專利名稱：分光棱鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分光棱鏡，具體涉及一種應(yīng)用于天文相機(jī)中的二色分光棱鏡。
背景技術(shù)：
在天文相機(jī)中用了兩個(gè)通道，分別探測(cè)來(lái)自深空天文目標(biāo)的兩個(gè)波段的圖 像。因此在相機(jī)的校正透鏡和像面之間設(shè)置了二色分光棱鏡，將來(lái)自天文目標(biāo)
的可見(jiàn)光到近紅外波段400nm 900nm的光束分成400nm 650nm和650nm 900nm
兩個(gè)波段。
目前，較為常見(jiàn)的二色分光棱鏡是一種立方棱鏡，它是由兩個(gè)45度的直角 棱鏡膠合而成并在45度斜面上設(shè)有分束膜，實(shí)現(xiàn)將可見(jiàn)光和近紅外波段分開(kāi)的 目的。這種立方棱鏡雖然只需要經(jīng)過(guò)一次反射和一次透射將入射光分開(kāi)成90。， 光線在棱鏡中的路徑短，體積較小、重量輕，而且整體形狀規(guī)則在設(shè)計(jì)、加工 上都比較容易，但是分束膜設(shè)計(jì)難度很大、分光效率較低， 一般達(dá)到50%都很困 難，對(duì)所光束的偏振特性非常敏感。分光效率較低，分光偏振影響較大也就失 去了分光棱鏡的實(shí)際意義，造成相機(jī)成像效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種分光棱鏡，其解決了背景技術(shù)中分光效率較低以及分光偏
振影響較大的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種分光棱鏡，包括第一部分1和第二部分2，所述第一部分1與第二部分
2膠合在一起，所述第一部分1與第二部分2的膠合面3鍍有分束膜4，該分束膜4設(shè)置于第一部分1或第二部分2，入射光從第一部分1的入射面11射入， 其特殊之處在于
所述第一部分1與第二部分2的膠合面3為半透半反的分束面，入射光與膠
合面3的夾角小于30度；
所述入射面11的內(nèi)側(cè)為第一全反射面，所述第二部分2沿入射光射入方向 的內(nèi)側(cè)為第二全反射面；
所述經(jīng)第一全反射面和第二全反射面分別反射的光束分別垂直第一部分1的 第一出射面12和第二部分2的第二出射面22射出。
上述經(jīng)第一全反射面和第二全反射面分別反射的光束第一部分1的第一出射 面12和第二部分2的第二射面22垂直射出，垂直射出時(shí)光通量是最大，可最 大限度降低光能損失。
上述入射光與膠合面4的夾角為22. 5度。
上述第一部分1為半五角棱鏡；所述第二部分2為等腰棱鏡，入射光與膠合 面4的夾角為22. 5度時(shí)第二部分2正好為等腰棱鏡。
上述第一部分1與第二部分2膠合后的整體的外表面是平整的，這樣本分光 棱鏡固定起來(lái)十分方便。
上述第一部分1與第二部分2的材料為K9玻璃?？紤]玻璃的空間環(huán)境適應(yīng)性、
加工屬性等因素選取K9玻璃(中國(guó)玻璃)為分光棱鏡的光學(xué)材料，當(dāng)然并不局 限于這種材料。
當(dāng)光線入射角在45。附近時(shí)，膜層對(duì)偏振態(tài)非常敏感，很難得到高效率的分光 膜系，因此在本設(shè)計(jì)中采用了五角棱鏡分光方案，在第一塊棱鏡的膠合面上鍍 分束膜。由于鏡頭本身的F弁數(shù)較大(F#/10)、系統(tǒng)的視場(chǎng)角很小(±0.25°)因 在分束面上的入射角均小于45。，而在全反射面上的入射角均大于臨界角，并且 分束膜系的效率很高(大于90%)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于.-
1.分束膜設(shè)計(jì)容易。2. 分光效率高(可達(dá)95%以上)，分光偏振均勻。
3. 可分出同波段的兩光束，分光比可接近l: 1符合干涉光譜儀等更廣泛光 學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
4. 適應(yīng)波段范圍寬。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖2為背景技術(shù)立方棱鏡結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1—第一部分；2—第二部分；3—膠合面；4一分束膜；ll一入射面；12—
