專利名稱：平行平面薄膜光束分束方法及其分束器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬激光技術(shù)。
美國《光學(xué)工程》1989年發(fā)表的“用于激光分束的Dammann光柵”(DammannGrafingsforLaserboamShepingOptlcalEngineeringVol.28，No.12，PP1267，1989)一文中指出，二元位相光柵中Dammanngrating可以將一束激光分為強(qiáng)度近似相等而方向不相同的多束光。但是，這種方法及由此而產(chǎn)生的分束器制作復(fù)雜，效率低(60-70%)?！稒C(jī)算機(jī)制全息圖》(祖良等著，清華大學(xué)出版社)一書指出，計(jì)算全息圖、體全息光柵可以將一束光擴(kuò)束，再將此束光通體全息光柵分成多束平行光，這種方法制作的分束器仍然存在制作復(fù)雜、效率低的缺點(diǎn)，而且很難使各束光強(qiáng)相等。由此可見，現(xiàn)代激光分束方法及其裝置很難集光強(qiáng)相等、方向相同于一體且又制作簡(jiǎn)單，能確保有較高的效率。
本發(fā)明的目的是提供一種平行平面薄膜光束分束方法及用這種方法制作的分束器，將一束激光器分成為一維或二維的等光強(qiáng)、平行的多光束陳列。
為確保上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明采取以下方法，如

圖1所示，利用一塊長(zhǎng)方體基片，將它加工成平行平面P及F基片，根據(jù)兩束光之間距離選擇基片厚度B及入射面入射光與其法線的夾角α，在入射面P及出射面F上繪制一入射激光束多次反射的反射點(diǎn)，通過入射點(diǎn)和其相鄰的反射點(diǎn)之間連線的中心點(diǎn)繪制一條平行于基片底邊的直線，將該基片分成兩部分，靠近底邊包含入射點(diǎn)的部分鍍?cè)鐾改?，反射率小?.1%，第二部分鍍?nèi)茨ぃ瓷渎蚀笥?9.8%，在出射面上，分別通過相鄰反射點(diǎn)間的中心點(diǎn)繪制平行于基片該平面底邊的若干條直線，將出射面分成N條長(zhǎng)方形窄帶，在各窄帶上各自鍍反射膜，各反射膜的反射率各不相同，它們從基片底邊構(gòu)成的第一層窄帶開始，到最上面一層的反射率分別為 (N-1)/(N) ， (N-2)/(N-1) ， (N-3)/(N-2) ……， 1/2 ，增透膜。根據(jù)這種方法制作的光束分束器，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，基片形狀呈一長(zhǎng)方體，基片入射面P和出射面F平行，它們與相鄰平面垂直，入射面上有一條平行于底邊的直線將基片分為兩部分，靠近底邊的一部分鍍?cè)鐾改?，反射率小?.1%，第二部分鍍?nèi)茨?，反射率大?9.8%，基片另一平行平面，即出射面上有N條(根據(jù)需要確定)平行于該基片平面底邊的長(zhǎng)方形窄帶，在各窄帶上鍍上反射膜，從底邊構(gòu)成的第一層窄帶開始直到最上面一層的反射率分別為 (N-1)/(N) ， (N-2)/(N-1) ， (N-3)/(N-2) ……， 1/2 ，增透膜，基片厚度，B入射面入射光方向與其法線之間的夾角α根據(jù)兩束光之間的距離選定。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可將一束激光分為等光強(qiáng)的2到5束平行光束列陳，效率高達(dá)85-96%，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，若用1×2，1×3，1×4，1×5四片分束器，兩兩組合即可獲得2×2，2×3，22×4，2×5，3×3，3×4，3×5，4×4，4×5，5×5等10種二維光束列陳。
圖1是基片及其安裝示意2是基片前表面(入射面)鍍膜圖。
圖3是基片后表面(出射面)鍍膜圖。
圖4是一維光束分束器。
圖5是二維光束分束器。
權(quán)利要求
1.一種平行平面薄膜光束分束方法，其特征為它包括下列步驟(1)將基片加工成平行平面P和F基片，(2)根據(jù)需要確定相鄰兩束光之間距離，從而選擇基片厚度B和調(diào)整基片入射面入射光與其法線的夾角α，(3)在入射平面P及出射平面F上繪制一入射激光束多次反射的反射點(diǎn)，(4)在入射面P上，通過入射光點(diǎn)和其相鄰的反射點(diǎn)之間連線的中心點(diǎn)，繪制一條平行于基片底邊L的直線K，將基片分成兩部分(1)及(2)，第(1)部分鍍?cè)鐾改?，反射率小?.1%，第二部分鍍?nèi)ぃ瓷渎蚀笥?9.8%，(5)在出射面F上，分別通過相鄰反射點(diǎn)之間的中心點(diǎn)，繪制平行于基片底邊L的直線，將出射面分成N條長(zhǎng)方形窄帶，(6)在出射面N條長(zhǎng)方形窄帶上各自鍍反射膜，但反射率各不相同，它們從基片底邊L構(gòu)成的第一層窄帶開始到最上面一層的反射率分別為 (N-1)/(N) ， (N-2)/(N-1) ， (N-3)/(N-2) ……， 1/2 ，增透膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制作的光束分束器，其特征為一長(zhǎng)方體基片，入射面P和出射面F平行，它們與相鄰平面垂直，入射面P上有一條平行于底邊L的直線K，將該基片分為兩部分(1)和(2)，第(1)部分鍍?cè)鐾改ぃ瓷渎市∮?.1%，第(2)部分鍍?nèi)茨ぃ瓷渎蚀笥?9.8%，基片F(xiàn)面上有N條平行于底邊L′的長(zhǎng)方形窄帶，在各窄帶上鍍反射膜，從底邊L構(gòu)成的第一層窄帶開始，到最上面一層的反射率分別為 (N-1)/(N) ， (N-2)/(N-1) ， (N-3)/(N-2) … 1/2 ，增透膜，根據(jù)相鄰兩束光之間距離選擇基片厚度B及基片法線與水平線之間的夾角α值。
全文摘要
本發(fā)明公開的平行平面薄膜光束分束方法及其分束器，特別適用于激光應(yīng)用技術(shù)范疇，按需要將一束激光分成為N束等光強(qiáng)的平行光束，其方法為將基片加工成兩平行平面，在入射面上通過一特定點(diǎn)繪一條平行于該面底邊的平行線，將基片分為兩部分，靠底邊部分鍍?cè)鐾改?，另一部分鍍?nèi)茨?，在另一平行面上，通過相鄰兩個(gè)反射點(diǎn)連線的中心點(diǎn)繪制平行于基片底邊的平行線，將該平面繪制成所需的N條窄帶，各自鍍反射率不同的反射膜。
文檔編號(hào)G02B27/14GK1068662SQ91104718
公開日1993年2月3日 申請(qǐng)日期1991年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月10日
發(fā)明者曹明翠, 游立德, 劉夏安 申請(qǐng)人:華中理工大學(xué)