專利名稱：四波段分色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于除透鏡外的光學(xué)元件，具體涉及到棱鏡。
目前分色器多數(shù)采用多片分色片，這些多片分色片，存在結(jié)構(gòu)松散、安裝調(diào)節(jié)困難、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。也有一些分色器采用分色棱鏡，存在波段范圍小，分色光譜通道數(shù)少等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述分色器的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、光譜范圍廣、分光波段多的四波段分色器。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是在框架內(nèi)一側(cè)設(shè)置有第一分束棱鏡、另一側(cè)設(shè)置有第五分束棱鏡，在第一分束棱鏡與第五分束棱鏡之間設(shè)置有補(bǔ)償棱鏡，在第一分束棱鏡與補(bǔ)償棱鏡之間設(shè)置有第二分束棱鏡，在第五分束棱鏡與補(bǔ)償棱鏡之間設(shè)置有第四分束棱鏡。
本實(shí)用新型的第一分束棱鏡為三棱鏡，它的α1角為28°～30°、α2角為2α1，在α1角α2角兩角之間的鏡面上和α2角α3角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，α1角α3角兩角之間的鏡面上鍍有分色膜。本實(shí)用新型的第二分束棱鏡為五棱鏡，它的β1角為90°、β3角為45°、β4角為180°－α1，β5角為156°～158°，β2角為540°－β1－β3－β4－β5，β3角β4角兩角之間的鏡面與第一分束鏡的α1角α3角兩角之間的鏡面間隔接觸，在β1角β2角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，β3角β4角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，β3角β5角兩角之間的鏡面上鍍有分色膜，β2角β5角兩角之間的鏡面以及β1角β4角兩角之間的鏡面上涂有消光材料。本實(shí)用新型的補(bǔ)償棱鏡為三棱鏡，它的γ1角為180°－β5，γ2角為90°＋α1－β3，γ1角γ2角兩角之間的鏡面與第二分束棱鏡的β3角β5角兩角之間的鏡面聯(lián)接，γ1角γ3角兩角之間的鏡面與第二分束棱鏡β2角β5角兩角之間的鏡面在同一平面內(nèi)，γ2角γ3角兩角之間的鏡面與第一分束棱鏡的α1角α2角兩角之間的鏡面垂直、與第二分束棱鏡的β1角β2角兩角之間的鏡面平行，在γ1角γ2角兩角之間的鏡面以及γ1角γ3角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，γ2角γ3角兩角之間的鏡面上涂有消光材料。本實(shí)用新型的第四分束棱鏡為三棱鏡，它的δ1角為90°＋2δ3－β2，δ3角為28°～32°，δ1角δ3角兩角之間的鏡面與第二分束棱鏡的β2角β5角兩角之間的鏡面和補(bǔ)償棱鏡的γ1角γ3角兩角之間的鏡面間隔接觸，在δ2角δ3角兩角之間的鏡面上鍍有分色膜，δ1角δ3角兩角之間的鏡面和δ1角δ2角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜。本實(shí)用新型的第五分束棱鏡為三棱鏡，它的ε2角為(90°＋δ3＋ε3－β2)/2，ε3角為30°～38°，ε1角ε3角兩角之間的鏡面與第四分束棱鏡的δ2角δ3角兩角之間的鏡面聯(lián)接，在ε1角ε2角兩角之間的鏡面上鍍有反射膜，ε1角ε3角兩角之間的鏡面和ε2角ε3角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜。
