偏振分光器、分光系統及偏振分光方法與流程
2024-01-21 17:13:15 1
本發明涉及光的分離技術領域，尤其是涉及一種偏振分光器、分光系統及偏振分光方法。
背景技術：
偏振分光稜鏡是通過在直角稜鏡的斜面鍍制多層膜結構，然後膠合成一個立方體結構，利用光線以布魯斯特角入射時p偏振光透射率為1而s偏振光透射率小於1的性質，在光線以布魯斯特角多次通過多層膜結構以後，達到使的p偏振分量完全透過，而絕大部分s偏振分量反射(至少90％以上)的一個光學元件。將一束光的水平偏振和垂直偏振分開，p光與s光的透過率之比大於1000，同時保證p光透過率在90％以上。其具有應力小、消光比高、成像質量好、光束偏轉角小等特點，波長涵蓋420-1600nm區域，可用作起偏、檢偏、光強調節等場合。
但是，利用相關技術中的偏振分光稜鏡分開後的p光和s光位於稜鏡的兩側，p光和s光分離角度較大，目前還沒有將分開後的p光和s光位於稜鏡的同一側的裝置。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種偏振分光器、分光系統及偏振分光方法，以解決現有技術中存在的目前還沒有將分開後的p光和s光位於稜鏡的同一側的裝置的技術問題。
本發明提供的一種偏振分光器，所述偏振分光器包括：偏振分光膜和反光膜；
所述偏振分光膜與所述反光膜之間的夾角為α，且0°＜α＜90°；所述偏振分光膜用於對s光反射，對p光透射；所述反光膜用於對p光反射。
進一步地，所述偏振分光膜為高透膜；所述反光膜為高反膜。
進一步地，還包括分光鏡片和反光鏡片；
所述分光鏡片上鍍有所述偏振分光膜；所述反光鏡片上鍍有所述反光膜。
進一步地，還包括支架；所述分光鏡片與所述反光鏡片均設置在所述支架上。
進一步地，所述支架上設置有第一卡槽和第二卡槽；
所述分光鏡片卡設在所述第一卡槽內；所述反光鏡片卡設在所述第二卡槽內。
進一步地，所述第一卡槽內設置有第一彈性元件；所述第二卡槽內設置有第二彈性元件。
進一步地，所述支架包括兩個固定架；
所述分光鏡片和所述反光鏡片的兩端均分別固定在兩個所述固定架上。
進一步地，本發明還提供一種分光系統，所述分光系統包括光發射器以及本發明所述的偏振分光器。
進一步地，本發明還提供一種偏振分光方法，該偏振分光方法包括以下步驟：
偏振分光膜遠離反光膜的一面為第一面，偏振分光膜靠近反光膜的一面為第二面；
將光源照射在偏振分光膜的第一面，光源中s光反射至偏振分光膜的第一面，p光透射並照射在反光膜上，並經反光膜反射到偏振分光膜的第二面，最終經偏振分光膜透射至偏振分光膜的第一面。
進一步地，所述光源為連續雷射光源或脈衝雷射光源；所述光源的波長為0.1-100微米。
本發明提供的偏振分光器包括偏振分光膜以及反光膜，且偏振分光膜與反光膜之間的夾角為銳角。將光源照射在偏振分光膜遠離反光膜的一面，光源中p光和s光中的s光經偏振分光膜反射至遠離反光膜的一面。光源中p光經偏振分光膜透射至另一面，並投射在反光膜上，經反光膜反光後，投射在偏振分光膜靠近反光膜的一面，最終經偏振分光膜透射至該膜遠離反光膜的一面。也即，最終得到的p光和s光位於偏振分光膜的同一側。
本發明提供的偏振分光器，通過偏振分光膜和反光膜的配合使用，將分光後的p光和s光均位於偏振反光膜遠離反光膜的一側，也即，將分光後的p光和s光位於偏振反光膜的同一側，提供了一種將分開後的p光和s光位於稜鏡的同一側的裝置，p光和s光的分離角度較小，可應用於多種領域。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的偏振分光器的結構示意圖；
