[發明專利]一種能夠降低光程差的偏振分光棱鏡

有效

• 申請號: 202011341828.5
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112394531B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 馬敬;盧增雄;齊月靜;李璟;蘇佳妮;胡丹怡
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B7/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王江選

本公開提供一種能夠降低光程差的偏振分光棱鏡，包括：第一直角棱鏡，包括第一直角棱鏡主體，以及形成于所述第一直角棱鏡主體表面的第一直角面、第二直角面、第一偏振分光面，所述第一偏振分光面表面鍍有偏振分光膜；第二直角棱鏡，包括第二直角棱鏡主體，以及形成于所述第二直角棱鏡主體表面的第三直角面、第四直角面、第二偏振分光面，所述第二偏振分光面表面鍍有偏振分光膜；以及膠合層，設置于相對設置的所述第一偏振分光面和所述第二偏振分光面之間。

技術領域

本公開涉及光學測量技術領域，尤其涉及一種能夠降低光程差的偏振分光棱鏡。

背景技術

偏振分光棱鏡是一種常見的光學元件，在光學儀器、光學測量等領域有著廣泛的應用。偏振分光棱鏡由兩片直角棱鏡膠合而成，在其中一片直角棱鏡的斜面鍍上偏振分光膜實現了偏振分光的功能。

自然光入射到電介質界面時，一般情況下反射光和折射光都是部分偏振光，只有當光以布儒斯特角入射時，反射光才是線偏振光且反射光與折射光互相垂直。偏振分光膜的膜層為多層膜堆，有效厚度為1/4波長的高折射率材料和低折射率材料交替疊加。入射光在該多層膜堆內的入射角滿足布儒斯特角，因此P偏振光全部透射，而S偏振光則全部反射。

偏振分光棱鏡常應用于偏振光干涉測量領域，偏振光干涉測量的基本原理是利用兩束偏振光的相位變化產生光強變化，對探測到的光強信號進行數據處理得到被測量。常規的偏振分光棱鏡只在其中一片直角棱鏡的斜面上鍍制偏振分光膜，然后將兩片直角棱鏡膠合在一起。這將導致偏振分光棱鏡分出的S偏振光和P偏振光在膠合層內傳播的物理路徑相差若干個膠合層厚度。現有工藝的膠合厚度通常為20μm左右，此時P偏振光和S偏振光的光程差較大，將達到幾十微米，對位置測量精度造成一定影響。

因此，如何減小P偏振光和S偏振光的光程差是一個亟需解決的課題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本公開提供了一種能夠降低光程差的偏振分光棱鏡，以緩解現有技術中P偏振光和S偏振光的光程差較大，將達到幾十微米，對位置測量精度造成一定影響等技術問題。

(二)技術方案

本公開提供一種能夠降低光程差的偏振分光棱鏡，包括：第一直角棱鏡，包括第一直角棱鏡主體，以及形成于所述第一直角棱鏡主體表面的第一直角面、第二直角面、第一偏振分光面，所述第一偏振分光面表面鍍有偏振分光膜；第二直角棱鏡，包括第二直角棱鏡主體，以及形成于所述第二直角棱鏡主體表面的第三直角面、第四直角面、第二偏振分光面，所述第二偏振分光面表面鍍有偏振分光膜；以及膠合層，設置于相對設置的所述第一偏振分光面和所述第二偏振分光面之間。

在本公開實施例中，所述第一直角面上覆有第一膠合四分之一波片，所述第一膠合四分之一波片的上表面鍍有第一高反膜。

在本公開實施例中，所述第二直角面上覆有第二膠合四分之一波片，所述第二膠合四分之一波片的上表面鍍有第二高反膜。

在本公開實施例中，當入射偏振光從第二直角棱鏡的第三直角面入射時，入射偏振光的偏振方向與第一偏振分光面或第二偏振分光面的P偏振方向成45°角，則所述入射偏振光經第二偏振分光面分為透射部分的第一偏振光和反射部分的第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光分別入射第一直角棱鏡和第二直角棱鏡。

在本公開實施例中，所述第一偏振光穿過膠合層，經第一直角棱鏡主體后由第一直角面進入第一膠合四分之一波片，經第一高反膜反射后，依次經過第一膠合四分之一波片和第一直角棱鏡主體，得到第三偏振光；第三偏振光再入射到第一偏振分光面，經第一偏振分光面的偏振分光膜反射后經第一直角棱鏡主體射入第二直角面，得到第五偏振光。