专利名称：一种滤光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光应用技术领域，特别涉及一种滤光装置。
背景技术：
目前，液晶显示装置中，显示所有的彩膜一般为薄膜吸收滤光片。薄膜吸收滤光片是在特定材料片基上，用化学浸蚀使吸收线正好位于需要的波长处。一般，这种滤光片是塑料或玻璃片再加入特种染料做成的。例如玻璃片的折射率原本与空气差不多，所有色光都可以通过，因此是透明的，但是染了特种染料后，分子结构变化，折射率也发生变化，对某些色光的通过就有变化了。当特种染料为蓝色时，一束白光通过该蓝色滤光片，射出的是一束蓝光，而绿光、红光极少，大多数被滤光片吸收了 ；而当特种染料为红色时，一束白光通过该红色滤光片，射出的是一束红光，如此类推。上述应用染料介质对不同波长的电磁波的吸收实现了滤波，但是，这种滤光片的性能严重依赖于染料介质的质量，以及侵染工艺。当染料介质的质量不好，或者，滤光片上染料介质的薄厚不均时，透过该滤光片的光线的中心波长就不一定是设定的波长。并且，染料介质的配置，以及侵染工艺都比较复杂，因此，现有的滤光片的制造工艺比较复杂，其成本也比较高。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种滤光装置，用以减少滤光装置的制造工艺。本实用新型实施例提供一种滤光装置，包括半波片(100)和偏振光片O00)，其中，所述半波片(100)和所述偏振光片(200)平行放置。本实用新型实施例中，滤光装置包括半波片和偏振光片，这样，根据不同波长的偏振光在各向异性中传播时的差异，将不同波长的光按照偏振态分开，然后利用偏振光片实现滤光的功能。因此，滤光装置的构件简单，制作工艺简单。
图1为本实用新型实施例一中滤光装置的结构图；图2为本实用新型实施例二中滤光装置的结构图；图3为本实用新型实施例三中滤光装置的结构图。
具体实施方式
本实用新型实施例中，滤光装置中，半波片与偏振光片组合使用，实现分光滤光。光的颜色由其波长决定，半波片只能改变光波的相位而不能改变其波长，所以一种颜色的光经过半波片后颜色不会变化，只是其相位改变了。并且，半波片也只是改变偏振光的偏振状态，这样，线偏振光经过半波片后还是线偏振光，只不过偏振的方向变化而已。[0013]偏振光片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽。这样，半波片与偏振光片组合使用时，当入射光射入半波片后，该半波片改变入射光中每种单色光的相位，即可对每种单色光进行偏转。其中，单色光的半波长与半波片的波长之间的波长差不同，其改变的相位大小也不同，即单色光偏转的角度不同。若单色光的半波长与半波片的波长相等，即它们之间的波长差为零时，则可将该单色光偏转为一种方向的线偏振光。并当该方向与偏振光片可通过的光的方向一致，该单色光即可通过偏振光片射出。其他波长的单色光经半波片偏转后，其射出的方向与偏振光片可通过的光的方向不一致，因此，这些单色光不能从偏振光片中射出，或者只能部分从偏振光片中射出，即其他波长的单色光经过偏振光片时都一定程度的吸收，吸收率随着单色光的半波长与半波片的波长之间的波长差的增加逐渐增大。可见，半波片与偏振光片组合使用时，半波片首先进行分光，不同波长的单色光射出的方向不同，这样，当分光后的一种波长的单色光的方向与偏振光片可通过的光的方向一致时，该单色光通过偏振光片，从而实现了滤波。例如半波片与偏振光片平行放置，当半波片的慢轴和偏振光片的透过轴成45° 夹角，且半波片的波长And = 275nm时，只有波长为550nm的单色光经过偏振光片时可以通过，其它波长的单色光经过偏振光片时都有一定程度的吸收，吸收率与随着波长差的增加逐渐增大，经过多次吸收过滤之后，就会实现以550nm为峰值中心的光束，从而达到滤光的效果。