立方分光鏡2由一對高精度的直角稜鏡膠合構成。其中第一直角稜鏡的斜面鍍有增透膜，第二直角稜鏡的斜面2-1鍍有消偏振分光金屬-介質膜，該金屬-介質膜具有消偏振作用，可以避免光線斜入射時產生的偏振效應，通過改變該金屬-介質膜的膜系層數可以實現50%:50%,60%:40%等任意比例的透反比。其中，該消偏振分光金屬-介質膜中的金屬材料為銀、鋁等，介質材料為硫化鋅(ZnS)/氧化鋁(Al2O3)/氟化鎂(MgF2)膜系或氧化鉭(Ta2O5)/氧化鋁(Al2O3)/二氧化矽(SiO2)膜系等，膜系總厚度為1-2 μ m。
[0028]增透膜和消偏振分光金屬-介質膜是通過真空鍍膜的方法鍍於端面上的，可以有效的減少光能量的反射損失，同時有助於避免透鏡表面潮溼，化學反應和物理損傷。
[0029]圖3為圖1所示準直分光鏡系統光線正向傳輸路徑示意圖。請參閱圖3，發散光線從光源3中發出，其中光源3可以是雷射器、發光二極體、光纖傳播的光束等，經過準直透鏡I準直匯聚成平行光，然後該平行光入射到消偏振立方分光鏡2上，經過消偏振分光金屬-介質膜2.1將平行光分成兩束光,一束為透射光,一束為垂直於平行光方向向上的反射光，通過改變膜系組分可以實現50%:50%,60%:40%等任意比例的透反比，同時不改變入射光束的偏振態。
[0030]圖4為圖1所示準直分光鏡系統光線反向傳輸路徑示意圖。請參閱圖4，平行光線入射到消偏振立方分光鏡2上,經過消偏振分光金屬-介質膜2.1將平行光分成兩束光，一束為透射光，一束為垂直於平行光方向向下的反射光，通過改變膜系組分可以實現50%:50%、60%:40%等任意比例的透反比,然後經過準直透鏡I聚焦到接收元件4中，接收元件4可以是光纖、探測器等。
[0031]至此，已經結合附圖對本實施例進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發明準直分光鏡系統有了清楚的認識。
[0032]此外，上述對各元件和方法的定義並不僅限於實施方式中提到的各種具體結構、形狀或方式，本領域的普通技術人員可對其進行簡單地熟知地替換，例如:
[0033](I)、柱狀準直透鏡還可以採用其他形狀的具有對光束準直功能的透鏡，如長方體等;
[0034](2)金屬-介質膜的材料可以替換成其他滿足消偏振分光功能的膜系材料。
[0035]綜上所述，本發明準直分光鏡系統通過準直透鏡實現光束準直功能，然後利用消偏振立方分光鏡分離光束至特定方向，實現低偏振準直分光功能，可以對任意發散角的光源進行準直分光。
[0036]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種準直分光鏡系統，其特徵在於，包括: 消偏振立方分光鏡；以及 準直透鏡，位於消偏振立方分光鏡的光路前端，用於將發散光束進行準直處理轉化為平行光後入射所述消偏振立方分光鏡；或位於消偏振立方分光鏡的光路後端，用於將所述消偏振立方分光鏡出射的平行光進行逆準直處理形成匯聚光束後出射。
2.根據權利要求1所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述準直透鏡的光束出射端面與消偏振立方分光鏡的光束入射端面直接接觸或者用光學膠粘合。
3.根據權利要求1所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述準直透鏡為柱狀準直透鏡或長方體狀準直透鏡。
4.根據權利要求3所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述準直透鏡為柱狀準直透鏡；該柱狀準直透鏡為自聚焦透鏡或C透鏡。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述消偏振立方分光鏡由一對直角稜鏡膠合構成，其中第一直角稜鏡的斜面鍍有增透膜，第二直角稜鏡的斜面鍍有消偏振分光金屬-介質膜。
6.根據權利要求5所述的準直分光鏡系統,其特徵在於,所述消偏振立方分光鏡的透反比通過改變所述金屬-介質膜的膜系層數實現。
7.根據權利要求5所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述金屬-介質膜中，金屬材料為銀或招; 介質材料為硫化鋅/氧化鋁/氟化鎂膜系，或氧化鉭/氧化鋁/ 二氧化矽膜系。
8.根據權利要求5所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述膜系總厚度為I μ m-2 μ m。
9.根據權利要求1至4中任一項所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述準直透鏡用於將光源發射的發散光束進行準直處理轉化為平行光後入射所述消偏振立方分光鏡，其中所述光源為:雷射器、發光二極體或光纖傳播來的光束。
10.根據權利要求1至4中任一項所述的準直分光鏡系統，其特徵在於，所述準直透鏡用於將所述消偏振立方分光鏡出射的平行光進行逆準直處理形成匯聚光束後出射至接收元件，所述接收元件為:光纖或探測器。
【文檔編號】G02B27/30GK103513429SQ201310485026
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】譚滿清, 孫寧寧, 焦健, 郭小峰, 郭文濤 申請人:中國科學院半導體研究所