Oversigt
Polarisationsoptik bruges til at ændre polariseringstilstanden for indfaldende stråling. Vores polarisationsoptik inkluderer polarisatorer, bølgeplader / retardere, depolarisatorer, Faraday-rotatorer og optiske isolatorer over UV-, synlige eller IR-spektralområder.
Bølgeplader, også kendt som retardere, transmitterer lys og ændrer dens polarisationstilstand uden at dæmpe, afvige eller forskyde strålen. De gør dette ved at forsinke (eller forsinke) en komponent af polarisering i forhold til dens ortogonale komponent. En bølgeplade er et optisk element med to hovedakser, langsomme og hurtige, som opløser en indfaldende polariseret stråle i to indbyrdes vinkelrette polariserede stråler. Den fremkommende stråle genkombinerer for at danne en bestemt enkelt polariseret stråle. Bølgeplader producerer hel-, halv- og kvartbølger af retardering. De er også kendt som en retarder eller en retarderingsplade. I upolariseret lys svarer bølgeplader til vinduer - de er begge flade optiske komponenter, som lyset passerer igennem.
⊙Kvartbølgeplade: når lineært polariseret lys indlæses ved 45 grader i forhold til aksen af en kvartbølgeplade, er outputtet cirkulært polariseret og omvendt.
⊙Halvbølgeplade: En halvbølgeplade roterer lineært polariseret lys til enhver ønsket orientering. Rotationsvinklen er to gange vinklen mellem det indfaldende polariserede lys og den optiske akse.
Laser Zero Order Air-Spaced Quarter-Wave Plade
Laser Zero Order Air-Spaced Half-Wave Plade
Bølgeplader er ideelle til at kontrollere og analysere lysets polarisationstilstand. De tilbydes i tre hovedtyper – nulords, multiple order og akromatisk – hver med unikke fordele afhængigt af den aktuelle applikation. En stærk forståelse af vigtige terminologier og specifikationer hjælper med at vælge den rigtige bølgeplade, uanset hvor enkelt eller komplekst det optiske system.
Terminologi og specifikationer
⊙Dobbeltbrydning: Bølgeplader er lavet af dobbeltbrydende materialer, oftest krystalkvarts. Dobbeltbrydende materialer har lidt forskellige brydningsindekser for lys polariseret i forskellige orienteringer. Som sådan adskiller de indfaldende upolariseret lys i dets parallelle og ortogonale komponenter vist i den følgende figur.
Dobbeltbrydende calcitkrystal, der adskiller upolariseret lys
⊙Hurtig akse og langsom akse: Lys polariseret langs den hurtige akse møder et lavere brydningsindeks og bevæger sig hurtigere gennem bølgeplader end lys polariseret langs den langsomme akse. Hurtigaksen er angivet med en lille flad plet eller prik på hurtigaksens diameter på en umonteret bølgeplade eller et mærke på cellemonteringen af en monteret bølgeplade.
⊙Retardation: Retardation beskriver faseforskydningen mellem polarisationskomponenten projiceret langs den hurtige akse og komponenten projiceret langs den langsomme akse. Retardation er angivet i enheder af grader, bølger eller nanometer. En hel bølge af retardering svarer til 360° eller antallet af nanometer ved den bølgelængde, der er af interesse. Tolerance ved retardering er typisk angivet i grader, naturlige eller decimale fraktioner af en fuld bølge eller nanometer. Eksempler på typiske retardationsspecifikationer og tolerancer er: λ/4 ± λ/300, λ/2 ± 0,003λ, λ/2 ± 1°, 430nm ± 2nm.
De mest populære retardationsværdier er λ/4, λ/2 og 1λ, men andre værdier kan være nyttige i visse applikationer. For eksempel forårsager intern refleksion fra et prisme et faseskift mellem komponenter, der kan være besværligt; en kompenserende bølgeplade kan genoprette den ønskede polarisering.
⊙Multiple Order: I multiple order wave plader er den totale retardering den ønskede retardation plus et heltal. Den overskydende heltaldel har ingen effekt på ydeevnen, på samme måde som et ur, der viser middag i dag, ser det samme ud som et ur, der viser middag en uge senere - selvom tiden er tilføjet, ser det stadig ud som det samme. Selvom multiorders waveplates kun er designet med et enkelt dobbeltbrydende materiale, kan de være relativt tykke, hvilket letter håndtering og systemintegration. Den høje tykkelse gør dog multi-orders bølgeplader mere modtagelige for retardationsforskydninger forårsaget af bølgelængdeforskydning eller omgivende temperaturændringer.
