论文摘要
随着当前激光偏光技术的迅猛发展,各种偏光器件成了不可或缺的支柱；而在各种偏光器件中偏光棱镜显得更为重要。当前制作偏光棱镜的原料仍以方解石双折射晶体为主,但随着对其不断地利用开发,合适优质的天然方解石原料已严重不足。针对方解石原料的资源短缺,及当前大功率激光应用提出的高要求现状,探索研究开发新的双折射晶体材料来制作偏光棱镜显得极其迫切重要。目前一种新型的双折射晶体材料—高温相偏硼酸钡（α-BBO）引起了大家的注意,它宽的透射波段、紫外频段高的透过率,使其有望成为一种新型的紫外双折射晶体。本文以以往棱镜的设计经验,设计制作了BBO偏光棱镜,从理论上分析探讨了它的各项特性,并进行了相应性能的实验测试。主要包括以下几部分：首章绪论中,简述了当前偏光技术的应用现状、偏光棱镜制作原料的应用情况；并简述高温相偏硼酸钡双折射晶体材料的特性参数,针对目前研究现状,提出课题研究目的及意义。第二章介绍了偏光棱镜的设计原理,着重介绍了格兰型棱镜的设计理论,并简要介绍了一些常见的偏光棱镜、分束镜等。第三章中提出了α-BBO材料棱镜的设计方案,通过理论计算设计制作了适用于宽频波段的格兰·泰勒型偏光棱镜,并给出了视场角范围。第四章中分析了棱镜样品材料的性能,给出了是否考虑胶合层多光束干涉情况下,棱镜光强透射比与波长、入射角关系的理论公式。最后章节介绍了实验系统,进行了样品棱镜消光比、透射比的测试,得出了相关的实验结果,并与理论曲线进行了比较分析。本论文的主要工作：1、分析探讨α-BBO晶体材料的色散特性,利用全反射理论,针对BBO材料200-800nm适用波段,分别设计了格兰·泰勒型棱镜、李普奇型棱镜的结构角,国内首次给出了空气隙型BBO棱镜的设计方案,并给出空气隙型BBO偏光棱镜视场角理论范围。2、以BBO材料设计制作偏光棱镜,推导出了棱镜透射比随波长变化、入射角变化的理论公式,并给出了相应的理论曲线。针对材料特性,提出保护方案,并解决了防潮薄膜的设计及蒸镀问题。3、完善了棱镜参数的测量系统及测量过程,在消光比智能测试系统基础上对BBO偏光棱镜进行了消光比的测试,测试结果显示其消光比性能非常好；采用LHT75氙灯和Onmi-λ150单色仪组成的光源系统,对光正入射时棱镜透射比随波长变化的规律进行了测试,得出的透射谱曲线与理论曲线较好的吻合,透过率较高。针对目前棱镜设计材料短缺的现状,开展对α-BBO这种新型晶体材料的相关特性研究,并设计加工成偏光棱镜,具有重要的实际意义。尽管由于侧重点不同,论文没有对其工艺部分做过多介绍,但是其加工工艺研究及完善,将是此类棱镜普及使用的基础。