一种大角度全波超低偏振分光片的制作方法

本技术涉及光学薄膜，更具体地，涉及一种大角度全波超低偏振分光片。

背景技术：

1、大角度全波超低偏振分光片在光通信中主要用于‌精确调控光的偏振态‌，以实现信号的高效传输和系统性能的稳定。这类分光片通常采用特殊材料（如石英晶体）和纳米结构设计，具备低偏振损耗和优异的角度稳定性，以降低光通信系统由于偏振波动导致的信号失真。一方面，其核心难点设计复杂的多层镀膜结构，以实现在大角度入射时对s光和p光的透过率重合度，这要求极高的镀膜精度和均匀性，且随着入射角增大，分光特性对波长和角度的变化会变得极为敏感，需要设计膜层更加稳定，确保在全波范围内性能一致。另一方面，目前现有技术选择ta2o5/sio2两种材料的堆叠，无法做到偏振损耗（pdl）较小，尤其对于通讯全波段1260~1650nm，pdl会达到1db以上。

2、综上所述，现有技术存在入射角度低，在全波范围内性能不稳定，偏振损耗大和偏振分离度高的缺陷，缺少实现大角度全波范围并且性能稳定的技术方案。

技术实现思路

1、本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种大角度全波超低偏振分光片，用于解决现有技术入射角度低，在全波范围内性能不稳定，偏振损耗大和偏振分离度高的问题。

2、本实用新型采取的技术方案是，一种大角度全波超低偏振分光片，包括玻璃基材，所述玻璃基材的一面镀制有低偏振分光薄膜，所述玻璃基材的另一面镀制有增透薄膜。

3、本方案中，所述玻璃基材用于承载所述低偏振分光薄膜和增透薄膜和传输光信号，所述低偏振分光薄膜用于对p光和s光的偏振态进行精确调控，所述增透薄膜用于减少光在所述玻璃基材表面的反射，减少反射损耗，提高光的透过率，从而提高整个分光片的光学性能，同时双面镀膜有利于使整体结构对称平衡，避免单面镀膜导致所述玻璃基材形变，实现光信号的高效传输和膜层光学性能的稳定，满足全波范围内大角度情况下光信号的低偏振分离度，降低偏振损耗。

4、进一步地，所述低偏振分光薄膜的层次结构为：

5、sub/(hlx)^a /air

6、其中，sub代表所述玻璃基材，air代表空气，h为一种单位厚度的高折射率薄膜，x为另一种单位厚度的高折射率薄膜，l为一种单位厚度的低折射率薄膜的单位厚度，a为堆叠周期数。

7、使用两种不同的高折射率薄膜和一种低折射率薄膜的多层结构设计，打破传统双材料的限制，调节光信号在所述低偏振分光薄膜的传播特性，通过折射率梯度降低光信号传播时相位突变的可能，使膜层结构更为稳定，满足全波范围内大角度情况下p光和s光的低偏振分离度，降低偏振损耗，同时，所述堆叠周期数 a 可以根据具体的需求进行调整，以达到最佳的偏振分离效果。

8、进一步地，所述a的取值为8-12的整数。

9、经过大量实验和优化，将所述a 的取值范围确定为8-12的整数，可以在保证偏振分离效果的同时，控制薄膜的厚度和性能，降低偏振损耗，保证低偏振分离度，降低膜层整体厚度，避免膜层过厚导致制备难度增加，良品率下降和成本上升，膜层过薄导致光学性能差，传输光信号效率低和稳定性低。

10、进一步地，所述增透薄膜的层次结构为：

11、sub/m(hlhl)air

12、其中，m为厚度调节系数。

13、通过不同折射率薄膜的交替堆叠，形成干涉效应，减少光信号的反射，提高透过率，实现光信号的稳定及高效传输，所述厚度调节系数 m 可以调节膜层的厚度，以满足全波长的增透需求，控制镀膜工艺误差。

14、进一步地，所述增透薄膜的层次结构的光学厚度系数的范围为：

15、sub/m[（0.36-0.38）h（0.23-0.25）l（1.03-1.05）h（0.93-0.95）l]air

16、其中，m的取值为0.95-1.1。

17、所述光学厚度系数表示各膜层的光学厚度相对于四分之一波长的倍数，通过将所述光学厚度系数控制在特定范围内，可以精确调节所述增透薄膜的光学性能，使其在全波长范围内达到最佳的增透效果。

18、进一步地，所述增透薄膜的层次结构的光学厚度系数的数值为：

19、sub/m(0.3729h0.2481l1.0484h0.9470l)air。

20、通过大量实验和实验确定优选的具体数值，能够进一步优化所述增透薄膜的性能，确保在1250-1650nm的波长范围内，满足大角度情况下p光和s光的低偏振分离度。

21、进一步地，所述低偏振分光薄膜的入射光角度设定为0-12°。

22、所述低偏振分光薄膜可实现大角度范围的入射，保证光信号传输的稳定性和低偏振分离度，随着入射角的增大，分光特性对波长和角度的变化会变得极为敏感，将入射光角度限制在0-12°内可确保在全波范围内性能一致。

23、进一步地，所述低偏振分光薄膜的入射光的波长范围在1250-1650nm，所述低偏振分光薄膜的p/s光偏振分离度小于1%。

24、所述低偏振分光薄膜可实现全波范围内良好的光学特性，保证p/s光偏振分离度小于1%，有效降低了偏振损耗，提高光通信系统的传输稳定性和效率。

25、进一步地，所述增透薄膜的入射光角度设定为0-30°。

26、所述增透薄膜可实现大角度范围的入射，在0-30°的入射范围内，增透薄膜能够保持较好的增透效果，减少光的反射，提高光的透过率，减少反射损耗，实现全波范围内的增透效果。

27、进一步地，所述增透薄膜的入射光的波长范围在1250-1650nm，所述增透薄膜的反射率小于0.25%。

28、所述增透薄膜可实现全波范围内良好的光学特性，确保光信号透过率高，减少光能量的损失，提高光通信系统的性能和传输效率。

29、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

30、通过三种不同折射率的膜层设计，打破传统双材料的限制，调节光信号在低偏振分光薄膜的传播特性，通过优化增透薄膜的层次结构设计，提高光的透过率，减少反射损耗，本实用新型的膜层结构和性能更为稳定，能够满足全波范围内大角度情况下p光和s光的偏振分离度小于1%，偏振损耗小于0.2db，且膜层会远远低于常规工艺的膜层，满足高效率和高质量的光信号传输需求。

1.一种大角度全波超低偏振分光片，包括玻璃基材，其特征在于，所述玻璃基材的一面镀制有低偏振分光薄膜，所述玻璃基材的另一面镀制有增透薄膜；

2.根据权利要求1所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述a的取值为8-12的整数。

3.根据权利要求1所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述增透薄膜的层次结构为：

4.根据权利要求3所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述增透薄膜的层次结构的光学厚度系数的范围为：

5.根据权利要求4所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述增透薄膜的层次结构的光学厚度系数的数值为：

6.根据权利要求1-5任一项所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述低偏振分光薄膜的入射光角度设定为0-12°。

7.根据权利要求6所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述低偏振分光薄膜的入射光的波长范围在1250-1650nm，所述低偏振分光薄膜的p/s光偏振分离度小于1%。

8.根据权利要求1-5任一项所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述增透薄膜的入射光角度设定为0-30°。

9.根据权利要求8所述的大角度全波超低偏振分光片，其特征在于，所述增透薄膜的入射光的波长范围在1250-1650nm，所述增透薄膜的反射率小于0.25%。