斜入射F—P型薄膜滤光片消偏振膜系的仿真分析
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文 由一种膜 系设 计方法 ， 采用 三种不 同折射率材 料 ， 出多层膜 系结 构。分 别对单 腔和 三腔 的 得 三种 实例膜 系进行 了计 算求解及 仿真分 析 ， 结果 表 明此 方 法设 计 的多膜 滤 光片 具有 良好 的消
偏特 性 。
关键词： 薄膜滤光片； 倾斜入射； 中心波长 ； 通带宽度； 消偏振设计
斜 入 射 Ｆ— Ｐ型 薄膜 滤 光 片消偏 振 膜 系 的仿 真分 析
王 种 ， 王 刚
（． １西安 邮电学院电子与信息工程系光学与光信息实验室 ， 陕西 西安 ７０ ２ ； １１１
２ 电子科技大学物理 电子学院 ， ． 四川 成都 ６０ ５ ） １０ ４
摘
要： 滤光 片在斜 入射 时 ， ｓ偏振 光和 Ｐ偏振 光 的中心波长及 通 带宽度 会发 生分 离现 象。本
低折射 率层假定 由 ＳＯ （ ：１４ ８ 组 成 。这 ｉ： ｎ ．５）
致 一 。本文采用三种材料 的膜系结构 ， 可使滤光
片的两种特 性分离 现象都 得到较 好的解 决 。
２ 计算基础
样对于一个给定值 ｍ， 方程式 （ ） 式 （ ） １ 、 ２ 联立可解
基金项 目： 西安邮电 学院中 青年基金项目（ ｏＺ ２０ 一 ６ 资助。 Ｎ ．Ｌ ０８ ｌ ） 作者简介 ： 瓣（ ９２一） 男 ， 王 １ ７ ， 硕士 ， 师， 讲 主要研究方向为光 学， 光通信器件 ， 光学薄膜， 光信息技术及 光纤传 输。Ｅ ｍ ｉ ｃ ７ ＠ ・ ａｌ ｗ ２ ：
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｎｒ ｌｗ ｖ ｌ ｎ ｔ ｎ ａ ｓ ａ ｄ ｗｉｔ ｈ ｒｃｅ ｓ ｏ － ｏａ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ Ｐ ｐ ｌｒｚ ｔ ｎ ｗ ｌ ｓ ｐ ｒ ｔ ｈ ｎ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ａ ｅ ｅ ｇｈ ａ ｄ ｐ ｓ ｂ ｎ ｄ ｈ ｃ ａ ａ ｔｒ ｆＳ ｐ ｌｒ ａｉ ｎ — ａｉａｉ ｉ ｅ ａ ａｅ ｗ ｅ ａ ｉ ｏ ｏ ｏ ｌ ｔ ｅ ｆ ｔｒｉ ｌ ｄ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｇｖ ｓＵ ｌ —ａ ｅ ｌ ｔ ｃｕ ｅ ｆ ｍ ｎ ｅ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｗ ｉｈ ａ ｏ ｔ ｔｒ ｅ ｒｆａ ｔ ｅ ｈ ｌ ｓｔ ｔ ． ｈ ｓ ａ ｅ ｉｅ Ｓｍｕｔ ｌｙ ｒｆ ｍｓｓｒ ｔ ｒ ｒ ｏ ｅｄ ｓｇ ｔ ｏ ｈ ｃ ｄ ｐｓ ｈ ｅ ｅ ｒｃ ｉ ｉｅ ｉｅ ｉ ｉ ｕ ｏ ｖ ｉ ｄ ｘ ｍａｅ ａ ｓ Ｓ ｍｕ ａｉ ｎ ｃ ｌｕａ ｉｎ ｆｔ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒｔ ｌ ｒｄ ｓｇ ｓ ｆｒｓｎ ｌ ａ ｉ ｎ ｈ ｅ ａ ｉ ｅ ｒｖ ｈ ｔ ｎ ｅ ｔｒ ｌ． ｉ ｌ ｔ ａｃ ｔ ｓ ｏ ｈ ｅ ｏ ｃｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｉｎ ｏ ｉｇ ｅ ｃ ｖｔ ａ ｄ ｔ ｒ ｅ ｃ ｖｔ ｓｐ ｏ ｅ ｔａ ｉ ｏ ｌ ｏ ｉ ｅ ｙ ｉ
Байду номын сангаас
ｋ （ 实数 ） 为
（） １
偏振光 中心波长会发生分离
。另一变化是 ： Ｓ
同时 ， ： 令
：
偏振 光 的通 带 宽 度小 于 Ｐ偏 振 光 。 因此 如 果 在 设
２
计 滤光片膜 系 时 ， 如果 能 想办 法 使两 个 偏 振方 向 的反射 率 大 小 相 等 ， 它 们 的 通 带 宽 度 会 趋 于 一 则
第４ ０卷 第 ３期
２１ ００年 ３月
激 光 与 红 外
Ｌ Ｅ ＡＳ Ｒ ＆ Ｉ Ｆ ＲＥ Ｎ ＲＡ Ｄ
Ｖｏ ． ０． ｏ ３ １４ Ｎ ． Ｍａｃ ２ １ ｒｈ， ０ ０
