常见光学元件.ppt

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1、常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用Basic Education and Training王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用WindowMirrorBeamsplitterFilterLensCrystal王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用窗口 （Window）高精度平面窗口基低材料紫外级 石英,CaF2,BK7,and IR grade CaF2面型精度/8 p-v at 633nm表面质量Fused silica and BK7:10-5 直径公差+0.00mm,-0.25mm 厚度公差 0.25mmWedge10 seconds,

2、5 minutes,or 30 5 minutes Chamfer0.35mm at 45 typical增透镀膜Antireflection Coating 单波长:R 0.25%宽带 AR:Ravg 0.50%双波长:R 0.3%at 1064nm and R 0.6%at 532nm镀膜技术电子束蒸发介质膜Angle of Incidence根据客户要求损伤阈值Damage ThresholdSingle wavelength:15J/cm2,20ns,20Hz at 1064nmBroadband AR:10J/cm2,20ns,20Hz at 1064nm 1MW/cm2,CW at

3、 1064nmDual wavelength:5J/cm2,20ns,20Hz at 1532nm10J/cm2,20ns,20Hz at 1064nm王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用窗口（Window）Antireflection Coatings 激光增透膜激光增透膜 增透薄膜主要用于增加光学元件的透过率；单波长、多波长及宽带增透膜。BK7(K9)、石英、各种晶体等不同光学材料的增透 膜。入射光0-45度任意角度选择。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用透鏡（Lens）Focal Point焦点Axis 光轴焦距透镜是一种将光线聚合或分散的设备，

4、通常是由一片玻璃构成，但用于其他电磁辐射的类似设备通常也称为透镜。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用透鏡（Lens）A-F，球面镜：A.双凸透镜；B.双凹透镜；C.平凸透镜；D.平凹透镜；E.凹凸透镜，周视凸透镜，会聚透镜；F.凸凹透镜，周视凹镜，散射透镜；G，H.圆柱透镜，凹透镜和凸透镜；I.平面镜片王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用透鏡（Lens）王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用透鏡（Lens）王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用透鏡（Lens）王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用反

5、射镜（Reflector）激光反射镜利用反射定律工作的光学元件王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用反射镜（Reflector）激光反射镜技术指标：损伤阈值：20J/cm2，532nm,1064nm反射率：在给定波长大于 99波段范围：紫外、可见及近红外使用角度：根据需要选择045度之间任意角度偏振态：P 光，S 光或者自然光材料：UBK7(K9),石英等。表面加工质量：105面型精度：1/10 632.8nm平行度：96%损伤阈值5J/cm2,20ns,20Hz at 1064nm王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用光阑（Iris）光具组中对光束起限制作

6、用的光学元件。可变光阑，固定光阑 王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用波片（waveplate）又称为相位延迟片，它使通过波片的两个互相正交的偏振分量产生相位偏移，可用来调整光束的偏振状态。常见的波片由石英晶体制作而成，主要为full-waveplate全波片、half -waveplate半波片、quarter -waveplate1/4波片。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用波片（waveplate）半波片 线偏振光通过二分之一波片后，仍为线偏振光，但是，其合振动的振动面与入射线偏振光的振动面转过2。若=45，则出射光的振动面与原入射光的振动面垂直

7、，也就是说，当=45时，二分之一波片可以使 偏振态旋转90。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用波片（waveplate）四分之一波片 偏振光的入射振动面与波片光轴的夹角为45时，通过四分之一波片的光为圆偏振光，反之，当圆偏振光经过四分之一波片后，则变为线偏振光。当光两次通过四分之一波 片时，作用相当于一个二分之一 波片。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用 知识补充：各向异性光传播介质anisotropic media-自然界中大多数物质如空气、水和玻璃等在光线沿不同方向传播时光在介质中的波长及传播速度不发生变化，但在某些无对称中心的介质中，波长及传播

