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分光元件的原理
分光镜是把一束光按照一定反射和透射比例分成两束光的光学元件,多用于激光光学系统、照明光学系统、光谱仪光学系统中。分光镜由光学玻璃镀膜而成,通常在分光面上镀有分光膜,根据一定的要求和方式把光束分成反射光和透射光,常用的分光膜主要包括光强分光膜、偏振分光膜、消偏振分光膜等几类。在出射面镀有增透膜,以增加光学表面的透光量,减弱光束间及鬼像的干涉效应。
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光强分光膜:按照一定的光强比把入射光分成两部分,如图1所示,用于普通的分光平片和分光棱镜。其中,仅考虑某一波长的叫做单色分光膜;考虑一个光谱区域的叫做宽带分光膜。根据分光镜所镀的分光膜带宽大小,可分为窄带分光镜和宽带分光镜。 图1分光平片和分光棱镜结构
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偏振分光膜:是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成的,即光斜入射穿过每一层光学薄膜时,边界条件要求电场和磁场的切向分量始终保持连续,使光的p分量和s分量表现出不同的有效折射率,引起偏振分离。可以分为棱镜型偏振膜和平板型偏振膜。 以偏振分光棱镜为例,由两块45°直角三棱镜拼合而成,在三棱镜斜面上镀偏振分光膜。当光以布儒斯特角入射时,p偏振光反射为零,而s偏振光则部分反射。为增加s偏振光的反射率,保持p偏振光透过率接近1,可以将两种薄膜材料交替淀积制成多层膜,如图2右图所示当膜层选择合适且足够多时,就能实现50/50偏振分光。 图2 偏振分光棱镜结构
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消偏振分光膜:用于倾斜入射的各种光学薄膜都会有偏振效应的存在,而对于部分光学系统来说,偏振分离带来的是光学系统性能的劣变,必须消除或减少。消偏振分光膜被设计成在指定的波长范围内,保证s光和p光按一定的反射透射比分光,同时保证s偏振态和p偏振态经过棱镜后偏振态没有变化。 图3 消偏振分光棱镜结构
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增透膜:当薄膜厚度适当时,在薄膜的两个面上反射的光,光程恰好等于半个波长,因而互相抵消。这就大大较少了光的反射损失,增强了透射光的强度,减少或消除系统的杂散光。通常单层膜只对某一特定波长的电磁波增透,为了使在更大范围内和更多波长实现增透,经常利用镀多层膜来实现。 |
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分光元件的分类
按照不同的分类标准,分光元件可分有以下分类:
表1分光镜种类列表 |
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平面分光镜在光路中起到分离光源能量和改变光路方向的作用,结构设计比较简单,光吸收小,分光后光损耗小等优点。与分光片相比,分光棱镜的反射及透射光光程是相等的。在透光时,分光棱镜没有光线偏移造成的影响,所以不会存在光束平移。
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分光元件的选型
分光镜用途广泛,用户需求也各不相同,联合光科可提供K9宽带分光平片、椭圆宽带分光平片、镀铝点阵分光平片、紫外熔融石英镀铝点阵分光平片、紫外分光楔片、氟化钙(CaF2)红外宽带分光楔片、硒化锌(ZnSe)红外宽带分光楔片、标准立方分光镜、偏振立方分光镜(PBS)、消偏分光棱镜等标准分光元件。更多分光元件详细资料>>
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如何选择合适的分光元件? |
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1. 根据光源类型对分光元件适用的波段和带宽进行选择。选择适用于可见光、紫外、红外不同波段的分光元件,和选择窄带分光元件或宽带分光元件。 2. 根据光路空间大小和对光束偏移影响的要求选用分光平片、分光棱镜,当选择分光平片时,会造成反射光束和透射光束的不等光程,透射光束发生平移。对于成像光路设计来说,分光平片的引入会对光路的像差校正产生影响。 3. 根据光路对反射光和透射光的偏振态要求,选择偏振分光棱镜和消偏振分光棱镜。 4. 确定好分光元件类型后,再对分光元件的尺寸、分光比、波长等具体参数做出综合选择。 5. 联合光科官网有详细的分光元件资料:详细规格参数、曲线、以及各类文件资料等,欢迎您来了解。 |
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