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偏振分束器是一款產(chǎn)生兩束正交偏振光束并將其實(shí)現(xiàn)分開傳播的重要光學(xué)元件，在激光、液晶顯示、光通信、光存儲以及偏振成像等領(lǐng)域中起著重要作用。不同類型的偏振分束器應(yīng)用的領(lǐng)域或場景不同，那么我們應(yīng)該怎么從眾多類型中選擇合適的偏振分束器呢？下面我們將對常用的偏振分束器一一說明。

偏振分束立方體

由菲涅爾公式可知，當(dāng)入射和折射角相加為90°時，即滿足以布儒斯特角入射，此時反射光中沒有 p 分量，只有垂直于入射面振動的s波，此時s偏振光被反射，透射光是偏振度很高的部分偏振光（主要為p光）。根據(jù)這一性質(zhì)，可采用大折射率介質(zhì)來提高反射光的反射比，以此獲得反射s偏振光，透射p偏振光，從而分離 s 偏振光和p偏振光。

偏振分束立方體由一對精密直角玻璃棱鏡組成，在一個直角棱鏡的斜面上鍍有分束膜，具有分光作用。入射光垂直于棱鏡表面、以45°角人射到分束膜上，經(jīng)分束膜的反射和折射，入射光被分成兩束正交的線性偏振光，即p偏振光和s偏振光，p偏振光透射，s偏振光被反射，二者垂直于棱鏡表面以分開90°方向出射，具有高消光比、高反射、透射率等優(yōu)點(diǎn)。

偏振分束立方體通常將兩個直角棱鏡的分界面通過無環(huán)氧樹脂的光學(xué)接觸鍵合方法（光膠）粘合在一起，而非普通膠合，以此最大程度地減少吸收和散射損耗，提高激光損傷閾值。立方體每個表面都經(jīng)過拋光，平整度高，極大減少波前畸變，并且鍍有V型介質(zhì)膜，減少光束在立方體表面的反射。

偏振平板分束鏡

偏振平板分束鏡同樣可實(shí)現(xiàn)對s偏振光和p偏振光的分離或合并，但是其原理不同于偏振分束立方，通過干涉效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對p光的高透射率。入射光從空氣介質(zhì)中以45°入射到分束膜上時，分束膜可對s偏振提供高反射率，對p偏振光提供高透射率，實(shí)現(xiàn)對s偏振光和p偏振光的分離或合并。偏振平板分束鏡通常以紫外熔融石英為基底，通過離子束濺射在基底前表面鍍有針對工作波長的窄帶分束膜，消光比高、透射率高和損傷閾值高。偏振平板分束鏡有圓形和矩形等設(shè)計。

晶體偏振分束棱鏡

格蘭激光晶體偏振棱鏡

格蘭激光晶體偏振棱鏡是將一塊高級雙折射晶體(方解石或α-BBO晶體)加工成直角長方體，再切成兩個楔塊，然后把楔塊斜面相對、背靠背采用空氣隙結(jié)構(gòu)粘合組成的雙折射偏光元件。當(dāng)光線水平入射到棱鏡的入射面時，由于晶體的雙折射效應(yīng)，透射光就分成o光和e光。o光在前塊晶體與空氣的界面發(fā)生全反射，不能透過棱鏡，從前塊晶體側(cè)面出射；而e光在該界面上是從光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，可以從棱鏡的另一端出射。兩個晶體楔塊具有相同的光軸方向，出射光與入射光在一直線上，發(fā)生全反射的o光從一個側(cè)面出射，而通過偏振器的透射光是高度線偏振的e光。由于內(nèi)部表面的入射角設(shè)計為布儒斯特偏振角，減小了在空氣隙處的反射損失，這款晶體偏振棱鏡在200-3000 nm波長區(qū)間都有很高的消光比和損傷閾值。

格蘭湯普遜偏振棱鏡

格蘭湯普遜偏振棱鏡與格蘭激光晶體偏振棱鏡結(jié)構(gòu)、原理相似，由兩塊雙折射晶體楔塊沿著斜面膠合而成，其光軸互相平行。光從端面垂直入射，由于膠合劑的折射率與e光折射率相近而小于o光折射率，所以o光在膠面上全反射，而e光能透過，通過偏振器的透射光是高度線偏振的e光。但因有界面膠存在，最大光強(qiáng)度受膠合界面限制，不能承受較大功率。

沃拉斯頓晶體偏振棱鏡

沃斯拉頓晶體偏振棱鏡由兩個雙折射直角棱鏡在斜面粘合而成。兩個棱鏡的光軸相互垂直，且垂直于傳輸光束。自然光垂直入射到棱鏡端面時，o光和e光以不同速度沿同一方向傳播。當(dāng)它們先后進(jìn)入第二棱鏡以后，由于第二棱鏡的光軸垂直于第一棱鏡的光軸，所以第一棱鏡中的o光對第二棱鏡來說就變?yōu)閑光，而e光就變?yōu)閛光。由于使用的雙折射晶體是負(fù)晶體（\( n_o>n_e \)），所以在第二棱鏡中的 e 光遠(yuǎn)離兩棱鏡交界面的法線傳播，在第二棱鏡中的o光靠近兩棱鏡交界面的法線傳播。兩束光在第二棱鏡出射時再偏折一次，這樣，由沃拉斯頓棱鏡射出的是兩束按一定角度分開的線偏振光，它們的振動方向互相垂直。

沃拉斯頓晶體偏振棱鏡射出到空氣等介質(zhì)中的是兩束按一定角度分開的偏振光，呈正交線性偏振狀態(tài)，并具有相同的亮度、大角度偏移和高損傷閾值性能。注意：一般有方解石或α-BBO兩種基底材料制成的沃拉斯頓晶體偏振棱鏡。方解石棱鏡由兩個直角棱鏡使用化學(xué)膠合劑粘合而成；α-BBO棱鏡由兩個直角棱鏡通過光學(xué)接觸組合而成，具有更高的損傷閾值，可用于高功率場景，但是分開的兩束光的夾角較小。另外，沃斯拉頓晶體偏振棱鏡也允許入射光從左、右兩側(cè)任何一個直角面入射，效果不變。但如果入射光是非單色光，出射的兩束線偏振光會有輕微的色散現(xiàn)象。

洛匈偏振棱鏡

洛匈棱鏡與沃拉斯頓棱鏡類似，只是它的第一塊棱鏡的光軸是左右指向，則垂直入射的光是沿光軸傳播，不發(fā)生雙折射，它可以使o光無偏折地出射，e光會有一定角度的偏離，這個角度取決于光的波長和棱鏡的材料。

需要注意的是洛匈偏振棱鏡只允許入射光從一側(cè)入射，并且使o光無偏折、無色散地出射。洛匈偏振棱鏡抗光損傷閾值低，無法應(yīng)用于高功率環(huán)境中；且不能反向使用，否則會產(chǎn)生錐光干涉現(xiàn)象，影響偏振度。

了解以上多種偏振分束器后，應(yīng)該怎么選擇合適的產(chǎn)品呢？下表總結(jié)了上述多種偏振分束鏡的應(yīng)用場景。

晶萃光學(xué) JCOPTIX 提供以上多種偏振分束鏡，例如：高功率激光線偏振分束立方體、激光線偏振分束立方體、寬帶偏振分束立方體、偏振平板分束鏡、沃拉斯頓晶體偏振棱鏡、格蘭激光晶體偏振棱鏡等，如有訂購或定制需求，請聯(lián)系技術(shù)支持：400-091-6868；郵箱 tech-support@jcoptix.com