MgF2Rochon Polarizer设计和选型

发布:福州呈欣光电 2026-06-08 14:01 阅读:166
       洛匈偏振器是由两个双折射材料棱镜光胶在一起。在普通折射率下,寻常光束和非寻常光束在第一棱镜中沿光轴共线传播。当普通光束进入第二个棱镜时,其折射率相同,并继续保持不变。折射角在双折射材料与空气出口表面进一步增加。可根据需要为特定波长设计任意分离角度。MgF Rochon(氟化镁洛匈棱镜)= 深紫外–中红外超宽波段 + 高损伤阈值 + o 光不偏折;最适合130–300 nm 深紫外与高功率、需要一束直通、一束偏出的偏振分束场景。
?.e,NHf  
一、基本原理结构 B=0^Rysg  
MgF是正单轴晶体(n > n),双折射中等(Δn≈0.012@532 nm),透光极宽:110–8000 nm。 nCYkUDnZ  
Rochon 结构: xF8r+{_J)  
· 两块直角棱镜,光轴互相垂直;第一块光轴⊥入射面,第二块光轴∥入射面。 E+]}KX:  
· 自然光正入射 → 第一棱镜内 o 光、e 光同方向、不同折射率 → 进入第二棱镜后偏振角色互换: W,4!"*+  
o o 光(s 偏振):折射率不变,直线透射、不偏折(Rochon 核心特点)。 X%yG{\6:  
o e 光(p 偏振):折射率突变,发生偏折,输出与 o 光成固定夹角。
+d3|Up8=  
</[.1&S+\  
RHUZ:r  
G*9(O:  
<Y yE1 |  
wv9HiHz8gD  
G80N8Lm  
7ws<' d7/  
M=iTwK  
?+]=|hN  
|N/d }  
i(4<MB1a  
Wollaston 区别:Wollaston 两束都偏折;Rochon 仅 e 光偏折,o 光沿原轴。 ?c#s}IH  
二、MgF Rochon 设计核心参数 wtS*-;W  
Y5aG^wE[:  
I!hh_  
1)波段(最优先) O,r;-t4vYU  
· MgF130–7000 nm(深紫外~中红外),193/248/266/355 nm表现最优。 @f-:C+(Nsg  
· 对比:α-BBO(190–3500 nm)、石英(200–2300 nm)、YVO500–4000 nm)。 =v:?rY}  
2)分离角(由顶角 θ 与波长决定) *qzdt^[ xo  
· 公式(正晶体):α ≈ 2·arcsin[(nₑ−n)·sinθ]。 'D21A8*N  
· MgF典型分离角: _ /1/{  
o 1° @ 980 nm(标准)。 N`W[Q>n  
o 1.35° @ 532 nm。 HPphTu}`  
o 4.6–5.4° @ 140–200 nm(深紫外更大)。 e?W ,D0h  
· 特点:波长越短,分离角越大;顶角越大,分离角越大(但加工 / 镀膜难度上升)。 zM0}(5$m  
3)消光比(偏振纯度) ^`cv6;)  
· 标准:10:1(<5×10⁻⁵),高端可达2×10:1(<5×10⁻⁶)。 ^.A*mMQ  
· 影响因素:晶体纯度、光胶 / 胶合质量、面形精度、镀膜。 /"X_{3dq?  
