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waveplate 能使互相垂直的兩光振動間產生附加光程差 ( 或相位差)的光學器件。通常由具有精確厚度的石英、方解石或雲 母等雙折射晶片做成,其光軸與晶片表面平行。以線偏振光垂直入射到晶片,其振動方向與晶片光軸夾 θ 角( θ≠0、 ),入射的光振動分解成垂直於光軸(o 振 動)和平行於光軸(e振動)兩個分量,它們對應晶片中的 o光和e光(見雙折射)。

1波片

晶片中的o光和e光沿同一方向傳播,但傳播速度不同(折射率不同) ,穿出晶片后兩種光間產生 (n0- ne)d光程差(見光程),d為晶片厚度,n0和ne為o光和e光的折射率,兩垂直振動間的相位差為Δj=2π(n0-ne) d/λ。 兩振動一般合成為橢圓偏振(見光的偏振)。Δj=kπ(k為整數)時合成為線偏振光 ;Δj=(2k+1)π/2,且θ=45°時合成為圓偏振光 。凡能使o光和 e光產生λ/4附加光程差的波片稱為四分之一波片。若以線偏振光入射到四分之一波片,且θ=45°,則穿出波片的光為圓偏振光;反之,圓偏振光通過四分之一波片后變為線偏振光。凡能使o光和e光產生λ /2附加光程差的波片稱為二分之一波片 。線偏振光穿過二分之一波片后仍為線偏振光,只是一般情況下振動方向要轉過一角度。光程差可任意調節的波片稱補償器,補償器常與起偏器結合使用以檢驗光的偏振狀態。

2波片的類型

按材料分
波片按材料分,常見的有各種晶體波片,和聚合物波片,液晶波片。常用的晶體包括雲母,方解石,石英等。

其他說明

石英因為雙折射係數過大,一般只適合做多級或膠合零級波片。。
雲母可以被很精細的劈開的天然晶體,可以用來做真零級波片。但云母波片的缺點是口徑一般比較小,整個平面的均一性比較差,並且長時間使用的光學質量及可靠性也比較差。
相比石英而言,聚合物材料的雙折射係數比較小,所以更適合製造真零級波片,尤其是在可見波段。各種聚合物在不同波段的色散程度不同,所以對不同應用要考慮用不同類型的聚合物。
消色差波片是由幾層不同的聚合物或晶體精確對準層疊而成的。消色差波片主要優點是在一定的帶寬之內延遲量對波長的變化不敏感。
液晶波片(液晶相位延遲器)是一種新型的可控相位延遲器。通過控制加在液晶兩邊的電壓,可以改變液晶的雙折射係數,從而改變通過液晶波片光的相位差。
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