文章编号： ０－ ７（０００－ ９－ １ １ ０８２１）３ ２０ ３ ０ ５ ０ ０
・ 光学材料器 件 与薄膜 ・
中图分类号 ： ４ ４ ４ ０ ８ ． 文献 标识码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉｎ ａ ａｙ ｉ ｆＦ－ ｔ ｉ ｆｌ ｏ ｐ ｌ ｒｚｎ ｌｅ ｓｕ ｅ ｉ ｌｔｏ ｎ ｌ ｓｓｏ Ｐ ｈ ｎ－ ｍ ｎ ｎ－ ｏａ ｉｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｓ ｄ ｉ ｉ
ｉ ｉ ｅ ｎ ｉ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｄ ｉ ｃｄ ｎ ｅ ｌ
１ 引 言
Ａ／ ， 。４ 即为 四分 之膜 系 ； 入射 角为 ， 参数 ｍ待定 。 由文献 ［ ］ 令 ： ７，
： ＝
有角度使用的情况下， 多膜滤光片两偏振光的 光学特性会 发生 两个显 著 的变 化 ， 针对 此现象 ， 有一
些 相关 的研 究 ＿ Ｊ Ｊ 。其 中一个 变化是 ： ｓ偏振光 与 Ｐ
ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｆ ａ ｉｌ ． ｈ ｔ ｏ Ｓ ｅ ｓｂ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｔｉ・ ｌ ｆ ｔｒ；ｉｅ ｎ ｉｅ ｃ ；ｅ ｔ ｖ ｌｎ ｈ；ａｓ ａ ｄｗ ｄｈ；ｏ ・ｏａｉ ｎ ｅｉｎ ｙｗｏ ｄ ：ｈｎｆｍ ｌ ｓｔ ｔｄｉｃｄ ｎ ｅ ｃ ｎｒ ｗａｅｅ ｇ ｐ ｓｂ ｎ ｉｔ ｎ ｎｐ ｌｒ ｉｇｄ ｓｇ ｉ ｉ ｅ ｌ ｌ ａ ｔ ｚ
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２ Ｓｈｏ ｏ Ｐ ｙｉ ｌ ｌ ｔ ｎｃ ，ｎｖｒ ｔ ｏ ｌｃｏ ｉ Ｓｉｎｅａ ｄＴ ｃｎｌ ｙｏ ｈ ａ Ｃ ｅ ｇｕ６０ ５ ， ｈ ａ ．ｃ ｏｌ ｆ ｈｓ ａ Ｅｅ ｒ ｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｅｔｎｃ ｃ ｃ ｎ ｅｈｏ ｇ ｆ ｉ ，ｈ ｎｄ １０ ４ Ｃ ｉ ） ｃ ｃｏ ｓ ｅ ｉ Ｅ ｒ ｅ ｏ Ｃ ｎ ｎ
文 由一种膜 系设 计方法 ， 采用 三种不 同折射率材 料 ， 出多层膜 系结 构。分 别对单 腔和 三腔 的 得 三种 实例膜 系进行 了计 算求解及 仿真分 析 ， 结果 表 明此 方 法设 计 的多膜 滤 光片 具有 良好 的消
偏特 性 。
关键词： 薄膜滤光片； 倾斜入射； 中心波长 ； 通带宽度； 消偏振设计
斜 入 射 Ｆ— Ｐ型 薄膜 滤 光 片消偏 振 膜 系 的仿 真分 析
王 种 ， 王 刚
（． １西安 邮电学院电子与信息工程系光学与光信息实验室 ， 陕西 西安 ７０ ２ ； １１１
２ 电子科技大学物理 电子学院 ， ． 四川 成都 ６０ ５ ） １０ ４
摘
要： 滤光 片在斜 入射 时 ， ｓ偏振 光和 Ｐ偏振 光 的中心波长及 通 带宽度 会发 生分 离现 象。本
低折射 率层假定 由 ＳＯ （ ：１４ ８ 组 成 。这 ｉ： ｎ ．５）
致 一 。本文采用三种材料 的膜系结构 ， 可使滤光
片的两种特 性分离 现象都 得到较 好的解 决 。
２ 计算基础
样对于一个给定值 ｍ， 方程式 （ ） 式 （ ） １ 、 ２ 联立可解
基金项 目： 西安邮电 学院中 青年基金项目（ ｏＺ ２０ 一 ６ 资助。 Ｎ ．Ｌ ０８ ｌ ） 作者简介 ： 瓣（ ９２一） 男 ， 王 １ ７ ， 硕士 ， 师， 讲 主要研究方向为光 学， 光通信器件 ， 光学薄膜， 光信息技术及 光纤传 输。Ｅ ｍ ｉ ｃ ７ ＠ ・ ａｌ ｗ ２ ：