圖2為本發明另一實施例提供的偏振分光器的結構示意圖；
圖3為本發明另一實施例提供的偏振分光器的結構示意圖。
附圖標記：
1-偏振分光膜；2-反光膜；3-分光鏡片；
4-反光鏡片；5-支架；6-透射膜。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
圖1為本發明實施例提供的偏振分光器的結構示意圖；圖2為本發明另一實施例提供的偏振分光器的結構示意圖；如圖1和圖2所示，本發明實施例提供的一種偏振分光器，該偏振分光器包括：偏振分光膜1和反光膜2；偏振分光膜1與反光膜2之間的夾角為α，且0°＜α＜90°；偏振分光膜1用於對s光反射，對p光透射；反光膜2用於對p光反射。
本發明實施例提供的偏振分光器包括偏振分光膜1以及反光膜2，且偏振分光膜1與反光膜2之間的夾角為銳角。將光源照射在偏振分光膜1遠離反光膜2的一面，光源中s光經偏振分光膜1反射至遠離反光膜2的一面。光源中p光經偏振分光膜1透射至另一面，並投射在反光膜2上，經反光膜2反光後，投射在偏振分光膜1靠近反光膜2的一面，最終經偏振分光膜1透射至該膜遠離反光膜2的一面。也即，最終得到的p光和s光位於偏振分光膜1的同一側。
本發明實施例提供的偏振分光器，通過偏振分光膜1和反光膜2的配合使用，將分光後的p光和s光均位於偏振反光膜2遠離反光膜2的一側，也即，將分光後的p光和s光位於偏振反光膜2的同一側，提供了一種將分開後的p光和s光位於稜鏡的同一側的裝置，p光和s光的分離角度較小，可應用於多種領域。例如，可用於在稜鏡的同一側使用p光和s光的場景，從而方便使用。
進一步地，n為偏振分光膜1的折射率，本裝置的角度分析如下：
sin(2α+β)＝sin2α·cosβ+cos2α·sinβ
最終得出
在上述實施例的基礎上，進一步地，α為20°-40°。
如圖1和圖2所示，本實施例中，將α角設置為20°-40°的範圍，經試驗證明，在α在20°-40°範圍內時，分光效果較佳。
其中，α可以為20°-40°中的任一角度，例如：21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°或者39°。
如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，偏振分光膜1為高透膜；反光膜2為高反膜。
本實施例中，將偏振分光膜1設置為高透膜，這樣可使偏振分光膜1進行高透和高反，將反光膜2設置為高反膜，使得反光膜2可進行高反，從而可將光源中的p光和s光充分分離，提高分光效果。
如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，該偏振分光器還包括分光鏡片3和反光鏡片4；偏振分光膜1鍍在分光鏡片3上；反光膜2鍍在反光鏡片4上。
本實施例中，將偏振分光膜1鍍在分光鏡片3上，將反光膜2鍍在反光鏡片4上，這樣可穩定支撐偏振分光膜1和反光膜2，更加方便使用者使用。
圖3為本發明另一實施例提供的偏振分光器的結構示意圖，如圖3所示，進一步地，將偏振分光膜1鍍在分光鏡片3遠離反光鏡片4的一面，在反光鏡片4的另一面鍍對p光透射的透射膜6；反光鏡片4靠近分光鏡片3的一面鍍反光膜2。s光經偏振分光膜1反射至遠離反光膜2的一面，光源中p光經偏振分光膜1透射至另一面，經透射膜6透射後投射在反光膜2上，經反光膜2反光後，投射透射膜6上，再次經透射膜6透射後投射在偏振分光膜1靠近反光膜2的一面，最終經偏振分光膜1透射至該膜遠離反光膜2的一面。
