一种紫外宽带消色差补偿器制造技术

本发明专利技术公开了一种紫外宽带消色差补偿器，包括紫外透过率高的紫外双折射晶体波片，一片氟化镁波片、一片石英波片、一片紫外蓝宝石波片和一片KDP波片；组合结构为四片晶体波片的光轴都与通光面平行，组合时，紫外蓝宝石晶体波片光轴、石英波片光轴和KDP晶体波片光轴平行，并与氟化镁晶体波片的光轴垂直，根据色散方程、延迟量公式和琼斯矩阵，利用数学模型进行优化设计，可以得出四片晶体波片的厚度，延迟量在193‑545nm整个紫外波段范围，λ/2波片延迟量优于λ/100,λ/4波片延迟量优于λ/200，其波长覆盖193nm、266nm、355nm和532nm激光所使用的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外宽带消色差补偿器
本专利技术专利涉及光学元件中的一种补偿器，尤其是一种紫外宽带消色差补偿器，使用范围在193-545nm。
技术介绍
能使两个在相互垂直方向上振动的场矢量产生一定的光程差或者相位差的装置，称为补偿器，补偿器能对振动方向相互垂直的两束线偏振光产生连续改变即可控制的相位差。传统的补偿器有单片晶体结构的补偿器、消色差补偿器、巴比涅补偿器以及索利尔-巴比涅相位补偿器，但这些在紫外波段使用都存在局限性，延迟精度不够高，波段不宽，加上材料在紫外的双折射随波段巨变，越往紫外，折射率曲线越陡。随着紫外激光器和光刻技术的发展，紫外补偿器是紫外激光器中一种不可缺少的偏振元器件，比如193nm、266nm、355nm和532nm波长的补偿器，有着广泛的应用价值。但在紫外激光系统和光刻设备的偏振系统，偏振光路中需要同时使用多个紫外波长。现有的结构往往是单波长补偿或者是有限波段内的补偿，而且紫外宽波段的消色差补偿器由于材料在此波段色散突变大，很难设计和制造出高精度的紫外宽带消色差补偿器。本专利技术将以上应用需求结合起来，专利技术了一种紫外宽带消色差补偿器，可以实现紫外宽波段193-545nm内的消色差补偿。
技术实现思路
现有方法的缺点：一般是紫外单波长补偿或者是紫外有限波段内的消色差补偿，受材料色散突变影响，波带宽度一般100nm左右，无法再拓宽和满足高精度延迟要求。为了解决上述补偿器的问题，本专利技术提供方法方案为：在紫外波段193-545nm采用四片结构的双折射晶体进行双折射匹配，四片结构的双折射材料各不相同。一种紫外宽带消色差补偿器的设计方法，在紫外波段，选择紫外透过率高的紫外双折射晶体，氟化镁晶体、石英晶体、紫外蓝宝石晶体和KDP晶体；组合结构为四片晶体波片的光轴都与通光面平行，组合时，紫外蓝宝石晶体波片光轴、石英波片光轴和KDP晶体波片光轴平行，并与氟化镁晶体波片的光轴垂直，根据色散方程、延迟量公式和琼斯矩阵，利用数学模型进行优化设计，可以得出198-545nm整个紫外波段四片晶体波片的厚度。进一步，采用本专利技术设计的二分之一超宽带补偿器，在193-545nm整个紫外波段范围，石英晶体波片、氟化镁波片、紫外蓝宝石波片和KDP波片厚度都在0.01-2.00mm，延迟量优于λ/100。进一步，采用本专利技术设计的四分之一超宽带补偿器，在193-545nm整个紫外波段范围，石英晶体波片、氟化镁波片、紫外蓝宝石波片和KDP波片厚度都在0.01-2.00mm；λ/4波片延迟量优于λ/200。进一步的，一种紫外宽带消色差补偿器的连接方法可以是光胶或空气隙结构连接，光路无胶，满足紫外的需求。更进一步的，一种紫外宽带消色差补偿器采用此结构设计波段400-1400nm的宽带消色差波片也适用，设计出来的λ/4波片延迟量优于λ/100。附图说明图1为本专利技术的设计的λ/4波片延迟量曲线；图2为本专利技术的紫外宽带消色差补偿器结构。具体实施方式根据本
技术实现思路
，如图（2），采用一片石英晶体波片11、一片氟化镁晶体波片12、一片紫外蓝宝石晶体波片13和一片KDP晶体波片14，四片波片的通光面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8抛光，组装结构为四片晶体波片的光轴躺在通光面内，组合时，一片石英晶体波片11、一片蓝宝石晶体波片13和一片KDP晶体波片14的光轴平行，并且与一片氟化镁晶体波片12的光轴垂直，连接方式采用光胶连接，光路无胶，满足紫外的需求。设计时，根据色散方程和琼斯矩阵，利用延迟量公式采用软件优化得出满足紫外宽带波长需求延迟量的厚度尺寸d1、d2、d3和d4。图（1）为193-545nm四分之一紫外宽带消色差补偿器的延迟曲线，纵坐标单位为°，横坐标单位为nm。在整个紫外波长范围内，相位延迟量变化在1.8°内，延迟精度优于λ/200，此时对应的石英晶体波片、氟化镁波片、紫外蓝宝石波片和KDP波片厚度都在0.01-2.00mm。以上，仅为本专利技术的较佳实施例，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本法的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求界定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外宽带消色差补偿器，包括紫外透过率高的紫外双折射晶体，一片氟化镁波片、一片石英波片、一片紫外蓝宝石波片和一片KDP波片；组合结构为四片晶体波片的光轴都与通光面平行，组合时，紫外蓝宝石晶体波片光轴、石英波片光轴和KDP晶体波片光轴平行，并与氟化镁晶体波片的光轴垂直，根据色散方程、延迟量公式和琼斯矩阵，利用数学模型进行优化设计，可以得出四片晶体波片的厚度，延迟量在193-545nm整个紫外波段范围，λ/2波片延迟量优于λ/100, λ/4波片延迟量优于λ/200。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫外宽带消色差补偿器，包括紫外透过率高的紫外双折射晶体，一片氟化镁波片、一片石英波片、一片紫外蓝宝石波片和一片KDP波片；组合结构为四片晶体波片的光轴都与通光面平行，组合时，紫外蓝宝石晶体波片光轴、石英波片光轴和KDP晶体波片光轴平行，并与氟化镁晶体波片的光轴垂直，根据色散方程、延迟量公式和琼斯矩阵，利用数学模型进行优化设计，可以得出四片晶体波片的厚度，延迟量在193-545nm整个紫外波段范围，λ/2波片延迟量优于λ/100,λ/4波片延迟量优于λ/200。


2.根据权利要求1所述的一种紫外宽带消色差补偿器,其特征在于：连接方法可以是光胶或空气隙结构连接，光路无胶，满足紫外的需求。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一村，廖洪平，付相辉，张星，陈秋华，陈伟，
申请(专利权)人：福建福晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35