一種超寬帶消色差補償器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及光學元件中的一種補償器，尤其是一種超寬帶消色差補償器，使 用范圍在400-2600nm。
【背景技術】
[0002] 能使兩個在相互垂直方向上振動的場矢量產生一定的光程差或者相位差的裝置， 稱為補償器，補償器能對振動方向相互垂直的兩束線偏振光產生連續(xù)改變即可控制的相位 差。傳統(tǒng)的補償器有單片晶體結構的補償器、消色差補償器、巴比涅補償器以及索利爾-巴 比涅相位補償器。
[0003] 單片晶體補償器：一般利用石英晶體，只能對單波長的延遲精度較好。
[0004] 消色差補償器：一般利用石英晶體和氟化鎂晶體組合而成，在一定波長范圍內，具 有很高的延遲精度，市面上使用比較多。
[0005] 巴比涅補償器：是由兩個同質的石英晶體劈組成，這兩個劈的光軸相互垂直，其缺 點是必須使用極細的入射光束，因為寬的光束的不同部分會產生不同的相位差。
[0006] 索利爾-巴比涅相位補償器：是由兩個平行的石英劈和一個石英平面板組成，石 英板的光軸與兩劈的光軸垂直，上劈可由微調螺絲使之平行移動，從而改變光線通過兩劈 的總厚度得到某波長的相位值。
[0007] 補償器可以在任何波長上產生所需要的波片；可以補償及抵消一個元件的自然雙 折射；也可以在一個光學器件中引入一個固定的延遲偏置；經校準定標后，還可以用來測 量待求波片的相位延遲。因此在很多光學儀器中，有著廣泛的應用價值。
[0008] 但在激光系統(tǒng)、光通訊器件以及光測試測量儀表、數(shù)碼相機等消費行業(yè)的偏振系 統(tǒng)，偏振光路中需要同時使用多個波長?，F(xiàn)有的結構往往是單波長補償或者是有限波段內 的補償，本發(fā)明將以上應用需求結合起來，發(fā)明了一種超寬帶消色差補償器，可以實現(xiàn)整個 波段400-2600nm內的消色差補償。

【發(fā)明內容】

[0009] 現(xiàn)有方法的缺點：一般是單波長補償或者是有限波段內的消色差補償，而有限波 段內取決于材料的性能，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 差補償器的基礎上，改兩片結構為三片結構，三片結構中的晶體為經過嚴格刷選的雙折射 匹配的材料，三種材料各不相同。
[0011] -種超寬帶消色差補償器的設計方法，對現(xiàn)有的雙折射晶體材料進行雙折射匹 配，發(fā)現(xiàn)氟化鎂晶體、石英晶體和藍寶石晶體的雙折射能夠滿足設計要求。組合結構為一片 氟化鎂晶體波片夾在一片藍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，組合時，藍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。采用組合波片的計算公式，利用數(shù)學模型進行優(yōu)化設計，可以得出三片晶 體波片的厚度參數(shù)。
[0012] 進一步，采用本發(fā)明設計的四分之一超寬帶補償器，在410-2700nm整個波長范 圍，延遲量變化在±10°范圍內，即延遲精度優(yōu)于A/36。
[0013] 更進一步的，一種超寬帶消色差補償器的連接方法可以是光膠、空氣隙結構或者 膠水膠合連接。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的設計的一種延遲量曲線； 圖2為本發(fā)明的超寬帶消色差補償器結構。 具體實施例
[0015] 根據(jù)本
【發(fā)明內容】
，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，組裝結構為一片氟化 鎂晶體波片12夾在一片藍寶石晶體波片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，組合時，藍寶石晶體波片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] 設石英晶體11、氟化鎂晶體12和藍寶石晶體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償器的延遲曲線，縱坐標單位為。， 橫坐標單位為nm。在整個波長范圍內，相位延遲量變化在10°內，具有很好的延遲精度，此 時對應的晶體厚度分別為dl=0. 561mm，d2=0. 203mm，d3=0. 355mm。
[0018] 以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本 技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在 本法的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求界定的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種超寬帶消色差補償器，包括一片氟化鎂晶體波片、一片石英晶體波片和一片藍 寶石晶體波片；組合結構為一片氟化鎂晶體波片夾在一片藍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，藍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，采用波片的計算公式，利用數(shù)學模型進 行優(yōu)化設計，可以得出三片晶體波片的厚度參數(shù)，從而在400-2600nm整個波段滿足補償器 的效果。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種超寬帶消色差補償器，其特征在于：采用本發(fā)明設計的 四分之一超寬帶補償器，在410-2700nm整個波長范圍，延遲量變化在±10°范圍內，即延 遲精度優(yōu)于A/36。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種超寬帶消色差補償器，其特征在于：連接方法可以是光 膠、空氣隙結構或者膠水膠合連接。
【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寶石晶體波片；組裝結構為一片氟化鎂晶體波片夾在一片藍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，藍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。采用波片的計算公式，利用數(shù)學模型進行優(yōu)化設計，可以得出三片晶體波片的厚度參數(shù)，從而在410-2600nm整個波段滿足補償器的效果。
【IPC分類】G02B27/28, G02B5/30
【公開號】CN105204175
【申請?zhí)枴緾N201510666395
【發(fā)明人】朱一村, 吳季, 陳偉, 王昌運
【申請人】福建福晶科技股份有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月16日