[发明专利]一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统及其设计方法

权利要求书

1.一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统，其特征在于，包括：若干组反射镜组和偏振光，每一所述反射镜组包括两个相对方位旋转90度的反射镜，所述偏振光以准直光束入射，且依次经过若干组所述反射镜组反射后出射，所述偏振光在任一所述反射镜上的入射角均为45度，以对宽波段的偏振光进行偏振保持传输，

所述反射镜组设置有三组，三组所述反射镜组包括：第一反射镜组、第二反射镜组和第三反射镜组；所述第一反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的相对方位旋转角度为90度；所述第二反射镜组包括第三反射镜和第四反射镜，所述第三反射镜和第四反射镜的相对方位旋转角度为90度；所述第三反射镜组包括第五反射镜和第六反射镜，所述第五反射镜和第六反射镜的相对方位旋转角度为90度；

所述偏振光经过前光路以准直光束且入射角为45度入射到所述第一反射镜的镜面，所述偏振光依次经过所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜和第六反射镜进行反射后出射至后光路。

2.如权利要求1所述的一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统，其特征在于，所述偏振光为水平线偏振光、竖直线偏振光、45度线偏振光和-45度线偏振光中的任意一种。

3.如权利要求1所述的一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统，其特征在于，所有所述反射镜均采用同一批次的母镜切割而成。

4.如权利要求1所述的一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统，其特征在于，每一所述反射镜的面形精度RMS均优于1/40λ，其中λ＝632.8nm，λ为波长，且对水平偏振光和竖直偏振光的透光率差异均优于2％。

5.如权利要求1所述的一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统，其特征在于，所述第一反射镜组、所述第二反射镜组和所述第三反射镜组均设置于库德光路支撑架上。

6.一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统设计方法，其基于权利要求1-5中任一项所述的具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统，其特征在于，包括：

步骤S1：对偏振光的传输过程进行分析，将偏振光状态和光学元件的传输矩阵分别用琼斯矢量和琼斯矩阵表示；

步骤S2：根据所述光学元件的传输矩阵，计算偏振光经过反射镜组的传输矩阵；

步骤S3：根据所述偏振光经过反射镜组的传输矩阵，确定所述偏振光经过反射镜组的传输矩阵受相对相位延迟影响最小时，反射镜组内的两个反射镜之间的相对方位旋转角度θ的最优解，得到相对方位旋转角度θ的最优解为90度；

步骤S4；根据步骤S3的结果建立库德光路，所述库德光路包括若干组反射镜组，每一所述反射镜组包括两个反射镜，且两个反射镜的相对方位角度旋转90度；所述偏振光以准直光束且入射角为45度入射，且依次经过若干组所述反射镜组进行反射后射，以对宽波段的偏振光进行偏振保持传输。

7.如权利要求6所述的一种具有宽波段偏振保持功能的库德光路系统设计方法，其特征在于，步骤S1中所述偏振光用两正交偏振分量的琼斯矢量进行表示，其表达式为：

式中：E_x、E_y分别表示X、Y分量的复振幅，

当设计波长为λ，假设两反射镜X分量的反射率均为r_x²，Y分量的反射率均为r_y²，平面镜导致X、Y分量之间产生相位延迟为δ，且两振幅分量反射率有一定差异时，所述反射镜组的传输矩阵表达式为：