因此，根据上述滤波过程，可以构建以一种滤光装置。实施例一，参见图1，该滤光装置包括半波片100和偏振光片200。其中，半波片 100的和偏振光片200平行放置。在这种滤光装置中，入射光射入半波片后，只有设定波长的单色光可以从偏振光片200中射出，其他波长的单色光可以部分，或者不能从偏振光片200中射出。这里，能通过的单色光的波长根据半波片100的波长，以及半波片100的慢轴和偏振光片200的透过轴之间的夹角决定。例如当半波片100的慢轴和偏振光片200的透过轴之间的夹角为45° 时，只有半波长与半波片100的波长相等的单色光可以从偏振光片200中射出，其他波长的单色光可以部分，或者不能从偏振光片200中射出。因此，当确定需求的单色光的波长后， 根据该波长选择半波长，以及调整半波片100的慢轴和偏振光片200的透过轴之间的夹角。本实施例中，当入射光一般为偏振光。若该入射光只包括可完全通过偏振光片的设定波长的单色光和其他经过该滤光装置不能射出的单色光时，采用该滤光装置，可以实现滤波功能。该滤光装置只包括了半波片100和偏振光片200，这些都是比较成熟的光学器件， 因此，很容易根据需要滤光的波段选择到半波片100和偏振光片200，构建成滤光装置。可见，本实用新型中，滤光装置的制造工艺简单，但是，当本实施例中入射光还包括其他单色光时，例如自然光对应的圆偏振光， 此时，采用该滤光装置时，由于其他波长的单色光只是被偏振光片吸收了一次，还是可以部分从偏振光片200中射出，因此，该滤光装置对这种入射光的滤光效果还不是很好。可见， 上述实施例中的滤光装置的应用范围还不是很广。下面对该滤光装置作了进一步的改进，扩大其应用范围，使其对任意的合光都能实现分光滤波。实施例二，参见图2，该实施例中，滤光装置包括半波片100和偏振光片200 ；还包括第一反射镜300和第二反射镜400。其中，半波片100的和偏振光片200平行放置， 第一反射镜300和第二反射镜400也分别与半波片100平行；并且第一反射镜300的反射面和第二反射镜400的反射面相对；偏振光片200位于第一反射镜300与第二反射镜400之间；半波片100位于第一反射镜300与偏振光片200之间。即第一反射镜300的反射面与半波片100相对；第二反射镜400的反射面与偏振光片200相对。这样，当半波片100的慢轴和偏振光片200的透过轴成45°夹角时，圆偏振光的入射光经过第一反射镜300的第一反射面射入半波片100中，半波长与半波片100的波长相等的单色光可以从偏振光片200中完全射出，其他波长的单色光被部分吸收后射出，射出的光被第二反射镜400的第二反射面射入偏振光片200中，同样，半波长与半波片100 的波长相等的单色光可以从偏振光片200中完全射出，其他波长的单色光被部分吸收后射出，射出的光经过半波片100，到达第一反射镜300的第一反射面后再次反射到半波片100， 并射入偏振光片200，此时，仍是半波长与半波片100的波长相等的单色光可以从偏振光片 200中完全射出，其他波长的单色光被部分吸收后射出，射出光到达第二反射镜400的第二反射面。当第一反射镜300和第二反射镜400足够长时，上述过程可以进行多次，这样，经过偏振光片200多次的吸收过滤，就可以形成一束以波长为半波片100的波长2倍为峰值的光束。这里如图2所示，入射光经过偏振光片200的四次吸收过滤后出射，当半波片的波长And = 275nm时，则出射光为以550nm为峰值中心的光束。当半波片100的慢轴和偏振光片200的透过轴之间的夹角不同时，通过上述滤波装置，形成光束峰值波长也不一样。这里仅用半波片100的慢轴和偏振光片200的透过轴之间的夹角为45°为例进行描述，其他的夹角也可以。