分光鏡在基本的光重定向到復(fù)雜的量子研究等一系列光學(xué)應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用。選擇合適的分光鏡并了解其特性是實(shí)驗(yàn)及光學(xué)工作取得成功的關(guān)鍵。   

基本定義：分光鏡是將一束光按照一定反射和透射比例分成兩束光的光學(xué)組件，反射光與透射光的比率可根據(jù)分光鏡的設(shè)計(jì)而變化。

一、分光鏡的分類：

1.立方體分光鏡：用兩個(gè)直角棱鏡組合而成。其中一個(gè)棱鏡的斜邊表面有鍍膜，可反射 50%的入射光并透射另外50%的光。

2.平板分光鏡：是一種平面玻璃板，可反射特定比例的入射光（如 50%），并透過其余光線。反射和透射比可根據(jù)鍍膜的不同而變化。

3.薄膜分光鏡：以特定角度設(shè)置的薄膜，用于分離入射光束。

二、分光鏡的特點(diǎn)：

1.強(qiáng)度比：反射光與透射光并不是固定比例50:50，是根據(jù)設(shè)計(jì)而變化。
2.損失：由于吸收或散射等因素，分光鏡會(huì)有光損失。

3.偏振：可根據(jù)入射光束的偏振狀態(tài)將其分成兩束。一些分光鏡會(huì)影響光的偏振，我們可根據(jù)不用應(yīng)用需求進(jìn)行定制。

三、PBS是如何運(yùn)作？

1.工作原理：光具有多種偏振態(tài)，如水平或垂直。 PBS通常傳輸一種狀態(tài)并反映其正交對(duì)應(yīng)物。

2.雙折射：一些PBS設(shè)計(jì)采用雙折射材料，根據(jù)光的偏振情況，雙折射材料具有不同的折射率。這導(dǎo)致不同的偏振在材料內(nèi)會(huì)以不同的方式傳播。

四、偏振分光鏡的類型：

1.立方體 PBS：立方體分光鏡的一種變體，由兩個(gè)雙折射棱鏡膠合而成。它反射一種偏振并傳輸相反的偏振。

2.平板 PBS：設(shè)計(jì)用于反射一種偏振并傳輸另一種偏振的板。

3.薄膜 PBS：使用多個(gè)薄膜層來實(shí)現(xiàn)所需的偏振分離。

4.麥克尼爾 PBS：采用電介質(zhì)多層膜，針對(duì)特定角度（通常為45°）進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)有效的偏振分離。

5.線柵偏振片：設(shè)計(jì)為 PBS，它反射垂直于線振蕩的光波（橫向電或 TE 模式），而不是吸收。

五、偏振分光鏡的特點(diǎn)

1.消光比： 表示所需偏振強(qiáng)度與非所需偏振強(qiáng)度之比。比率越高，表示偏振分離效率越高。

2.波長靈敏度：某些PBS在特定波長下性能效果最佳。超出此范圍，性能可能會(huì)下降。

3.插入損耗：與其他光學(xué)元件一樣，PBS 也會(huì)引起系統(tǒng)損耗。

4.損壞閾值：在高功率激光應(yīng)用中，PBS 須能承受高能量水平。戴斯光電采用專有的光學(xué)膠合技術(shù)，無需粘合劑，在 1064 nm、10 ns、20 Hz 波長下的損傷閾值為 15 J/cm2，并具有極佳的熱穩(wěn)定性。

六、分光鏡的應(yīng)用：

1.干涉測量：對(duì)于干涉實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要，例如邁克爾遜干涉儀。

2.量子實(shí)驗(yàn)：用于量子力學(xué)研究，例如雙縫實(shí)驗(yàn)或量子糾纏研究。

3.光學(xué)儀器：在潛望鏡、照相機(jī)和雙筒望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備中用于光路管理。

4.光通信：PBS 分離和合并不同的光偏振，在偏振復(fù)用系統(tǒng)中起到重要作用。

5.量子計(jì)算與量子光學(xué)：PBS 在光子狀態(tài)操作和測量中起到重要作用。

6.顯示技術(shù)：在LCD中，PBS 可優(yōu)化背光系統(tǒng)的效率。

7.光學(xué)計(jì)量與干涉測量：適用于需要進(jìn)行不同偏振態(tài)測量或操作的設(shè)置。

8.光隔離器：與波片配合使用，PBS 可抵消光學(xué)系統(tǒng)中不必要的反射。

9.高功率激光器：PBS 在控制激光光束偏振態(tài)以及根據(jù)狀態(tài)進(jìn)行分離方面起到重要作用。

七、分光鏡的使用：

1.設(shè)置：將分光鏡置于光路中，通常呈 45° 角，具體視設(shè)計(jì)而定。

2.觀察：光線照射到分光鏡后，觀察產(chǎn)生的兩束光------反射光束和透射光束。根據(jù)應(yīng)用的不同，這些光束可以單獨(dú)使用或者組合使用來進(jìn)行干涉。

3.對(duì)于偏振分光鏡：如果尋求特定結(jié)果，請確保入射光具有預(yù)定義的偏振狀態(tài)。

4.測量：利用偏振分析儀或探測器來測量光束的強(qiáng)度和偏振，驗(yàn)證 PBS 的運(yùn)行。