在光学系统中，波片是调控光偏振态的关键元件。在课程“二分之一波片的用法”中我们已经讲述过，二分之一波片能够 产生π奇数倍的相位延迟，最典型的应用为旋转线偏振光的入射方向或改变圆偏光的旋向等；而四分之一波片由于可以产生π/2奇数倍的相位延迟，通常用于线偏振入射产生圆/椭圆偏振光。

在本篇文章中，我们将进一步基于波片所采用的材料和结构，对其进行分类和分析。波片可以分为两大类：石英波片和聚合物波片。再根据具体结构，波片又可分为真零级波片、零级波片、多级波片和消色差波片。不同类型的波片在延迟量、温度稳定性、波长依赖性以及损伤阈值等方面各有特点，适用于不同的应用场景。接下来，我们将详细探讨它们的区别。并在最后给出一个总结表格，来快速清晰地进行选型判断。

石英波片的主要材料基于石英这一双折射晶体，其中分类主要包括真零级波片、零级波片、多级波片以及消色差波片。

结构： 由单片石英双折射晶体构成，厚度仅为一个波长量级，主要能产生刚好λ/2或λ/4的相位延迟。

延迟量精度： 石英真零级波片的延迟量精度与波长相关，一般来说，短波的波片厚度非常小，长波的延迟量精度会优于短波。 以LBTEK石英真零级波片的参数为例，其延迟量精度最高可达±λ/350。

温度和波长稳定性强： 温度和波长变化对延迟量的影响很小。

损伤阈值高： 单块晶体结构，抗高功率激光损伤能力强。

缺点： 机械强度低，使用时易造成碎裂。 将石英真零级波片与玻璃基底胶合能提升机械强度，但这样会使得整体的损伤阈值降低。

结构： 由两块厚度相近的多级波片组合而成。能等效产生λ/2或λ/4的相位延迟。

类型区别： 根据两块波片间的组合形式，石英零级波片又分为光胶型零级波片、空气隙型零级波片和胶合型零级波片。

光胶型零级波片：使用光学键合将两块波片组合，粘合层极薄，损伤阈值较高。

空气隙型零级波片：两块波片之间留有空气间隙，通过机械固定保持平行。损伤阈值较高。延迟量精度整体较高，以LBTEK石英零级二分之一波片为例，其延迟量精度为±λ/300。

胶合型零级波片：使用紫外胶将两块波片粘合，胶层较厚。成本相较于以上两种最低，损伤阈值最低。

结构： 由单块石英晶体构成，厚度为多个波长量级。成本相较零级波片更低。

延迟量精度： 延迟量精度整体较高，以LBTEK石英多级二分之一波片（单一波长）为例，其延迟量精度为±λ/300。

温度和波长稳定性较弱： 温度和波长变化对延迟量的影响较大。

损伤阈值： 单块晶体结构，抗激光损伤能力强。

应用： 适用于窄带光源，且室温下应用，需要较高延迟量精度以及高损伤阈值的场合。

结构： 由两种或多种不同双折射材料组合而成，通过材料色散特性的互补实现宽波长范围内的延迟量一致性。

宽波长范围： 在较宽的波长范围内（如可见光或近红外波段）保持稳定的延迟量。

延迟量精度较低： 由于需要满足不同波长应用时的延迟量，因此在每个波长下的延迟量精度相对于非消色差波片会较低。

损伤阈值： 取决于材料组合和工艺。

应用： 适用于宽光谱或白光应用场景，如显微镜、光谱仪、白光干涉仪等。

聚合物波片一般基于玻璃基底和液晶聚合物材料制成，其中分类主要包括真零级波片以及消色差波片。

结构： 聚合物真零级波片是基于玻璃基底和液晶聚合物材料而制成的，通过精确控制液晶聚合物薄膜的厚度便可以精确控制o光和e光在经过晶体时产生的相位差。

延迟量精度： 中等，以LBTEK聚合物零级波片为例，其延迟量误差一般为±5nm。因此在波长较大时其延迟量精度的占比会更优。

波长和入射角稳定性强： 相较于其他波片，聚合物真零级波片可以在较大波长范围和大入射角(AOI)情况下提供稳定的性能。

损伤阈值： 聚合物真零级波片损伤阈值普遍 较低。

应用： 适用于低成本验证系统，大入射角/温度变化较大的情况。

结构： 聚合物消色差波片同样也基于玻璃基底和液晶聚合物材料制成，较为特殊的是，它是由3层液晶真零级波片以一定角度设计组合而成，通过控制每层液晶聚合物薄膜的膜层厚度及相对快轴角度来控制总体的延迟量。

延迟量精度： 由于需要满足不同波长应用时的延迟量，因此在每个波长下的延迟量精度相对于非消色差波片会较低。

损伤阈值： 聚合物消色差波片损伤阈值同样 较低。

应用： 适用于宽谱光入射，且大入射角/温度变化较大的情况。

在实际使用过程中，需结合应用场景选择合适的波片，我们可以参考下表进行选型。