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消色差四分之一波片

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产品说明
  • 设计波长: 400 nm-700 nm、700 nm-1100 nm和1100 nm-1650 nm可选
  • 相位延迟量δ =π/2
  • 常用于将线偏振光转变为圆偏振光

     LBTEK消色差四分之一波片由石英波片和MgF2波片中间夹垫片组合而成,两波片的快轴相互垂直。当一束线偏振光垂直入射到波片时,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。消色差四分之一波片的相位延迟量是石英波片和MgF2波片共同产生的结果,通过设计两种波片的厚度使得消色差四分之一波片产生的相位延迟量为π/2,快轴方向由产生相位延迟量大的波片决定。 LBTEK消色差四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光,相比于LBTEK其他四分之一波片,消色差波片对波长不敏感,设计波长范围为400 nm-700 nm、700 nm-1100 nm和1100 nm-1650 nm可选。此外,LBTEK出售的消色差波片,安装有机械外壳,不可拆卸,方便使用。除了标准的消色差四分之一波片,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
400 nm-700 nm、700 nm-1100 nm和1100 nm-1650 nm可选
光学元件材质
石英晶体&MgF2
机械外壳直径
25.4 mm
延迟量
λ/4
机械外壳直径公差
+0.0/-0.1 mm
镀膜
Ravg<0.5%@设计波长(6°AOI,单面)
通光孔径
10.0 mm
表面平行度
<10 arcsec
表面光洁度(划痕/麻点)
40/20

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-1AS×1

② 消色差四分之一波片AQWP10-SNIR×1

③ SM1卡环SM1R×1

④ 卡环扳手OWR-1A×1

消色差零级四分之一波片

1、消色差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,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)π2(m+1/2)π2(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。

LBTEK提供的消色差零级波片由一片多级石英波片与MgF2波片中间夹垫片组合而成,两片波片的快轴相互垂直,如图2所示。入射光经过第一片多级石英波片,分解成o光和e光,产生相位差;经过第二片MgF2波片波片,o光变成e光,e光变成o光,产生相位差。总的相位延迟量为

其中dAdB分别为第一、第二片波片的厚度。当满足:

总相位延迟量,即为消色差零级四分之一波片。

消色差零级波片具有波片功能同时消除一定的色散,在一定的波长带宽内的延迟量对波长的变化不敏感。

2. 消色差零级波片。

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±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+45º,为左旋圆偏振光,当θ-45º,为右旋圆偏振光。

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消色差四分之一波片, 通光孔径Ø10.0 mm
  • 设计波长:400 nm-700 nm、700 nm-1100 nm和1100 nm-1650 nm可选
  • 直径:Ø25.4 mm
  • 通光孔径:Ø10 mm
  • 安装有机械外壳

LBTEK 消色差四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光。线偏振光经过消色差四分之一波片后,产生的光程差为λ/4,相位延迟为π/2。带安装的消色差四分之一波片,其机械外壳不可拆卸,外壳表面上刻有产品型号及波片快轴标识线,方便客户辨别和使用。

LBTEK石英消色差四分之一波片常安装于旋转调整架
产品型号 工作波长 通光孔径 对比 单价 发货日期 购物车
AQWP10-VIS 400 nm-700 nm 10.0 mm
¥4667 当天
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AQWP10-SNIR 700 nm-1100 nm 10.0 mm
¥4667 当天
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AQWP10-LNIR 1100 nm-1650 nm 10.0 mm
¥4667 当天
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消色差四分之一波片, 通光孔径Ø20.0 mm
  • 设计波长:400 nm-700 nm、700 nm-1100 nm和1100 nm-1650 nm可选
  • 直径:Ø25.4 mm
  • 通光孔径:Ø20 mm
  • 安装有机械外壳

LBTEK 消色差四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光。线偏振光经过消色差四分之一波片后,产生的光程差为λ/4,相位延迟为π/2。带安装的消色差四分之一波片,其机械外壳不可拆卸,外壳表面上刻有产品型号及波片快轴标识线,方便客户辨别和使用。

LBTEK石英消色差四分之一波片常安装于旋转调整架
产品型号 工作波长 通光孔径 对比 单价 发货日期 购物车
AQWP20-VIS 400 nm-700 nm 20.0 mm
¥6217 当天
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AQWP20-SNIR 700 nm-1100 nm 20.0 mm
¥6217 当天
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