一種超寬帶消色差補(bǔ)償器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及光學(xué)元件中的一種補(bǔ)償器，尤其是一種超寬帶消色差補(bǔ)償器，使 用范圍在400-2600nm。
【背景技術(shù)】
[0002] 能使兩個(gè)在相互垂直方向上振動(dòng)的場(chǎng)矢量產(chǎn)生一定的光程差或者相位差的裝置， 稱為補(bǔ)償器，補(bǔ)償器能對(duì)振動(dòng)方向相互垂直的兩束線偏振光產(chǎn)生連續(xù)改變即可控制的相位 差。傳統(tǒng)的補(bǔ)償器有單片晶體結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償器、消色差補(bǔ)償器、巴比涅補(bǔ)償器以及索利爾-巴 比涅相位補(bǔ)償器。
[0003] 單片晶體補(bǔ)償器：一般利用石英晶體，只能對(duì)單波長(zhǎng)的延遲精度較好。
[0004] 消色差補(bǔ)償器：一般利用石英晶體和氟化鎂晶體組合而成，在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)，具 有很高的延遲精度，市面上使用比較多。
[0005] 巴比涅補(bǔ)償器：是由兩個(gè)同質(zhì)的石英晶體劈組成，這兩個(gè)劈的光軸相互垂直，其缺 點(diǎn)是必須使用極細(xì)的入射光束，因?yàn)閷挼墓馐牟煌糠謺?huì)產(chǎn)生不同的相位差。
[0006] 索利爾-巴比涅相位補(bǔ)償器：是由兩個(gè)平行的石英劈和一個(gè)石英平面板組成，石 英板的光軸與兩劈的光軸垂直，上劈可由微調(diào)螺絲使之平行移動(dòng)，從而改變光線通過兩劈 的總厚度得到某波長(zhǎng)的相位值。
[0007] 補(bǔ)償器可以在任何波長(zhǎng)上產(chǎn)生所需要的波片；可以補(bǔ)償及抵消一個(gè)元件的自然雙 折射；也可以在一個(gè)光學(xué)器件中引入一個(gè)固定的延遲偏置；經(jīng)校準(zhǔn)定標(biāo)后，還可以用來測(cè) 量待求波片的相位延遲。因此在很多光學(xué)儀器中，有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
[0008] 但在激光系統(tǒng)、光通訊器件以及光測(cè)試測(cè)量?jī)x表、數(shù)碼相機(jī)等消費(fèi)行業(yè)的偏振系 統(tǒng)，偏振光路中需要同時(shí)使用多個(gè)波長(zhǎng)?，F(xiàn)有的結(jié)構(gòu)往往是單波長(zhǎng)補(bǔ)償或者是有限波段內(nèi) 的補(bǔ)償，本發(fā)明將以上應(yīng)用需求結(jié)合起來，發(fā)明了一種超寬帶消色差補(bǔ)償器，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè) 波段400-2600nm內(nèi)的消色差補(bǔ)償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 現(xiàn)有方法的缺點(diǎn)：一般是單波長(zhǎng)補(bǔ)償或者是有限波段內(nèi)的消色差補(bǔ)償，而有限波 段內(nèi)取決于材料的性能，波帶寬度一般300nm左右，無法再拓寬。
[0010] 為了解決上述寬帶消色差補(bǔ)償器的問題，本發(fā)明提供方法方案為：在傳統(tǒng)的消色 差補(bǔ)償器的基礎(chǔ)上，改兩片結(jié)構(gòu)為三片結(jié)構(gòu)，三片結(jié)構(gòu)中的晶體為經(jīng)過嚴(yán)格刷選的雙折射 匹配的材料，三種材料各不相同。
[0011] -種超寬帶消色差補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)方法，對(duì)現(xiàn)有的雙折射晶體材料進(jìn)行雙折射匹 配，發(fā)現(xiàn)氟化鎂晶體、石英晶體和藍(lán)寶石晶體的雙折射能夠滿足設(shè)計(jì)要求。組合結(jié)構(gòu)為一片 氟化鎂晶體波片夾在一片藍(lán)寶石晶體波片和一片石英晶體波片的中間，三片晶體波片的光 軸躺在通光面內(nèi)，組合時(shí)，藍(lán)寶石晶體波片光軸和氟化鎂晶體波片的光軸平行，與石英晶體 波片的光軸垂直。采用組合波片的計(jì)算公式，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以得出三片晶 體波片的厚度參數(shù)。
[0012] 進(jìn)一步，采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的四分之一超寬帶補(bǔ)償器，在410-2700nm整個(gè)波長(zhǎng)范 圍，延遲量變化在±10°范圍內(nèi)，即延遲精度優(yōu)于A/36。
