用于投影显示的分色合色膜系的消偏振设计

由于斜入射时,光学薄膜存在一定的偏振效应,将产生S和P偏振光的光谱分离.在Philips棱镜系统中,分色合色膜系通常分色时对S光应用,合色时则对P光应用.从提高光能利用率、减少杂散光和增加系统对比度等因素综合考虑,要求分色合色膜系的S和P偏振光的分离尽可能小.新设计方法采用宽带法布里-珀罗薄膜干涉滤光片中心波长两侧的干涉带作为长波通或短波通截止滤光片,可实现S和P偏振分量的分离几乎为零.

一种斜入射F-P型薄膜滤光片消偏振设计方法

薄膜滤光片在斜入射使用时,s偏振光和p偏振光的特性会产生分离:两偏振光的中心波长不一致,且s偏振光的通带宽度要小于p偏振光。而采用多种材料且满足特定条件的膜系结构,可使角度入射滤光片两偏振方向的特性趋于一致。通过理论分析,建立了两偏振光反射率的表达式,由表达式可看出非偏振的条件。通过计算,求出相应材料折射率值,从而设计出消偏振的膜系。对一个三腔129层实例膜系进行了计算求解、仿真分析及误差分析。最后的结果验证表明此方法是可行的。

膜截止滤光片的消偏振设计

薄膜截止滤光片在倾斜入射时不可避免地会产生s和 p二个偏振分量的分离,因而在许多应用,特别是光通讯的应用中成为一个棘手的难题。提出了一种新的设计方法,对最常用的45°入射角,实现了长波通和短波通两种截止滤光片的完全消偏振, 在透射率为50%处,其偏振分离分别为0.3 nm和 0.1 nm。基本的设计方法是采用宽带法布里珀罗薄膜干涉滤光片中心波长两侧的干涉带作为长波通或短波通截止滤光片的初始膜系,然后经过适当的优化以提高透射带的透射率。宽带干涉滤光片的间隔层常由半波长厚度的高、低折射率混合膜层组成,如2H2L2H或2L2H2L。由于这种设计的截止区和透射带带宽常嫌不足,故提出了展宽截止区和透射带的方法。对一个典型的短波通截止滤光片,在波长1550 nm,截止区和透射带宽均达到了200 nm。这种设计方法不仅简单、性能优良,而且膜厚控制容差较大,故易于制造。

近红外波段偏振编码用分色片的设计与制作

在基于偏振编码的光通信试验中,需要对不同波长的线偏光进行光路分离,同时要保持分离后线偏光的偏振方向和消光比,为此设计和制备了入射角为45°的810 nm波长透射/850 nm波长反射的近红外分色片.为了抑制斜入射条件下工作波长附近s、p偏振分量的能量、相位分离,选择了合适的基础膜系,利用旁反射带边缘透、反射带光谱过渡迅速的特性,实现了临近波长的光路分离,也减小了偏振分离;通过非规整膜层的相位补偿和软件自动优化,实现了设计目标.分别选用TiO2和SiO2为高低折射率膜层材料,以离子束辅助沉积技术镀制薄膜,采用光学极值法和晶体振荡法结合的方式控制膜层厚度.制备样品的消光比在波长810 nm处达到7000∶1以上,在850 nm处达到20000∶1,实现了分色片对相位的控制,满足了偏振编码光通信试验的需求.

斜入射F-P型薄膜滤光片消偏振膜系的仿真分析

滤光片在斜入射时,S偏振光和P偏振光的中心波长及通带宽度会发生分离现象。本文由一种膜系设计方法,采用三种不同折射率材料,得出多层膜系结构。分别对单腔和三腔的三种实例膜系进行了计算求解及仿真分析,结果表明此方法设计的多膜滤光片具有良好的消偏特性。

用于倾斜入射的波分复用薄膜滤光片的特性及改进

对倾斜入射时窄带薄膜滤光片的特性作了描述 ,由于低折射率间隔层的滤光片 ,倾斜入射时 p偏振分量的通带比s分量更移向短波 ,而高折射率间隔层的滤光片则反之 ,因此可把间隔层同时设计成高、低折射率两种材料 ,或选用适当的中间折射率材料 ,使p分量和s分量两个通带的中心波长重合。设计了用于 2 0°入射角的密集波分复用 (DWDM )滤光片 ,并给出了实验结果。