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分束镜是一种常见的光学元件，它部分透射和部分反射入射光束，通常比例不等。除了分割光的任务外，还可以使用分束镜将两个单独的光束或图像重新组合成一条路径。本交互式程序通过三种常见的分束镜设计探索光束的透射和反射。
本程序使用立方分束镜进行初始化，该分束镜定位有入射光波，与传播方向成 90 度角（垂直）撞击平面前表面。为了操作本程序，请使用鼠标光标在 25% 到 75% 的范围内平移传输滑块。随着滑块从左向右移动，通过分束镜的光量增加了滑块上方显示的量（百分比）。剩余的百分比以 90 度角（在程序中向上）从分束镜反射。程序中介绍的分束镜类型可以从立方体更改为薄膜或穿孔使用分束镜类型单选按钮集。
分束镜最简单的配置是一块未镀膜的平板玻璃板（如显微镜载玻片），其平均表面反射率约为 4%。当以 45 度角放置时，该板将透射大部分光线，但在与入射光束成 90 度角时反射少量光线。顾名思义，平板分束镜是具有部分镀银涂层的光学皇冠玻璃板，旨在产生所需的透射反射比。这些比率通常在 50:50 和 20:80 之间变化，具体取决于应用。
通常，金属或介电薄膜沉积在第一个分光板的表面（面向入射照明），而背面涂有抗反射涂层（图 1）。可以选择抗反射涂层以匹配光的入射角，以最大限度地减少从板后表面反射的光量并减少重影的可能性。典型的抗反射涂层在 45 度入射角时仅显示约 0.5% 的反射率。还必须对介电涂层进行微调，以在分束镜设计的角度产生适当的反射率、偏振特性和波长分布。因为介电涂层和抗反射涂层在可见光区域的吸光度都可以忽略不计（对于 45 度的 50/50 分束镜，通常为 0.5%），
将介电涂层用于分束镜制造的最严重后果之一是非偏振入射光束的p和s（平行和垂直）偏振分量的不均匀透射和反射。结果，一些介电分束镜根据偏振内容不均分光，这在许多应用中是不受欢迎的。使用介电涂层时，通常可以通过改变入射光的偏振矢量方向来避免这种伪影。此外，可以通过使用更复杂的多层薄膜介电涂层设计来降低极化效应，但通常会以牺牲其他性能为代价。
专门的非偏振分束镜涂层设计用于偏振激光，其中入射辐射必须在透射和反射光束中保持其偏振方向。无论入射光束的偏振状态如何，涂层都可以有效地产生干净的 50/50 激光能量分裂。作为附带优势，入射在这些涂层上的非偏振光具有以几乎相等的比率透射的平行和垂直分量。平板分束镜还可设计为长通和短通边缘滤光片（以 45 度角放置），适用于需要特定波长选择的应用。在长通滤光片的情况下，较长的波长被透射，较短的波长与入射光束成 90 度角反射。短通滤波器以相反的方式起作用（传输短波并反射长波）。充当边缘滤波器的分束镜通常被称为二色镜或二色镜。
立方分束镜是通过将一对匹配的直角棱镜的斜边面粘合在一起而制造的，部分反射膜沉积在一个棱镜的面上（图 2（a））。立方体分束镜的所有四个面都经过抗反射涂层处理，以最大限度地减少重影。为获得最佳效果，入射光束应通过涂有反射膜的棱镜进入分束镜，以便在光束遇到用于将立方体粘合在一起的光学胶之前发生反射。立方体分束镜比平板分束镜更能抵抗机械损伤和变形，主要是因为反射面被夹在玻璃棱镜之间受到保护。
与立方体分束镜相比，平板分束镜具有一些优势，主要是在电介质或金属膜附近没有光学胶，可以吸收光能并降低透射率。因此，平板分束镜可以承受更高水平的辐射而不会受到损坏。单块玻璃板也比双棱镜立方体小得多、轻得多，并且可以更容易地安装到狭小的空间中以实现紧凑的光学配置。
立方体分束镜的高级涂层包括混合金属介电薄膜，结合了两种材料的优点。结果是一个中等效率的宽带分束镜，其吸收水平通常约为 10%，偏振灵敏度很低。吸收损耗几乎在透射光束和反射光束之间平均分配，偏振分量彼此相差 5% 到 10%。其他宽带涂层具有较低的吸收特性，但对极化极为敏感。全介电非偏振涂层设计用于在特定波长下具有高性能，通常用于激光应用。
第三类重要的分束镜由高抗拉强度的弹性膜（如硝化纤维）制成，像帆布一样在黑色阳极化平面金属框架上拉伸。称为薄膜分束镜（图 2（b）），膜厚度范围在 2 到 10 微米之间，非常薄，几乎消除了重影。此外，与平板和立方体分束镜相比，色差、球面和像散等光学像差减少到最低限度，极大地扩展了使用会聚光和发散光的可能性。未涂层的防护膜在整个可见光和近红外光谱区域透射约 92% 的入射光，但通常在紫外线中表现出不可接受的吸光度。对于大多数应用，防护膜在面向入射光束的膜侧涂有薄介电膜。这些分束镜通常会成为由于膜表面非常接近而导致的干扰伪影的受害者，它们也可能受到声学振动的影响。不应触摸 Pellicle 膜表面，只能通过温和的气流进行清洁。
穿孔分束镜（通常称为圆点分光镜；参见图 2(c)) 是通过在固定尺寸的方形孔中用铝薄层涂覆光学玻璃基板来制造的。生成的表面具有“圆点”外观，因此得名。通过仔细调整孔径大小，可以操纵穿孔分束镜中涂层与未涂层表面积的比率，以将入射光束均等地分成透射和反射分量。遇到未涂层表面的光波会通过（由于玻璃反射而损失几个百分点），而那些影响铝涂层的光波会被反射（通常以 45 度角）。然而，穿孔分束镜在很宽的角度范围内表现出的灵敏度可以忽略不计，并且可用于将光束从发散，宽带辐射源，如汞弧灯或卤钨灯。此外，由于衍射，网格图案显示透射光束的发散很小，并且不会受到偏振伪影的影响。这些滤光片也可用于氘灯和氙气灯，并在单色仪、分光光度计和其他光学系统中找到应用。
