薄膜光学技术-2-6..ppt

课堂论题十 全介质规则膜系在光学薄膜器件中的重要性 1）反射镜、激光谐振腔 ( LH )S 2）中性分束镜 G/ (HL) 8 /G、 G/2LHLHL/A 3）截止滤光片 4）带通滤光片 G/(HL)m2H(LH)m/A G /（HL）m2H(LH)2mL2H（LH ）m /G A/LHLH760LHLHLHLH760LHLHLHLH760LHLHL/A 中心波长的意义； 间隔层厚度的意义；间隔层个数的意义；膜层数的意义。 2-6 偏振和偏振薄膜 （1）. AR coating GHLA 根据布儒斯特角条件和折射定律确定膜层材料、光线入射角和棱镜材料。 在基于布儒斯特角入射的棱镜偏振镜中，各介质的P-偏振光的有效折射率都是相同的，其间不存在界面，因而P-偏振光有高的透射并不是干涉的结果(不产生干涉)． 平板偏振分光镜是基于薄膜材料的P-偏振和S-偏振的有效折射率不相等这一条件设计的，P-偏振光的高透射率是通过干涉效应实现的．因此它们的工作波段比较窄，优点是选择基片和薄膜材料有较大的灵活性． 这种干涉型偏振镜的基本结构是长波通滤光片 G（0.5HL0.5H）SA。 当然，干涉型偏振分光镜也可以采用用胶合棱镜。 原理： 当入射光的波长远大于栅距时，入射光中的电矢量 E垂直于线栅的偏振光透过线栅，而电矢量 E平行于线栅的偏振光则被线栅反射。 金属栅偏振器的主要优点是： 工作波段很宽； 全波段内偏振性好； 线栅用良导体制成，吸收可以忽略，抗光损伤阈值高。所以，金属线栅偏振器是中，远红外区较理想的偏振器 。 显然： ①对独立的单层膜来说，Δn永远大于1，单层膜不可能消偏振； ②对确定的n0和n，Δn随入射角θ0的减小而降低，即入射角越小，偏振分离越小； ③对于确定θ0和n，Δn随入射介质n0增大而增大，偏振分离也越大； 因此，①消偏振只能对膜层与周围介质组合、或多层膜系来实现； ②封闭在胶合棱镜中膜层的偏振效应更严重。 由于①多层膜系的偏振效应来源于光学导纳的偏振分离， ②多层膜系的光学导纳是膜层厚度的复函数， ③多层膜系的光学导纳色散非常严重，所以多层膜系 的光学导纳的偏振分离量很难用一个显函数表达。 也就很难在宽波段实现消偏振设计。 目前，大多数消偏振设计都是针对光学导纳能够明确用显函数表达的特殊波长进行的。 所谓消偏振就是使光学导纳的偏振分离量ΔY=1。 应当注意的是：一个完整的消偏振设计，既需要对膜系进行，也需要对入射介质和基底介质进行。 如图示，位于棱镜胶合面的单层介质膜，当折射率满 足 ，且光线以等于或大于全反射临界角入射 时，通过调整膜层的厚度，由于膜层的作用，就会使全反射受 到抑制，得到没有偏振效应的各种透反比的分光效果。 可以证明，受抑全反射消偏振分光入射角只与膜 层和入射介质的折射率有关，而与波长和膜层厚度 无关。即： * * * * 2.6（7） 偏振分光膜和消偏振薄膜 第2章 光学薄膜膜系设计及其应用 4.48 0.08 2.28 440nm 600 1.81 0.39 1.1 480nm 450 1.19 0.81 0.999 520nm 300 0.99 0.99 0.99 550nm 00 RP/% RS/% Rmin/% λmin 1. 薄膜的偏振效应 （2）(LH)9 stack 430-550 390-600 0.9864 0.9999 0.9930 500nm 600 450-590 430-620 0.9969 0.9999 0.9984 510nm 500 460-620 440-630 0.9987 0.9997 0.9992 530nm 300 480-650 480-650 0.9994 0.9994 0.9994 550nm 00 Δλp Δλs Rp-max Rs-max Rmax λmax 利用光的偏振效应实现50／50中性分光。 原理： ①当入射角满足布儒斯持角条件时，即 tgθ= nH/ nL ，