本實(shí)用新型的增透膜為在三氧化二鋁與氧化鎂混合物第一鍍層上鍍二氧化鋯與五氧化二鉭混合物第二鍍層，在第二鍍層上再鍍氟化鎂第三鍍層。本實(shí)用新型的分色膜為二氧化鋯與二氧化硅交替蒸鍍25層。本實(shí)用新型的反射膜為在鋁膜第一鍍層上鍍氟化鎂第二鍍層，在第二鍍層上再鍍硫化鋅第三鍍層。本實(shí)用新型的消光材料為黑色消光漆。
本實(shí)用新型與分色片和分色棱鏡相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、光譜范圍廣、分光波段多、重量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。
設(shè)計(jì)人給出了本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例如下在圖1中，本實(shí)施例由第一分束棱鏡1、第二分束棱鏡2、補(bǔ)償棱鏡3、第四分束棱鏡4、第五分束棱鏡5、框架6、螺桿7聯(lián)接構(gòu)成。在框架6上加工有通光孔8、通光孔9、通光孔10、通光孔11、通光孔12，用螺桿7將第一分束棱鏡1、第二分束棱鏡2、補(bǔ)償棱鏡3、第四分束棱鏡4、第五分束棱鏡5固定安裝在框架6內(nèi)。第一分束棱鏡1為三棱鏡，α1角為29°、α2角為58°、α3角為93°。α1角α2角和α2角α3角兩角之間的鏡面上真空鍍有增透膜，增透膜的材料采用三氧化二鋁與氧化鎂的混合物、二氧化鋯與五氧化二鉭的混合物、氟化鎂，在鏡面上先真空鍍?nèi)趸X與氧化鎂混合物第一層，再在上面真空鍍一層二氧化鋯與五氧化二鉭的混合物第二層，最后在第二層上再真空鍍氟化鎂。在α1角α3角兩角之間的鏡面上真空鍍分色膜，分色膜采用二氧化鋯與二氧化硅，交替蒸鍍25層。
本實(shí)施例的第二分束棱鏡2為五棱鏡，β1角為90°、β2角為97°、β3角為45°、β4角為151°、β5角為157°。β1角β2角兩角之間的鏡面上真空鍍有增透膜，β3角β4角兩角之間的鏡面上真空鍍?cè)鐾改?、且與α1角α3角兩角之間的鏡面平行，β3角β4角兩角之間鏡面的兩邊沿用光學(xué)膠與α1角α3角之間的鏡面粘接，使得β3角β4角兩角之間的鏡面與α1角α3角兩角之間的鏡面間隔接觸，β3角β5角兩角之間的鏡面上真空鍍分色膜，β1角β4角兩角之間的鏡面和β2角β5角兩角之間的鏡面為非工作面涂黑色消光漆。該棱鏡相關(guān)鏡面上真空鍍的增透膜、分色膜所用的材料以及層數(shù)與第一分束棱鏡1的鏡面上真空鍍的增透膜和分色膜的材料以及層數(shù)完全相同。
本實(shí)施例的補(bǔ)償棱鏡3為三棱鏡，γ1角為23°、γ2角為74°、γ3角為83°。γ1角γ2角兩角之間的鏡面上真空鍍有增透膜、且與β3角β5角兩角之間的鏡面用光學(xué)膠粘接。γ2角γ3角兩角之間的鏡面為非工作面涂黑色消光漆、且與α1角α2角兩角之間的鏡面垂直、與β1角β2角兩角之間的鏡面平行。γ1角γ3角兩角之間的鏡面上真空鍍有增透膜、且與β2角β5角兩角之間的鏡面在同一個(gè)平面內(nèi)。該棱鏡相關(guān)鏡面上真空鍍的增透膜所用的材料以及層數(shù)與第一分束棱鏡1鏡面上真空鍍?cè)鐾改さ牟牧虾蛯訑?shù)完全相同。
本實(shí)施例第四分束棱鏡4為三棱鏡，δ1角為53°、δ2角為97°、δ3角為30°、δ2角δ3角兩角之間鏡面上真空鍍有分色膜，δ1角δ2角兩角之間鏡面上真空鍍有增透膜，δ1角δ3角兩之間鏡面上真空鍍有增透膜、且與β1角β5角兩角之間鏡面和γ1角γ3角兩角之間的鏡面平行，δ1角δ3角兩角之間鏡面的兩邊沿與β2角β5角兩角之間鏡面的一外邊沿、以及與γ1角γ3角兩角之間鏡面的外邊沿用光學(xué)膠粘接，使得δ1角δ3角兩角之間的鏡面與β2角β5角兩角之間鏡面、以及γ1角γ3角兩角之間的鏡面間隔接觸。該棱鏡相關(guān)鏡面上真空鍍的增透膜、分色膜所用的材料以及鍍層數(shù)與第一分束棱鏡1鏡面上真空鍍?cè)鐾改ず头稚に玫牟牧弦约板儗訑?shù)完全相同。