[0013] 更進(jìn)一步的，一種超寬帶消色差補(bǔ)償器的連接方法可以是光膠、空氣隙結(jié)構(gòu)或者 膠水膠合連接。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的設(shè)計(jì)的一種延遲量曲線； 圖2為本發(fā)明的超寬帶消色差補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)。 具體實(shí)施例
[0015] 根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
，如圖2,采用一片石英晶體波片11、一片氟化鎂晶體波片12和一 片藍(lán)寶石晶體波片13,三片波片的通光面Sl、S2、S3、S4、S5、S6拋光，組裝結(jié)構(gòu)為一片氟化 鎂晶體波片12夾在一片藍(lán)寶石晶體波片13和一片石英晶體波片11的中間，三片晶體波片 的光軸躺在通光面內(nèi)，組合時(shí)，藍(lán)寶石晶體波片13的光軸和氟化鎂晶體波片12的光軸平 行，與石英晶體波片11的光軸垂直，連接方式采用光膠連接。
[0016] 設(shè)石英晶體11、氟化鎂晶體12和藍(lán)寶石晶體13的雙折率分別為：ne、no、Ne、No、 nne、nno;厚度分別為dl、d2、d3,根據(jù)色散方程，利用延遲量公式：
優(yōu)化可以得出，滿足不同波長(zhǎng)范圍延遲量的厚度尺寸dl、d2和d3。
[0017] 圖1為410_2700nm四分之一超寬帶消色差補(bǔ)償器的延遲曲線，縱坐標(biāo)單位為。， 橫坐標(biāo)單位為nm。在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，相位延遲量變化在10°內(nèi)，具有很好的延遲精度，此 時(shí)對(duì)應(yīng)的晶體厚度分別為dl=0. 561mm，d2=0. 203mm，d3=0. 355mm。
[0018] 以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在 本法的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超寬帶消色差補(bǔ)償器，包括一片氟化鎂晶體波片、一片石英晶體波片和一片藍(lán) 寶石晶體波片；組合結(jié)構(gòu)為一片氟化鎂晶體波片夾在一片藍(lán)寶石晶體波片和一片石英晶體 波片的中間，三片晶體波片的光軸都與通光面平行，組合時(shí)，藍(lán)寶石晶體波片光軸和氟化鎂 晶體波片的光軸平行，與石英晶體波片的光軸垂直，采用波片的計(jì)算公式，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn) 行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以得出三片晶體波片的厚度參數(shù)，從而在400-2600nm整個(gè)波段滿足補(bǔ)償器 的效果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶消色差補(bǔ)償器，其特征在于：采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的 四分之一超寬帶補(bǔ)償器，在410-2700nm整個(gè)波長(zhǎng)范圍，延遲量變化在±10°范圍內(nèi)，即延 遲精度優(yōu)于A/36。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超寬帶消色差補(bǔ)償器，其特征在于：連接方法可以是光 膠、空氣隙結(jié)構(gòu)或者膠水膠合連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶消色差補(bǔ)償器，包括一片氟化鎂晶體波片、一片石英晶體波片和一片藍(lán)寶石晶體波片；組裝結(jié)構(gòu)為一片氟化鎂晶體波片夾在一片藍(lán)寶石晶體波片和一片石英晶體波片的中間，三片晶體波片的光軸都與通光面平行，組合時(shí)，藍(lán)寶石晶體波片光軸和氟化鎂晶體波片的光軸平行，與石英晶體波片的光軸垂直。采用波片的計(jì)算公式，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以得出三片晶體波片的厚度參數(shù)，從而在410-2600nm整個(gè)波段滿足補(bǔ)償器的效果。
【IPC分類】G02B27/28, G02B5/30
【公開號(hào)】CN105204175
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510666395
【發(fā)明人】朱一村, 吳季, 陳偉, 王昌運(yùn)
【申請(qǐng)人】福建福晶科技股份有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日