一种Wollaston式偏光棱镜分束特性的研究

为了对一种修正式对称分束Wollaston棱镜的分束特性进行系统分析,利用折射定律和菲涅耳公式,以632.8nm波长为例,给出了出射光与水平方向的夹角随修正角、结构角之间的变化关系曲线、光强分束比随结构角的变化关系以及入射角对棱镜分束角和出射光束对称性的影响曲线。结果表明,通过对出射端面的修正可以实现Wollaston棱镜的严格对称分束;o光、e光分束角主要取决于棱镜结构角,受棱镜修正角影响较小;光强分束比随结构角的增大变化幅度较小;当光线以小角度入射时,入射角主要影响棱镜分束角对称性;入射角在-3°~3°之间变化时,两出射光线的不对称度小于6°,可以保证较好的对称分束效果。该研究为该棱镜的设计和应用提供了理论指导。     

双反射对称分束与平行分束偏光镜的新设计

在激光偏光调制技术中,对称分束镜和超大剪切差的平行分束偏光镜受技术和材料的限制,制作难度很大,为了提高偏光棱镜出射光束的对称性和平行分束性,从复式双反射棱镜结构出发,寻找到两种设计方案,一是改变结构角参量φ和β,该设计不仅能保证分束角的对称,而且可以拓宽分束角,并可以根据需要,选择不同的结构角参量以获得合适的对称分束角。二是把出射面为平面改为两个向外凸的平面,能得到剪切差大的平行出射的o光和e光,且剪切差大小可根据用户要求设计,大大拓宽了双反射偏光棱镜的使用范围。实验结果与理论结果基本一致。     

改进型对称分束角偏光分束镜

给出了对称分束角偏光分束镜的一种新的设计思想,即通过改变组成棱镜的两部分之一的晶体光轴的方向来实现出射光束的对称分束。以632.8nm波长为例,给出了晶体光轴的旋转角与棱镜的结构角的关系式。同时还研究了晶体光轴的旋转角以及出射光束分束角的不对称度与波长的关系。在400～2000nm的波长范围内,分束角的不对称度均小于0.01°。     

Wollaston式对称分束偏光棱镜

基于Wollaston棱镜的结构,给出了对称分束偏光棱镜的一种新的设计,即通过修正光束的出射端而来实现对称分束.给出了出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系式.以632.8nm波长为例分析了出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系曲线,并且分析了此修正角与波长的关系曲线.     

改进型对称分束偏光棱镜

为了得到对称分束的偏光棱镜,采用了对常规渥拉斯顿棱镜进行改进的方法,即通过修正o光束的出射端面来实现对称分束.得到了o光束出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系式.以632.8nm波长为例分析了o光束出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系曲线和修正角与波长的关系曲线.结果表明,此种设计既可实现对称输出,并且具有设计简单,加工方便等特点.     

微角分束偏光棱镜分束角的特性研究

为了了解微角分束偏光棱镜的分束特性,根据冰洲石晶体的光学性质以及光在棱镜入射与出射介面和棱镜中的传播方向,在光正入射的条件下,分析了棱镜的分束角随工作波长的变化关系; 在工作波长一定的条件下,分析了入射角对棱镜分束角大小的影响及规律; 设计了实验,对制作的棱镜样品进行了实验测试。结果表明,微角分束偏光棱镜的分束角随工作波长而变,且波长越短,分束角越大; 在棱镜的主截面内,入射角由-20°~20°变化时,分束角呈非线性由小变大。这一结果对于微角分束偏光棱镜的设计和使用具有实际价值。     

分束李普奇与分束汤普逊棱镜性能的比较分析

为了更好地设计和选择使用分束李普奇棱镜和分束格兰-汤普逊棱镜,从理论上分析了分束李普奇棱镜与分束格兰-汤普逊棱镜的分束角、分离角和光强分束比。结果表明,分束李普奇棱镜和分束格兰-汤普逊棱镜的分束角和光强分束比与棱镜的结构角和副结构角有关;对于相同的结构角和副结构角,两种棱镜的分束角相同,但它们的光强分束比不同。出射的o光与e'光的分离角与副结构角有关;对于o光垂直出射的需要,选用分束李普奇棱镜设计为好;对于大分束角的需要,选用分束格兰-汤普逊棱镜设计为好。选用最佳设计方案可以分别实现两种棱镜光强的对称分束,实验结果与理论计算相符。     

