在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜,这时一束光投射到镀膜玻璃上后,通过反射和折射,光束就被分为两束或更多束,这种镀膜玻璃就叫做分束镜。平面分束镜
分束镜主要用于将入射光束分成具有一定光强比的透射与反射两束光。有固定分束比分束镜和可变分束比分束镜两类。可变分束比分束镜又有阶跃和连续暂变之分。
分束镜通常总是倾斜着使用,它能方便地把入射光分离成反射光和透射光两部分。如果反射光和透射光有不同的光谱成分,或者说有不同的颜色,这种分束镜通常称作为二向色镜。如果把一束光分成光谱成分相同的两束光,即在一定的波长区域内,如可见光区内,对各波长具有相同的透射率和反射率比,因而反射光和透射光呈中性,这种分束镜称为中性分束镜。透射和反射比为50/50的中性分数镜最为常用。
常用的中性分束镜有两种结构,一种是把膜层镀在透明的平板上,另一种是把膜层镀在45°的直角棱镜斜面上,再胶合一个同样形状的棱镜,构成胶合立方体。平板分束镜,由于不可避免的象散,通常应用在中、低级光学装置上。对于性能要求较高的光学系统,可以采用棱镜分束镜。胶合立方体分束镜(也称作分光棱镜)的优点是在仪器中装调方便,而且由于膜层不是暴露在空气中,不易损坏和腐蚀,因而对膜层材料的机械、化学稳定性要求较低。但是胶合立方体分束镜的偏正效应较大也是显而易见的。
在一定的波长区域内的反射率几乎不变的薄膜或薄膜组合,都可以起中性分束的作用。常用的有金属分束镜和介质分束镜两类。
,它是一个单向开启的风量调节装置,按静压差来调整开启度,用重锤的位置来平衡风压。通过余压阀的风量一般在100-1200m3/h之间,维持压差在5-40Pa之间。
如图,一束光线M射到平面镜A上,被A反射到平面镜B,又被B反射
∠2的内错角和2倍的∠1互补,也就是∠2=2∠1。(∠3+∠1+(90°-0.5∠2))=180°。联立这两方程,可以求出(1)∠2=110°,∠3=90°。(2) ∠3=90°。实际上,光线经过二面...
植物名称: 春榆别 名: 山榆拉 丁 名:Ulmus davidiana Planch. var. japonica (Rehd.) Nakai分 类: 榆科(Ulmaceae),榆属生态分类: 木本...
为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,实现两束偏振光的平行输出,采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,给出了一种新型双反射平行分束偏光镜的设计。该棱镜前后半块分别为ZBaF3玻璃、冰洲石,并用溴代萘胶合。由理论分析可知,选择合适的结构角,可以实现电矢量振动方向相互垂直的两束光分别在胶合面、后端面发生全反射,并垂直上端面平行出射。结果表明,棱镜的透射比高于80%,o光消光比优于10-5,e光消光比优于10-3。该设计在节约晶体前提下,保证了较高的消光比和透射比,具有较好的应用前景。
光纤传像束用于内窥镜时,对内窥镜物镜的结构型式和成像质量提出了新的要求。在分析了其基本设计原则后,根据实际需求,选用反远距型物镜作为初始结构,利用Zemax软件优化设计了一个工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921 mm,全视场100°、相对孔径1/4的内窥镜物镜。镜头总长10.32 mm,满足像方远心要求,在38 lp/mm频率处MTF值在0.85以上,像质优良;同时,在Tracepro软件中建立了所设计物镜与光纤传像束结合后系统的模型,模拟的系统耦合效率约为96%且出射端照度均匀。结果表明:该物镜具有视场大、短焦距、结构合理、耦合效率高、像面照度均匀等特点,满足内窥镜要求。