⊙Zero Order: Nul ordens bølgepladen er designet til at give en retardans på nul fuldbølger uden overskud plus den ønskede fraktion. For eksempel består Zero Order Quartz Wave plader af to multiple order quartz waveplader med deres akser krydset, så den effektive retardation er forskellen mellem dem. Standard nulte ordens bølgepladen, også kendt som en sammensat nulordens bølgeplade, består af flere bølgeplader af det samme dobbeltbrydende materiale, der er blevet placeret, så de er vinkelret på den optiske akse. Lagring af flere bølgeplader modvægter de retardationsforskydninger, der forekommer i de individuelle bølgeplader, hvilket forbedrer retardationsstabiliteten til bølgelængdeforskydninger og omgivende temperaturændringer. Standard nulte ordens bølgeplader forbedrer ikke retardationsforskydning forårsaget af en anden indfaldsvinkel. En sand nulte ordens bølgeplade består af et enkelt dobbeltbrydende materiale, der er blevet forarbejdet til en ultratynd plade, der kun kan være nogle få mikrometer tyk for at opnå et specifikt niveau af retardering ved nulte orden. Selvom pladens tynde kan gøre håndtering eller montering af bølgepladen vanskeligere, tilbyder ægte nulteordens bølgeplader overlegen retardationsstabilitet til bølgelængdeforskydning, omgivende temperaturændringer og en anden indfaldsvinkel end andre bølgeplader. Zero Order Wave plader viser bedre ydeevne end multiple order wave plader. De viser en bredere båndbredde og en lavere følsomhed over for temperatur- og bølgelængdeændringer og bør overvejes til mere kritiske applikationer.
⊙Akromatisk: Akromatiske bølgeplader består af to forskellige materialer, der praktisk talt eliminerer kromatisk spredning. Standard akromatiske linser er lavet af to typer glas, som er afstemt for at opnå en ønsket brændvidde og samtidig minimere eller fjerne kromatisk aberration. Akromatiske bølgeplader fungerer efter samme grundlæggende princip. For eksempel er Achromatic Waveplates lavet af krystalkvarts og magnesiumfluorid for at opnå næsten konstant retardering over et bredt spektralbånd.
⊙Super Achromatic: Super akromatiske bølgeplader er en speciel type akromatisk bølgeplade, som bruges til at eliminere kromatisk spredning for et meget bredere bølgebånd. Mange superakromatiske bølgeplader kan bruges til både det synlige spektrum såvel som NIR-området med tæt på den samme, hvis ikke bedre, ensartethed end typiske akromatiske bølgeplader. Hvor typiske akromatiske bølgeplader er lavet af kvarts og magnesiumfluorid af specifikke tykkelser, bruger superakromatiske bølgeplader et ekstra safirsubstrat sammen med kvarts og magnesiumfluorid. Tykkelsen af alle tre substrater bestemmes strategisk for at eliminere kromatisk dispersion for et længere bølgelængdeområde.
Guide til valg af polarisator
⊙Multiple Order Wave plader
Den lave (multiple) ordens bølgeplade er designet til at give en retardans på flere fulde bølger plus den ønskede fraktion. Dette resulterer i en enkelt, fysisk robust komponent med ønsket ydeevne. Den består af en enkelt plade af krystalkvarts (nominelt 0,5 mm i tykkelse). Selv små ændringer i bølgelængde eller temperatur vil resultere i betydelige ændringer i den ønskede fraktionelle retardans. Multi-order bølgeplader er billigere og finder anvendelse i mange applikationer, hvor den øgede følsomhed ikke er vigtig. De er et godt valg til brug med monokromatisk lys i et klimakontrolleret miljø, de er typisk koblet sammen med en laser i et laboratorium. I modsætning hertil udnytter applikationer som mineralogi det kromatiske skift (retardans versus bølgelængdeændring), der er iboende i flerordens bølgeplader.
Multi-Order Half-Wave plade
Multi-Order Quarter-Wave plade
Et alternativ til konventionelle krystallinske kvartsbølgeplader er Polymer Retarder Film. Denne film fås i flere størrelser og retardanser og til en brøkdel af prisen på krystallinske bølgeplader. Filmhæmmere er overlegne i forhold til krystalkvarts påføringsmæssigt med hensyn til fleksibilitet. Deres tynde polymere design gør det nemt at skære filmen til den nødvendige form og størrelse. Disse film er ideelle til brug i applikationer, der bruger LCD'er og fiberoptik. Polymer Retarder Film fås også i akromatiske versioner. Denne film har dog en lav skadetærskel og bør ikke bruges sammen med højeffektlyskilder som lasere. Derudover er dets brug begrænset til det synlige spektrum, så UV-, NIR- eller IR-applikationer vil kræve et alternativ.
Multipel ordens bølgeplader betyder, at retardansen af en lysbane vil gennemgå et vist antal fuldbølgelængdeforskydninger ud over den fraktionelle designretardans. Tykkelsen af multiorders bølgeplade er altid omkring 0,5 mm. Sammenlignet med nulordsbølgeplader er multiordensbølgeplader mere følsomme over for bølgelængde- og temperaturændringer. De er imidlertid billigere og udbredt i mange applikationer, hvor den øgede følsomhed ikke er kritisk.
