冰洲石-玻璃组合e光超高透偏光棱镜

为了既节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料，又尽量提高偏光棱镜的透射比，设计了一种冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法。叙述以布儒斯特角入射来提高偏光棱镜e光透射比的设计方案。该棱镜可用甘油或有机硅胶将FK 2玻璃与冰洲石晶体胶合而成。理论分析和实验测试表明，该棱镜的透射比高于96％，消光比优于10-5，在一定情况下可以取代纯冰洲石晶体材料的偏光棱镜。     

用“棱镜体”加工高精度棱镜

随着光学技术的发展,越来越需要广泛地采用高精度棱镜,这就给棱镜加工工艺提出了更高的要求。而现在,许多工厂对高精度棱镜的90°角大都采用“长方体”加工,但“长方体”不能解决棱镜任意角和同时解决两种光学平行差的精度要求。“棱镜体”就是将“长方体”加工棱镜90°角的原理推广到加工任意角棱镜的一种光学工具。     

五角棱镜光学平行差的理论分析

利用矩阵光学方法,计算得出五角棱镜两种光学平行差的解析表达式,分析五角棱镜光学平行差与工作面法向矢量夹角的矩阵关系.基于Agilent激光干涉仪角度测量系统和DHC三维转台搭建实验装置,测量了Thorlabs五角棱镜的两种光学平行差.实验和解析式计算结果偏离度不超过4%.五角棱镜滚动角、偏摆角的变化等效于五角棱镜光学平行差的变化.通过坐标系变换,五角棱镜的自身误差和系统在线测量误差可以被同时标定.该研究对五角棱镜的实际加工、测量系统标定,以及高准确度面形检测提供了参考.     

关于缩束棱镜的角色散及其应用——和张国威同志商榷

张国威同志对变束棱镜的色散作了详细讨论,正确地指出了扩束棱镜具有减小发散角、减小色散的作用,缩束棱镜具有增大发散角、增大角色散的作用.但他由此得出缩束棱镜的角色散比最小偏向角棱镜的“等束棱镜”之角色散大得多,进一步他认为缩束棱镜是一种分辨本领较高的分光元件,本文认为这些观点比较欠妥.缩束棱镜的角色散不一定比“等束棱镜”的角色散大.可以证明,在相同的入射角情况下“等束棱镜”的角色散比相应的缩束棱镜的角色散大两倍.     

三元结构的o光超高透偏光棱镜

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,尽量提高偏光棱镜的透射率,提出了一种采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,给出了以布儒斯特角入射来提高o光透射率的偏光棱镜设计。样品是一种在ZBaF3玻璃中间夹冰洲石晶体薄片的三元结构,由高折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成。实验测试表明,该偏光棱镜的透射率在95%以上,消光比优于10-3,在一定情况下可以取代纯冰洲石晶体偏光棱镜。     

五角棱镜角度误差对建立大尺寸平面基准的影响

用一准直光束作为基线，通过９０°折转的五角棱镜扫描，建立一个参考基准面在大尺寸测量中是一种行之有效的方法。在理想条件下，五角棱镜的折转角不受入射角的影响。由于有加工误差，光束的折转角将偏离９０°，且入射光线与扫描轴间的角运动也会影响该偏转角。本文分析了五角棱镜角度误差和扫描精度对光束折转角的影响。结果表明，五角棱镜的制造误差和工作状态将引起测量带误差，该误差是一个固定的系统误差，可以通过预先对所用的五角棱镜进行标定，在数据处理中予以修正。实验结果表明，修正后的结果具有很高的精度     

Sagnac棱镜角公差与干涉光谱仪光谱分辨率的关系分析

根据干涉成像光谱仪光谱分辨率对角向差的要求，通过对实体Sagnac干涉仪结构和光路进行分析，从三个相互垂直的方向出发，研究了光谱分辨率和棱镜角公差之间存在的关系；并推导了满足光谱仪光谱分辨率要求的实体Sagnac干涉棱镜的角公差公式；用实例说明了关系式的应用方法，如果不考虑棱镜变形引起的色散及棱镜的面型误差和付氏镜的残余像差的影响,而只考虑棱镜的角误差对光谱分辨率的影响,则通常情况下干涉棱镜的角公差要求较严，约20″以内.     