钒酸钇Wollaston棱镜分束特性分析

为了解钒酸钇Wollaston棱镜的分束特性,通过棱镜中的光路分析,得到光束正入射时o光光束和e光光束的分束特性公式,并用MATLAB软件拟合得到棱镜的分束特性关于入射光波长和结构角的变化关系曲线。结果表明,对于一定结构角的棱镜,其分束角具有明显的色散特性,波长越短,分束角越大,且变化也越快,在红外光谱范围,波长对棱镜分束角的影响减小,其分束角趋于稳定;分束角的对称性受波长变化的影响较小,应用中可以忽略。棱镜的结构角与入射光波长对棱镜的透射比均有影响,当棱镜的结构角一定时,透射比随入射光的波长呈振荡性变化,且o光透射比的光谱效应更为明显。该研究可以为棱镜的设计制作和实际使用提供有价值的参考。     

分束格兰·汤普逊棱镜o光出射端面对棱镜性能影响的分析

为了更好地设计和应用分束格兰.汤普逊棱镜,根据该棱镜的设计结构分析研究了其o光出射端面对棱镜的分束角Ψ、o光及同端面出射的少量e′光的夹角φ和棱镜的光强分束比的影响。结果表明:分束结构角S′越大,分束角越大;S′等于起偏结构角S时,e′光和o光分不开,将影响o光的消光比,但此种情况下Ψ不受入射光波长的影响,具有消色差性;S′对棱镜光强分束比的影响不大,Ie/Io在1±0.03之间变化。     

分束李普奇棱镜与分束汤普逊棱镜性能的比较分析

为了更好地设计和选择使用分束李普奇棱镜和分束格兰•汤普逊棱镜,本文从理论上分析了分束李普奇棱镜与分束格兰•汤普逊棱镜的分束角、分离角和光强分束比。结果表明：分束李普奇棱镜和分束格兰•汤普逊棱镜的分束角和光强分束比与棱镜的结构角和副结构角有关;对于相同的结构角和副结构角,两种棱镜的分束角相同,但它们的光强分束比不同。出射的 光与 光的分离角与副结构角有关;对于 光垂直出射的需要,选用分束李普奇棱镜设计为好;对于大分束角的需要,选用分束格兰•汤普逊棱镜设计为好。     

单元大分束角双反射偏光分束镜研制

通过对双反射偏光分束镜中o、e光的分裂角与晶体光轴取向和棱镜切角关系的分析,给出了一种可获得大分束角的单元结构双反射偏光分束镜设计。     

钒酸钇偏光分束棱镜光强分束比的入射角效应

为了分析He-Ne激光斜入射钒酸钇偏光分束棱镜时光强分束比随入射角度的变化关系,根据几何关系、菲涅耳公式及相位匹配条件从理论上推导出光强分束比的数学表达式,通过实验验证,发现理论值和实验值相符合,并对存在的误差进行了分析。这为钒酸钇棱镜在偏光器件中的应用提供了重要的参考价值。     

新型对称分束偏光棱镜

采用方解石——玻璃二元结构,提出了一类新型对称分束偏光棱镜;给出了棱镜结构及特性参数的理论分析和实验结果。结果表明,该类棱镜既具对称分束特点,又具良好的偏光性能。     

多入射方向的偏振分光棱镜的结构及其应用

多入射方向的偏振分光棱镜的结构,不同于传统偏振分光棱镜的立方体结构,使得入射光从不同方向入射到分光面上,通过合理的结构设计,使入射光在分光面上达到分光的角度要求,达到分光的目的。另外,这种新型的多入射方向的分光棱镜的结构可以有效地降低偏振分光棱镜的厚度,扩大偏振分光棱镜的适用范围。本文基于硅基液晶显示技术在HMD系统上的应用介绍了多入射方向的偏振分光棱镜的结构及其应用效果。     

剪切差对入射点连续可调的平行分束偏光镜

为了既节省冰洲石晶体材料,又可以实现剪切差对入射点的连续可调,将光学玻璃(ZBaF3)与冰洲石结合,并用溴代萘胶合,设计了一种新型平行分束偏光镜.实验测试表明,棱镜出射的o光透射比高于85％,消光比优于10-5;e光透射比高于70％,消光比优于10-3.结果表明,该设计在节省冰洲石的前提下,不仅保持了良好性能,还实现性能创新,给使用带来便利,具有良好的应用前景.     

Wollaston棱镜正反向的分束角及分束角的对称性

为了了解Wollaston棱镜正反向使用时分束角及分束角的对称性,采用数学运算和实验测试相结合的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了较为理想的数据。由分析可知,Wollaston棱镜正、反向分束角及分束角对称性不同是因为反向入射时第1块棱镜中的o光在第2块棱镜中成为e光波时,其光矢量振动方向和晶体光轴不平行,对应的不再是主折射率所致。结果表明,Wollaston棱镜正向使用时的分束角略大于反向入射时的分束角,且Wollaston棱镜结构角越大,入射波长越短,则正、反向分束角的差值越大。