Glan-Taylor棱镜端面增透膜的研制

为了提高Glan-Taylor棱镜的透射率,改善其使用性能,研究了Glan-Taylor棱镜增透膜的设计、制备及测试·经过多次工艺实验选择了膜料并找到了合适的蒸镀条件,较好的解决了膜层与冰洲石晶体的附着力,用膜系软件进行了优化设计,并利用电子束蒸发方法实际制备了设计的膜系.最后利用岛津UV3101分光光度计测试了棱镜端面增透膜的反射光谱特性,测量结果表明镀膜以后在设计的光谱区域内端面的反射率均小于0.4%,并且膜层牢固·

可见光波段及1064nm波长处用于Glan-Taylor棱镜减反射膜

为了提高Glan-Taylor棱镜的透射率,研究了Glan-Taylor棱镜在可见光波段及1064nm波长处减反射膜膜的设计和制备.为提高薄膜和冰洲石晶体的附着力,采用沉积Al2O3为过渡层,ZrO2作缓冲层的方法,用单纯形优化的方法进行膜系优化设计.用电子束沉积和离子束辅助沉积的方法制备了多层减反射膜,并采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率.测量结果表明,在可见光波段及1064nm波长处的剩余反射率均小于0.5%经测试薄膜与冰洲石晶体的附着力性能良好.

晶体光轴的不平行对Glan-Taylor棱镜性能的影响

分析了Glan_Taylor棱镜两部分晶体光轴的不平行对棱镜性能的影响 .结果表明 :晶体光轴的纵向不平行会对出射光束的偏离角产生影响 ;晶体光轴的横向不平行会对棱镜的消光比产生一定影响 .

Glan-Taylor棱镜和Marple-Hess棱镜透射比的入射角效应

为了清楚地了解Glan—Taylor棱镜和Marple—Hess棱镜的透射比随入射角变化的规律，利用折射率公式和菲涅耳公式分别导出了入射角对Glan-Taylor棱镜和Marple—Hess棱镜透射比影响的关系式；作出了理论曲线；同时利用偏振光实验平台对两种棱镜透射比的入射角效应进行了实验测试。结果表明，实验和理论曲线的变化规律是一致的；在不考虑干涉的情况下，当入射角在-2°-2°范围内变化时，Glan-Taylor棱镜的透射比随入射角的变化呈递减趋势，且变化较大；而Marple-Hess棱镜的透射比却是先增大后减小，曲线大致以θ=0°为对称轴呈对称分布，而且透射比随入射角的变化较小，其原因是在Marple-Hess棱镜的两个胶合面上，入射角对反射比的影响效果是反向的。

Glan-Taylor棱镜的加工与镀膜工艺研究

介绍了双折射晶体方解石的加工工艺过程,包括对双折射方解石晶体进行定向、切割、研磨、抛光、消光比的测定等。为了增加Glan-Taylor棱镜的透过率,对所制成的Glan-Taylor棱镜进行镀膜加工,利用电子束蒸发方法镀制了非晶态增透膜,并对棱镜的光透过性质和涂膜层牢固度进行了表征。结果显示镀有非晶态增透膜MgF2的样品在可见光谱范围内比未镀MgF2的样品有更高的透过率,并且膜层牢固。

冰洲石晶体偏光器件性能研究

本文在冰洲石晶体偏光器件中选择了具有代表性的Glan Taylor棱镜 ,对其消光比、角度偏离量的测试进行了研究 ,并对其实验结果进行了分析 ,找出了影响偏光棱镜性能的因素 ,针对主要因素提出了改进措施 :棱镜的光轴方向与实际晶体的光轴方向差距大 ,则将严重影响棱镜的消光比 ,其角度偏离量也将增大 ;原材料的质量对棱镜的各项性能都有极大的影响 。

格兰·泰勒棱镜透射光强曲线优化处理的研究

分析了线偏振光通过绕光线轴旋转的格兰·泰勒棱镜后 ,光强出现周期性扰动。分析了扰动产生的原因 ,对影响格兰·泰勒棱镜透射光强曲线光滑程度的各个参数进行了详细讨论 ,进而找到消除其不利影响的有效方法。

旋转振动对格兰·泰勒棱镜透射光强扰动影响的研究

格兰·泰勒棱镜的透射光强随旋转角出现周期性扰动 .转动过程中棱镜振动引起入射角的微小振动 ,从而导致透射光强的扰动 .这种随机微扰的出现对出射光的质量影响很大 .分析了转动所致棱镜的振动对透射光强扰动大小的影响 .讨论了减小扰动的方法 .

