MgF2Rochon Polarizer设计和选型

发布:福州呈欣光电 2026-06-08 14:01 阅读:139
       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。
w!z* ?k=Da  
一、基本原理结构 CRD=7\0(D+  
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。 =z]rZSq*o  
Rochon 结构: g5RH:]DV  
· 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。 K|l}+:k  
· 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: ! ,{zDMA  
o o 光(s 偏振):折射率不变,直线透射、不偏折(Rochon 核心特点)。 3,K\ZUU.,  
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。
;mRZ_^V;  
kDXQpe  
tRO=k34  
\XYidj  
&]GR*a  
w/"vf3}(9  
q"6$#o{~U  
KVr9kcs  
|a a\t  
;^u,[d  
/.=aA~|  
3l,-n|x  
Wollaston 区别:Wollaston 两束都偏折;Rochon 仅 e 光偏折,o 光沿原轴。 FJ4,|x3v[x  
二、MgF Rochon 设计核心参数 1X7GM65#  
Srz8sm;  
mRm}7p  
1)波段(最优先) \*'@F+  
· MgF130–7000 nm(深紫外~中红外),193/248/266/355 nm表现最优。 p*)I QM<B  
· 对比:α-BBO(190–3500 nm)、石英(200–2300 nm)、YVO500–4000 nm)。 O!^ >YvOh  
2)分离角(由顶角 θ 与波长决定) EpQy;#=;  
· 公式(正晶体):α ≈ 2·arcsin[(nₑ−n)·sinθ]。 #"lb9. _ M  
· MgF典型分离角: Aj=GekX{  
o 1° @ 980 nm(标准)。 (z.n9lkfi  
o 1.35° @ 532 nm。 H(tC4'tA  
o 4.6–5.4° @ 140–200 nm(深紫外更大)。 #/jug[wf*!  
· 特点:波长越短,分离角越大;顶角越大,分离角越大(但加工 / 镀膜难度上升)。 2K{'F1"RM  
3)消光比(偏振纯度) "(vK.-T  
· 标准:10:1(<5×10⁻⁵),高端可达2×10:1(<5×10⁻⁶)。 K *{RGE  
· 影响因素:晶体纯度、光胶 / 胶合质量、面形精度、镀膜。 l2:-).7xt  
4)通光孔径(CA) Shn=Q  
· 标准:φ6/8/10/15/20 mm;孔径越大,长度越长、价格越高。 &M@c50&%  
· 设计原则:孔径≥光束直径 ×1.2~1.5,避免边缘效应。 OzD\* ,{7  
5)损伤阈值(高功率关键) *9uNM@7&0  
· MgF10 J/cm² @1064   nm, 20 ns;>5 J/cm² @355 nm。 rMHh!)^#W  
· 远高于石英(~2 J/cm²)、接近 α-BBO(~5 J/cm²),深紫外高功率首选。 :o8|P  
6)面形与表面质量 iETUBZ  
· 面形:λ/4 @633 nm(高端 λ/10)。 ]s\vc:cc?  
· 表面质量:20-10(S/D),深紫外用10-5。 ACi,$Uq6R  
7)连接方式:光胶 vs 胶合 ot[ZFF\  
· 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。 '|Bk}pl7  
· 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。 p JT)X8K"  
三、选型决策树(按应用场景) 0ju-l= w  
1)深紫外检测(193/248/266 nm)→ 必选 MgF Rochon ZS wuEX  
· 理由:α-BBO 在 < 200 nm 不透光;石英双折射太小、分离角不足。 @TD=or .&  
· 参数推荐: 'I+S5![<  
o 分离角:1.5–2° @266 nm。 F6111Q </  
o 消光比:≥10:1。 t&Eiz H$  
o 连接:光胶。 +])<}S!M  
o 镀膜:深紫外 AR(190–300 nm)。 -j]c(Q MA]  
2)高功率激光(>1 W,纳秒 / 皮秒)→ MgF Rochon tpEy-"D&  
· 理由:损伤阈值 10 J/cm²,优于石英、YVO ,zr9*t  
· 推荐:光胶 + 高损伤 AR 镀膜。 (]T[n={Y  
3)需要一束直通、一束偏出 → Rochon(MgF/α-BBO) yj#FO'UY  
· 理由:o 光不偏折,光路简单、易对准。 :$k1I-^R  
4)可见光–近红外(400–1700 nm)、低功率 → 可选石英 Rochon(成本低) )W>$_QxbN  
· 但偏振纯度 / 损伤阈值不如 MgF A[^#8evaK  
5)大分离角(>5°)→ α-BBO Rochon(Δn≈0.12,分离角可达 8–10°) L.yM"  
· **<190 nm 不可用、价格高 **。
axph]o@ y@  
参数
A{J?I:  
MgF Rochon
J$42*SY  
α-BBO Rochon
E;{CoL  
石英 Rochon
]&"ii  
波段
Y'~O_coG  
130–7000 nm
xvl{o  
190–3500 nm
u"V,/1++\  
200–2300 nm
"_\"S  
消光比
-,+C*|mu  
102×10:1
ar\|D\0V  
2×10:1
h&CZN !  
10³–10:1
I&#:/|{:5  
分离角 @532 nm
YVa,?&i=N  
~1.35°
KJ32L  
~8°
\wsVO"/  
~0.5°
H`fJ< So?  
损伤阈值
 f_n  
10 J/cm²@1064   nm
3IQI={:k|D  
5 J/cm²@355 nm
^.iRU'{  
2 J/cm²@1064   nm
mz%l4w?'  
深紫外适配
4-SU\_  
最优(193/248 nm)
J.Xh P_aT  
一般(>200 nm)
DJ<+" .v!  
差(分离角太小)
6`Y:f[VB  
价格
@@U  
(wq8[1Wzup  
;lb  
]r 0j  
四、MgF vs α-BBO vs 石英(选型对比表) - K?lhu  
oF>`>  
五、标准型号与参数(福州呈欣光电可量产提供 yc?L OW0  
· 呈欣光电提供的型号 >I5Wf /$  
RCP50系列φ6 ~50mm,130–4000 nm,1.35°@532 nm,消光比 < 5×10⁻⁴ ]  &"`  
六、设计与采购注意事项 wU!-sf;]y  
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。 [pEb`s  
2. 深紫外必须光胶:胶合在 < 300 nm 会吸收、发热、脱胶。 {g1"{  
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。 _,60pr3D'  
4. 孔径预留余量:光束直径 ×1.2~1.5,防止边缘衍射 4]m{^z`1  
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。 n/(}|xYU  
七、总结 G4 :\6fu  
· 深紫外(193–300 nm)+ 高功率 + 一束直通 → MgF Rochon(光胶 + 深紫外 AR)。 aY? VP?BL  
· 可见光–近红外、低功率、低成本 → 石英 Rochon。 aWJ BYw6{L  
· 大分离角(>5°)、>200 nm → α-BBO Rochon。 c8[kL$b;j  
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