如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，該偏振分光器還包括支架5；分光鏡片3與反光鏡片4均設置在支架5上。
本實施例中，分光鏡片3與反光鏡片4均設置在支架5上，由支架5來支撐分光鏡片3和反光鏡片4，使得分光鏡片3和反光鏡片4在使用的過程中比較穩定。
其中，可在支架5的底部設置移動輪，使用者推動支架5，可使分光鏡片3和反光鏡片4移動至指定位置，方便使用。
在上述實施例的基礎上，進一步地，支架5上設置有第一卡槽和第二卡槽；分光鏡片3卡設在第一卡槽內；反光鏡片4卡設在第二卡槽內。
本實施例中，分光鏡片3卡設在第一卡槽內，從而將分光鏡片3固定在支架5上。反光鏡片4卡設在第二卡槽內，從而將反光鏡片4固定在支架5上。
本實施例中，通過卡槽的形式將分光鏡片3和反光鏡片4固定在支架5上，結構簡單，方便操作。
在上述實施例的基礎上，進一步地，第一卡槽內設置有第一彈性元件；第二卡槽內設置有第二彈性元件。
本實施例中，第一卡槽內設置有第一彈性元件，第二卡槽內設置有第二彈性元件，使用者將分光鏡片3卡在第一卡槽內後，第一彈性元件位於第一卡槽的內壁與分光鏡片3之間，第一彈性元件受到擠壓變形，增大第一卡槽內安裝分光鏡片3的空間，使用者將反光鏡片4卡在第二卡槽內後，第二彈性元件位於第二卡槽的內壁與反光鏡片4之間，第二彈性元件受到擠壓變形，增大第二卡槽內安裝反光鏡片4的空間。使用者將分光鏡片3從第一卡槽內取出後，第一彈性元件恢復原狀，將反光鏡片4從第二卡槽內取出後，第二彈性元件恢復原狀。
本實施中，在第一卡槽和第二卡槽內分別設置第一彈性元件和第二彈性元件，方便分光鏡片3和反光鏡片4的安裝和拆卸。
在上述實施例的基礎上，進一步地，支架5包括兩個固定架；分光鏡片3和反光鏡片4的兩端均分別固定在兩個固定架上。
本實施例中，將支架5設置為兩個固定架，分光鏡片3和反光鏡片4的兩端均分別固定在兩個固定架上，使得分光鏡片3和反光鏡片4的兩端均得到支撐，分光鏡片3和反光鏡片4受力均衡，使用時可保持穩定。
在上述實施例的基礎上，進一步地，本發明還提供一種分光系統，分光系統包括光發射器以及本發明的偏振分光器。
本實施例提供的分光系統包括光發射器和偏振分光器，光發射器將光源照射在在偏振分光膜1遠離反光膜2的一面，光源中s光經偏振分光膜1反射至遠離反光膜2的一面。光源中p光經偏振分光膜1透射至另一面，並投射在反光膜2上，經反光膜2反光後，投射在偏振分光膜1靠近反光膜2的一面，最終經偏振分光膜1透射至該膜遠離反光膜2的一面。也即，最終得到的p光和s光位於偏振分光膜1的同一側。
本發明提供的分光系統，通過偏振分光膜1和反光膜2的配合使用，將分光後的p光和s光均位於偏振反光膜2遠離反光膜2的一側，也即，將分光後的p光和s光位於偏振反光膜2的同一側，提供了一種將分開後的p光和s光位於稜鏡的同一側的裝置，可應用於多種領域。
在上述實施例的基礎上，進一步地，本發明還提供一種偏振分光方法，該偏振分光方法包括以下步驟：
偏振分光膜1遠離反光膜2的一面為第一面，偏振分光膜1靠近反光膜2的一面為第二面；
將光源照射在偏振分光膜1的第一面，光源中s光反射至偏振分光膜1的第一面，p光透射並照射在反光膜2上，並經反光膜2反射到偏振分光膜1的第二面，最終經偏振分光膜1透射至偏振分光膜1的第一面。
在上述實施例的基礎上，進一步地，光源為連續雷射光源或脈衝雷射光源；光源的波長為0.1-100微米。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。