格兰-泰勒棱镜和格兰-付科棱镜透射比的比较研究

为了验证空气隙的厚度是否对偏光棱镜的透射比产生影响,对格兰-泰勒棱镜和格兰-付科棱镜的透射比进行了详细的理论分析,并利用UV-3101分光光度计分别对两只格兰-泰勒棱镜和两只格兰-付科棱镜的透射比进行了实验测试,发现格兰-泰勒棱镜的透射比(85%左右)明显高于格兰-付科棱镜(50%左右)。理论分析表明,对于严格的准直光束,两种棱镜的透射比均随波长的变化而振荡,且这种振荡对格兰-付科棱镜强于格兰-泰勒棱镜;但在分光光度计上的测试并未出现振荡,这说明对于非严格准直的光束,空气隙的厚度并不影响棱镜的透射比。     

Glan-Taylor棱镜和Marple-Hess棱镜透射比的入射角效应

为了清楚地了解G lan-Taylor棱镜和M arp le-Hess棱镜的透射比随入射角变化的规律,利用折射率公式和菲涅耳公式分别导出了入射角对G lan-Taylor棱镜和M arp le-Hess棱镜透射比影响的关系式;作出了理论曲线;同时利用偏振光实验平台对两种棱镜透射比的入射角效应进行了实验测试。结果表明,实验和理论曲线的变化规律是一致的;在不考虑干涉的情况下,当入射角在-2°~2°范围内变化时,G lan-Taylor棱镜的透射比随入射角的变化呈递减趋势,且变化较大;而M arp le-Hess棱镜的透射比却是先增大后减小,曲线大致以θ=0°为对称轴呈对称分布,而且透射比随入射角的变化较小,其原因是在M arp le-Hess棱镜的两个胶合面上,入射角对反射比的影响效果是反向的。     

格兰-傅科棱镜对单模高斯光束的影响

为了研究格兰-傅科棱镜对单模高斯光束的影响,分析了棱镜空气隙中光的干涉现象,结果表明:对于某一波长的入射光,当空气隙的厚度一定时,透射光强随棱镜结构角的变化作周期性振荡;当结构角一定时,透射光强随棱镜空气隙厚度的变化作周期性变化;且透射高斯光束的形状也随结构角以及空气隙厚度的改变发生变化;理论分析的结果还给出,对于结构角和空气隙厚度给定的成品棱镜,透射光束随入射角的变化呈周期性振荡,且棱镜对光束形貌的影响与入射光的束腰半径有关,据此,设计实验对理论结果进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性.     

格兰-傅科棱镜空气隙厚度的测量

为了测量格兰-傅科空气隙的厚度,分析了棱镜对单模高斯光束的影响,结果表明：透射光束随光束在棱镜端面上的入射角变化呈现周期性的振荡,且振荡特性与入射光的波长、光强分布特性、棱镜结构角及空气隙的厚度有关,对于给定波长的入射单模高斯光束,由于棱镜的结构角在棱镜胶合之前可以精确测得,所以通过分析这种振荡特性便可以得出棱镜空气隙的厚度,据此,设计实验,并测出了成品棱镜空气隙的厚度。     

格兰-泰勒棱镜的改进设计及其特性

为了消除格兰-泰勒(Glan-Taylor)棱镜(GTP)空气隙造成的干涉并提高透射比,设计并制造了一种改进型格兰-泰勒棱镜。在设计中应用了菲涅耳理论、布儒斯特定律。新棱镜改变了第二劈的结构角使e光以布儒斯特角入射第二劈入射面。为了尽量减小新棱镜的偏离角,还设计了补偿角。理论和实验均证明相对于原格兰-泰勒棱镜,新棱镜在宽光谱范围内有更高的透射比。由于新棱镜中空气隙尖角较大,达12.65°,并且e光以布儒斯特角入射第二劈,所以无干涉现象。实验证明,新棱镜旋转时透射曲线无明显抖动,入射光波长在540~670 nm频谱范围内变化时,新棱镜透射光束的偏离角小于5′。     

多光束干涉对钒酸钇棱镜透射比的影响

为了系统地研究多光束干涉对钒酸钇棱镜透射比的影响,对棱镜的透射比进行了详细的理论分析,得到了不考虑多光束干涉和考虑多光束干涉情况下,800nm～2400nm波段棱镜透射比的理论曲线,并利用UV-3101PC分光光度计进行了实验测试,发现钒酸钇棱镜的透射比在近红外区随波长的增大呈上升趋势,且曲线有波动。结果表明,多光束干涉对棱镜的透射比产生扰动。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。     

格兰式偏光分束棱镜光强分束比的入射角效应

为了分析自然光斜入射格兰式分束棱镜时光强分束比随入射角度、棱镜结构角及入射波长的变化关系,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,并通过了实验验证。结果表明,光强分束比随入射角度、棱镜结构角及波长变化呈非线性关系。所得结果为格兰式棱镜在光学器件应用中提供了有用的信息。     

空气隙偏光镜空气层厚度的优化设计

棱镜偏光镜的空气隙对其透射比同样具有影响,对空气隙的厚度进行优化设计对提高棱镜的透射比很具实际意义.以格兰泰勒棱镜为例,利用菲涅耳公式和多光束干涉理论,给出空气隙棱镜e光透射比的计算公式,分析了e光透射比随其空气隙厚度的变化规律,提出了为提高透射比棱镜空气隙厚度的最佳取值,从而实现棱镜的优化设计.     