当然，本实施例不限于此，对任意的合成光对应的圆偏振光都可以进行分光滤波， 而分光滤波的精度依据第一反射镜300和第二反射镜400的长度，当第一反射镜300和第二反射镜400比较长时，可以经过偏振光片的多次吸收过滤，最终形成以波长为半波片100 的波长2倍为峰值的光束。这里，入射光可以偏振光也可以是非偏振光，例如自然光，或者氙灯发出的光。 这样，当入射光射入该装置，第一次经过半波片与偏振光片时，就使的该入射光转换为偏振光，从而进行后续的滤波过程。由于第一反射镜300，或只有第二反射镜400也是成熟的光学器件，因此，该滤光装置的制作工艺也比较简单。并且，由于经过偏振光片200多次的吸收过滤，出射光的波段比较集中，提高了滤光装置对滤过的中心波长的控制精度，改善了滤光效果。当然，本实用新型的实施例中，也可以只有第一反射镜300，或只有第二反射镜 400。只有第一反射镜300时，只对入射光进行调整，但仍然只经过偏振光片的一次吸收过滤，因此，滤光效果还不是很好。当只有第二反射镜400时，经过偏振光片的两次吸收过滤， 可提高滤光装置对滤过的中心波长的控制精度，在一定程度上改善了滤光效果。[0035]在上述实施例中，第一反射镜300和第二反射镜400为平面镜，因此，为了使第一反射镜300和第二反射镜400能对光进行反射，入射光与第一反射镜300必须有一定的夹角，该夹角不等于0°、90°、或180°。在这种实施例中，当入射光的角度固定后，不能调整射入半波片的光线的角度，并且也不能调整出射光的角度，因此，下面的实施例中对此做了进一步改进。实施例三，参见图3，该实施例中，滤光装置包括半波片100、偏振光片200、第一反射镜300和第二反射镜400。还包括第三反射镜500和第四反射镜600。其中，半波片100 的和偏振光片200平行放置，第一反射镜300和第二反射镜400也分别与半波片100平行。第三反射镜500与第一反射镜300连接，第三反射镜500的反射面与半波片100 相对。第三反射镜500与第一反射镜300所成的角度大于0°并且小于90°第四反射镜600与第二反射镜400连接，第四反射镜600的反射面与偏振光片200 相对。第四反射镜600与第二反射镜400所成的角度大于0°并且小于90°。这样，光线在半波片100、偏振光片200、第一反射镜300和第二反射镜400之间的光线线路与实施二类似，就不再累述了。在本实施例中，由于第三反射镜500与第一反射镜300所成的角度大于0°并且小于90°，这样，入射光可以与第一反射镜300间的夹角可以是任意的，例如图3所示的夹角为90°。由于第四反射镜600与第二反射镜400所成的角度大于0°并且小于90°，这样， 出射光可以与第二反射镜400间的夹角也可以是任意的，例如图3所示的夹角为90°。第一反射镜300和第三反射镜500的连接可以是固定连接，也可以是活动连接，当其为固定连接时，两者可以是一体的，或者分开的。当其为活动连接时，可以根据入射光的角度来调整第三反射镜500与第一反射镜300所成的角度。同样，第二反射镜400和第四反射镜600的连接可以是固定连接，也可以是活动连接，当其为固定连接时，两者可以是一体的，或者分开的。当其为活动连接时，可以通过调整第四反射镜600与第二反射镜400所成的角度来调整出射光的角度。当然，本实施例中，可以只包括第三反射镜500，或第四反射镜600。当只包括第三反射镜500时，可调整入射到半波片的光线的角度。当只包括第四反射镜600时，可调整出射光的角度。在本实施例中，不仅可以对滤过的中心波长的进行控制，还可以对射入半波片的角度进行控制，以及对出射光的角度进行控制，进一步提高滤光装置的性能。在上述所有实施例中，半波片100按材质分，可以分为晶体半波片，聚合物半波片、或液晶半波片。其中，晶体包括云母、方解石、或石英。