[发明专利]一种可见光、激光与中红外波段分色元件及设计方法

权利要求书

1.一种可见光、激光与中红外波段分色元件，其特征在于，所述分色元件包括两块工作角度为45°的平行平板光学元件，第一平板光学元件的第一表面与第二平板光学元件的第一表面相对；所述可见光波段为0.6-0.9μm，激光波段为1.06μm，中红外波段为3.0-5.0μm；

所述第一平板光学元件使用硅基底，在所述硅基底的所述第一表面具有可见光波段和激光波段反射、中红外波段透射的光学多层分色膜；在所述硅基底的与所述第一表面相对的第二表面具有中红外波段减反射光学多层膜；

所述第二平板光学元件使用熔融石英或玻璃基底，在所述熔融石英或玻璃基底的所述第一表面具有可见光波段反射、激光波段透射的光学多层分色膜；在所述熔融石英或玻璃基底的与所述第一表面相对的第二表面具有激光波段的减反射光学多层膜；其中，

所述第一平板光学元件的具体结构为：

Air|x₂₅H x₂₄L x₂₃H……x₄L x₃H x₂L x₁H|Sub|y₁H’y₂L’y₃H’y₄L’y₅M|Air

其中，基底Sub为硅基底，H和L分别为所述第一表面的高折射率和低折射率材料；H’和L’分别为所述第二表面的高折射率和低折射率材料，M为中间折射率材料，单位光学厚度为λ₀/4，λ₀为参考波长；x₁～x₂₅分别为所述第一表面的每层薄膜的光学厚度系数；y₁～y₅分别为所述第二表面的每层薄膜的光学厚度系数。

2.如权利要求1所述的分色元件，其特征在于，所述第一平板光学元件的第一表面的高折射率材料为Si，低折射率材料为SiO₂；所述第一平板光学元件的第二表面的高折射率材料为Ge，低折射率材料为YF₃，中间折射率材料为ZnS。

3.如权利要求2所述的分色元件，其特征在于，

所述第一平板光学元件的所述第一表面的具体结构为：

Sub|2.0658H 0.1335L 4.9438H 0.2804L 1.9670H 0.4191L 1.7501H 0.6748L1.4928H 1.4128L 1.4595H 0.5955L 1.1344H 1.1176L 1.3968H 0.5952L 1.0274H0.5330L 0.9159H 0.9536L 0.5335H 1.4038L 0.1548H 1.4737L 0.3959H|Air；

所述第一平板光学元件的所述第二表面的具体结构为：

Sub|7.7189H’0.2885L’2.2440H’1.7503L’1.6387M|Air。

4.如权利要求2所述的分色元件，其特征在于，所述第二平板光学元件的具体结构为：

Air|α₆H α₅L α₄H 1L(1H 1L)^8 α₃H α₂L α₁H|Sub’|β₁H β₂L|Air

其中，基底Sub’为熔融石英或玻璃基底，单位光学厚度为λ₀’/4，λ₀’为第二参考波长；α₁～α₆分别为所述第二平板光学元件的第一表面的每层薄膜的光学厚度系数；β₁～β₂为所述第二平板光学元件的第二表面的每层薄膜的光学厚度系数。