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｎｒ ｌｗ ｖ ｌ ｎ ｔ ｎ ａ ｓ ａ ｄ ｗｉｔ ｈ ｒｃｅ ｓ ｏ － ｏａ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ Ｐ ｐ ｌｒｚ ｔ ｎ ｗ ｌ ｓ ｐ ｒ ｔ ｈ ｎ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ａ ｅ ｅ ｇｈ ａ ｄ ｐ ｓ ｂ ｎ ｄ ｈ ｃ ａ ａ ｔｒ ｆＳ ｐ ｌｒ ａｉ ｎ — ａｉａｉ ｉ ｅ ａ ａｅ ｗ ｅ ａ ｉ ｏ ｏ ｏ ｌ ｔ ｅ ｆ ｔｒｉ ｌ ｄ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｇｖ ｓＵ ｌ —ａ ｅ ｌ ｔ ｃｕ ｅ ｆ ｍ ｎ ｅ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｗ ｉｈ ａ ｏ ｔ ｔｒ ｅ ｒｆａ ｔ ｅ ｈ ｌ ｓｔ ｔ ． ｈ ｓ ａ ｅ ｉｅ Ｓｍｕｔ ｌｙ ｒｆ ｍｓｓｒ ｔ ｒ ｒ ｏ ｅｄ ｓｇ ｔ ｏ ｈ ｃ ｄ ｐｓ ｈ ｅ ｅ ｒｃ ｉ ｉｅ ｉｅ ｉ ｉ ｕ ｏ ｖ ｉ ｄ ｘ ｍａｅ ａ ｓ Ｓ ｍｕ ａｉ ｎ ｃ ｌｕａ ｉｎ ｆｔ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒｔ ｌ ｒｄ ｓｇ ｓ ｆｒｓｎ ｌ ａ ｉ ｎ ｈ ｅ ａ ｉ ｅ ｒｖ ｈ ｔ ｎ ｅ ｔｒ ｌ． ｉ ｌ ｔ ａｃ ｔ ｓ ｏ ｈ ｅ ｏ ｃｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｉｎ ｏ ｉｇ ｅ ｃ ｖｔ ａ ｄ ｔ ｒ ｅ ｃ ｖｔ ｓｐ ｏ ｅ ｔａ ｉ ｏ ｌ ｏ ｉ ｅ ｙ ｉ
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偏振光 中心波长会发生分离
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２
计 滤光片膜 系 时 ， 如果 能 想办 法 使两 个 偏 振方 向 的反射 率 大 小 相 等 ， 它 们 的 通 带 宽 度 会 趋 于 一 则
第４ ０卷 第 ３期
２１ ００年 ３月
激 光 与 红 外
Ｌ Ｅ ＡＳ Ｒ ＆ Ｉ Ｆ ＲＥ Ｎ ＲＡ Ｄ
Ｖｏ ． ０． ｏ ３ １４ Ｎ ． Ｍａｃ ２ １ ｒｈ， ０ ０
文章编号： ０－ ７（０００－ ９－ １ １ ０８２１）３ ２０ ３ ０ ５ ０ ０
・ 光学材料器 件 与薄膜 ・
中图分类号 ： ４ ４ ４ ０ ８ ． 文献 标识码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉｎ ａ ａｙ ｉ ｆＦ－ ｔ ｉ ｆｌ ｏ ｐ ｌ ｒｚｎ ｌｅ ｓｕ ｅ ｉ ｌｔｏ ｎ ｌ ｓｓｏ Ｐ ｈ ｎ－ ｍ ｎ ｎ－ ｏａ ｉｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｓ ｄ ｉ ｉ
ｉ ｉ ｅ ｎ ｉ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｄ ｉ ｃｄ ｎ ｅ ｌ
１ 引 言
Ａ／ ， 。４ 即为 四分 之膜 系 ； 入射 角为 ， 参数 ｍ待定 。 由文献 ［ ］ 令 ： ７，
： ＝
有角度使用的情况下， 多膜滤光片两偏振光的 光学特性会 发生 两个显 著 的变 化 ， 针对 此现象 ， 有一
些 相关 的研 究 ＿ Ｊ Ｊ 。其 中一个 变化是 ： ｓ偏振光 与 Ｐ
ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｆ ａ ｉｌ ． ｈ ｔ ｏ Ｓ ｅ ｓｂ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｔｉ・ ｌ ｆ ｔｒ；ｉｅ ｎ ｉｅ ｃ ；ｅ ｔ ｖ ｌｎ ｈ；ａｓ ａ ｄｗ ｄｈ；ｏ ・ｏａｉ ｎ ｅｉｎ ｙｗｏ ｄ ：ｈｎｆｍ ｌ ｓｔ ｔｄｉｃｄ ｎ ｅ ｃ ｎｒ ｗａｅｅ ｇ ｐ ｓｂ ｎ ｉｔ ｎ ｎｐ ｌｒ ｉｇｄ ｓｇ ｉ ｉ ｅ ｌ ｌ ａ ｔ ｚ
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