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石英多级四分之一波片

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产品说明
  • 设计波长:266 nm-1550 nm可选
  • 相位延迟量δ =(2m+1)π/2,m为正整数
  • 常用于将线偏振光转变为圆偏振光
  • 已安装及未安装可选

     LBTEK石英多级四分之一波片由单片石英晶体制作而成,厚度较厚,制作简单。当一束线偏振光垂直入射到由单轴晶体制成的波片时,在波片中分解为沿原方向传播但振动方向互相垂直的o光和e光,相应的折射率为no、ne。由于两种光在晶体中的速度不同,当通过厚度为d的波片后产生的相位延迟量为δ =(2π/λ)|no-ne|d。其中|no-ne|d为光程差,四分之一波片产生的光程差为(2m+1)λ/4,相位延迟量δ =(2m+1)π/2,m为非负整数。多级四分之一波片的m不为0,厚度由级数m决定。相较零级四分之一波片,光经过多级四分之一波片时额外有m个全波长的相位延迟,对波长更加敏感。 LBTEK石英多级四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光。LBTEK同时出售已安装及未安装多级波片,安装款波片的机械外壳中不可拆卸,方便使用。此外,LBTEK还提供石英真零级波片和石英零级波片,这些波片受波长偏移、入射角及温度的影响更小。除了标准的石英多级四分之一波片,LBTEK还提供多种定制服务,包括定制特殊尺寸、设计波长和相位延迟量等指标。具体定制需求,请联系LBTEK技术支持。

示意图
通用参数
设计波长
266 nm-1550 nm可选
光学元件材质
石英晶体
光学元件直径
25.4 mm
通光孔径
>90% CA
延迟量
mλ+λ/4(m为正整数)
延迟量精度
±λ/300、±λ/100
镀膜
V型增透膜
表面光洁度(划痕/麻点)
10/5
增透膜
R<0.25%a@设计波长(6°入射角,单面)
表面平行度
<3 arcsec

组装一:带安装的石英多级四分之一波片的组装

 

LBTEK波片等光学元件常安装于旋转调整架中,可连续旋转360°

① 旋转调整架(兼容30mm同轴系统)CRM-1A×1

② 石英多级二分之一波片MQWP20-266BM×1

 

组装二:未安装的石英多级四分之一波片的组装

 

LBTEK波片等光学元件常安装于旋转调整架中,可连续旋转360°

① 旋转调整架(兼容30mm同轴系统)CRM-1A×1

② 石英多级二分之一波片QWP20-266BM×1

③ SM1卡环SM1R×1

④ 卡环扳手OWR-1A×1

石英多级四分之一波片

1、石英真零级波片相位延迟量的产生机理

波片大多由双折射材料制造而成。根据折射定律我们知道,一束单色自然光入射到各向同性介质时,只产生一束折射光。而当单色自然光在各向异性晶体界面上发生折射时,一般产生两束折射光,这种现象称之为双折射。两束折射光中,一束为寻常光(o光),一束为非常光(e光)。其中o光遵循折射定律,折射光线总在入射面内,折射率为nono为常数,e光不遵循折射定律,通常情况下,e光折射光线不在入射面内,折射率为ne(θ),θ为入射角度。用检偏器分别检验o光和e光,可以知道,o光和e光都是线偏振光,如图1所示。

 

1. 晶体双折射现象。

根据晶体双折射现象中o光和e光的折射率差,入射光两个相互正交的线偏振分量之间会产生一个相对的相位延迟。其中,波速快的光矢量方向为波片的快轴,与之垂直的光矢量方向为慢轴。对负单轴晶体(ne<no),快轴在e光光矢量方向(即光轴方向,光在晶体中沿此方向传播不发生双折射现象),o光光矢量方向为慢轴;对正单轴晶体(ne>no),快轴在o光光矢量方向,慢轴在e光光矢量(光轴)方向。石英属于正单轴晶体,有ne>no,单色光垂直正入射到石英晶体上时,发生双折射,但是o光、e光不分离,只产生相位差,相位差:

其中d为沿光传播方向的晶体厚度,为入射单色光波长。

波片正是利用双折射晶体的上述特性来对入射光产生特定的相位差。根据波片产生的相位差大小,可分为全波片、二分之一波片(又叫半波片)、四分之一波片,分别产生大小为2(m+1)π、2(m+1/2)π、2(m+1/4) π的相位差,其中m为自然数;当m=0时,称为零级波片,当m不等于0时,称为多级波片,其中零级波片又分为普通零级波片和真零级波片。

麓邦技术提供的石英多级波片由单片石英晶体制成,如图2所示。入射光经过多级石英波片,分解成o光和e光,产生相位差 ,厚度为d

多级波片在设计波长处的功能与零级波片一致,但对温度,入射角更敏感。

 

2. 石英多级波片。

2、利用四分之一波片产生圆偏振光

四分之一波片多用于将线偏振光变成圆偏振光,下面分别通过光矢量分解与合成分析法、琼斯矩阵计算法来说明四分之一波片的这一作用机理。

 

3. 入射光矢量的分解。

如图3,设波片快轴位于x轴,慢轴位于y轴,线偏振光沿z轴垂直正入射,振幅为A,偏振方向与波片快轴夹角为θ,将入射光分解为沿x轴偏振和沿y轴偏振的两个正交分量:

 

这里分别代表沿x轴正方向和y轴正方向的单位矢量,分别代表两个正交分量的振幅。入射光经过四分之一波片后,之间产生大小为π/2的相位延迟:

 

代表沿y轴负方向的单位矢量。根据叠加原理,合成后的光矢量为:

 消去时间相位因子,可以得到合成光矢量末端的运动轨迹满足:

可见,线偏振光经过四分之一波片后,出射光将变为椭圆偏振光。椭圆偏振光的长轴为,短轴为。当入射光偏振方向与四分之一波片快轴的夹角θ为±45º时,合成光矢量末端的运动轨迹为一个正圆,即出射光为左旋/右旋圆偏振光。

通过琼斯矩阵计算也可以说明四分之一波片的工作原理。假设波片快轴位于x轴,用琼斯矩阵表示为:

 

入射光为沿z轴垂直正入射,偏振方向与x轴夹角为θ的线偏振光:


经过四分之一波片后,出射光:

显然,上式代表的是一个椭圆偏振光。特别地,当θ为+45º时,为左旋圆偏振光,当θ为-45º时,为右旋圆偏振光。

 

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石英多级四分之一波片,带安装
  • 光学元件材质:石英晶体
  • 设计波长:266 nm-1550 nm可选
  • 安装于SM1标准透镜套筒中

LBTEK 石英四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光。相较零级四分之一波片,光经过多级四分之一波片时额外有m个全波长的相位延迟,带安装的石英多级四分之一波片,其机械外壳不可拆卸,外壳表面上刻有产品型号,设计波长等参数,方便用户快速识别使用。

LBTEK带安装的石英多级四分之一波片常安装于旋转调整架
产品型号 设计波长 直径 通光孔径 对比 单价 发货日期 购物车
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石英多级四分之一波片,未安装
  • 光学元件材质:石英晶体
  • 设计波长:266 nm-1550 nm可选
  • 未安装

LBTEK 石英四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光。相较零级四分之一波片,光经过多级四分之一波片时额外有m个全波长的相位延迟。

LBTEK未安装的石英多级四分之一波片常安装于旋转调整架
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