您好!欢迎访问上海攸亦光电科技有限公司网站!
全国服务咨询热线:

18861759551

当前位置:首页 > 技术文章 > 非偏振分束镜实验观测

非偏振分束镜实验观测

发表时间:2022-04-27  |  点击率:229

非偏振分束镜实验观测


Thorlabs实验观测:不同分束镜性能比较

我们给出的是同一束光分别通过Thorlabs的分束片、分束立方体和薄膜分束镜后,偏振角、分光比和总功率的实验室测量结果。虽然所有非偏振分束镜功能相似,但是不同类型的分束镜具有不同的性能。每种分束镜与其它类型相比,都有其优势和劣势。选择合适的分束镜是灵敏实验系统的基本要求。我们将对三种常用非偏振分束镜的光学参数进行完整的分析和对比。

我们的实验使用HRS015稳定型HeNe激光器作为光源。使用一线偏振片将激光光束的偏振轴设置为45°,从而使等量的S偏振光和P偏振光入射在分束镜上。然后,将各分束镜放置到光路中,并将分离的两束光入射到适当的探测器上。在该配置下,测量通过光学元件的总功率、偏振态、分光比和入射角效应。

下方的曲线总结了三种分束镜的测量结果。从曲线中可以清楚地看出每种分束镜的性能差异。左图比较了通过每种分束镜后的总功率。总功率为分离的两束光的功率之和占输入功率的百分比。分束片和薄膜分束镜的性能非常类似,而分束立方体则具有更大的吸收率。另外,左图还说明总功率受入射角影响相对较小。中图概括了每种分束镜的输出偏振角。通过立方体的反射光和透射光的偏振角最为接近,而分束片的两输出偏振角差异最大。右图是每种分束镜的分光比的测量结果,分光比为反射光和透射光占输入功率的百分比。从图中可以看出,分束片具有最/理想的50/50分光比。


具有入射角的分束镜的输出光学特性

Ø平板分束镜提供最佳的通光量和分光比,偏振角变化大。

Ø立方分束镜提供足够的通光量并保持偏振角,但分光比强烈依赖于入射角。

Ø薄膜分束镜提供最佳通光量,分光比和偏振角变化大。 将薄膜的一半与另一半进行比较时,测量中存在空间相关性。


背景

Ø非偏振分束镜通常用于将光束的功率分成两路。

Ø有多种分束镜类型可用,包括立方体、平板和薄膜配置,但很少提供有关每种类型输出光的光学特性的信息。

Ø在这里,我们研究了空间和入射角对 50:50 立方体、50:50 板和 45:55 薄膜分束镜的通光量、分光比和输出偏振的依赖性。


实验设计

Ø稳定的 HeNe 激光器 (633 nm) 与隔离器和线性偏振器对齐,方向为 45°,以提供等量的 S 和 P 偏振光。

Ø每个1″分束镜(立方体、平板和薄膜)被分成四个象限并安装在一个旋转台上。

Ø两个偏光器,一个优化阻挡S偏振,一个优化阻挡P偏振,用于记录分束镜双臂输出的偏振光量。

Ø从每个象限内的最佳入射角记录的 -4°、2°、0°、2° 和 4° 角的带和不带偏振器的功率测量(见下图)。


结果:立方体和平板分束镜的比较

Ø在这里,我们根据入射角比较了 50:50 立方体和 50:50 平板分束镜的通光量、分光比和合成偏振角。

Ø平板分束镜提供最佳通光量和接近预期的分光比,但会改变偏振状态。

Ø立方分束镜提供足够的通光量并保持入射光的偏振角,但分束比强烈依赖于入射角。


结果:薄膜分束镜

Ø在这里,我们展示了与 45:55 (R:T) 薄膜分束镜相同的测量结果。

Ø防护膜提供了最佳通光量,但分光比取决于入射角,并且两个输出的偏振角都旋转。 还有跨越四个象限的大范围测量。

Ø我们还发现了测量值的空间依赖性,其中一半的防护膜提供了与另一半不同的可重复测量值



实验限制

Ø每个象限只记录一次测量,我们假设各个象限内测量的空间依赖性最小。

Ø仅测试单一波长(633 nm)的光。

Ø只评估了一个立方体、平板和薄膜分束镜,我们假设涂层批次之间没有变化。

Ø只测量偏振椭圆的旋转,不测量偏振的线性度。

概括

Ø进行测量以评估通过 50:50 立方体、50:50 板和 45:55 薄膜分束镜传播的光的通光量、分光比和偏振角,同时改变入射空间和角度。

Ø实验结果表明:

Ø平板分束镜提供了最佳的通光量和分光比,但观察到偏振角发生了很大变化。

Ø立方分束镜提供足够的通光量并保持偏振角,但分束比强烈依赖于入射角。

Ø薄膜分束镜提供了最佳通光量,但观察到分光比和偏振角有很大变化。 将薄膜的一半与另一半进行比较时,测量结果也存在空间依赖性。

Ø这些结果表明,在选择分束镜类型时应考虑输出光的光学特性。



扫一扫,关注微信
地址:上海市宝山区高跃路176号511室 传真:
©2022 上海攸亦光电科技有限公司 版权所有 All Rights Reserved.  备案号:沪ICP备2021035236号-1