8、速度会随着传播方向的不同而不同。在诸多的光学元件中，大多数偏振片、分析片及延迟片等均由沿特定方向切割、抛光、镀膜等工艺制备而成。双折射birefringence-光线入射各向异性介质时，因为光线在不同方向传播速度的差异使得出射光线可能不止一支，而分为寻常光ordinary light和异常光extraordinary light两支。光轴optical axis-对于各向异性介质，存在一个方向，当光线沿该方向传播时，不发生双折射，即出射光束只有一支，而非两支。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用全波片full-waveplate，根据特定波长光线设计的全波片可以让该波长的线

9、偏振光无衰减的透过，而将其附近波长的光线变成椭圆偏振光，即实现滤光。当然通过级联可以大大增强滤光效果。如图所示。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用半波片half-waveplate，可以将设计波长的圆偏振光的手性翻转，如果入射是线偏振光，出射光除了相位反转外无其他变化。如图所示。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用刻波片quarter-waveplate，即1/4波片，可以实现特定波长的线偏振光与椭圆偏振光的相互转换。如果角度满足45度，椭圆变成正圆。王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用衍射光栅 衍射光栅可以作为分光元件。王新辉编常

10、见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用衍射光栅衍射光栅一维矩形光栅的衍射光强的分布公式：王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用Trepan 王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用Axicon Many definitionsConical lens or rotationally symmetric prismCone angle=18002Produces a line focusProjects a ring spot王新辉编常见光学元件的认识和使用常见光学元件的认识和使用Axicon Optical Alignment王新辉编常见光学元件的认识

11、和使用常见光学元件的认识和使用常用微调架，光具座精密平移台测微丝杆透镜/反射镜座透镜/反射镜支架王新辉编光学零件生霉光学零件生霉光学零件上的霉可分成为两大类：生物霉和化学霉（我们主要讨论生物霉）在光学零件上见到蜘蛛状的东西就是霉斑，是霉菌繁殖的结果，引起生霉的菌类都是空气中常见的曲霉和青霉等。霉菌繁殖的条件有：霉菌的种子（叫孢子），温度在2535，湿度80%95%，营养物：碳（糖类及脂肪），氮（蛋白质）和无机盐及氧气。仪器中的霉菌养料主要是油脂、汗渍、空气中的灰尘、温度和营养物。王新辉编光学零件生雾光学零件生雾光学零件表面呈现微小露水状的物质统称发雾，它可分为油性雾、水性雾、油水性雾。生雾的原

12、因有：光学玻璃中含碱金属能和凝结的水气起化学反应。有结雾核心，如手指印，油雾渍，凝集水蒸气。有适宜的温度和湿度。王新辉编光学零件脱胶光学零件脱胶胶合的光学零件，若胶层裂开称为脱胶，脱胶的光学零件会使成象质量降低，严重时会使仪器不能使用。脱胶原因：温度剧烈变化。受力不均匀或受到撞击。檫拭时，清洁剂（混合溶剂）侵入胶合层使胶层溶解等等。王新辉编防霉、防雾措施防霉、防雾措施保持仪器良好的密封性，严禁曝热、酷冷、潮湿、水气、尘埃等侵入。保持仪器干燥、防潮。正确存放仪器，干燥剂及时还原、勤更换。王新辉编对光学零件发霉、生雾的处理：对光学零件发霉、生雾的处理：一般先用脱脂棉蘸上少许蒸馏水将表面的霉洗掉，然

13、后再用脱脂棉蘸上少许混合剂反复轻檫，直至透明、清洁、无痕迹为止。对胶合零件，切忌将混合剂渗入胶合层以防脱胶。霉斑严重，表面受到腐蚀，影响透光率使象质模糊不清，则要送专门修理厂或制造厂进行檫洗或更换。王新辉编正确正确 操作光学系统中的精密机械机操作光学系统中的精密机械机构构在使用中不宜过分用力和随意乱动，对一些相互配合的运动部分，应经常维护，保持清洁，适当加油润滑防锈、防腐，零部件切勿随意拆装。严禁碰撞冲击和严防潮气及尘埃侵入，以免使光学零件位置发生变化及发霉生雾、锈蚀等。金属零件表面油漆部的清洁：对手指印或油沾污的地方，可用混合剂檫拭去掉。塑料部件的清洁：用中性洗剂（如肥皂水）沾在布上进行拭檫，不能用有机溶剂拭檫，否则会使塑料溶解产生发白等变化。