一种液晶波片双折射滤光器

摘要

本发明涉及一种液晶波片双折射滤光器，包括晶体座、端盖和套筒。晶体座内包括用于设置晶体的晶体腔，晶体在晶体腔内多级Lyot结构且轴向贯穿设置。晶体室外设置有套筒，套筒两端设置了用于密封的端盖。端盖上设置了真空插座，真空插座上包括了连接到晶体的电极线。晶体室内设置了导流槽，导流槽及晶体腔与晶体之间的间隙内充满了硅油，端盖内侧设置了与导流槽连通的储油腔。真空插座上包括电极线，通过电流改变晶体结构，达到延迟相位的目的。晶体室内设置了流通硅油的导流槽，使晶体之间的间隙被硅油充满，从而达到不会因为晶体之间的间隙而影响折射率。当硅油应为温度升高而体积膨胀时，可以通过流入储油腔来缓解。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳观测设备技术领域，尤其涉及一种液晶波片双折射滤光 器。

背景技术

随着太阳物理研究的深入，对太阳观测的波段、视角及分辨率的要求也 随之提高。传统的地基观测也随着时代的发展，不断的更新设备，改进图像 处理处理方法，提升地基观测能力。但因地球大气吸收、扰动、背景辐射及 观测基地环境如天气等问题的影响，渐渐难以满足日益提高的观测要求。而 空间观测在观测频段、空间及能量分辨率极限，可观测时段等诸多方面，较 传统的地基观测有着无法企及的优势。因此在天文观测方面，进入空间观测 已经成了主流趋势。随着我国的经济和科技的发展，空间观测及空间观测设 备成为我国天文观测的一个重要发展发向。其中，空间观测主要包括了太阳 观测，太阳及太阳磁场的成像是太阳观测的主要对象，双折射滤光器是实现 太阳观测的重要手段，也是天文仪器的重要组成。

双折射滤光器是天文望远镜观测的重要部件，在双折射滤光器的相位调 制中，通常包括电光调制、声光调制和机械调制三种。

声光调制是利用各向异性晶体在声光互相作用下的反常布拉格衍射效应 制成的电可调谐滤光器，能够根据施加的射频信号频率的不同对入射复色光 进行衍射得到特定波长的单色光，达到调制目的。

机械调制是通过机械旋转相位延迟波片，改变其与光路光轴夹角达到延 迟相位的目的，其具体实现方式是通过旋转波片达到相位调制的目的。滤光 器光学结构为多级Lyot结构组合，每一级装在相应的结构件里。每一级都有 一个机械旋转件，从而导致机械结构较复杂，不便于密封，以及体积较大等 问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶波片双折射滤光器，以解决现有技术中采 用光电调制的设备缺失的问题，达到体积小、光束传播精确、晶体相位结构 改变方便的双折射滤光器。

为实现上述目的，本发明提供了一种液晶波片双折射滤光器，包括晶体座、 端盖和套筒，所述晶体座内包括用于设置晶体的晶体腔，晶体在晶体腔内多 级Lyot结构且轴向贯穿设置.晶体室外设置有套筒，套筒两端设置了用于密 封的端盖.所述端盖上设置了真空插座，所述真空插座上包括了连接到晶体的 电极线.晶体室内设置了导流槽，导流槽及晶体腔与晶体之间的间隙内充满了 硅油，所述端盖内侧设置了与导流槽连通的储油腔.所述端盖的中心为与晶体 同轴的隔热玻璃。

