薄膜光學(xué)技術(shù)-2-6課件

1、課堂論題十全介質(zhì)規(guī)則膜系在光學(xué)薄膜器件中的重要性 1）反射鏡、激光諧振腔 ( LH )S 2）中性分束鏡 G/ (HL) 8 /G、 G/2LHLHL/A 3）截止濾光片 4）帶通濾光片 G/(HL)m2H(LH)m/A G /（HL）m2H(LH)2mL2H（LH ）m /G A/LHLH760LHLHLHLH760LHLHLHLH760LHLHL/A 中心波長(zhǎng)的意義； 間隔層厚度的意義；間隔層個(gè)數(shù)的意義；膜層數(shù)的意義。 12.6（7） 偏振分光膜和消偏振薄膜第2章 光學(xué)薄膜膜系設(shè)計(jì)及其應(yīng)用2 2-6 偏振和偏振薄膜（1）. AR coating GHLA min Rmin/% RS/% R

2、P/% 00550nm 0.99 0.99 0.99 300 520nm 0.999 0.81 1.19 450480nm 1.1 0.39 1.81 600440nm 2.28 0.08 4.48 1. 薄膜的偏振效應(yīng)3（2）(LH)9 stack max RmaxRs-maxRp-max s p 00550nm0.99940.99940.9994480-650480-650 300530nm0.99920.99970.9987440-630460-620 500510nm0.99840.99990.9969430-620450-590 600500nm0.99300.99990.98643

3、90-600430-5504利用光的偏振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)5050中性分光。原理： 當(dāng)入射角滿足布儒斯持角條件時(shí)，即 tg= nH/ nL ， 當(dāng)膜層數(shù)增加到足夠多時(shí)， 依此，當(dāng)自然光入射時(shí)，在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，得到50/50的透射和反射率比， 既可以作為良好的中性分光鏡， 也可以用作偏振度很高的薄膜偏振器件。 2. 6.1 偏振分束膜1. 立方棱鏡的偏振分光膜布儒斯特角原理 5 根據(jù)布儒斯特角條件和折射定律確定膜層材料、光線入射角和棱鏡材料。 棱鏡偏振分光鏡的設(shè)計(jì)：7立方棱鏡偏振分光鏡的設(shè)計(jì)方法有兩種：1. 選定棱鏡的折射率ns，根據(jù)上式計(jì)算棱鏡應(yīng)有的角度s;2.選定棱鏡的角度(s=45)，然后計(jì)算棱

4、鏡應(yīng)有的折射率。在給定nH和nL的情況下，就可以確定出膜層內(nèi)的折射角H和L，1. 例如:nH=2.35,nL=1.35, ns=1.52，根據(jù)上式計(jì)算棱鏡應(yīng)有的角度s=50.52.例如:nH=2.35,nL=1.35 ,s=45 ,則，ns=1.66。810 在基于布儒斯特角入射的棱鏡偏振鏡中，各介質(zhì)的P-偏振光的有效折射率都是相同的，其間不存在界面，因而P-偏振光有高的透射并不是干涉的結(jié)果(不產(chǎn)生干涉) 平板偏振分光鏡是基于薄膜材料的P-偏振和S-偏振的有效折射率不相等這一條件設(shè)計(jì)的，P-偏振光的高透射率是通過(guò)干涉效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的因此它們的工作波段比較窄，優(yōu)點(diǎn)是選擇基片和薄膜材料有較大的靈活性 這

5、種干涉型偏振鏡的基本結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)波通濾光片 G（0.5HL0.5H）SA。 當(dāng)然，干涉型偏振分光鏡也可以采用用膠合棱鏡。 2. 平板型偏振分光膜111214顯然： 對(duì)獨(dú)立的單層膜來(lái)說(shuō)，n永遠(yuǎn)大于1，單層膜不可能消偏振；對(duì)確定的n0和n，n隨入射角0的減小而降低，即入射角越小，偏振分離越?。粚?duì)于確定0和n，n隨入射介質(zhì)n0增大而增大，偏振分離也越大；因此，消偏振只能對(duì)膜層與周?chē)橘|(zhì)組合、或多層膜系來(lái)實(shí)現(xiàn)； 封閉在膠合棱鏡中膜層的偏振效應(yīng)更嚴(yán)重。2.7 消偏振膜系 在許多光學(xué)系統(tǒng)中，偏振效應(yīng)將帶來(lái)偏振像差。因此，消除偏振效應(yīng)在許多光學(xué)系統(tǒng)中是必須的。 產(chǎn)生偏振效應(yīng)的原因是有效光學(xué)導(dǎo)納的分離。定義s和p偏振分量有效導(dǎo)納的偏振分離量為：152.7.2 寬波段消偏振1.“金屬-介質(zhì)”組合膜系例：G/H metal H/G 其中 metal AgRsRpG| 1.18H Ag(19.2nm) 0.82L 0.02M|AH:ZnS, L:MgF2, M:Al2O3 G:K917 如圖示，位于棱鏡膠合面的單層介質(zhì)膜，當(dāng)折射率滿足 ，且光線以等于或大于全反射臨界角入射時(shí)，通過(guò)調(diào)整膜層的厚度，由于膜層的作用，就會(huì)使全反射受到抑制，得到?jīng)]有偏振效應(yīng)的各種透反比的分