二向色镜

一、定义

二向色镜一面镀有滤光膜，另一面镀有增透膜，具有高反与高透的特性。45°入射时，二向色镜可以根据波长将光束分离。

图1. 二向色镜光路示意图。

二、特点

1、对特定波长透过或反射；

2、具有高反与高透特性，在指定波长范围内的平均反射率与平均透过率都能达到90%以上；

3、尺寸：Ø25.4 mm、36.0 mm×25.0 mm。

三、说明

二向色镜是一种光学镀膜玻璃，根据入射光的波长发生反射或透射。二向色镜的起始波长为透射率增强到50%时的波长，截止波长为反射率增强到50%时的波长。通过设计膜层的数量、厚度与折射率可以改变二向色镜的起始（截止）波长。

为了得到高的透过率或反射率，膜层由高折射率和低折射率材料交替而成，光学厚度通常为设计波长的 λ/4 光学厚度（QWOT）或 λ/2 光学厚度（HWOT）以实现对特定波长干涉相消或增强。

图2. 膜层示意图。

二向色镜滤光膜主要反射特定波长的入射光，根据菲涅尔公式：

当光束以大于临界角的角度从光密介质进入光疏介质时，将会发生全反射。设定折射光角度，即沿介质边界出射，临界角\( \theta_c=arcsin(n_2/n_1 ) \) 。因此可以对膜层的厚度与折射率进行设计，使二向色镜可以对特定波长的光束反射。在使用时需要注意二向色镜对入射角度敏感，只有特定角度入射及波段的光束才能被反射。

LBTEK提供长波通，短波通及多波段三类二向色镜可选，每类二向色镜都有多种不同起始（截止）波长的型号可以选择，可用于需要分离特定波长光束，荧光应用等场合。

二向色镜应用案例

二向色镜常用于光谱的分束和合束，用于将入射的宽光谱，分成两束具有不同波长的光束，或将不同波长的光合成宽光谱。反射或透射光束的光谱由二向色镜的透过波段和反射波段指定，由于二向色镜的透射波段和反射波段都有应用，大多数二向色镜的入射角度设定为45°。二向色镜的起始波长为透射率增强到50%时的波长，截止波长为反射率增强到50%时的波长。通过设计膜层的数量、厚度与折射率可以改变二向色镜的起始（截止）波长。

图一 二向色镜示意图

在激光加工中，常使用二向色镜，一束激发光（紫外/红外）用于与物质进行相互作用，另一束可见光打在物质表面/内部，配合相机进行实时观测，原理图如下所示，其中DM即为二向色镜，用于激光光的反射和观测光的透射。

图二 二向色镜应用示意图