[发明专利]保偏膜、全反射保偏棱镜及实现全反射保偏的方法

说明书

本发明涉及一种用于全反射棱镜的保偏膜，它由厚度为81.3‑85.4nm且折射率为1.46的SiO₂膜层和厚度为73.4‑77.7nm且折射率为2.4的TiO₂膜层堆叠而成，且所述SiO₂膜层为贴近全反射棱镜的全反射面的里层，TiO₂膜层为外层。该发明方案采用全反射棱镜的全反射原理来消除反射损耗，实现100％反射率的效果；该发明方案采用全反射棱镜的全反射原理来消除反射光的偏振相关损耗，使得P偏振光和S偏振光的反射率相等。

技术领域

本发明涉及光学领域，特别涉及一种保偏膜、全反射保偏棱镜及实现全反射保偏的方法。

背景技术

光学系统中的反射镜会在一定程度上改变入射光的偏振态，即产生残余偏振，会降低光学系统的成像能力。因此在某些光学反射系统中，应避免或减少残余偏振，使得入射光的偏振态经过反射后保持不变，即要求使用保偏反射镜。保偏反射，等效于光束经过反射镜后不发生相位延迟，P偏振光和S偏振光的强度保持一致。

一般的光学反射位移器件，如角锥棱镜、直角棱镜等，都基于光束从光密介质到光疏介质的全反射原理实现光束折返，而由于全反射对光束相位损失的影响，反射光束的偏振态较入射光束发生了变化，使其无法应用于有保偏特性要求的应用场合。

发明内容

本发明提供一种保偏膜、全反射保偏棱镜及实现全反射保偏的方法，所述保偏膜能镀制或粘附于全反射棱镜的全反射面上，形成全反射保偏棱镜，通过本发明所述的全反射保偏棱镜及实现全反射保偏的方法，进行光线的反射时，只要光线通过全反射棱镜入射到该全反射棱镜的全反射面上的入射角大于全反射角，反射后的光线就不会发生相位延迟，并且P偏振光和S偏振光的强度保持一致，可消除反射对光束偏振态的影响，实现反射保偏的效果。

方案一

一种用于全反射棱镜的保偏膜，它由厚度为81.3-85.4nm且折射率为1.46的SiO₂膜层和厚度为73.4-77.7nm且折射率为2.4的TiO₂膜层堆叠而成，且所述SiO₂膜层为贴近全反射棱镜的全反射面的里层，TiO₂膜层为外层。

优选地，所述的SiO₂膜层由厚度为81.3nm且折射率n＝1.46的SiO₂膜层构成，所述的TiO₂膜层由厚度为73.4nm且折射率n＝2.4的TiO₂膜层构成。

优选地，所述的SiO₂膜层的厚度为85.4nm，所述的TiO₂膜层的厚度为77.7nm。

方案二

一种全反射保偏棱镜，它包括直角三角棱镜，所述的直角三角棱镜的棱柱面由一个斜面和分别与斜面两侧连接且相互垂直连接的第一直角面及第二直角面组成,其中一个直角面为该直角三角棱镜的光线入射面，所述的斜面为该直角三角棱镜的全反射面，另一个直角面为该直角三角棱镜的光线出射面；在所述的直角三角棱镜的斜面外侧设有方案一所述的保偏膜。

优选地，为了使所采用的光在该直接三角棱镜的透过率更高，所述的直角三角棱镜的两个直角面上均设置有增透膜层。

优选地，所述的直角三角棱镜为等腰直角棱镜。

优选地，所述的直角三角棱镜采用的材料为光能透过的玻璃材料。

进一步优选地，所述的直角三角棱镜采用的材料为折射率n＝1.52的K9玻璃。

方案三

一种实现全反射保偏的方法，其特征在于：在全反射棱镜用来作为全反射面的表面上设有方案一所述的保偏膜，并使光线以大于该全反射棱镜的全反射角的入射角通过该全反射棱镜入射到该全反射棱镜的全反射面上。