偏光分束镜是光学技术中常用的重要器件,它的基本功能是将一束光变换成两束振动方向相互垂直的平面偏振光。根据不同的工作原理,人们已经相继制成功了多种类型的偏光分束镜,例如基于光在单轴晶体中的双 折射现象制成的各种棱镜式偏光分束镜,基于多层介质膜内干涉效应制成的薄膜偏光分束镜等。偏光分束棱镜—复式双反射偏光分束棱镜。 它是利用入射光在单轴晶体内全反射时将相 互垂直振动的。0、e光在空间分开,从 而实现起偏分束的。这种偏光分束梭镜除具有 一般棱镜式偏光分束镜的特点外,择具有分束角大,可以在偏光分束同时实现光束转向约90°等特点,因此,它在光学技术中将会获得更广泛的应用。
结构及原理
图1是结构简易图。它由两块单轴晶体组成,因此称它为复式的。第一块晶体光轴垂直于入射端面,第二块晶体光轴在出射端面内,而且与第一块光轴垂直。棱镜反射面BA与入射端面夹角为45°。正入射光束进入第一块晶体后,沿光轴传播到达棱镜斜面AB前一直没有发生双折射。在BA界面发生全内双反射,被分解成为o、e两束平面偏振光。两偏振光束经分界面BD进入第二晶体,原来的o光变成e光,原来的e光变成。光折射的结果使两光束的分束角进一步扩大(图1),最后经出射端面进入空气时,两束光再一次折射偏折,使分束角再次扩大。故入射光束经该棱镜后被分成具有大分束角的两束平面偏振光。棱镜的分束角与设计参数甲、刀的关系由下面的关系式给出。根据菲涅尔定律,o、e两光束在棱镜斜面双反射时应满足的反射定律为
其中a是反射后e光波的法线与垂直于光轴方向之间的夹角,
两反射光束在分界面BD上发生偏折时应满足的折射定律的形式为:
最后在出射端面,两光束进一步偏折,满足方程:
两光束分束角,即棱镜分束角
为获得较大的分束角,o、e两光束在出射端面方向必须反向偏折,此时
对于给定的设计参数
最常见的形状是立方体,由两个三角形玻璃棱镜制成,它们使用聚酯,环氧树脂或聚氨酯类粘合剂在基体上胶合在一起。调整树脂层的厚度,使得通过一个“端口”(即,立方体的面)入射的光的(一定波长)的一半被反射,另一半由于全部内反射而被继续传输。 诸如沃拉斯顿棱镜的偏振分束器使用双折射材料,将光分成不同极化的光束。
另一种设计是使用半镀银镜,一片玻璃或塑料,透明薄的金属涂层,现在通常由铝蒸气沉积铝。 控制沉积物的厚度,使得以45度角入射并且不被涂层吸收的光的部分(通常为一半)被透射,其余部分被反射。 用于摄影的非常薄的半镀银镜子通常被称为防护薄膜镜。 为了减少由于反射涂层的吸收引起的光的损失,已经使用了所谓的“瑞士干酪”分束镜。 最初,这些是穿孔的高度抛光的金属片,以获得所需的反射与透射比。 之后,将金属溅到玻璃上,形成不连续的涂层,或者通过化学或机械作用去除连续涂层的小区域以产生非常字面上的“半镀银”表面。
代替金属涂层,可以使用二向色光学涂层。 根据其特性,反射与透射的比例将随着入射光的波长的函数而变化。 分光镜用于一些椭圆反射聚光灯,以分散不需要的红外线(热)辐射,以及激光器结构中的输出耦合器。
第三种分束器是二向色镜像棱镜组件,其使用二向色光学涂层将入射光束分成多个光谱不同的输出光束。 这样的设备被用于三皮管彩色电视摄像机和三色彩色印片法电影摄影机。 它目前用于现代三CCD相机。 光学相似的系统反向用作三LCD投影机中的光束组合器,其中来自三个单独的单色LCD显示器的光被组合成用于投影的单个全色图像。
用于PON网络的单模光纤的分束器使用单模行为来分割光束。分离器通过将两根光纤“拼接”为X。
用一个镜头和一个曝光点来拍摄立体影像对的镜子或棱镜的排列,有时被称为“射束分离器”,但这是一个用词不当的现象,因为它们实际上是一对潜望镜,折射出的光线已经不是重合的了。在一些非常罕见的立体摄影附件、镜子或棱镜块与束器执行相反的功能相似,叠加的主题从两个不同角度视图通过颜色过滤器允许直接生产浮雕的3 d图像,或通过迅速交替百叶窗记录顺序字段3D视频。
考虑一个经典的无损分束器,其电场在其两个输入处都有事件发生。 两个输出域Ec和Ed与输入通过线性相关
其中2×2元素是分束器矩阵。 r和t是通过分束器的特定路径的反射率和透射率,该路径由下标表示。
假设分束器不从光束中去除能量,则总输出能量可以等于总输入能量的读数
要求这种节能带来反射率和透射率之间的关系
并且
其中“
当
其中替换形式
它遵循
现在已经确定了描述无损分束器的约束,我们可以重写我们的初始表达式