偏振保持二向色光学模块/保偏分束立方

偏振保持二向色光学模块/保偏分束立方

PolarGuard 是一款由日内瓦大学（University of Geneva）研发的偏振保持二向色光学模块，面向拉曼光谱、荧光与多光子显微、干涉测量、量子光学等对光偏振态控制有严格要求的光学系统。

在上述系统中，反射镜、分束器、二向色镜、滤光片等元件大多在远离正入射的条件下使用——以 45° 放置的二向色镜为典型。斜入射会使 p、s 两个偏振分量的幅值与相位产生失衡，造成偏振畸变，进而引起测量信号失真、成像对比度下降。PolarGuard 针对这一长期存在的工程难题给出了简单而有效的解决方案。

模块采用主动光学元件与角镜（corner mirrors）的组合结构，在反射与透射两个通道同时对偏振畸变进行全补偿；同时保持光束出入位置与方向不变（preserve beam crossing），因此可以直接替换光路中原有的任何光学元件，无需对原有光路做任何改动。

每个通道支持双模块级联，可进一步提升滤光效果，或允许搭配成本更低的光学元件实现同等性能。模块兼容任意类型的有源光学元件：反射镜、二向色滤光片、分束器等均可直接安装。

PolarGuard 提供两种标准形态：显微镜模块（Microscopy Module，通光孔径 6 mm，兼容大多数商用显微镜）与 30 mm 笼式系统模块（30 mm Cage Module，通光孔径 7 mm），并支持根据具体光路需求定制。

反射模式

分束模式

产品特点

• 反射 + 透射双通道全补偿
  主动光学元件与角镜组合，对斜入射引起的偏振畸变进行全补偿，反射模式与分束模式均可使用。

• 保持光路不变，直接替换
  模块保持光束交叉位置与方向，可替换光路中任何原有光学元件（二向色镜、分束器等），无需重新设计光路。

• 兼容任意光学元件
  反射镜、二向色滤光片、分束器等各类有源元件均可安装，不受元件类型限制。

• 紧凑设计，适配商用显微镜
  显微镜模块通光孔径 6 mm，结构紧凑，兼容大多数商用显微镜，已在尼康（Nikon）多光子显微镜上完成实测验证。

• 双模块级联增强
  每个通道支持两模块级联，提升滤光效果，或允许搭配成本更低的光学元件实现同等性能。

• 实验验证的可靠表现
  基于穆勒矩阵（Muller matrix）重建的实验数据验证补偿效果；相关应用成果发表于 APL Photonics、Nature Communications、Physical Review Letters 等学术期刊。

选型对比

技术参数指标

应用场景

PolarGuard 适用于一切依赖偏振态精确控制的光学测量与成像场景：偏振拉曼光谱与非线性拉曼张量重建、荧光与多光子显微、二次谐波（SHG）与谐波纳米颗粒成像、干涉测量、量子光学实验，以及范德华材料磁光表征、二维材料磁性与自旋-阀效应研究等前沿方向。

在显微成像系统中，PolarGuard 可替换显微镜滤光块或光路中的二向色镜，在不改动原有设计的条件下恢复偏振纯度，提升偏振分辨成像的信噪比与对比度；在光谱与干涉实验中，笼式系统模块可与标准 30 mm 笼式光具组直接集成，快速搭建偏振稳定的测量光路。

问答小贴士

1. PolarGuard 与普通二向色镜支架有什么区别？
   普通支架仅起机械固定作用，45° 斜入射时 p、s 偏振分量的幅值与相位仍会失衡，造成偏振畸变。PolarGuard 通过主动元件与角镜组合，在反射与透射两个通道对偏振畸变进行全补偿，同时保持光路不变。

   
   

2. 替换原有元件时，需要重新设计光路吗？
   不需要。模块保持光束出入位置与方向（beam crossing），可直接替换光路中原有的二向色镜、分束器等元件，原有光路设计无需任何改动。

   
   

3. 如何安装到显微镜或光学平台上？
   显微镜模块（6 mm 通光孔径）兼容大多数商用显微镜，已在尼康多光子显微镜上完成实测验证；光学平台应用可选择 30 mm 笼式系统模块（7 mm 通光孔径），与标准笼式光具组直接集成。

   
   

4. 特殊光路或特殊元件需求可以满足吗？
   可以。PolarGuard 支持按通光孔径、安装接口与光学元件组合定制；每通道还支持双模块级联，用于进一步提升滤光效果或搭配成本更低的元件。