本實(shí)施例第五分束棱鏡5為三棱鏡，ε1角為117.5°，ε2角為28.5°，ε3角為34°。ε1角ε3角兩角之間鏡面上和ε2角ε3角兩角之間鏡面上真空鍍有增透膜，ε1角ε2角兩角之間鏡面上真空鍍有反射膜，ε1角ε3角兩角之間鏡面與δ2角δ3角兩角之間的鏡面用光學(xué)膠粘接。該棱鏡相關(guān)鏡面上真空鍍的增透膜所用的材料以及鍍層數(shù)與第一分束棱鏡1鏡面上真空鍍?cè)鐾改に玫牟牧弦约板儗訑?shù)完全相同，所鍍的反射膜所用的材料為鋁、氟化鎂、硫化鋅，先真空鍍一層鋁膜，在鋁膜上真空鍍一層氟化鎂，在氟化鎂鍍層上真空鍍一層硫化鋅。
設(shè)計(jì)人給出了本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，第一分束棱鏡1的α1角為28°、α2角為56°、α3角為96°。第二分束棱鏡2的β1角為90°、β2角為97°、β3角為45°、β4角為152°、β5角為156°。補(bǔ)償棱鏡3的γ1角為24°、γ2角為73°、γ3角為83°。第四分束棱鏡的δ1角為49°、δ2角為103°、δ3角為28°。第五分束棱鏡5的ε1角為124.5°，ε2角為25.5°，ε3角為30°。本實(shí)施例五個(gè)分束棱鏡相關(guān)鏡面上真空鍍的增透膜、分色膜、反射膜所用的材料以及鍍層數(shù)，與第一個(gè)實(shí)施例五個(gè)分束棱鏡相對(duì)應(yīng)鏡面上真空鍍的增透膜、分色膜、反射膜所用的材料以及鍍層數(shù)完全相同，非工作面上涂有黑色消光漆。
設(shè)計(jì)人給出了本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，第一分束棱鏡1的α1角為30°、α2角為60°、α3角為90°。第二分束棱鏡2的β1角為90°、β2角為97°、β3角為45°、β4角為150°、β5角為158°。補(bǔ)償棱鏡3的γ1角為22°、γ2角為75°、γ3角為83°。第四分束棱鏡的δ1角為57°、δ2角為91°、δ3角為32°。第五分束棱鏡5的ε1角為110.5°，ε2角為31.5°，ε3角為38°。本實(shí)施例五個(gè)分束棱鏡相關(guān)鏡面上真空鍍的增透膜、分色膜、反射膜所用的材料以及鍍層數(shù)，與第一個(gè)實(shí)施例五個(gè)分束棱鏡相對(duì)應(yīng)鏡面上真空鍍的增透膜、分色膜、反射膜所用的材料以及鍍層數(shù)完全相同，非工作面上涂有黑色消光漆。
根據(jù)上述原理還可設(shè)計(jì)出另外一種具體結(jié)構(gòu)的四波段分色器。
本實(shí)用新型的工作原理如下一束白光從通光孔11第一分束棱鏡1的α1角α2角兩角之間的鏡面進(jìn)入，波長為0.45～0.52μm的光從該棱鏡α2角α3角兩角之間的鏡面出射，從通光孔12射出，波長為0.52～0.60μm的光從第二分束棱鏡2的β1角β2角兩角之間的鏡面出射，從通光孔10射出，波長為0.63～0.69μm的光從第四分束棱鏡4的δ1角δ2角兩角之間的鏡面出射，從通光孔9射出，波長為0.76～0.90μm的光從第五分束棱鏡5的ε2角ε3角兩角之間的鏡面出射，從通光孔8射出。
權(quán)利要求1.一種四波段分色器，其特征在于在框架[6]內(nèi)一側(cè)設(shè)置有第一分束棱鏡[1]、另一側(cè)設(shè)置有第五分束棱鏡[5]，在第一分束棱鏡[1]與第五分束棱鏡[5]之間設(shè)置有補(bǔ)償棱鏡[3]，在第一分束棱鏡[1]與補(bǔ)償棱鏡[3]之間設(shè)置有第二分束棱鏡[2]，在第五分束棱鏡[5]與補(bǔ)償棱鏡[3]之間設(shè)置有第四分束棱鏡[4]。