第一出射面；22—第二出射面。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖l， 一種分光棱鏡，包括第一部分1和第二部分2，第一部分l與第 二部分2膠合在一起，第一部分1與第二部分2的膠合面3鍍有分束膜4，入射 光從第一部分1的入射面11射入，第一部分1與第二部分2之間的膠合面3為 半透半反的分束面，入射光與分束面的夾角小于30度；入射面ll的內(nèi)側(cè)為第 一全反射面，所述第二部分2沿入射光射入方向的內(nèi)側(cè)為第二全反射面；經(jīng)第 一全反射面和第二全反射面分別反射的光束沿第一部分1的第一出射面12和第 二部分2的第二出射面22射出，經(jīng)第一全反射面和第二全反射面分別反射的光 束從第一部分1的第一出射面12和第二部分2的第二出射面22垂直射出，所 述第一部分1為半五角棱鏡；所述第二部分2為等腰棱鏡，入射光與分束面4 的夾角為22. 5度時(shí)第二部分2正好為等腰棱鏡，第一部分1與第二部分2膠合 后的整體的外表面是平整的，這樣本分光棱鏡固定起來(lái)十分方便，第一部分1 與第二部分2的材料為K9玻璃，但不限于K9。
光束經(jīng)第一部分1的入射面11射入，并到達(dá)第一部分1與第二部分2的膠 合面3，此時(shí)光束由膠合面3上膠合的分束膜4分為兩束光， 一束反射到達(dá)第一 部分1入射面11內(nèi)側(cè)的第一全反射面再出射，并由第一部分1的出射面12垂直射出，另一束透射進(jìn)入第二部分2經(jīng)全反射面反射后，由第二部分2的出射 面22垂直射出。由于該兩束光同源于一束光，因此這兩束光是等光程的。
權(quán)利要求
1.一種分光棱鏡，包括第一部分(1)和第二部分(2)，所述第一部分(1)與第二部分(2)膠合在一起，所述第一部分(1)與第二部分(2)的膠合面(3)鍍有分束膜(4)，該分束膜(4)設(shè)置于第一部分(1)或第二部分(2)，入射光從第一部分(1)的入射面(11)射入，其特征在于所述第一部分(1)與第二部分(2)的膠合面(3)為半透半反的分束面，入射光與膠合面(3)的夾角小于(30)度；所述入射面(11)的內(nèi)側(cè)為第一全反射面，所述第二部分(2)沿入射光射入方向的內(nèi)側(cè)為第二全反射面；所述經(jīng)第一全反射面和第二全反射面分別反射的光束沿第一部分(1)的第一出射面(12)和第二部分(2)的第二出射面(22)射出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光棱鏡，其特征在于所述經(jīng)第一全反射面和第二 全反射面分別反射的光束從第一部分(1)的第一出射面(12)和第二部分(2)的第 二出射面(22)垂直射出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光棱鏡，其特征在于所述入射光與膠合面(4)的夾 角為22.5度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一所述的分光棱鏡，其特征在于所述第一部分(l)為 半五角棱鏡；所述第二部分(2)為等腰棱鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分光棱鏡，其特征在于所述第一部分(l)與第二部分 (2)膠合后的整體的外表面是平整的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的分光棱鏡，其特征在于所述第一部分(l)與第二部分 (2)的材料為K9玻璃。
全文摘要
一種分光棱鏡，包括第一部分(1)和第二部分(2)，所述第一部分(1)與第二部分(2)的膠合面(3)鍍有分束膜(4)，該分束膜(4)設(shè)置于第一部分(1)或第二部分(2)，入射光從第一部分(1)的入射面(11)射入，入射光與膠合面(3)的夾角小于(30)度；所述入射面(11)的內(nèi)側(cè)為第一全反射面，所述第二部分(2)沿入射光射入方向的內(nèi)側(cè)為第二全反射面；所述經(jīng)第一全反射面和第二全反射面分別反射的光束沿第一部分(1)的第一出射面(12)和第二部分(2)的第二出射面(22)射出。其解決了背景技術(shù)中分光效率較低以及分光偏振影響較大的技術(shù)問(wèn)題。具有分束膜設(shè)計(jì)容易，適應(yīng)光的波段范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B5/04GK101539668SQ20081001777
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者常凌穎, 樊學(xué)武, 彬 薛, 賀應(yīng)紅, 趙葆常, 過(guò)曉輝, 陳立武, 馬小龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所