平板柱透镜

  • 参数规格
  • 技术说明
  • 应用案例
产品说明
  • 基于入射光的偏振态实现对光单一方向上的会聚或发散,会聚光斑和发散光斑的能量分布由入射光的偏振态调控
  • 平板结构,衍射原理
  • 单波长,无球差
  • 多种定制服务

     平板柱透镜是一种基于入射光的偏振态实现对光束单一方向会聚或发散的衍射光学元件,通过控制入射光的偏振态,能够调控会聚光斑和发散光斑的能量分布,因此与传统柱透镜相比,平板柱透镜既可以作为会聚透镜使用,同时又可以作为发散透镜使用。圆偏振光入射时,出射光的偏振态旋向与入射光的偏振态旋向相反。LBTEK平板柱透镜是用具有双折射特性的液晶聚合物材料(LCP)制作而成,可使用干涉曝光方法或者自主研发的微米级激光直写技术来控制液晶聚合物的排布结构,并通过多次旋涂来达到需要的相位延迟。平板柱透镜为平片结构的衍射器件,周期结构连续变化使得平板柱透镜具有无球差特性。平板柱透镜焦距的大小主要取决于其设计波长、通光孔径及衍射周期。除了标准型号外,LBTEK可提供多种定制服务,包括不同设计波长、不同焦距、特殊基底及尺寸等,具体定制需求,可联系LBTEK技术支持。

示意图

平板柱透镜

一、定义

平板柱透镜是一种基于入射光的偏振态实现光束单一方向上会聚或发散的衍射光学元件,通过控制入射光的偏振态能够调控出射光束会聚光斑和发散光斑的能量分布,且出射光的偏振态旋向与入射光偏振态旋向相反。

非偏振光入射,在竖直方向上左旋会聚,右旋发散

理想的平板柱透镜:

a)  当入射光为非偏振光或线偏振光时,平板透镜同时有+1级和-1级衍射光。+1级衍射光为左旋圆偏振光,-1级衍射光为右旋圆偏振光,左旋圆偏振光会聚,右旋圆偏振光发散。

b)  当入射光为右旋圆偏振光时,则只有+1级衍射光,衍射光为左旋圆偏振光,光斑会聚。

c)  当入射光为左旋圆偏振光时,则只有-1级衍射光,衍射光为右旋圆偏振光,光斑发散。

d)    当入射光为椭圆偏振光时,则同时存在+1级和-1级衍射光,并且两级衍射光束光强比值与入射光椭偏度相关。

右旋圆偏振光入射,竖直方向上光束会聚,出射为左旋圆偏振光

光束会聚

另一方向上光束不变

 

左旋圆偏振光入射,竖直方向上光束发散,出射为右旋圆偏振光

光束发散

二、特点

        1.   衍射效率>98%

        2.   工作波长可设计

        3.   透镜焦距可设计

三、说明

1.    衍射效率

平板透镜作为一个衍射器件,除了大部分能量集中的±1级光斑,还存在零级等其他衍射级次光斑,因此定义平板透镜的衍射效率为:

\( \eta=\frac{I_1+I_{-1}}{\sum I_{all}} \times 100 \% \)

2.    衍射效率测量方法

 

激光器的出射光为准直线偏光时,正入射条件下,旋转1/4波片,使1/4波片的快轴方向与入射光的偏振方向成45°,得到左旋圆偏振光,此时透过平板柱透镜之后只有发散的右旋圆偏振光。当在较远处观察时,发散光光强会发散的很弱, 而零级仍为准直的偏振光。这时测①处的光强记为I0,测②处的光强记为I1,则衍射效率:

\( \eta>\frac{I_0-I_1}{I_0} \times 100\% \)

       平板柱透镜具有无球差的平板结构,且只对单一方向上的光束起作用,因此一般用于成像、单方向光束准直、光束整形等方面。典型的应用场景是用双柱透镜组准直和圆化激光二极管输出光束,从而得到准直的圆形输出光斑。

如上图,PBCL1焦距为f1,对Y方向上光斑进行准直,且Y方向上光斑发散角为θ1PBCL2焦距为f2,对X方向上光斑进行准直,且X方向上光斑发散角为θ2,则当满满足f1*θ1=f2*θ2即可得到准直的圆形光斑。

平板柱透镜
  • 光学元件材质:N-BK7 /液晶聚合物
  • 通光孔径:Ø21.5 mm
  • 平片结构,衍射器件,无球差

LBTEK平板柱透镜可以实现对光束单一方向会聚或发散,衍射效果针对单波长设计,在整个通光孔径内具备相同的半波延迟量,且无球差。制作于N-BK7窗口片上,双层衬底,总厚度3.2 mm。LBTEK可定制其他特定波长、特定焦距、特定尺寸的平板柱透镜。

偏光显微镜下的平板柱透镜结构图
产品型号 工作波长 焦距 通光孔径 对比 单价 发货日期 购物车
PBCL25-532-F50 532 nm 50.0 mm Ø21.5 mm
¥4960 2周
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PBCL25-633-F50 633 nm 50.0 mm Ø21.5 mm
¥4960 2周
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PBCL25-1064-F50 1064 nm 50.0 mm Ø21.5 mm
¥4960 2周
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PBCL25-532-F100 532 nm 100.0 mm Ø21.5 mm
¥4960 2周
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PBCL25-633-F100 633 nm 100.0 mm Ø21.5 mm
¥4960 2周
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PBCL25-1064-F100 1064 nm 100.0 mm Ø21.5 mm
¥4960 2周
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