2.按照權(quán)利要求1所述的四波段分色器，其特征在于所說的第一分束棱鏡[1]為三棱鏡，它的α1角為28°～30°、α2角為2α1，在α1角α2角兩角之間的鏡面上和α2角α3角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，α1角α3角兩角之間的鏡面上鍍有分色膜；所說的第二分束棱鏡[2]為五棱鏡，它的β1角為90°、β3角為45°、β4角為180°-α1，β5角為156°～158°，β2角為540°－β1－β3－β4－β5，β3角β4角兩角之間的鏡面與第一分束鏡的α1角α3角兩角之間的鏡面間隔接觸，在β1角β2角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，β3角β4角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，β3角β5角兩角之間的鏡面上鍍有分色膜，β2角β5角兩角之間的鏡面以及β1角β4角兩角之間的鏡面上涂有消光材料；所說的補(bǔ)償棱鏡[3]為三棱鏡，它的γ1角為180°－β5，γ2角為90°＋α1－β3，γ1角γ2角兩角之間的鏡面與第二分束棱鏡[2]的β3角β5角兩角之間的鏡面聯(lián)接，γ1角γ3角兩角之間的鏡面與第二分束棱鏡[2]β2角β5角兩角之間的鏡面在同一平面內(nèi)，γ2角γ3角兩角之間的鏡面與第一分束棱鏡[1]的α1角α2角兩角之間的鏡面垂直、與第二分束棱鏡[2]的β1角β2角兩角之間的鏡面平行，在γ1角γ2角兩角之間的鏡面以及γ1角γ3角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜，γ2角γ3角兩角之間的鏡面上涂有消光材料；所說的第四分束棱鏡[4]為三棱鏡，它的δ1角為90°＋2δ3－β2，δ3角為28°～32°，δ1角δ3角兩角之間的鏡面與第二分束棱鏡[2]的β2角β5角兩角之間的鏡面和補(bǔ)償棱鏡[3]的γ1角γ3角兩角之間的鏡面間隔接觸，在δ2角δ3角兩角之間的鏡面上鍍有分色膜，δ1角δ3角兩角之間的鏡面和δ1角δ2角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜；所說的第五分束棱鏡[5]為三棱鏡，它的ε2角為(90°＋δ3＋ε3－β2)/2，ε3角為30°～38°，ε1角ε3角兩角之間的鏡面與第四分束棱鏡[4]的δ2角δ3角兩角之間的鏡面聯(lián)接，在ε1角ε2角兩角之間的鏡面上鍍有反射膜，ε1角ε3角兩角之間的鏡面和ε2角ε3角兩角之間的鏡面上鍍有增透膜。
3.按照權(quán)利要求2所述的四波段分色器，其特征在于所說的增透膜為在三氧化二鋁與氧化鎂混合物第一鍍層上鍍二氧化鋯與五氧化二鉭混合物第二鍍層，在第二鍍層上再鍍氟化鎂第三鍍層；所說的分色膜為二氧化鋯與二氧化硅交替蒸鍍25層；所說的反射膜為在鋁膜第一鍍層上鍍氟化鎂第二鍍層，在第二鍍層上再鍍硫化鋅第三鍍層；所說的消光材料為黑色消光漆。
專利摘要一種四波段分色器,在框架內(nèi)一側(cè)設(shè)置有第一分束棱鏡、另一側(cè)設(shè)置有第五分束棱鏡,在第一分束棱鏡與第五分束棱鏡之間設(shè)置有補(bǔ)償棱鏡,在第一分束棱鏡與補(bǔ)償棱鏡之間設(shè)置有第二分束棱鏡,在第五分束棱鏡與補(bǔ)償棱鏡之間設(shè)置有第四分束棱鏡。本實(shí)用新型與分色片和分色棱鏡相比,具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、光譜范圍廣、分光波段多、重量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01J3/14GK2465161SQ0121301
公開日2001年12月12日 申請(qǐng)日期2001年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者趙葆常, 楊建峰, 鄭根相 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所