格兰-泰勒棱镜消光比分析

利用折射定律和菲涅耳公式,采用光线追迹的方法,推导了格兰-泰勒棱镜的透过率与发散光束入射的方位角、入射角及棱镜结构角之间的计算公式,并指出与棱镜消光比的关系。通过Matlab仿真,分析了全方位角范围内,棱镜的消光比特性以及消光比随入射角和结构角的变化关系。仿真结果发现,在垂直棱镜光轴的方位上,消光比不受入射角大小的影响,且消光比随棱镜结构角的增大而变差。理论计算结果与实际系统出现的问题相符,验证了理论公式的正确性,解释了工程项目出现的问题,对格兰-泰勒棱镜的设计与应用具有一定的指导意义。

利用新型偏振器件实现方位角测量

为了实现偏振光信号发生单元起偏器光轴方位角的精确测量,介绍了一种采用磁光调制技术与利用直角棱镜和自准直仪来引出光轴方位角的装置及其工作原理,并指出采用普通检偏棱镜时存在的问题。为解决该问题,基于格兰-泰勒棱镜的工作原理设计了一种新型偏振器件,该器件采用三块材料参数完全相同的方解石晶体构成,位于两侧的晶体均可分别与中间的晶体形成一个格兰-泰勒棱镜,使其翻转180°前后均能实现检偏功能;详细介绍了该器件的工作原理及安装和工作方式,并系统分析了新组件在工作过程中可以实现棱镜制造及安装误差的消除,完成光轴方位角的测定。最后通过实验验证了该装置的测角精度为0.5″,且系统具有稳定性高、精度高、可操作性强等特点。

400-1100nm波段用于格兰泰勒棱镜减反射膜的研制

为提高格兰泰勒棱镜的透射率和使用带宽,研究了400-1100 nm超宽带减反射膜的设计、制备.利用数值优化技术设计了多层膜;采用沉积Al2O3为过渡层的方法,提高了薄膜和晶体的附着力.用电子束沉积和离子束辅助沉积的方法制备了多层减反射膜.采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率.测量结果表明平均剩余反射率均小于1.7%.测试薄膜与冰洲石晶体的附着力性能良好.

空气隙型格兰泰勒棱镜斜面减反射膜的设计

为了提高空气隙型格兰泰勒棱镜的透射率,改善其使用性能,针对空气隙型格兰泰勒棱镜出射偏振光的特点,利用合适的光学薄膜材料,借助于薄膜设计软件,设计了棱镜斜面增透膜,633nm处单面的剩余反射率由3.365662%降低到0.000009%,并且在579-686nm范围内剩余反射率均小于0.009%.采用Al2O3做过渡层,既增加了薄膜和晶体的附着性能又使目标波长处的光谱更加平坦.讨论了入射角度和薄膜的光学厚度对剩余反射率的影响;薄膜的厚度误差控制在±8%以内,剩余反射率小于0.05%

空气隙厚度对格兰—泰勒棱镜透射光强扰动影响的理论分析

以格兰–泰勒棱镜为例,根据实验现象对透射光强随旋转角扰动的原因进行了理论分析。通过泰勒棱镜的单色偏振光束在空气隙处发生多束光的干涉,使得透射光强依赖于入射角的大小。实验中棱镜振动引起入射角的微小扰动,导致了透射光强的扰动。着重分析了泰勒棱镜空气隙的厚度对于扰动的影响,并在此基础上讨论了减小扰动的方法,通过选取合适的空气隙厚度以及对棱镜的结构角做相应的调整可有效地减小扰动。

格兰泰勒棱镜高性能宽带减反射膜的优化设计及性能测试

格兰泰勒棱镜在光学领域有着重要的应用,透过比的高低和有效带宽的大小,直接影响着棱镜的品质.为了提高棱镜的透射率,拓宽有效使用带宽,借助于计算机辅助设计方法,设计了高性能多层减反射膜系:选用合适的光学薄膜材料,利用电子束蒸镀,借助于离子源辅助蒸镀,制作了高性能的宽带减反射膜.测试结果表明:平均剩余反射率小于0.5%,有效使用带宽在可见光区大于100 nm,达到了设计要求,提升了棱镜的品质.