优选的，所述晶体座为圆柱形，在晶体座的圆心平面将晶体座平均的分为 上晶体座和下晶体座。

优选的，所述晶体腔内多级Lyot结构厚度不同，其中厚度最厚的Lyot结 构设置在晶体腔的中部。

优选的，所述储油腔为设置在端盖端面的圆环。

优选的，所述储油腔为设置在端盖端面的圆弧。

优选的，所述端盖与套筒法兰连接，在端盖与法兰的连接面上还设置了用 于密封的密封圈。

优选的，所述一个端盖的外侧还设置了与隔热玻璃同轴的干涉滤光片装 置。

优选的，所述端盖的外侧还设置了隔热装置。

优选的，所述端盖的外侧还设置了干涉滤光片装置，所述干涉滤光片装 置与隔热玻璃同轴的设置在隔热装置上。

本发明通过设置一种液晶波片双折射滤光器，包括晶体座、端盖和套筒， 所述晶体座内包括用于设置晶体的晶体腔，晶体在晶体腔内多级Lyot结构且 轴向贯穿设置。晶体室外设置有套筒，套筒的内径与晶体室相配合。套筒两 端设置了用于密封的端盖，从而使晶体和晶体座在套筒内密封。端盖上设置 了真空插座，真空插座上包括连接到晶体的电极线，从而通过电流改变晶体 结构，从而改变液晶波片的折射率，达到延迟相位的目的。所述套筒内还充 满了硅油，晶体室内设置了流通硅油的导流槽，导流槽及晶体之间的间隙内 充满了硅油，使晶体之间的间隙被硅油充满，从而达到不会因为晶体之间的 间隙而影响折射率。端盖内侧设置了与导流槽连通的储油腔，当硅油应为温 度升高而体积膨胀时，可以通过流入储油腔来缓解。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种Lyot结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光器剖面主视图结构；

图3为本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光器截面视图结构；

图4-1至图4-4为本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光器的端 盖和储油腔结构图；

图5为本发明实施例提供的一种上晶体座立体结构图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种Lyot结构的液晶波片示意图，如图1所 示，包括偏正片101、冰洲石102、H-1/2波片103、LCVR-液晶波片104组成。 本发明实施例提供的Lyot结构其从左至右依次的排列顺序为P-偏振片101、 B-冰洲石102、H-1/2波片103、B-冰洲石102、LCVR-液晶波片104。该结构 在不同的使用需求时各个层级的厚度有所不同，但其层级结构不会改变。在 本发明的实施例中，为了描述的方便，统一将Lyot结构的液晶波片称为晶体 201。

本发明公开了一种液晶波片双折射滤光器，通过将晶体座202内设置贯 穿的晶体腔203，将晶体201包裹在晶体腔203内，晶体201在晶体腔203内 多级Lyot结构且轴向贯穿设置，即本发明实施例中所提到的晶体201为多级 Lyot结构设置的液晶波片。晶体座202外设置有套筒204，套筒的内径与晶 体座202相配合。套筒204两端设置了用于密封的端盖205，端盖205上设置 了真空插座206，真空插座206上包括连接到晶体201的电极线。套筒204内 还充满了硅油，晶体座202内设置了流通硅油的导流槽207，导流槽207及晶 体201之间的间隙内充满了硅油。端盖205内侧设置了与导流槽207连通的 储油腔208，当硅油应为温度升高而体积膨胀时，可以通过流入储油腔208来 缓解。端盖205的中心为与晶体同轴的隔热玻璃209，同时还能使光线从晶体 腔203的一侧穿入，另一侧穿出。在端盖205的一侧还设置了干涉滤光片装 置210。

通过将晶体201设置在上下分开的晶体座202，从而使晶体201的装拆更 加的方便。晶体座202设置在套筒204内，并对套装204进行整体的加热， 使整个晶体座202内晶体201的温度完全相同。套筒204的两端设置了用于 密封的端盖205，套筒204内及晶体201之间的间隙充满了硅油，从而不会由 于空气的存在影响折射率。

图2为本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光器剖面主视图结构， 图3为本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光器截面视图结构，如图2 和图3所示，包括晶体座202、套筒204和端盖205。晶体座202为圆柱形， 晶体座202从圆心平面分为上晶体座2021和下晶体座2022。当晶体201放入 下晶体座2021后，上晶体座2021和下晶体座2022固定连接，从而使晶体201 不会脱离出晶体座202。晶体座202内设置了晶体腔203，晶体腔203也被平 均分为上晶体腔2031和下晶体腔2032。设置在上晶体座2021的晶体腔202 为上晶体腔2032，设置在下晶体座2022的晶体腔202为下晶体腔2031。晶 体201的形状可以为矩形，晶体201相配合的设置在晶体腔203内，晶体腔 203随晶体201尺寸变化而变化(例如，偏正片、冰洲石、LCVR-液晶波片的 长宽为32*32，H-1/2波片的长宽的37*37，则晶体腔在设置偏正片、冰洲石、 LCVR-液晶波片处的内径为32*32，在设置H-1/2波片川的内径为37*37)。 晶体201的形状也可以是其它形状(例如圆形)，晶体腔203的形状跟随晶 体201的形状变化。进行装配连接时，首先将晶体201放入下晶体腔2021内， 再将上晶体腔2032套入晶体201内，由此晶体201在晶体腔203内不发生移 动，晶体201在晶体腔203内更加的稳定，再将上晶体座2021和下晶体座2022 固定连接，形成一个外形轮廓为圆柱形，内部设置了矩形透光的晶体201固 定结构。