利用全反射原理精确测量棱镜折射率

依据全反射原理和自准直测角法,实现了对棱镜折射率的精确测量。通过使用高准直半导体激光器将激光入射到棱镜内部与空气分界面上,逐步旋转棱镜或改变棱镜的入射角,得到待测棱镜的反射光强随入射角变化曲线。在曲线左侧收尾处出现一个台阶,其反射光强随入射角增大迅速衰减。全反射临界点,对应的入射角为全反射角。用两次自准直测角法精确测量棱镜底角。通过该方法,分别对两块不同棱镜的折射率进行了测量,测量棱镜折射率精度为±1.24×10-4。     

格兰-泰勒棱镜消光比分析

利用折射定律和菲涅耳公式,采用光线追迹的方法,推导了格兰-泰勒棱镜的透过率与发散光束入射的方位角、入射角及棱镜结构角之间的计算公式,并指出与棱镜消光比的关系。通过Matlab 仿真,分析了全方位角范围内,棱镜的消光比特性以及消光比随入射角和结构角的变化关系。仿真结果发现,在垂直棱镜光轴的方位上,消光比不受入射角大小的影响,且消光比随棱镜结构角的增大而变差。理论计算结果与实际系统出现的问题相符,验证了理论公式的正确性,解释了工程项目出现的问题,对格兰-泰勒棱镜的设计与应用具有一定的指导意义。     

胶合剂折射率对格兰-汤普逊棱镜性能影响的分析

为了分析胶合剂折射率对Glan-Thompson棱镜性能的影响,采用理论分析的方法,得出棱镜视场角以及光正入射和斜入射时棱镜的透射比与胶合剂折射率的关系式。在此基础上,针对几种确定长度孔径比的Glan-Thompson棱镜,利用计算机拟合,取得棱镜视场角及透射比随胶合剂折射率变化的关系曲线,并进行了实验验证。结果表明,对于不同长度孔径比的棱镜,最大视场角不同,且对应不同的胶合剂折射率值;胶合剂折射率等于e光的主折射率时,棱镜有最大透射比;由于棱镜的长度孔径比、最大视场角、透射比以及胶合剂折射率之间有相互制约的关系,采用长度孔径比为2.5的棱镜设计和折射率为1.45~1.46的胶合剂是一种较佳的方案。这一结果对优化Glan-Thompson棱镜的视场角和透射比是有帮助的。     

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。     

Semarmont棱镜对单模高斯光束光强分布影响的分析

为了研究Semarmont棱镜对单模高斯光束光强分布的影响,采用了分析相干的两束光光程差的方法,对光在Semarmont棱镜胶合介质层中的干涉效应进行了详细分析。结果表明,对于给定的入射单模高斯光束,若光在胶合层界面上的入射角、胶合层的厚度和胶合剂的折射率,三者确定其二,棱镜对透射光束光强分布的影响将随另一参量的变化作周期性振荡,且透射高斯光束的形状也会随之改变;相比较而言,棱镜对透射o光的影响要大于e光,但从总体上看,棱镜无论对o光还是对e光的影响均小于3%,在要求不是特别严格的应用中,可以忽略Semarmont棱镜对单模高斯光束光强分布的影响。     

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。     

晶体光轴的不平行对Glan-Thompson棱镜性能影响分析

为了分析Glan-Thompson棱镜两部分光轴不平行对棱镜性能的影响,利用冰洲石晶体的双折射特性,得到了两类晶体光轴不平行时Glan-Thompson棱镜出射光束偏离角、消光比和透射比的理论计算公式.结果表明,晶体光轴的不平行不会对棱镜的消光比造成影响;而晶体光轴的横向不平行会对出射光束透射比产生一定影响;晶体光轴的...     

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。     

萨那芒特棱镜对单模高斯光束光强分布影响的分析

根据光在萨那芒特棱镜胶合介质层中的干涉效应,分析了萨那忙特棱镜对单模高斯光束光强分布的影响;结果表明：对于给定的入射单模高斯光束,若光在胶合层界面上的入射角、胶合层的厚度和胶合剂的折射率,三者确定其二,棱镜对透射光束光强分布的影响将随另一参量的变化作周期性振荡,且透射高斯光束的形状也会随之改变;相比较而言,棱镜对透射 光的影响要大于 光,但从总体上看,棱镜无论对 光还是对 光的影响均小于3％,所以在要求不是特别严格的应用中,可以忽略萨那忙特棱镜对单模高斯光束光强分布的影响。