Что такое светоделитель?

Что такое светоделитель?

Светоделитель — это оптический элемент, используемый для разделения одного луча (скорости света) на два луча.

Светоделители иногда обозначаются аббревиатурой BS или B/S на схемах оптических путей. Когда свет проходит через светоделитель, он разделяется на прошедший и отраженный лучи в соотношении, заложенном в светоделитель. Соотношение может варьироваться от 1:1 до 2:8.

В частности, соотношение 1:1 иногда называют полузеркалом. Обычно соотношение фиксировано, но можно сделать устройство, которое может произвольно разделять свет, объединяя его с пластиной длины волны. Также разделенные лучи можно рекомбинировать, снова пропуская их через светоделитель.

Применение светоделителей

Расщепители луча в основном используются в оптических приборах, таких как камеры и микроскопы. Расщепители луча доступны в двух типах: расщепители луча кубического типа, которые состоят из двух прямоугольных призм, ламинированных вместе, и расщепители луча пластинчатого типа, которые состоят из тонкого стекла со специальным покрытием.

Расщепители луча пластинчатого типа часто используются в флуоресцентных оптических микроскопах. Расщепители луча кубического типа используются, когда оптическая система должна быть компактной или когда необходимо выровнять количество проходящих и отраженных световых путей. В целом, расщепители луча кубического типа, как правило, более дорогие, в то время как расщепители луча пластинчатого типа, как правило, менее дорогие.

Принцип расщепителей луча

Светоделители могут разделять два луча, отражая часть света через диэлектрическую многослойную пленку. Светоделители бывают кубической и пластинчатой ​​формы, и принцип работы различается в зависимости от формы.

1. Тип куба

Светоделители кубического типа состоят из двух прямоугольных призм, соединенных вместе оптической пленкой, называемой диэлектрическим многослойным слоем. Регулируя толщину диэлектрического многослойного слоя, можно изменять соотношение отраженного света к проходящему свету. Характерной особенностью светоделителя кубического типа является то, что угол падения света на светоделитель составляет 0 градусов. Поэтому отражение может происходить на той же оси, что и падающий свет, и возвращаться как рассеянный свет в направлении источника света.

2. Тип пластины

В пластинчатом типе диэлектрическая многослойная пленка наносится на плоскую стеклянную пластину. Поскольку свет попадает на пластину под углом 45 градусов, вероятность возникновения рассеянного света меньше, чем в кубическом типе, но поскольку проходящий свет преломляется, возникает оптическая разность хода с отраженным светом. Поэтому выравнивание в оптической системе важно, и необходимо соблюдать осторожность, поскольку частое удаление и вставка могут быстро привести к смещению осей и т. д.

Типы светоделителей

Существует два типа светоделителей в зависимости от поляризационных характеристик отраженного луча

1. Неполяризующий светоделитель (NPBS)

Неполяризующие светоделители просто расщепляют луч и не имеют полярности. Они используются в различных оптических приложениях и незаменимы в микроскопах и интерференционной оптике.

Обычно отражающая сторона имеет кодировку на основе хрома, а пропускающая сторона не имеет ее. Поэтому важно отметить, что если путь падения неправильный, интенсивность двух разделенных лучей будет сильно отличаться. Как упоминалось выше, когда соотношение прошедшего света к отраженному составляет 1:1, это называется полузеркалом и также используется в коаксиальном эпи-освещении, одном из приложений инспекционного освещения. Используя коаксиальное эпи-освещение, можно эффективно улавливать положительный отраженный свет от объекта и получать чистое изображение.

2. Поляризационный светоделитель (PBS)

Светоделители используются для разделения лучей на поляризацию S и P. Они используются в полупроводниковом и жидкокристаллическом литографическом оборудовании, интерференционной оптике и различных измерительных приборах и используются в качестве элементов для создания состояния поляризации из неполяризованного состояния, используя характеристики, что P-поляризованный свет передается, а S-поляризованный свет отражается. Их коэффициент затухания высок, часто около 1000:1, в зависимости от продукта.

Объединив поляризационный светоделитель и волновую пластину, можно разделить свет в любом желаемом соотношении; линейно поляризованный свет, проходящий через четвертьволновую пластину, может иметь угол поляризации, изменяемый в соответствии с углом волновой пластины. Если поляризационный светоделитель поместить за оптическим путем волновой пластины, можно создать устройство, в котором светоделитель может разделять луч в произвольном соотношении интенсивности, регулируя угол волновой пластины.

Другая информация о светоделителях

Разница между светоделителем и призмой

Разница между светоделителем и призмой заключается в применении. Светоделитель кубического типа состоит из двух прямоугольных призм. С другой стороны, кубическая призма создается путем формирования оптической тонкой пленки на склоне одной призмы для функционирования в качестве светоделителя и соединения ее с другой призмой. Поскольку используются две призмы, оптическая тонкая пленка не находится в прямом контакте с воздухом, и не происходит деградации тонкой пленки.

Призмы используются в приложениях, которые активно используют рефракцию для изменения оптического пути или спектроскопии, но при использовании в качестве светоделителей рефракции проходящего света не происходит, а оптический элемент использует отражение и пропускание.