分光鏡是什麼？原理、種類、用途一次看！

分光鏡其實是一種光學元件，可以將光線反射或是穿透，許多光學儀器中都會使用到，在各行各業中也扮演著重要的角色，分光鏡的原理是甚麼？分光鏡的種類有哪些？分光鏡可以應用在那些地方？以及暘恩過去的實際案例，接下來在本文中都會一一詳細說明。
 

分光鏡原理是什麼？

分光鏡是光學元件的一種，可以將光線反射或穿透，而分光鏡主要的黏合劑成份為聚酯、聚氨酯或是環氧樹脂，使用不同成份也將使入射光線產生不同反應。光線經由不同厚度的黏合劑，可以讓光束一半進行反射，另一半則為穿透，從原本的一束光，以設計比例分為兩道單獨的光束。分光鏡除了可以將光進行分束之外，也可以逆向操作，將兩道獨立的光束合而為一束。
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分光鏡種類有哪些？

分光鏡依照結構和分束界面來分類，主要可分為平面分光鏡、立體分光鏡、偏振分光鏡及非偏振分光鏡，以下將會詳細說明上述四種分光鏡的設計原理以及四者分光鏡相異之處，也會整理平面分光鏡、立體分光鏡的優點及缺點。
 

分光鏡結構分類

平面分光鏡

平面分光鏡也就是平板分光鏡，就是由平且薄的玻璃基板製成，因為是平面基板所以分光鏡也可以做出較大的尺寸，相較於其他種類分光鏡優點之一為成本較具優勢。平面分光鏡一般由45° 入射角來設計，通常會在平面分光鏡正面鍍上一層分光膜，另一面則多數是鍍AR抗反射鍍膜，此方法可以降低反射並提高分光鏡的穿透率，依不同分光比率應用在不同地方。

立體分光鏡

立體分光鏡是最常見的分光鏡種類，主要是由兩個直角三角形玻璃組成，其中一個三角玻璃的斜邊會鍍膜，兩個三角形斜邊再以聚酯、聚氨酯或環氧樹脂黏合，而形成一個立方體。立體分光鏡的優點之一是容易與0° 入射角整合，不會使光束產生偏移的現象，而黏合劑調配的厚度也會影響特定光束進入分光鏡後穿透或是反射。

平面分光鏡和立體分光鏡比較表

分光鏡分束界面分類

偏振分光鏡

偏振分光鏡是以特定的穿透及反射比率來設計，將光線分為反射及穿透，反射為S偏振光，穿透為P偏振光。專門用在許多常見的雷射波長中，也是為了波長所設計，因此偏振分光鏡的效果會受波長限制，可以將光束自動分為P偏振光、S偏振光，光束在通過斜面時會經過多層鍍膜結構，最後使P偏振光完全穿透，而S偏振光反射。

非偏振分光鏡

非偏振分光鏡區分為平面、立體，立體分光鏡的精度較高，因此可以在入射光及穿透光之間降低光束穿透時的波前畸變，提供更高的平行性精度。非偏振分光鏡多應用於雷射光分光鏡，可以使光線以不使偏振狀態產生變化，平均分為兩束交叉的光路，因光束偏移量非常小，穩定度高且具有低波前畸變的特色，因此適合高準度的產品應用中。

偏振分光鏡和非偏振分光鏡特徵

分光鏡日常用途與應用

生活中很多東西都會使用到分光鏡，應用非常廣泛，因分光鏡是以介電質膜蒸鍍而成的，所以可維持極低的吸收率，成為很多光學儀器中的重要組件，除了雷射應用、光學檢測設備，也可以應用在醫療系統、照明系統、影像系統、光纖電信中等用途，以下將簡單介紹分光鏡的四個日常應用。

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分光鏡日常應用-雷射系統

分光鏡在雷射技術中扮演著關鍵角色，其低吸收率特性使其能有效地將單一雷射光束細分為多個獨立光束。這種分光技術廣泛應用於各種光學設備，尤其是在雷射系統中。例如，當雷射光束以特定能量射入分光鏡時，它能將光束分裂成兩個或更多的獨立路徑，這對於精密光學實驗或工業應用至關重要。

