[发明专利]一种激光圆偏振镜

说明书

本发明属激光技术领域，特别适用于高功率红外激光器的制造及其应用。

美国1982年专利号为4336439的专利技术是一种激光圆偏振镜，但该专利的缺点是制备过程太复杂，特别需要大型的用计算机控制的镀膜机才能实施，而且该技术采用的镀膜材料中因含有如四氟化钛ThF₄、硫化镉CdS等放射性物质或有毒物质，难以应用推广，价格昂贵。

本发明的目的是提供一种无毒、无放射性，制备工艺简单的激光圆偏振镜。

为达到上述目的，本发明采取以下技术措施，如图1所示，激光圆偏振镜的结构为，以一个抛光过的平整镜面的Si或锗Ge、或砷化镓G_AA_S、或硒化锌ZnSe作为基体（1），其形状为圆形或方形，或根据需要制作而定的其他形状，该基体需进行薄膜镀制。紧靠着基体（1）的是金属衬底层（2），其材料为金Au或银Ag或钼Mo。金属衬底层上面是第一层介质膜层（3），其材料采用氟化钡BaF₂，它是一种低折射率材料。介质膜层（3）的上面为第二层介质膜层（4），其材料为具有高折射率特性的硒化锌ZnSe。介质膜层层数根据设计计算或试验确定，它可为8或10或12或14、……或m层，m必须是偶数，并且最后一层的材料必须为高折射率的材料硒化锌ZnSe，面朝空气。介质膜层的排列方式为靠近金属衬底层的第一层介质膜层由低折射率材料氟化钡BaF₂构成，它上面的第三层介质膜层由高折射率硒化锌ZnSe构成，第二层介质膜层又为低折射率材料氟化钡BaF₄构成，如此交替直至根据需要所确定的第m层。上述各膜层的厚度根据设计计算或试验确定。本发明中各介质膜层的光学厚度由所使用激光器波长λ四分之一乘以该层的厚度系数f_i确定，其中i为膜层序号，如表1所示。

本发明的优点是：（一）无需大型的使用计算机控制的镀膜系统就能生产成本低、无毒、无放射性的，使高功率红外激光器的工业应用和其他应用更为广泛的社会效益和经济性良好的激光圆偏振镜。（二）全部采用国产材料和设备，其材料生产和膜层的镀制可全部在国内实施。

图1是激光圆偏振镜的剖视图。

下面结合附图对发明作进一步的说明。表1为激光圆偏振镜各介质层膜的厚度系数f_i值实施例。如所用激光器为CO₂激光器（波长λ＝10.6μm）按10层镜镀制，可在10层镜一栏中找到各层的f_i值。衬底金属膜层（2）为金Au或银Ag或钼Mo，厚度为2000A，在衬底金属膜层（2）的上面镀第一层f_i＝0.964介质膜（3）材料为具有低折射率的氟化钡BaF₂，光学厚度为0.964× 1/4 ×10.6μm＝2.55μm，在第一层介质膜（3）的上面镀第二层f_i＝2介质膜（4），材料为具有高折射率的硒化锌ZnSe，f₂＝0.958，其光学厚度为0.958× 1/4 ×10.6μm＝2.54μm。依次类推，按表1所列的f_i值镀制第10层即可制备出可供二氧化碳CO₂激光器使用的10层镜。如果将波长值λ改为5.3μm，其余做法同上，就可以制备用于CO激光器的10层圆偏振镜。如果将波长值λ改为3.7μm，做法同上，就可以制备用于DF激光器的10层圆偏振镜。

激光圆偏振镜介质膜层的f_i值 表1

f_i膜层 8层镜 10层镜 12层镜 14层镜

序号 序号 f_i值 f_i值 f_i值 f_i值

f₁1 1.043 0.965 1.023 0.964 1.126 0.987 0.996

f₂2 1.033 0.904 1.042 0.958 0.927 0.983 1.080

f₃3 0.907 0.950 0.830 0.931 0.927 0.968 0.993

f₄4 0.862 0.948 0.917 0.932 0.936 0.967 0.991

f₅5 0.523 0.566 0.710 0.857 0.986 0.956 0.972