分束镀膜

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分束镀膜(通常简称为分束器镀膜)是一种专业的薄膜光学干涉镀膜,应用于透明基底,例如光学玻璃或熔融石英。其主要功能是将单一入射光束分成两个或更多独立的光束。它通过反射特定百分比的入射光并透射剩余部分来实现这一目的。

工作原理

这些镀膜是通过交替沉积具有不同折射率(高和低)的介电材料的微观层而制成的。通过严格控制这些层的厚度和顺序,光学工程师利用薄膜干涉原理来精确控制镀膜与光的相互作用方式。

 

根据具体的层设计,分束镀膜可以根据几种不同的特性来分光:

  • 强度: 分割总光功率的精确比例(例如,50/50、70/30 或 90/10 分割),相对独立于波长或偏振。
  • 波长(二向色): 反射某些波长或颜色带,同时允许其他波长通过。
  • 偏振 反射一种偏振态(例如,s偏振光),同时透射正交态(例如,p偏振光)。

实际应用示例:迈克尔逊干涉仪

迈克尔逊干涉仪的核心是一个经典的、基于强度的分束镀膜的实际应用。该仪器用于物理学和工程学中,对距离、表面形貌和折射率进行极其精确的测量。

设置 相干光源(例如激光)将单束光线导向一个带有50/50分束镀膜的玻璃光学平面。镀膜光学元件通常以相对于入射激光束45度角放置。

功能

  1. 分光: 当入射激光束撞击镀膜时,50%的光线直接穿过光学元件射向可移动反射镜(反射镜A)。剩余50%的光线以90度角反射射向固定反射镜(反射镜B)。
  2. 返回: 两个反射镜将其各自隔离的光束直接反射回分束器。
  3. 复合: 当两束返回光束在分束镀膜处再次相遇时,它们会复合。来自反射镜A的一部分光被反射,来自反射镜B的一部分光被透射,从而将合并后的光束射向光电探测器或观察屏。

结果

由于原始光源被分割并完美复合,探测器捕获了由重叠波产生的干涉图案(条纹)。如果可移动反射镜A移动哪怕只有光线波长的一小部分(仅仅几纳米),干涉图案就会发生明显的移动。分束镀膜是实现这种光束分割、复合以及随后的超精确测量的绝对基础组件。