在面對嚴苛的工作環境時，分光鏡的製造過程也需達到更高的精度標準。這是因為雷射系統的效能和可靠性極度依賴於其光學元件的品質。然而，值得注意的是，雷射分光鏡的性能會受到波長、偏振狀態以及入射角度的影響。隨著時間的推移，這些因素可能導致分光鏡的透光率發生變化，這需要在系統維護和校準時予以考慮，因此，分光鏡不僅是雷射系統中不可或缺的元件，同時也是需要精密管理和維護的關鍵部分。
 

分光鏡日常應用-照明系統

分光鏡在雷射技術領域外，對照明系統的發展也起著關鍵作用。這種光學元件能夠根據預設的比例，將單一光束分裂為兩條或更多的光束，從而在光線傳輸過程中發揮重要作用。例如，在現代舞台照明中，分光鏡被用來創造多重光效，通過將一束光分裂成多束，創造出豐富多彩的視覺效果。
 

分光鏡日常應用-醫療系統

分光鏡在醫療領域的應用範圍廣泛，遠超過其在雷射光源和光纖系統中的使用。這些光學元件在醫療診斷、生物檢驗、干涉儀測量、影像捕捉以及照明技術中都發揮著關鍵作用。例如，在現代內視鏡設備中，分光鏡被用於導引和分配光線，以提供清晰的內部影像，幫助醫生進行更精確的診斷。

在醫療影像技術，如MRI和CT掃描中，分光鏡也扮演著重要角色。它們通過反射或透射光線，幫助形成高解析度的影像，從而使醫生能夠更清楚地觀察到病變區域。此外，在激光手術和治療中，分光鏡用於精確控制激光的方向和強度，確保手術的精準和安全。
 

分光鏡日常應用-光纖電信

在光纖電信產業中，分光鏡的應用是多方面且關鍵的。例如，在無源光纖網路（Passive Optical Network, PON）技術中，分光鏡用於實現信號的有效分配和管理。這種網路技術的特點是在不使用電源的情況下完成信號處理，類似於家中的鏡子不需要電源就能反射影像。在這種系統中，除了終端設備需要用電外，中間的節點則由精密且小巧的光纖元件構成。

PON技術可以細分為核心網路和接入網路兩部分。核心網路負責傳統的中繼和長途線路，而接入網路則涉及光纜環。在這兩種網路中，PON的應用各有不同，核心網路主要使用分波多工（WDM）技術，而接入網路則廣泛使用光分歧器和分波多工元件。
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暘恩科技－分光鏡

暘恩分光鏡產品皆提供客製化服務，依客戶產品需求調整反射率及穿透率，透過鍍膜材質與直角稜鏡做最好的搭配，再以多層介電質蒸鍍，使分光鏡光線反射與穿透的比率加總能趨近於100%。我們提供各種材料及光譜客製化，為客戶製作品質佳、精度高的專業分光鏡。

分光鏡案例１

半穿反鍍膜分光鏡，主要是有低吸收率的特性，可以將反射及穿透比例改變，我們的半穿反鍍膜，規格有以下T／R （30/70 , 80/20 , 20/80），也可以依客戶需求，如一半反射、一半穿透，進行客製化製作，半穿反分光鏡經常應用於抬頭顯示器，基材可以為玻璃或是塑膠等材質。

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分光鏡案例2

依客戶指定光譜，在分光鏡鍍上多層介電質膜，大多應用在雷射、檢測設備、影像設備等。如下圖反射率及穿透率皆為50%，可應用的材質有玻璃、PC、PMMA等，應用產品多為監視器球罩、魔術鏡、數位產品螢幕保護片等。
 

結論

分光鏡為科技應用及生活中帶來許多好處。暘恩科技的光學薄膜製造技術相當成熟，擁有15年以上的經驗，致力提供最高品質的抗反射鍍膜、濾光片加工、玻璃加工等設計、製造整合服務。我們專業的設備和製造技術，絕對能為顧客製造出具備優勢及特色的分光鏡。若您有分光鏡產品的相關需求，歡迎與我們聯繫！