在光學(xué)系統(tǒng)中，偏振棱鏡是實現(xiàn)光偏振態(tài)控制的核心元件，廣泛應(yīng)用于激光加工、光學(xué)測量、成像技術(shù)等領(lǐng)域。根據(jù)功能差異，偏振棱鏡主要分為偏振起偏棱鏡（用于提取單一偏振光）和偏振分束棱鏡（用于分離不同偏振態(tài)的光）。本文將解析四種典型棱鏡的工作原理與特性，揭示其在精密光學(xué)中的獨特價值。

    一、偏振起偏棱鏡：純凈偏振光的“過濾器”
    1.格蘭·激光偏振棱鏡（Glan-LaserPrism）
    格蘭·激光棱鏡由兩塊光軸平行的負單軸晶體（如方解石或α-BBO）膠合而成，膠合面鍍有折射率介于晶體尋常光（o光，振動方向垂直光軸）和非尋常光（e光，振動方向平行光軸）之間的涂層。當光垂直入射時，o光與e光在第一塊晶體中無偏折傳播，但到達膠合面時，o光因從光密介質(zhì)（\(n_o\)）射向光疏介質(zhì)（\(n\)），當入射角超過臨界角時發(fā)生全反射，被棱鏡側(cè)壁吸收；而e光因折射率匹配，無偏折通過棱鏡，輸出高純度線偏振光。
    特點：結(jié)構(gòu)緊湊，適用于可見光至紅外波段，但膠合層耐功率較低，適合中低功率激光系統(tǒng)。
    2.格蘭·泰勒偏振棱鏡（Glan-TaylorPrism）
    格蘭·泰勒棱鏡的原理與格蘭·激光棱鏡相似，但摒棄了膠合層，改用空氣隙分離兩塊晶體（邊緣夾墊片固定），并在棱鏡直角面涂覆吸光涂層。當o光到達分界面時，因空氣隙的折射率（\(n=1\)）遠小于\(n_o\)，全反射條件更易滿足，反射的o光被吸光層吸收，而e光保持平行出射。
    優(yōu)勢：空氣隙設(shè)計避免了膠合劑的熱損傷問題，可承受千瓦級高功率激光，且α-BBO材料在紫外至中紅外波段透過率優(yōu)異，成為高功率激光系統(tǒng)的首選。

    二、偏振分束棱鏡：偏振光的“分離器”
    3.沃拉斯頓偏振棱鏡（WollastonPrism）
    沃拉斯頓棱鏡由兩塊光軸垂直的負單軸晶體（如方解石）膠合或光膠而成。入射光垂直第一塊晶體光軸入射時，o光與e光共線傳播但振動方向正交（o光⊥光軸，e光∥光軸）。進入第二塊晶體后，因光軸旋轉(zhuǎn)90°，原o光在第二塊晶體中變?yōu)閑光），原e光變?yōu)閛光。由于，原o光（現(xiàn)e光）折射角減?。ㄏ蛳缕郏?，原e光（現(xiàn)o光）折射角增大（向上偏折），最終兩束光以對稱角度分離，偏折角與晶體材料和棱鏡底角)相關(guān)。
    應(yīng)用：常用于需要分離兩束正交偏振光的場景，如光學(xué)干涉儀、偏振成像系統(tǒng)。
    4.洛匈偏振棱鏡（RochonPrism）
    洛匈棱鏡結(jié)構(gòu)與沃拉斯頓棱鏡相似，但第一塊晶體的光軸與入射光方向平行，此時o光與e光折射率相同，無偏折共線傳播。進入第二塊晶體（光軸垂直于第一塊）后，原e光（振動方向∥第一塊光軸）在第二塊晶體中變?yōu)閛光（振動方向⊥第二塊光軸），折射率發(fā)生偏折；而原o光（振動方向⊥第一塊光軸）在第二塊晶體中仍為e光（振動方向∥第二塊光軸），折射率為，因方向不變無偏折。最終僅原e光發(fā)生單側(cè)偏折，分離角度與波長、材料楔角相關(guān)。
    特點：入射光與光軸平行時無初始雙折射，適合特定角度入射的偏振分束，如激光束的偏振態(tài)分析。

    三、選型指南：材料與場景的匹配
    波長范圍：方解石適用于可見光至近紅外（400-2300nm），α-BBO則覆蓋紫外（190nm）至中紅外（3500nm），后者在深紫外光刻中不可或缺。
    功率承受：格蘭·泰勒的空氣隙設(shè)計優(yōu)于膠合結(jié)構(gòu)，適合高功率激光加工（如光纖激光器）；沃拉斯頓和洛匈的膠合面需避免強光直接照射。
    分束需求：對稱分束選沃拉斯頓，單側(cè)偏折選洛匈；起偏場景中，格蘭·泰勒的高功率耐受性更優(yōu)。
    偏振棱鏡的設(shè)計巧妙利用了晶體雙折射與全反射原理，通過光軸取向、材料匹配和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)了偏振光的高效操控。從激光精密加工到尖端科研儀器，這些“光學(xué)魔法師”持續(xù)推動著光技術(shù)的邊界，其創(chuàng)新迭代也將伴隨新材料（如新型晶體、超表面涂層）的發(fā)展而不斷突破。