偏振分光镜是重要的光学器件,广泛应用于光学仪器、激光、光电显示设备和光存储等领域。传统的偏振分光镜由天然光学双折射晶体冰洲石制成,如萨那芒特棱镜、洛匈棱镜、沃拉斯顿棱镜、分束格兰-汤普森棱镜和萨伐尔偏光镜等,这种晶体偏振分光镜具有很好的消光比特性、较大的视场角和宽的分光光谱带宽。冰洲石晶体稀少且大尺寸的难于获得,人工生长的晶体目前只能到几个毫米,达不到制作偏光器件的要求,这些原因造成天然晶体偏光镜价格较高,且不易制造大口径的棱镜,限制了晶体偏光镜的使用。其它实现偏光分束的方法还有利用光学薄膜的干涉、或者制造具有双折射性质的光学薄膜、金属线栅衍射、光子晶体的负折射和布拉格光栅波导等方法。最常用的薄膜偏振分光镜是MacNeille型,国内外都对此进行过广泛的研究。但是MacNeille型薄膜偏振分光镜的视场角较小给使用带来了许多不便,特别是在平板显示和投影设备中,要求有较大的视场角,MacNeille型薄膜偏振分光镜就不能满足使用要求。Li和J. A.Dobrowolski报道了一种基于受抑全反射原理的薄膜偏振分光镜,具有很宽的分光带宽和较大的视场角,但膜层是非1／4规整膜系,并且厚度很薄,很难精确控制,制造非常困难。本文从对称膜系的等效膜层理论和截止带理论出发,研究了倾斜入射时对称膜系s、p偏振分量截止带的分裂特点；利用这种分裂特性,设计了1／4规整膜系的薄膜偏振分光镜；探索了偏振分光镜的镀制参数和封装工艺；利用岛津UV3101-PC分光光度计和搭建的消光比测试系统,对两种膜系结构偏振分光镜的特征参量进行了测试,验证了利用倾斜入射时对称膜系s、p偏振分量等效折射率截止带的分裂设计偏振分光镜是完全可行的,为设计制作高性能、制成工艺简单的薄膜偏振分光镜提供了新途径。全文主要包括以下几个部分。第一章序论部分。对薄膜偏振分光镜的发展历史以及研究现状进行了概述,并对本论文的主要内容进行了说明。第二章倾斜入射时的等效膜层理论。介绍了薄膜光学的基本原理和对称膜系的等效膜层理论和截止带理论。从等效膜层理论出发,利用偏振光学原理,研究了倾斜入射时对称膜系s、p偏振分量截止带的分裂特点。第三章1／4对称膜系偏振分光镜的理论分析。利用倾斜入射时对称膜系s、p偏振分量截止带的分裂特性设计了1／4规整膜系的偏振分光镜和大视场角的偏振分光镜,利用TFCalc薄膜软件对偏振分光镜的分光光谱特性进行了模拟。第四章1／4对称膜系偏振分光镜的制备。主要介绍了薄膜偏振分光镜的镀制过程和封装工艺。为了使镀制的分光膜达到理论预期的效果,对成膜工艺进行了探索；在韩国产EB900真空镀膜机上镀制了偏振分光膜；通过对比试验确定了偏振分光镜的封装工艺。第五章偏振分光镜的性能测试与分析。利用分光光度计和搭建的消光比测试系统,对偏振分光镜的透过率、消光比和视场角特性进行了测试,并对误差做了理论分析,测试结果与理论设计吻合,这种薄膜偏振分光镜性能指标优良。