4)通光孔径(CA) d6MWgg  
· 标准:φ6/8/10/15/20 mm;孔径越大,长度越长、价格越高。 `vBBJ@f4)  
· 设计原则:孔径≥光束直径 ×1.2~1.5,避免边缘效应。 LhL |ETrJ  
5)损伤阈值(高功率关键) Z!g6uV+.5  
· MgF10 J/cm² @1064   nm, 20 ns;>5 J/cm² @355 nm。 <&\ng^Z$  
· 远高于石英(~2 J/cm²)、接近 α-BBO(~5 J/cm²),深紫外高功率首选。 kp*v:*  
6)面形与表面质量 xX&B&"]5  
· 面形:λ/4 @633 nm(高端 λ/10)。  ;+~5XLk  
· 表面质量:20-10(S/D),深紫外用10-5。 AqgY*"A7  
7)连接方式:光胶 vs 胶合 u IXA{89  
· 光胶(Optical Contact):无胶层,深紫外 / 高功率唯一选择;损伤阈值高、无荧光、热稳好。 |S!R Q-CF  
· 胶合(Cemented):成本低、易量产;仅用于 > 400 nm、低功率,胶层在深紫外会吸收 / 老化。 V#Wy` ce  
三、选型决策树(按应用场景) 72;'8  
1)深紫外检测(193/248/266 nm)→ 必选 MgF Rochon &@lfr623  
· 理由:α-BBO 在 < 200 nm 不透光;石英双折射太小、分离角不足。 w'TAM"D`  
· 参数推荐: ~:Rbd9IB  
o 分离角:1.5–2° @266 nm。 ) ^ En  
o 消光比:≥10:1。 P&Ke slk  
o 连接:光胶。 boojq{cvYA  
o 镀膜:深紫外 AR(190–300 nm)。 2^B_iyF;  
2)高功率激光(>1 W,纳秒 / 皮秒)→ MgF Rochon 5M>h[Q"R  
· 理由:损伤阈值 10 J/cm²,优于石英、YVO RiTL(Yx  
· 推荐:光胶 + 高损伤 AR 镀膜。 k7U.]#5V  
3)需要一束直通、一束偏出 → Rochon(MgF/α-BBO) `W x| 4  
· 理由:o 光不偏折,光路简单、易对准。 FxlH;'+Q  
4)可见光–近红外(400–1700 nm)、低功率 → 可选石英 Rochon(成本低) ZS.=GjK  
· 但偏振纯度 / 损伤阈值不如 MgF Y#@D% a8  
5)大分离角(>5°)→ α-BBO Rochon(Δn≈0.12,分离角可达 8–10°) qxI $F  
· **<190 nm 不可用、价格高 **。
E`j' <#V!  
参数
%2:UsI  
MgF Rochon
]fajj\  
α-BBO Rochon
6_%Cd`4Z  
石英 Rochon
20}HTV{v  
波段
6 ) i-S<(  
130–7000 nm
#]dm/WzY  
190–3500 nm
Y*BmBRN  
200–2300 nm
o<5`uV!f  
消光比
?;RY/[IX6  
102×10:1
at?I @By  
2×10:1
Gor 9 &aJ1  
10³–10:1
IT NFmD  
分离角 @532 nm
6'r;6T *  
~1.35°
~Z5AImR|  
~8°
eQi^d/yi  
~0.5°
}-tJ.3Zw  
损伤阈值
W/UA%We3+L  
10 J/cm²@1064   nm
frcX'M}%  
5 J/cm²@355 nm
Lyc6nP;F  
2 J/cm²@1064   nm
FF#Aq  
深紫外适配
L ,R}l0kc  
最优(193/248 nm)
, >WH)+a  
一般(>200 nm)
dCo)en  
差(分离角太小)
@A6iY  
价格
T8m]f<  
%fF,Fnf2  
v9 \n=Z  
r]Hrz'C`  
四、MgF vs α-BBO vs 石英(选型对比表) $*eYiz3Ue  
4P#jMox  
五、标准型号与参数(福州呈欣光电可量产提供 5:r AWq  
· 呈欣光电提供的型号 hwM<0Jf   
RCP50系列φ6 ~50mm,130–4000 nm,1.35°@532 nm,消光比 < 5×10⁻⁴ J3y _JoS  
六、设计与采购注意事项 2D%2k  
1. 波长定分离角:短波长(266 nm)选 1.5–2°;长波长(1064 nm)选 1° 即可。 ;>2-  
2. 深紫外必须光胶:胶合在 < 300 nm 会吸收、发热、脱胶。 G$a@}9V  
3. 镀膜匹配波段:深紫外用 190–300 nm AR;可见光用 400–700 nm AR;避免胶层反射。 _1?uAQ3,  
4. 孔径预留余量:光束直径 ×1.2~1.5,防止边缘衍射 (8 7wWhH  
5. 消光比按需选:一般检测 10:1;精密偏振测量(如椭偏仪)≥2×10:1。 R'Ue>k  
七、总结 I'IFBVhaYn  
· 深紫外(193–300 nm)+ 高功率 + 一束直通 → MgF Rochon(光胶 + 深紫外 AR)。 O^\:J 2I(  
· 可见光–近红外、低功率、低成本 → 石英 Rochon。 m|fcWN[  
· 大分离角(>5°)、>200 nm → α-BBO Rochon。 (ORbhjl  
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