当半波片100为体半波片或聚合物半波片时，要想实现不同颜色的滤波，只能更换上述滤光装置的半波片100。例如当需要波长为500nm的光束时，选用的半波片的波长为250nm ；当需要波长为750nm的光束时，则需将半波片更换为波长375nm的半波片。即该滤光装置还不能自动切换滤波波长。当半波片100为液晶半波片，即半波片为液晶盒时，该滤波装置还包括与半波片连接的电压控制模块，这样，通过电压控制模块对液晶盒的电压控制，调节波长，达到不同波长的滤波效果，从而实现自动切换滤波波长。[0050]上述滤光装置可以替代现有的滤光片，应用于各种光学应用领域。例如做成单色仪，从连续光谱中得到偏振的单色光。或者，应用于激光器谐振腔中，滤去不必要的杂光中， 促进激光的生长。本实用新型实施例中，滤光装置包括半波片和偏振片，这样，根据不同波长的偏振光在各向异性中传播时的差异，将不同波长的光按照偏振态分开，然后利用偏振片实现滤光的功能。因此，滤光装置的构件简单，制作工艺简单。另外，该装置还可以包括第一反射镜和第二反射镜，这样，通过第一反射镜和第二反射镜，可以进行多次吸收过滤，进一步提高该滤波装置控制滤过的中心波长的精度。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种滤波装置，其特征在于，包括半波片(100)和偏振光片000)，其中，所述半波片(100)和所述偏振光片(200)平行放置。
2.如权利要求1所述的滤波装置，其特征在于，还包括第一反射镜(300)，其中，所述第一反射镜(300)与所述半波片(100)平行；所述第一反射镜(300)的反射面与所述半波片(100)相对。
3.如权利要求1或2所述的滤波装置，其特征在于，还包括第二反射镜000)，其中， 所述第二反射镜(400)与所述偏振光片(200)平行；所述第二反射镜G00)的反射面与所述偏振光片(200)相对。
4.如权利要求2所述的滤波装置，其特征在于，还包括第三反射镜(500)，其中，所述第三反射镜(500)与所述第一反射镜(300)连接；所述第三反射镜(500)的反射面与所述半波片(100)相对。
5.如权利要求4所述的滤波装置，其特征在于，所述第三反射镜(500)与所述第一反射镜(300)所成的角度大于0°并且小于90°。
6.如权利要求3所述的滤波装置，其特征在于，还包括第四反射镜(600)，其中，所述第四反射镜(600)与所述第二反射镜(400)连接；所述第四反射镜(600)的反射面与所述偏振光片(200)相对。
7.如权利要求6所述的滤波装置，其特征在于，所述第四反射镜(600)与所述第二反射镜G00)所成的角度大于0°并且小于90°。
8.如权利要求1所述的滤波装置，其特征在于，所述半波片(100)包括晶体半波片、 聚合物半波片、或液晶半波片。
9.如权利要求8所述的滤波装置，其特征在于，当所述半波片(100)为液晶半波片时， 还包括与所述半波片(100)连接的电压控制模块。
10.如权利要求8所述的滤波装置，其特征在于，当所述半波片(100)为晶体半波片时， 其材质包括云母、方解石、或石英。
专利摘要本实用新型公开了一种滤光装置，用以减少滤光装置的制造工艺。该滤光装置，包括半波片(100)和偏振光片(200)，其中，所述半波片(100)和所述偏振光片(200)平行放置。这样，根据不同波长的偏振光在各向异性中传播时的差异，将不同波长的光按照偏振态分开，然后利用偏振光片实现滤光的功能。滤光装置的构件简单，制作工艺简单。
文档编号G02B27/28GK202025133SQ20112013767
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者张培林, 柳在健, 秦广奎 申请人:京东方科技集团股份有限公司