过渡层在格兰—泰勒棱镜减反射膜中的应用

为提高泰勒棱镜的透射率,减小波长的控制误差,研究了过渡层在格兰一泰勒棱镜减反射膜中的作用.研究证明:采用合适的薄膜材料做过渡层,不仅提高了棱镜的透射率,而且拓宽了减反射膜的带宽,提高了产品的合格率.

快速空间测角系统中偏振像差的分析与研究

快速空间测角系统需要在一定的平移范围内均能实现测量功能,这就要求光束在接收单元具有一定的覆盖面积.受器件尺寸所限,选择对入射光束进行扩束,然而非正入射光经过系统会产生偏振态变化,存在偏振像差,引起测量误差.本文通过采用偏振光线追迹的方法,结合电磁场的边界条件,对快速空间测角系统中一定方位及入射角范围内的光束通过偏振棱镜后出射光束的偏振态变化与分布进行了理论研究及仿真分析;并通过搭建实验平台,利用平移接收单元来模拟不同的入射方位及角度变化.根据实验值与仿真结果的对比分析,得出在方位角为0o时,测量误差较小,在方位角为90o时,测量误差最大,且随平移距离(即入射角)的增大,测角误差增大.验证了偏振像差的存在对系统测角带来的影响及理论分析的正确性,并提出了改进措施.所得研o究结果对优化系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义.

快速空间测角系统中偏振棱镜消光比的影响

为了在一定平移范围内实现快速空间测角系统的测量功能,对一定入射及方位角的光束经过Glan-Taylor棱镜后导致的非均匀分布的消光比参数引起的系统测角误差进行了研究。首先,建立系统坐标系模型,采用光线追迹法及偏振光的琼斯矩阵描述方式,对格兰-泰勒棱镜消光比参数引起的测角误差进行了理论推导;接着,结合一定入射及方位角下非均匀分布的消光比参数,运用Matlab软件进行了仿真分析。最后,通过搭建实验平台,利用平移接收单元来模拟不同的入射方位及角度变化;根据实验值与仿真结果的对比分析,得出非均匀分布的消光比对测角精度的影响。结果表明,在一定的出射光范围内,入射角是影响消光比非均匀分布进而影响系统测角精度的主要因素,当方位角为90°时,系统测角误差较小;全方位角范围内系统测角误差随入射角的增大而显著增大,由此验证了理论分析的正确性。该研究成果对优化测角系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义。

偏振干涉成像光谱仪中格兰-泰勒棱镜全视场角透过率的分析与计算

论述了自行设计研制的偏振干涉成像光谱仪的工作原理,分析了其核心部件格兰-泰勒棱镜的分光机理;运用光线追迹方法,推导出了格兰-泰勒棱镜全视场角透过率计算公式;通过计算机模拟分析了入射面、入射角和空气隙厚度对该棱镜透过率的影响,并利用方解石Sellmeier色散方程,给出了该棱镜在仪器系统要求的光谱范围内透过率与波长的关系曲线;实验测试结果与理论计算公式相符,验证了理论公式的正确性.

新型偏振干涉成像光谱仪中格兰-泰勒棱镜像质分析与评价

阐述了自行研制的新型偏振干涉成像光谱仪中重要偏光器件格兰-泰勒棱镜的分光机理,应用光线追迹法分析计算了光在格兰-泰勒棱镜中的传播规律与光线轨迹;推导出了任意角度入射时光线在棱镜中的传播方向及出射点坐标;给出了格兰-泰勒棱镜的像点位移和色差理论计算公式.该研究对晶体器件像质的分析计算及评价具有普遍的指导意义,为新型偏振干涉成像光谱技术的研究以及偏振干涉成像光谱仪的研制提供了重要的理论依据.

格兰-泰勒棱镜光强透射比波动的成因及抑制方法精确分析

格兰-泰勒棱镜的光强透射比随着空间入射角的改变会出现波动。借助共点三轴系统和多光束干涉公式,得到了偏光棱镜的光强透射比的精确表达式。根据马吕斯定律,利用数值模拟实验,给出了格兰-泰勒棱镜作为检偏镜在光学系统中的光强透射比表达式。数值模拟结果表明:波动的产生来源于平行空气隙间的多光束干涉,波动幅度的大小及出现的位置主要取决于空气隙的平行程度及检偏镜在光学系统中的相对位置。令棱镜的转轴和系统的光轴之间的夹角β=0°,可以实现光强透射比曲线上波动的完全抑制。给空气隙一个小的胶合误差角可以有效抑制光强透射比随空间入射角的波动。抑制波动的临界胶合误差角随入射光束横截面的增大而减小。