五角棱镜制造角差及抖动对其转向角的影响

从五角棱镜的原理和特性出发,分析了在理想条件下五角棱镜的转向角不受入射角的影响,详细讨论由于五角棱镜加工角差和相对入射光束抖动对其转向角的影响,给出了相应的精确表达式。其中对于入射光在垂直于入射面抖动的情况,由于不能简单从二维几何光学关系分析,而采用了矢量分析方法,得出:当角差δβ=δθ时,入射角抖动对转向角偏差的影响可以忽略,而转向角偏差与制造角差几乎成线性关系。为五角棱镜用于计量测试误差分析提供了理论依据。结论对五角棱镜的制造也有很大理论指导的意义。     

一种折射率测量新方法

提出一种新的折射率测量方法，它既可以测量棱镜，也可以测量液体。文中介绍新方法的测量原理，并分析计算测量精度。结果表明，本方法的测量精度与Ｖ棱镜法相当，但对棱镜的角度无特殊要求，没有因棱镜角度产生的系统误差。     

加工长方体的准确方法

长方体是一种角度、面形均具有高精度要求的光学工具。随着光学仪器的发展,具有高精度90°角的屋脊棱镜、直角棱镜和五角棱镜等被大量采用,长方体的需要量在不断的增加。可是,制造长方体还比较困难,需要配备高精度的测量仪器、专用工装和设备。加工出一副长方体要付出很高的代价,对具有高精度90°角的棱镜的生产十分不利。为了改变这种状况,本文对长方体的加工方法从平行差的加工、90°角的加工和90°角的检验等方面进行了介绍,实践证明效果良好。     

冰洲石/氟化钡紫外偏光镜正反向入射时的特性分析

分析了冰洲石/氟化钡紫外外偏光镜在正向使用时透射光束的偏离角及影响因素;指出了该种偏光镜反向使用时等效于罗匈棱镜,并计算了分束角的大小;对这两个特性进行了测试。结果表明:其反向使用时的分束角在265nm—768nm波段内为8°左右,随波长的起伏在9 679°—7 138°之间。反向使用时可以作为性能优良的紫外偏光分束镜,且反向使用时的消光比要优于正向使用时的消光比。     

可调谐激光器腔内色散棱镜及其组合

分析了色散棱镜的特性及其顶角设计问题。讨论了色散棱镜和扩束棱镜在布鲁斯特角入射状态下，可组合使用的形式及单程角色散。提出将色散棱镜与扩束棱镜组合使用，可减少色散棱镜个数而获得更大角色散的方法。并据此设计了两个色散棱镜组，在Ｔｉ∶Ｓ激光器中得到实际使用。     

消色差的1/4波长延迟器的几何光学设计

在许多光谱学测量和实验研究中,常需要一个消色差1/4波长延迟器来满足各种实验测量条件.这可以通过一个在工作波长范围内折射率变化较小的菱型棱镜来实现.为了使用方便,在光学系统中可设计一个具有三个全内反射面的V型棱镜,其总的相位延迟达90°,同时可避免光路偏差.在实际应用中,需对棱镜的尺寸和通光孔径进行优化设计,以达到最佳效果.在本文中,我们给出了具有这种结构的几何设计例子,还结合不同参量成功地设计研制了一个消色差的1/4波长延迟器,并应用于磁光材料的克尔效应测量中.文中给出了详细计算和误差修正,所给出的计算公式可用于其他尺寸的消色差1/4波长器的设计和研制.     

