论文摘要
1808年马吕斯发现了光的偏振现象,从此偏振光学成为光学学科的一个重要分支。偏光器件是偏光信息处理和偏光技术应用的核心元件;偏光棱镜以其较高的消光比、透射比和较强的抗光损伤能力在众多偏光器件中脱颖而出,特别是上世纪60年代后,随着激光器的诞生,偏光棱镜在激光偏光技术的应用中更是发挥了难以替代的重要作用。 目前,制作偏光棱镜最主要的材料为冰洲石晶体。而冰洲石属于比较稀有的天然晶体,价格昂贵,不利于这种优秀的偏光器件的推广使用。而光学玻璃的价格相对低得多,利用光学玻璃和冰洲石晶体组合的方法制作偏光棱镜可以大大降低生产成本,在一定程度上解决了上述矛盾。这种类似想法在较早的时候便有人提出,但比较有参考价值的相关设计仅有两种形式:Feussner棱镜和Ammann-Massey棱镜。由于缺少合适的光学玻璃和胶合剂,以及该形式棱镜自身固有缺陷,如光束偏离角、消光比较低、温度适用范围等,它们没有引起人们的关注。 本文对冰洲石—玻璃组合偏光棱镜的研制工作主要围绕选材、计算、加工和测试这四个要点展开:选材即选取可以与冰洲石晶体实现较好匹配的光学玻璃和胶合剂;通过计算、分析,确定最优化的棱镜设计方案;样品加工,解决该棱镜加工的技术难题,如材料匹配和提高透射比问题;实验测试主要关注棱镜的透射比和消光比。理论分析和实验测试均表明:冰洲石—玻璃组合偏光棱镜在一定条件下可以代替传统冰洲石晶体材料的偏光棱镜。 本文的主要创新之处在于:设计出多种新形式的冰洲石—玻璃组合偏光棱镜,如e光超高透偏光棱镜、o光超高透偏光棱镜、90°转向起偏棱镜、组合平行分束偏光镜等;除了理论上详尽的分析外,还将部分典型设计制作成样品,并对其性能进行实验测试。