膠合層對棱鏡透射性能的影響.pdf

1、對于利用天然雙折射晶體冰洲石制作的偏光棱鏡，其膠合的形式分空氣隙膠合和光學(xué)膠膠合；前者最具代表的是Glan-Taylor棱鏡，它最突出的優(yōu)點是有高的抗光損傷閾值，但視場角卻不大，一般不超過6°；后者的代表是常用的G1an-Thompson棱鏡，其最顯著的優(yōu)點是透射比較高，且視場角大。二者都統(tǒng)稱為格蘭棱鏡，然而膠合棱鏡和空氣間隔棱鏡都有同樣的基本設(shè)計。膠合棱鏡對大多數(shù)的應(yīng)用來說是光學(xué)上較好的設(shè)計，并且是現(xiàn)今應(yīng)用中最普遍的棱鏡型式。雖然格蘭

2、型棱鏡比同樣大小的尼科爾型棱鏡需要大得多的方解石，但格蘭型在光學(xué)上有幾方面的優(yōu)點：①因光軸垂直于棱鏡軸，非常光線的折射率與尋常光線的折射率之差最大。所以和尼科爾型相比，格蘭型由較寬的視場角和較小的長度孔鏡比(L/A)。②視場角內(nèi)的光幾乎是均勻偏振的；而尼科爾型不是這樣。③通過(優(yōu)良的)格蘭型棱鏡觀察軸上的物的視位置實際上沒有旁向位移。而通過尼科爾棱鏡觀察由旁向位移。④因為當(dāng)棱鏡置于會聚光束中時，離軸漂移造成有像散的像，格蘭型棱鏡的成像質(zhì)

3、量比尼科爾型略好。 光學(xué)膠是組合光學(xué)器件不可缺少的組成部分。標志光學(xué)膠性能的指標很多，其中最重要的是透射光譜范圍、耐高低溫性、剪切強度、線膨脹系數(shù)以及折射率和色散。目前G1an-Thompson棱鏡常用加拿大樹膠(也稱中性樹脂膠)。或是冷杉膠膠合，棱鏡的長寬孔徑比為3，視場角一般為11°～13°，透射比達到90％，起影響作用的主要是光學(xué)膠的折射率。光學(xué)膠的折射率既然對棱鏡的參數(shù)產(chǎn)生影響，那么我們就應(yīng)該找出其規(guī)律，但遺憾的是目前還

4、沒有針對偏光棱鏡用光學(xué)膠系統(tǒng)研究的文獻報道。為此我們以Glan-Thompson棱鏡為例，詳細分析光學(xué)膠的折射率對棱鏡結(jié)構(gòu)角、視場角以及透射比的影響，為制作能滿足不同需要的G1an-Thompson棱鏡提供必要的依據(jù)。 在波長短到方解石開始強烈吸收的214nm時，因為沒有令人滿意的膠合劑可供使用，所以用于這個波長范圍的格蘭型棱鏡必須是空氣間隔的。從紫外到近紅外的寬廣的波長范圍，采用空氣間隔棱鏡也是很方便的。同Glan-Thomp

5、son棱鏡膠合層的影響來看，這種空氣隙組成的特殊膠合層也對棱鏡的基本參數(shù)產(chǎn)生較大影響，主要體現(xiàn)在空氣隙的厚度引起的多光束干涉，進而對棱鏡的透射性能產(chǎn)生較大的影響。 通常我們在分析膠合型棱鏡中的膠合層對棱鏡透射比的影響時一般忽略其厚度，因而電就忽略了反射光的多光束干涉問題，但在實際中，多光束干涉問題是一個不容忽略的因素，它對棱鏡的透射比有著重要的影響。將膠合層視為一層薄膜，根據(jù)薄膜光學(xué)理論，詳細分析光學(xué)膠的厚度以及光學(xué)膠折射率對棱

6、鏡透射比的影響，并找到了其中的規(guī)律。膠合層的厚度以及光學(xué)膠折射率對棱鏡的透射比均有影響，且厚度對棱鏡透射比的影響呈現(xiàn)周期性變化；而光學(xué)膠折射率則對透射比的振蕩幅度產(chǎn)生影響。為優(yōu)化格蘭型棱鏡的透射比是供必要的理論依據(jù)。 本論文以膠合層對格蘭型棱鏡透射參數(shù)的影響為重點，從膠合劑的折射率以及膠合層的厚度等方面根據(jù)棱鏡的設(shè)計原理、偏振光學(xué)的理論基礎(chǔ)對棱鏡透射性能的影響方面展開論述，全文內(nèi)容概括如下： 在第一章中，主要介紹了本論文

7、選題的出發(fā)點和意義。 在第二章中，以格蘭一湯普森棱鏡為例，主要分析了光學(xué)膠的折射率對棱鏡視場角、結(jié)構(gòu)角以及透射比影響，并分析了光學(xué)膠合層的厚度對棱鏡透射性能的影響。 在第三章中，以渥拉斯頓棱鏡為例，詳細分析了光學(xué)膠折射率以及光學(xué)膠合層的厚度隊棱鏡光強分束比和總透射比的影響。 在第四章中，對格蘭型棱鏡的另一種形式：空氣隙型棱鏡進行單獨分析，從理論上分析多光束干涉對棱鏡透射性能的影響，并從實驗上來進行驗證。

8、本文的創(chuàng)新點在于： 1：通過理論分析得出了光學(xué)膠折射率對棱鏡透射性能的影響，給我們在制作棱鏡時選擇合適折射率的光學(xué)膠提供理論依據(jù)，達到了優(yōu)化棱鏡設(shè)計的目的。 2：利用薄膜光學(xué)理論，考慮反射光的多光束干涉對棱鏡透射比的影響并對其進行了分析。結(jié)果表明：膠合層的厚度以及光學(xué)膠折射率對棱鏡的透射比均有影響，且厚度對棱鏡透射比的影響呈現(xiàn)周期性變化；而光學(xué)膠折射率則對透射比的振蕩幅度產(chǎn)生影響。 總的說來，我們優(yōu)化設(shè)計格蘭型棱