分析双Amici棱镜角度误差对色散的影响

双Amici棱镜为复合棱镜结构,作为成像光谱系统中的分光元件,避免了单棱镜色散结构存在的多种问题。双Amici棱镜的加工生产要对其各个角度提出生产指标,而角度误差对于光谱成像系统的色散性是有影响的。针对一种编码孔径成像光谱仪,设计了符合性能指标要求的双Amici棱镜,并从光线追迹的角度出发,计算得到双Amici棱镜色散的数学模型。针对给出的一特定光学系统中的棱镜结构推导了棱镜各个角度单独对线色散的影响,并分析给出各个角度构成的误差链对线色散的综合影响,最终给出了棱镜的生产指标。分析结果有助于指导系统中该棱镜的加工生产。     

空间外差光谱仪视场展宽棱镜设计理论与方法

空间外差光谱仪采用特定楔角的棱镜实现视场拓展是提高仪器通量和辐射灵敏度的重要手段之一。借鉴传统傅里叶变换光谱仪视场展宽基础理论,结合空间外差光谱仪的技术特点,研究了基于数值归纳方法进行视场展宽棱镜设计的理论依据和实现途径。分析了不同Littrow角和目标波数下视场展宽棱镜顶角的最优取值及最大视场展宽容限。结果表明数值归纳方法全面衡量各级次视场对相位差的影响给出视场展宽棱镜顶角的最优取值,与传统理论推导方法相比,沿色散主截面方向视场容限提高了10%～30%,且数值归纳方法设计空间外差视场展宽棱镜简单、直观,在设计过程中可同时分析仪器参数对视场展宽容限的影响。     

偏光分束镜分束角的不对称性研究

文中给出了渥拉斯顿棱镜分束角的不对称性,并对通过调整胶合介质层来消除可调分束角棱镜的不对称性进行了分析。     

基于Wollaston棱镜的图像复分快照式成像光谱仪设计

设计一种以Wollaston棱镜为分光元件的图像复分快照式成像光谱系统,主要包括前置望远物镜、准直镜、Wollaston棱镜组、成像镜和补偿滤光片。此类光学系统可以一次曝光获取同一目标景物在不同波长下的二维信息。光束经过Wollaston棱镜组分光,为了使不同波长对应景物不至于重叠,要求分束角度比较大,这样进入成像镜的光线入射角度相对较大,无疑增加了成像镜的设计难度。分析了基于Wollaston棱镜的图像复分快照式成像光谱仪的原理及特点,设计了一套完整的成像光谱系统。全系统结构复杂,光学系统的光阑必须匹配好。为了使得不仅单个镜头成像质量良好,而且镜组之间能够良好的衔接,将前置望远物镜设计为像方远心结构,准直镜设计为物方远心结构。全系统采用多重结构,使得16个谱段在56线对处的MTF值均接近衍射极限,点列图中RMS值基本都在艾里斑以内,系统成像质量良好。     

多光谱全色分色棱镜的胶合

论述了多光谱全色分色棱镜组的胶合工艺。该棱镜组是由６块非标准角棱镜、１块底板和４块滤色镜共１１个零件所组成。该棱镜组各出射面与入射面之间的角度允差要求≤１０″，各通光面与底板底面之间的垂直度要求⊥≤１０″，棱镜中间还有两处空气隙，空气隙的宽度要求为Ｌ＝０．０５ｍｍ。另外，各棱镜在主光路方向上还有距离（光程）要求，因此该棱镜组的胶合工作成了该项任务加工中一个比较关键的技术。     

基于双Wollaston棱镜的对称分束角偏光分束镜

给出了基于双Wollaston棱镜的对称分束角偏光分束镜的一种新的设计思想,即通过改变组成棱镜的三部分之一的晶体光轴的方向来实现出射光束的对称分束,并研究了晶体光轴的旋转角与棱镜的结构角以及光波长的关系。结果表明,这种设计不但能实现光束的对称分束,而且还具有良好的偏光性能。