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分光鏡為一光學儀器，可以將一束光線分成兩束，是許多光學儀器（如干涉儀）的重要組件，以至使用光纖的電信設備。
最常見的分光鏡為一玻璃方塊，由兩個玻璃三角柱沿對角線以聚酯、環氧樹脂或聚氨酯黏合劑黏合而成。經調校黏合劑的厚度後，特定波長的光束從分光鏡的一面進入後有一半會穿過，另一半則反射。這是由於受抑全內反射的緣故。
另一個設計是在一片玻璃或塑膠上鍍上一層鋁，其厚度使得一束特定波長的光在45度角射向玻璃時會被等分。而為了減少塗層所吸收的光，出現一種名為「瑞士芝士」的分光鏡。一些經打磨的多孔鐵片會被濺鍍到玻璃上，或其上的金屬會以化學或機械作用蝕刻。除了金屬塗層外，也有使用二色性光學塗層。視乎塗層的特性，入射光的反射比率取決其波長。在一些橢圓形反射式聚光燈會以此分開不需要的紅外線。此外也用作激光產生器的輸出耦合鏡以選擇波長。
第三種則為分色稜鏡，是為不同稜鏡的組合，使用二色性塗層以將入射光分為數束不同波長的光。此儀器曾用於攝像管、特藝七彩等技術中，現今應用包括相機的三色感光耦合元件（將影像轉為單色光）和電視的三色液晶顯示器（將單色光結合投射影像）。
無源光網絡中的單模光纖的交叉拼接來達到分光的效果。
在馬赫－曾德爾干涉儀等例子中，分光鏡用以重合一些光束。理論上兩束入射光會有兩束光線射出，但藉分光鏡的原理可使其中一束光線的振幅為零。但由於能量的守恆，至少其中一束光線會出現相移。例如當具偏振的光線到達介電質（如玻璃）的表面，而光波的電場在介電質的平面，反射光會具π的相移，穿透的光線不會有相移。相移可以菲涅耳方程計算。[1]但相移亦會受分光鏡的物理和幾何性質影響，如上述情況不適用於導電塗層，其兩束射出的光線皆會有相移。
除了光學實驗外，此儀器也可用在攝影（如拍攝立體影像）、製造雷射（以輸出耦合鏡篩出足夠強度的雷射）、光纖系統（把信號由光纖劃分成子光纖）中。一些使到此類儀器或概念的實驗包括：
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