一种三分光棱镜系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种三分光棱镜系统。


背景技术：

2.分光棱镜能把一束光分成两束以上的光，常见的分光棱镜由两等腰直角三角形组成，能把一束光分成两束，同时通过对分光膜的设计，能调控分出来两束光的能量比，以满足不同光学系统的应用要求。
3.有些光学成像系统，对出射光t1、t2和t3的光程差有要求。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种三分光棱镜系统，本实用新型的棱镜系统采用2个三角棱镜就能分出三束光，而且通过在第二三角棱镜的第二出射面外增设一个合适厚度和角度的直角梯形棱镜，能根据需要适当调整三束光的光程差以及从第二三角棱镜的第二出射面出射的光的角度。
5.一种三分光棱镜系统，包括第一三角棱镜、第二三角棱镜和直角梯形棱镜；
6.所述的第一三角棱镜和第二三角棱镜的一个面重叠且重叠面部分胶合；
7.所述的第一三角棱镜包括第一入射面、第一出射面和第一胶合面，所述的第二三角棱镜包括第二胶合面、第二出射面和第三出射面；
8.所述的第一入射面与第一出射面的夹角为θ1，其中90
°
＞θ1＞arcsin1/n1，n1为第一三角棱镜的折射率；所述的第一入射面与第一胶合面的夹角＜90
°
；
9.所述的第二胶合面与第三出射面的夹角为θ2，其中90
°
＞θ2＞arcsin1/n2，n2为第二三角棱镜的折射率，所述的第二胶合面与第二出射面的夹角＜90
°
；
10.第一三角棱镜和第二三角棱镜的胶合面之间设有靠近第一出射面和第二出射面一侧的胶合层、以及远离第一出射面和第二出射面一侧的未胶合的空气层；
11.第一胶合面镀有第一分光膜，所述的第二出射面镀有第二分光膜；
12.所述的直角梯形棱镜的斜侧面与所述的第二出射面重叠且胶合，直角梯形棱镜与斜侧面相对的直角面为出射面。
13.进一步地，所述的第一入射面、第一出射面和第三出射面和直角面均镀有增透膜。
14.进一步地，所述的第一分光膜的透反比为2:1，所述的第二分光膜的透反比为1:1。
15.进一步地，所述的第一三角棱镜为k9玻璃，所述的第二三角棱镜为k9玻璃。
16.进一步地，所述的胶合层由紫外胶水或环氧树脂制成。
17.本方案，入射光从第一入射面s1入射，经过第一三角棱镜到达第二出射面s3后一部分光反射另一部分光发生折射后穿过第二出射面s3；
18.在第二出射面s3反射的光通过第一三角棱镜到达第一入射面s1并全反射后通过第一三角棱镜从第一出射面s2垂直出射；
19.从第二出射面s3穿过的光依次通过胶合层、第二入射面s4和第二三角棱镜到达第
二出射面，接着一部分光在第二出射面s6反射穿过第二三角棱镜到达第二胶合面s4的空气层并在第二胶合面s4全反射，接着穿过第二三角棱镜从第三出射面s5垂直射出，另一部分光折射依次穿过第二出射面s6、斜侧面和直角面射出。合理控制第一三角棱镜、第二三角棱镜和直角梯形棱镜的厚度和相应的角度，能使出射光t1、t2和t3等光程差并且使出射光垂直出射。
20.入射光t从第一入射面垂直入射，反射光在第一入射面的入射角也为θ1，，n1为第一三角棱镜的折射率，θ1满足全反射角θ1大于arcsin1/n1；反射光在第二胶合面的入射角为θ2，n2为第二三角棱镜的折射率，θ2满足全反射角，θ2大于arcsin1/n2。
21.较之前的现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的棱镜系统采用2个三角棱镜就能分出三束光，而且通过在第二三角棱镜的第二出射面外增设一个合适厚度和角度的直角梯形棱镜，能根据需要适当调整三束光的光程差以及从第二三角棱镜的第二出射面出射的光的角度。
22.当设置合理的分光膜，还可以控制三束光之间的比例。
附图说明
23.图1是本实用新型的剖视图；
24.图2是本实用新型的光路示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步阐述
