分光镜也叫分束镜，能通过自身镀膜特效实现将一束光分成多束的光学元件，通常由光学玻璃镀膜加工而成。其表面覆盖了分光膜，针对不同的分光镜形态，我们一般将其分成分光平片和分光棱镜两大类。

分光镜特征及用途表

使用激光(直线偏光)的实验

在使用激光的实验中，半反射镜的分束比有可能随偏光特性发生很大的变化。理解了各种半反射的偏光特性的基础上，需要根据使用目的进行选择。

分光镜入射光和出射光偏振态对比表

(比例分光片)

分光平片，主要通过在基底玻璃一面镀分光膜，通常在另一面镀增透膜，从而把一束光分为反射的一束光和透射的一束光。比例分光片可以使用金属膜或介质膜制作，而二向色镜则必须使用多层介质膜真空蒸镀而成。高质量的介质膜分光片吸收损耗极小（通常<1%），其穿透率(T)与反射率(R)之和非常接近100%（但仍小于100%，存在微小的吸收和散射损耗）。 分光方式可以简单分为两类，一类是以光透反射比例实现分光的比例分光片，如50/50、70/30分光片等；另外一类则是以波段划分的二向色镜，在专业光学领域被统称为二向色镜或分色镜，其应用覆盖紫外、可见光及红外波段。

（比例分光片）

（二向分光片）

分光光楔：为提升大尺寸分光片的机械稳定性和抗变形能力，其基底厚度通常会增加。此时，后表面产生的反射光（鬼像）会与主反射光（前表面反射光）在空间重叠，形成干扰性杂散光或干涉噪声。为消除此干扰，可将分光片加工成具有微小楔角（典型值0.5°~3°）的光楔结构。该楔角使前后表面不平行，导致后表面反射光经折射后以显著角度偏离主反射光路，从而实现物理隔离。

注意：光楔结构同时会使透射光束发生偏折，在需要严格准直的应用中需进行光学补偿（如使用配对反向光楔）。

（分光光楔）

分光棱镜，是把分光膜镀在直角棱镜的斜边表面上，再胶合一个同样形状的棱镜（或通过光胶工艺结合）。最常见的形态是立方体，也有其他直角棱镜组合等形式。其工作原理是通过在待胶合（或光胶）的棱镜表面上镀制分光膜。入射光到达这个内部分光膜时，一部分反射，一部分透射。棱镜的结构设计使得反射光和透射光从不同的面出射，并且最常以90度角分离。

（普通分光棱镜）

普通分光棱镜（中性分光棱镜）：以实现能量分束为目标，通常不控制偏振态。其分光膜（金属膜或介质膜）对S偏振和P偏振的响应存在差异（偏振依赖性），设计时力求最小化此差异。入射光可为自然光、偏振光或部分偏振光，无需满足S/P分量相等。两束出射光为能量近似相等但偏振态混合的部分偏振光。在对偏振一致性或分光比精度要求极高的系统中，其性能可能不足。

（偏振分光棱镜）

偏振分光棱镜（PBS）：由一对高精度直角棱镜胶合而成，斜面镀有多层介质偏振分光膜（或采用金属线栅）。当非偏振光垂直入射时，分光膜高效反射S偏振光，透射P偏振光，使两束出射光从相邻垂直面出射，且偏振态正交（反射光≈S光，透射光≈P光）。

注意：

出射光为高度偏振化（消光比通常>100:1），但存在轻微偏振泄露；

入射偏振光的偏振方向直接影响分束比（如45°线偏振光入射时，两路光强相等）；

介质膜型PBS适用于常用激光波长（如488nm, 532nm, 633nm, 1064nm）或窄波段；

金属线栅型PBS可在紫外至红外宽波段工作，但损伤阈值较低。

（消偏振分光棱镜）

消偏振分光棱镜（NPBS）：通过优化多层介质膜堆栈结构，大幅降低分光比对偏振态的依赖性（S/P光分光比差异 <5%）；其偏振特性出射光偏振态与入射光无关，适用于任意偏振光源；其窄带型成本低，宽带型需复杂膜系（百层量级），分光比可能随波长波动；严格依赖设计入射角（通常0°或45°），角度偏离将劣化性能；

激光适用性：

低功率激光：全类型适用；

高功率连续激光：优先选用光胶或空气隙型结构；

脉冲激光：需验证膜层损伤阈值（通常 <500mJ/cm²@1064nm, 10ns）。