晶体腔203设置在套筒204内，套筒204的两端设置了端盖205，端盖 205将套筒204的内孔形成了密封空间。套筒204的内径与晶体座202的外径 大小相同，为了使晶体座202与套筒204和端盖205之间保持固定的位置， 在晶体座202的外径和套筒204的内径设置相配合的定位槽211，定位槽211 至少包括一组，端盖204上设置了与定位槽211相配合的定位块，从而使套 筒204、端盖205和晶体座202之间始终保持相对的固定。

由于加工精度的影响，多组Lyot结构的晶体201之间可能存在缝隙、晶 体表面的微观不平整等现象，从而导致折射率出现不可控的改变。套筒204 内还充满了硅油，通过硅油排除晶体201之间的缝隙和表面不平整。在下晶 体腔2031上，设置了导流槽207，使硅油在各个整个晶体腔203上左右流动。 在本发明实施例的一侧端盖204上，还设置了储存硅油的储油腔208。由于导 油槽207和晶体201的缝隙之间充满了硅油，当设备使用温度升高时，硅油 的体积将会上升，从而储油腔208可以存储体积增大和的多余的硅油。

图4-1至图4-4为本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光器的端 盖204和储油腔207结构图，如图4-1至4-2所示，储油腔208可以是圆环 形，也可以是圆弧形或矩形，只要与导油槽207连接并被端盖204密封即可。 在本发明的另一个例子中，如图4-3至图4-4所示，还包括一种设置在晶体 座202上的储油腔208。储油腔208沿晶体座202的外圆柱面设置，储油腔 208可以是只设置在下晶体座2022上的圆弧形也可以是同时设置在上晶体座 2021和下晶体座2022上的圆环形。

其中一个端盖204上设置了真空插座206，真空插座206上设置了电极线， 电极线的两端分别连接至晶体的两侧，通过电压驱动，使晶体201在电压下 改变晶体201结构，从而达到改变折射率的目的。图5为本发明实施例提供 的一种上晶体座立体结构图，如图5所示，为了使电极线在设备内更加方便 的连接，在上晶体座上还设置了连线槽212。连线槽212上设置了穿过电极的 连接孔214。所示连线槽212设置在上晶体座2021顶部的左右对称面。在上 晶体座2021的一端，设置了融合左右对称的连线槽212的安装部213，真空 插座206设置在安装部213内。

端盖205的中部为隔热玻璃209，从而避免了设备外的局部温度传递至晶 体201上，导致晶体201上局部部位温度的升高或降低，影响晶体201结构。 同时又不影响光线从设备的一端穿入，另一端穿出。为了使设备整体处于同 样的温度，套筒204外还设置了加热装置，加热装置在套筒204外绕套筒204 设置。

端盖205的外侧设置了与隔热玻璃209同轴的隔热装置215，隔热装置 215内径与隔热玻璃209相同或大于隔热玻璃209，隔热装置215内径还设置 了可透光的材质(例如玻璃)。在一端的隔热装置215上设置了干涉滤光片 装置210，通过加入干涉滤光片装置210能够获得窄带滤光。

在本发明实施例提供的一种液晶波片双折射滤光装置，在使用的过程中 首先通过包裹在套筒204上的加热装置对设备进行加热，当设备达到工作的 最佳温度、及整个设备温度均衡时，再开始进行其它工作。由于温度的升高， 硅油在密封的套筒204内的温度将升高，同时伴随着硅油体积的增大，多余 的硅油将，流进储油腔208中。此时，通过真空插座206连接电源，通过电 压对各个晶体201的结构进行调制，使晶体201结构改变为工作需要的折射 率。当晶体201的折射率调制完成后，光线从干涉滤光片装置210穿过，满 足窄带的要求，再穿过晶体201，通过晶体201进行高精度的滤光后通过滤光 器。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而 已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。