26.实施例1
27.如图1所示，本实施例一种三分光棱镜系统，包括第一三角棱镜1、第二三角棱镜2和直角梯形棱镜8；
28.所述的第一三角棱镜1和第二三角棱镜2的一个面重叠且重叠面部分胶合；
29.所述的第一三角棱镜1包括第一入射面1-1、第一出射面1-2和第一胶合面1-3，所述的第二三角棱镜2包括第二胶合面2-1、第二出射面2-2和第三出射面2-3；
30.所述的第一入射面1-1与第一出射面1-2的夹角为θ1，其中90
°
＞θ1＞arcsin1/n1，n1为第一三角棱镜1的折射率；所述的第一入射面1-1与第一胶合面1-3的夹角＜90
°
；
31.所述的第二胶合面2-1与第三出射面2-3的夹角为θ2，其中90
°
＞θ2＞arcsin1/n2，n2为第二三角棱镜2的折射率，所述的第二胶合面2-1与第二出射面2-2的夹角＜90
°
；
32.第一三角棱镜1和第二三角棱镜2的胶合面之间设有靠近第一出射面1-2和第二出射面2-2一侧的胶合层3、以及远离第一出射面1-2和第二出射面2-2一侧的未胶合的空气层4；
33.第一胶合面1-3镀有第一分光膜6，所述的第二出射面2-2镀有第二分光膜7；
34.所述的直角梯形棱镜8的斜侧面8-1与所述的第二出射面2-2重叠且胶合，直角梯形棱镜8与斜侧面8-1相对的直角面8-2为出射面。
35.本实施例所述的第一入射面1-1、第一出射面1-2和第三出射面2-3和直角面8-2均镀有增透膜5。
36.本实施例所述的第一分光膜6的透反比为2:1，所述的第二分光膜7的透反比为1:
1。
37.本实施例所述的第一三角棱镜1为k9玻璃，所述的第二三角棱镜2为k9玻璃。
38.本实施例所述的胶合层3由紫外胶水或环氧树脂制成。
39.本方案，入射光从第一入射面s11-1入射，经过第一三角棱镜1到达第二出射面s31-3后一部分光反射另一部分光发生折射后穿过第二出射面s31-3；
40.在第二出射面s31-3反射的光通过第一三角棱镜1到达第一入射面s11-1并全反射后通过第一三角棱镜1从第一出射面s21-2垂直出射；
41.从第二出射面s31-3穿过的光依次通过胶合层3、第二入射面s42-1和第二三角棱镜2到达第二出射面2-2，接着一部分光在第二出射面s62-2反射穿过第二三角棱镜2到达第二胶合面s42-1的空气层4并在第二胶合面s42-1全反射，接着穿过第二三角棱镜2从第三出射面s52-3垂直射出，另一部分光折射依次穿过第二出射面s62-2、斜侧面8-1和直角面8-2射出。合理控制第一三角棱镜1、第二三角棱镜2和直角梯形棱镜8的厚度，能使出射光t1、t2和t3等光程差。
42.如图2所示，本实施例的第一入射面1-1与第一出射面1-2的夹角为θ1为48
°
，所述的第一入射面1-1与第一胶合面1-3的夹角为24
°
；
43.所述的第二胶合面2-1与第三出射面2-3的夹角为θ2为48
°
，所述的第二胶合面2-1与第二出射面2-2的夹角为36
°
；直角梯形棱镜8的斜侧面8-1的靠近第一胶合面的角度为78
°
。
44.入射光t从第一入射面1-1垂直入射，反射光在第一入射面1-1的入射角也为θ1，n1为第一三角棱镜1的折射率，θ1满足全反射角θ1大于arcsin1/n1；反射光在第二胶合面2-1的入射角为θ2，n2为第二三角棱镜2的折射率，θ2满足全反射角，θ2大于arcsin1/n2。本实施例的第一三角棱镜和第二三角棱镜都是k9玻璃，其全反射角为41
°
。
45.本实用新型的棱镜系统采用2个三角棱镜就能分出三束光，根据需要通过在第二三角棱镜的第二出射面外增设一个合适厚度和角度的直角梯形棱镜，适当调整三束光的光程差以及从第二三角棱镜的第二出射面出射的光的角度，本实施例通过调整第一三角棱镜、第二三角棱镜和梯形棱镜的角度和厚度使3个出射面的光垂直出射。
46.本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。