分束比可调节的分束镜

技术领域

本发明涉及一种分束镜，尤其涉及一种分束比可调节的分束镜。

背景技术

分束镜是光学系统的一个重要元件，通常是光学玻璃镀膜而成。分束镜能使得一部分光线透过镜片，并反射剩余的光线，将一束光分成两束。分束镜广泛用于教学用干涉仪，研究用激光干涉仪，偏振光研究，光纤通信等各类光学研究和使用场合。在光的干涉中，两束光的光强越接近，干涉效果越好。因此，分束镜主要应用是将激光光束以50:50的比率平分，俗称半透半反镜。

但也有些情况下，需要分束镜能灵活调节透射和反射的比例。比如将一束激光平分成多束，形成多光束干涉；再比如在全息照相术中，物光是物体的反射光，为了达到良好的干涉效果，需要照射于物体的光相对于参考光强一些。这些情况都需要一种能够灵活调节分束比的分束镜。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种分束比可调节的分束镜，实现对激光光源分束时，调节入射光和反射光的比例。

技术方案：本发明包括对称设置的玻璃基片，两侧玻璃基片相向的一侧为导电层，所述导电层的内表面依次镀有第一介质膜面和第二介质膜面，两侧相向的第二介质膜面之间的空间的四周填充有介质材料，使第二介质膜面之间形成空气膜，两侧的导电层之间连接有电压源。

所述的第一介质膜面为低折射率膜系材料。

所述的第一介质膜面为氟化镁。

所述的第二介质膜面为高折射率膜系材料。

所述的第二介质膜面为硫化锌。

所述的第一介质膜面和第二介质膜面的厚度至少为0.1μm。

所述的介质材料为弹性介质材料，通过直流电源调节加在玻璃基片上的电压，改变玻璃基片之间的引力，使弹性介质材料发生形变，改变玻璃基片之间的空气膜厚度。

所述的电压源为直流电压源。

所述的直流电压源调节加在玻璃基片上的电压，改变玻璃基片之间的引力，使弹性介质材料发生形变，改变玻璃基片之间的空气膜厚度。

所述空气膜的厚度随着电压增加而降低。

有益效果：本发明基于多层介质膜干涉原理调节分束镜的分束比，技术成熟，结构简单，成本低，可靠性高；采用直流电压控制分束比，操作简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分束镜透射率与空气膜厚度关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括两片对称设置的玻璃基片1，两侧玻璃基片1相向的一侧为导电层2，在导电层2内表面依次镀设第一介质膜面和第二介质膜面，第一介质膜面为低折射率膜系材料氟化镁3，第二介质膜面为高折射率膜系材料硫化锌4，其中，硫化锌4的折射率为2.4，厚度设计为0.1μm，氟化镁3的折射率为1.3，厚度设计为0.1μm。两片玻璃基片1之间的第二介质膜面平行相对，让第二介质膜面之间的空间的四周填充弹性介质材料5，使两片玻璃基片1中间形成一定厚度的空气膜6，空气膜6原始厚度设计为1μm。将直流电压源7的正负极接到两片玻璃基片1的导电层2上。

用波长为632.8nm的激光光源，以45度角入射到玻璃基片1上，根据多层介质膜干涉原理，一部分光反射，一部分光透射，一束光分成两束。通过直流电压源7调节加在导电玻璃基片上的电压，改变两片玻璃基片1之间的引力，使弹性介质材料5发生形变，改变玻璃基片1之间的空气膜6厚度，从而改变入射光的反射率，最后改变分束镜的分束比，实现分束镜的分束比可控可调节。比如：电压为零时，空气层厚度为h1，反射率为50％，此时分束比为1：1；当电压增加时，空气层厚度变为h2，反射率为1％，此时分束比为99：1；理论上只要反射率变化范围为0-50％，则可以实现1到无穷大的分束比。

随着电压的增加，空气膜6的厚度降低，如图2所示，透射光的透射率的改变范围从0.88可逐渐降低到0，可以实现任意的分束比。比如，需要两束光中较强光与较弱光的分束比为3，可使透射率为75％，反射率为25％，在图2中对应的空气层厚度为0.78μm，则调节电压，将空气层厚度调节到0.78μm；若需分数比为1，可使透射率为50％，反射率为50％，则调节电压使空气层厚度变为0.72μm；若需分束比为9，可使透射率为10％，反射率为90％，则调节电压使空气层厚度变为0.66μm。

本发明的介质膜系可表示为GLHAHLG，其中G表示玻璃，H表示高折射率材料层，L表示低折射率材料层，A表示空气层。使用薄膜系统光学特性的矩阵计算方法设计程序，模拟反射率随空气层厚度变化曲线。根据多层介质膜理论，选择折射率相差尽量大的高低折射率材料，这样使反射率变化明显。在模拟时人为调节高低折射率材料的厚度，使分束镜的反射率随空气膜的厚度变化范围尽可能大且接近线性关系，这样可以在调节过程中，实现更大范围的分束比，且使分束比随空气层厚度逐渐变化。