偏光分束镜是光学技术中常用的重要器件,它的基本功能是将一束光变换成两束振动方向相互垂直的平面偏振光。根据不同的工作原理,人们已经相继制成功了多种类型的偏光分束镜,例如基于光在单轴晶体中的双 折射现象制成的各种棱镜式偏光分束镜,基于多层介质膜内干涉效应制成的薄膜偏光分束镜等。偏光分束棱镜—复式双反射偏光分束棱镜。 它是利用入射光在单轴晶体内全反射时将相 互垂直振动的。0、e光在空间分开,从 而实现起偏分束的。这种偏光分束梭镜除具有 一般棱镜式偏光分束镜的特点外,择具有分束角大,可以在偏光分束同时实现光束转向约90°等特点,因此,它在光学技术中将会获得更广泛的应用。
结构及原理
图1是结构简易图。它由两块单轴晶体组成,因此称它为复式的。第一块晶体光轴垂直于入射端面,第二块晶体光轴在出射端面内,而且与第一块光轴垂直。棱镜反射面BA与入射端面夹角为45°。正入射光束进入第一块晶体后,沿光轴传播到达棱镜斜面AB前一直没有发生双折射。在BA界面发生全内双反射,被分解成为o、e两束平面偏振光。两偏振光束经分界面BD进入第二晶体,原来的o光变成e光,原来的e光变成。光折射的结果使两光束的分束角进一步扩大(图1),最后经出射端面进入空气时,两束光再一次折射偏折,使分束角再次扩大。故入射光束经该棱镜后被分成具有大分束角的两束平面偏振光。棱镜的分束角与设计参数甲、刀的关系由下面的关系式给出。根据菲涅尔定律,o、e两光束在棱镜斜面双反射时应满足的反射定律为
其中a是反射后e光波的法线与垂直于光轴方向之间的夹角,
两反射光束在分界面BD上发生偏折时应满足的折射定律的形式为:
最后在出射端面,两光束进一步偏折,满足方程:
两光束分束角,即棱镜分束角
为获得较大的分束角,o、e两光束在出射端面方向必须反向偏折,此时
对于给定的设计参数