專利名稱：消偏振角錐棱鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種消偏振角錐棱鏡，涉及光學(xué)鍍膜技術(shù)。適用于光學(xué)精密測量儀器如雙頻激光干涉儀。
現(xiàn)有的角錐棱鏡，其三個背反射面鍍有金屬膜層，由于金屬膜層的起偏作用，使反射光束光的偏振狀態(tài)發(fā)生很大變化，這對于利用光偏振特性工作的光學(xué)測量儀器造成了工作精度降低，甚至不能工作的嚴(yán)重影響。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種不改變?nèi)肷涔馐馄駹顟B(tài)的立體角三面反射型光學(xué)元件——消偏振角錐棱鏡。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到，采用真空沉積技術(shù)在角錐棱鏡三個背反射面上，鍍有包括介質(zhì)膜層和金屬膜層的消偏振薄膜，消偏振薄膜的膜系設(shè)計結(jié)構(gòu)和鍍制順序?yàn)榻清F棱鏡背反射面一介質(zhì)膜層－金屬膜層。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下措施來到介質(zhì)膜層采用折射率在1.6以上的介質(zhì)材料，最好是Al2O3、ZnS、ZrO2、Y2O3、ZrO2＋Y2O3、HfO2。金屬膜層的材料為金銅、銀、鋁、鉻等。消偏振薄膜的最佳材料和最佳膜系設(shè)計結(jié)構(gòu)以及鍍制順序?yàn)榻清F棱鏡背反射面－ZrO2＋Y2O3－Ag。金屬膜層外面涂上一層保護(hù)黑柒。


圖1為角錐棱鏡入射面、背反射面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為角錐棱鏡消偏振薄膜膜系結(jié)構(gòu)圖；圖3為現(xiàn)有角錐棱鏡單一背反射面反射光偏振態(tài)的能量變化曲線圖；圖4為現(xiàn)有角錐棱鏡單一背反射面反射光偏振態(tài)的相位變化曲線圖；圖5為本實(shí)用新型單一背反射面反射光偏振態(tài)的能量變化曲線圖；圖6為本實(shí)用新型單一背反射面反射光偏振態(tài)的相位變化曲線圖；圖7為本實(shí)用新型與現(xiàn)有角錐棱鏡對光線偏振特性影響的比較示意圖。
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明由于在角錐棱鏡中，光線幾次反射的入射面不在同一平面上，利用光的干涉原理和金屬膜層的高反射特性，使光線在角錐棱鏡的任一背反射面反射時，偏振狀態(tài)均不改變，達(dá)到整個光學(xué)元件消偏振功能。因此，利用金屬膜層對反射光束的能量狀態(tài)改變極小的特點(diǎn)，匹配－介質(zhì)層使其相位不發(fā)生變化，并微調(diào)使能量狀態(tài)保持一致，實(shí)現(xiàn)大角度變化范圍內(nèi)，每次反射時的偏振狀態(tài)不改變。采用真空沉積技術(shù)，在通用的真空鍍膜機(jī)上，在角錐棱鏡的三個背反射面(2)上同時先鍍制一層ZrO2＋Y2O2介質(zhì)膜(3)，然后再鍍上一層Ag金屬膜層(4)，為了較好地保護(hù)整個消偏振薄膜，將鍍膜后的角錐棱鏡從鍍膜和取出后，在其金屬膜層外面涂上一層保護(hù)黑柒。
本實(shí)用新型相比已有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)。
1、采用在角錐棱鏡三個背反射面鍍制一包括介質(zhì)膜層和金屬膜層的消偏振薄膜，消除了角錐棱鏡的起偏效應(yīng)，使入射光和反射光的能量、位相始終保持一致，提高儀器的工作精度。
2、由于選擇的消偏振薄膜等，對角度不敏感，所以可以使整個角錐棱鏡在很大角度范圍內(nèi)使用時，仍保持良好的特性，即在大角度變化范圍內(nèi)，每次反射時偏振狀態(tài)不改變。
3、本實(shí)用新型整個膜系結(jié)構(gòu)簡單、合理，制作工藝方便，成本低、成品率高，易于批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，是提高光學(xué)精度測量儀器工作精度必不可少的關(guān)鍵元件。
權(quán)利要求1.一種三個背反射面上鍍有介質(zhì)-金屬膜層的角錐棱鏡，其特征在于角錐棱鏡的三個背反射面上，鍍有包括介質(zhì)和金屬膜層的消偏振薄膜，消偏振薄膜的結(jié)構(gòu)為角錐棱鏡背反射面-介質(zhì)膜層-金屬膜層。
2.如權(quán)利要求1所述的消偏振角錐棱鏡，其特征在于介質(zhì)膜層采用Al2O3或ZnS或ZrO2或Y2O3或TiO2或ZrO2＋Y2O3或HfO2或TiO2＋Y2O3作為膜層材料。
3.如權(quán)利要求1所述的消偏振角錐棱鏡，其特征在于金屬膜層采用金或銅或鋁或銀或銠或鉻作為膜層材料。
4.如權(quán)利要求1所述的消偏振角錐棱鏡，其特征在于金屬膜層的外表面涂上一層保護(hù)黑漆。
專利摘要本實(shí)用新型是一種消偏振角錐棱鏡，涉及真空鍍膜背偏振技術(shù)，其特征是在角錐棱鏡三個背反射面上，鍍有包括介質(zhì)膜層和金屬膜層的消偏振薄膜，消偏振薄膜的膜系設(shè)計結(jié)構(gòu)和鍍制順序?yàn)榻清F棱鏡背反射面—介質(zhì)膜層—金屬膜層。具有角錐棱鏡起偏效應(yīng)為零，并且消偏振薄膜膜系對角度不敏感，使角錐棱鏡用角度范圍內(nèi)儀器工作精度高等優(yōu)點(diǎn)，并且制作工藝簡單，易于批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，是提高光學(xué)精密測量儀器工作精度必不可少的關(guān)鍵元件。
文檔編號G02B17/04GK2139703SQ92214420
公開日1993年8月4日 申請日期1992年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月13日
發(fā)明者郭永洪, 張?jiān)贫?申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所