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分光镜

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分光镜
分光镜
分光镜的运作展示图 1 - 入射光 2 - 50% 穿透光 3 - 50% 反射光
分光镜的运作展示图
1 - 入射光
2 - 50% 穿透光
3 - 50% 反射光
镀铝分光仪
镀铝分光仪
介电质涂层分光镜的相移
介电质涂层分光镜的相移

分光镜为一光学仪器,可以将一束光线分成两束,是许多光学仪器(如干涉仪)的重要组件,以至使用光纤的电信设备。

设计

最常见的分光镜为一玻璃方块,由两个玻璃三角柱沿对角线以聚酯环氧树脂聚氨酯黏合剂黏合而成。经调校黏合剂的厚度后,特定波长的光束从分光镜的一面进入后有一半会穿过,另一半则反射。这是由于受抑全内反射的原故。

另一个设计是在一片玻璃或塑胶上镀上一层,其厚度使得一束特定波长的光在45度角射向玻璃时会被等分。而为了减少涂层所吸收的光,出现一种名为“瑞士芝士”的分光镜。一些经打磨的多孔铁片会被溅镀到玻璃上,或其上的金属会以化学或机械作用蚀刻。除了金属涂层外,也有使用二色性光学涂层。视乎涂层的特性,入射光的反射比率取决其皮长。在一些椭圆形反射式聚光灯会以此分开不需要的红外线。此外也用作激光产生器的输出耦合镜以选择波长。

第三种则为分色棱镜,是为不同棱镜的组合,使用二色性涂层以将入射光分为数束不同波长的光。此仪器曾用于摄像管、特艺七彩等技术中,现今应用包括相机的三色感光耦合元件(将影像转为单色光)和电视的三色液晶显示器(将单色光结合投射影像)。

无源光网络中的单模光纤的交叉拼接来达到分光的效果。

相移

马赫-曾德尔干涉仪等例子中,分光镜用以重合一些光束。理论上两束入射光会有两束光线射出,但藉分光镜的原理可使其中一束光线的振幅为零。但由于能量的守恒,至少其中一束光线会出现相移。例如当具偏振的光线到达介电质(如玻璃)的表面,而光波的电场在介电质的平面,反射光会具π的相移,穿透的光线不会有相移。相移可以菲涅耳方程计算。[1]但相移亦会受分光镜的物理和几何性质影响,如上述情况不适用于导电涂层,其两束射出的光线皆会有相移。

用途

除了光学实验外,此仪器也可用在摄影(如拍摄立体影像)、制造激光(以输出耦合镜筛出足够强度的激光)、光纤系统(把信号由光纤划分成子光纤)中。一些使到此类仪器或概念的实验包括:

另见

参考

  1. ^ Zetie, K P; Adams, S F; Tocknell, R M, How does a Mach–Zehnder interferometer work? (PDF), [13 February 2014] 
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