波片选择指南

2023-02-16 09:11:16, 韵翔光电江阴韵翔光电技术有限公司

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波片选择指南

波片的选择

Thorlabs提供消色差波片，超消色差波片，零级(未安装和已安装)波片、低阶波片和多级(单波长和双波长)波片，可实现λ/4或λ/2的相位变化。

消色差波片在宽光谱范围内提供的相位延迟相对独立于波长；与消色差波片相比，超消色差波片在更宽的范围内提供几乎完全独立于波长的相位延迟。与之相反，零级和多级半波片提供的相位延迟非常依赖波长。我们有四种工作范围的消色差波片：260-410nm，400-800nm，690-1200nm和1100-2000nm。另外，我们提供用于310-1100nm和600-2700nm的超消色差波片。

零级波片用来产生恰好四分之一或半个波长的相位延迟。与多级波片相比，零级波片显著降低了对温度和波长的依赖性。我们的零级石英半波片和四分之一波片由两片波片叠在一起构成，通过将一片波片的快轴与另一片的慢轴对准实现零级波片性能。Thorlabs提供266 nm至2020 nm内的多个用于离散波长范围的零级石英波片。我们的聚合物零级半波片和四分之一波片的两片玻璃之间有一个液晶聚合物延迟材料薄层，有用于405 nm至1550 nm间的多种离散波长范围的波片可选。我们的石英零级波片可提供较好的延迟准确性和较低的反射率(请参见表格)，而我们的聚合物(LCP)零级波片可在较大入射角(AOI)处，提供较小的延迟减小量。此外，Thorlabs也提供用于波分复用器(WDM)应用中的未安装的真零级通信用波片。

中红外波片采用高质量的氟化镁制造，可以在2.5 µm、3.5 µm、4.0 µm、4.5 µm或5.3 µm波长下提供1/4波长和半波长的延迟。通过中红外波片的光程延迟等于设计延迟量加上小数目的整个或部分的波长转换(也称之为级次，或者m)。该波片不同于光不经过转变的真零级波片，也不同于光经过大数目转换的多级波片。低级波片的设计保持了零级波片的性能，使其能很好地替换真零级波片。单片的氟化镁基底比结合了两片多级波片设计得到的零级波片要薄，这使得我们的低级延迟器非常适用于对色散敏感的应用。

多级波片的光程延迟等于设计延迟量加上若干个波长(也称之为级次，或者m)。与零级波片相比，多级波片对波长和温度变化更加灵敏，但是多级波片价格较为低廉，可用于许多不要求高灵敏度的应用当中。我们在266 nm到1550 nm范围内提供多种离散波长的多级波片。

波片工作原理

光学波片的工作原理基于双折射现象。双折射材料在快慢两个正交主轴的折射率不同，使得沿波片两轴传播的光速也不同。波片快轴方向的折射率较低，从而导致光速更快，而慢轴的折射率更高，光速较慢。当光通过波片时，速度差将使两个正交偏振分量之间产生相位差。实际产生的相位差是由材料特性、波片厚度和信号波长决定的，可以描述为：

其中n1为慢轴折射率，n2为正交的快轴折射率，d为波片厚度，λ为信号波长。

波片的使用

波片有λ/4或λ/2两种典型延迟，分别代表引入1/4波长和1/2波长的相位差。

半波片

如上所述，一个波片具有两个主轴：快轴和慢轴。两轴上的折射率不同，因此光速也不同。当线偏振光入射于半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转(见图)。当圆偏振光入射时，顺时针(逆时针)圆偏振光将会转化为逆时针(顺时针)圆偏振光

半波(λ/2)片通常用于旋转偏振方向。当安装到旋转安装座上时，一个λ/2波片可作为连续调整的偏振旋转器，如下图所示。此外，当和偏振分束器配合使用时，可以用作可变比例的分束器。

出射光和入射光的偏振方向的夹角变为入射光的偏振方向与波片主轴夹角的两倍(见下图)。当入射光的偏振方向与快轴或慢轴重合时，偏振方向保持不变。

安装在RSP1X15旋转安装座的半波片

四分之一波片

四分之一波片使得快轴和慢轴之间产生四分之一波长(λ/4)的相位差。当偏振面与波片的主平面成45度的线偏振光入射时，出射光将变成圆偏振光(见下图)。如果线偏振光的偏振面与主平面的夹角不是45°时，则输出椭圆偏振光。反过来，圆偏振光通过λ/4波片将变成线偏振光。λ/4波片常用于光隔离器、光学泵浦和电光调制器。