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分光器的基礎(chǔ)知識

2025-12-25  閱讀(112)

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什么是分光束器?


分束器是一種光學(xué)元件,將單束光束(光速)分離成兩束。

分光器在光路圖中有時(shí)縮寫為BS或B/S。當(dāng)光線通過分束器時(shí),可以根據(jù)分束器設(shè)計(jì)的比例分為透射光和反射光。該比例可以從1比1或2到8不等。

特別地,一對一的物體有時(shí)被稱為半鏡。通常,比例是固定的,但可以通過與波片結(jié)合,制造出可以任意分割的裝置。此外,分離的光還可以通過分光器重新組合。

分束器的應(yīng)用

分束器主要用于光學(xué)設(shè)備,如相機(jī)和顯微鏡。分束器包括由兩個(gè)直角棱柱組成的“立方體"和帶有特殊涂層的“板式",覆蓋在薄玻璃上。

熒光光學(xué)顯微鏡通常使用板式分光鏡。立方體類型用于使光學(xué)系統(tǒng)更緊湊,或希望對齊光路中透射光和反射光的數(shù)量。一般來說,立方體型通常更昂貴,而板型則更便宜。

分束器的原理

分束器可以通過反射部分光線穿過介電多層層,將束流分成兩部分。分束鏡可以塑形為立方體和板狀,原理因形狀而異。

1. 立方體類型

立方體形分光鏡由兩個(gè)直角棱鏡與稱為介質(zhì)多層的光學(xué)薄膜結(jié)合而成。通過調(diào)節(jié)介質(zhì)多層的厚度,可以改變反射光和透射光的比例。立方體類型的特點(diǎn)是光線入射分光鏡的角度為0度。因此,反射發(fā)生在入射光的同軸側(cè),這些光可能以散射光的方向返回光源方向。

2. 車牌類型

板型在平面玻璃板上沉積介電多層薄膜。由于板型進(jìn)入光線角度為45度,難以像立方體型那樣產(chǎn)生雜散光,但透射光會折射并發(fā)射,導(dǎo)致光程與反射光產(chǎn)生差異。因此,光學(xué)系統(tǒng)的對準(zhǔn)非常重要,頻繁插入和拆卸容易導(dǎo)致軸線錯(cuò)位,因此需謹(jǐn)慎。

分束器的類型

根據(jù)反射光束的偏振特性,分光鏡分為兩種類型:

1. 非極性分束器(NPBS)

非極性分束器僅是分束,沒有極性。它被廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器,并且在顯微鏡和干涉光學(xué)中不能缺少。

通常,反射面編碼鉻,透射面無物。因此,如果入射路徑錯(cuò)誤,兩束分開的光強(qiáng)會增加,需謹(jǐn)慎。如上所述,當(dāng)透射光與反射光的比例為1:1時(shí),稱為半鏡,也用于同軸回射照明,即檢查燈之一。通過使用同軸落光燈,可以高效捕捉物體正反射光,獲得美麗的圖像。

2. 偏振分束器(PBS)

這是一種分光鏡,用于將光束分離為S偏振和P偏振光。它被用于半導(dǎo)體和液晶光刻設(shè)備、干涉光學(xué)以及各種測量儀器中。P偏振通過,S偏振作為元件,利用反射特性將偏振態(tài)從非偏振態(tài)轉(zhuǎn)化為偏振態(tài)。消光比很高,具體取決于產(chǎn)物,通常約為1000:1。

通過將偏振分光器和波片結(jié)合,可以將光分成任意比例。通過1/4波片的光線偏振可以根據(jù)波片的角度改變偏振角度。如果在波片光路后方安裝偏振分束器,可以通過調(diào)整波片角度,制造出可以與分光鏡任意強(qiáng)度比分割光束的裝置。


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