⊙Zero Order Wave plader
Da deres totale retardering er en lille procentdel af flerordenstypen, er retarderingen for nulordsbølgeplader langt mere konstant med hensyn til temperatur- og bølgelængdevariationer. I situationer, der kræver større stabilitet eller større temperaturudsving, er nulordsbølgeplader det ideelle valg. Anvendelseseksempler omfatter observation af en udvidet spektral bølgelængde eller at tage målinger med et instrument, der bruges i felten.
Zero Order Half-Wave plade
Zero Order Quarter-Wave plade
- En cementeret zero order waveplate er konstrueret af to kvartsplader med deres hurtige akse krydset, de to plader er cementeret med UV-epoxy. Forskellen i tykkelse mellem de to plader bestemmer retardansen. Nulordens bølgeplader tilbyder en væsentlig mindre afhængighed af temperatur- og bølgelængdeændring end multi-ordens bølgeplader.
- En optisk kontaktet nulordens waveplate er konstrueret af to kvartsplader med deres hurtige akse krydset, de to plader er konstrueret ved optisk kontaktet metode, den optiske vej er epoxyfri.
- En luftafstand med nul-ordens bølgeplade er konstrueret af to kvartsplader installeret i en montering, der danner en luftspalte mellem de to kvartsplader.
- En ægte nulte ordens kvartsplade er lavet af en enkelt kvartsplade, der er meget tynd. De kan tilbydes enten alene som en enkelt plade til anvendelser med høj skadestærskel (større end 1 GW/cm2), eller som en cementeret tynd kvartsplade på et BK7-substrat for at give styrke for at løse problemet med at blive let beskadiget.
- En Zero Order Dual Wavelength Wave Plate kan give en specifik retardans ved to bølgelængder (den fundamentale bølgelængde og den anden harmoniske bølgelængde) på samme tid. Bølgeplader med dobbelt bølgelængde er særligt nyttige, når de bruges sammen med andre polarisationsfølsomme komponenter til at adskille koaksiale laserstråler med forskellig bølgelængde. En nulte ordens bølgeplade med dobbelt bølgelængde er meget udbredt i femtosekundlasere.
- En telecom-bølgeplade er kun én kvartsplade sammenlignet med cementeret sand nulordsbølgeplade. Det bruges hovedsageligt i fiberkommunikation. Telecom waveplates er tynde og kompakte waveplates specielt designet til at opfylde de krævende krav til fiberkommunikationskomponenter. Halvbølgepladen kan bruges til at rotere polarisationstilstanden, mens kvartbølgepladen kan bruges til at konvertere lineært polariseret lys til en cirkulær polarisationstilstand og omvendt. Halvbølgepladen er omkring 91μm tyk, kvartbølgepladen er altid ikke 1/4-bølge, men 3/4-bølge, omkring 137μm i tykkelse. Disse ultratynde bølgeplader sikrer den bedste temperaturbåndbredde, vinkelbåndbredde og bølgelængdebåndbredde. Den lille størrelse af disse bølgeplader gør dem også ideelle til at reducere den samlede pakkestørrelse af dit design. Vi kan levere tilpassede størrelser efter din anmodning.
- En mellem-infrarød nul-ordens bølgeplade er konstrueret af to magnesiumfluorid (MgF2) plader med deres hurtige akse krydset, de to plader er konstrueret ved optisk kontaktet metode, den optiske vej er epoxyfri. Forskellen i tykkelse mellem de to plader bestemmer retardansen. Mellem-infrarøde nulordsbølgeplader er meget udbredt i infrarøde applikationer, ideelt til 2,5-6,0 mikron rækkevidde.
⊙Achromatic Wave plader
Akromatiske bølgeplader ligner nulteordens bølgeplader, bortset fra at de to plader er lavet af forskellige dobbeltbrydende krystaller. På grund af kompensationen af to materialer er akromatiske bølgeplader langt mere konstante end selv nulte ordens bølgeplader. En akromatisk bølgeplade ligner nulteordens bølgeplade, bortset fra at de to plader er lavet af forskellige dobbeltbrydende krystaller. Da spredningen af dobbeltbrydningen af to materialer er forskellig, er det muligt at specificere retardationsværdierne ved et bredt bølgelængdeområde. Så retardationen vil være mindre følsom over for bølgelængdeændring. Hvis situationen dækker flere spektrale bølgelængder eller et helt bånd (fra violet til rød, for eksempel), er akromatiske bølgeplader det ideelle valg.
NIR akromatisk bølgeplade
SWIR akromatisk bølgeplade
VIS Achromatic Wave Plate
⊙Super Achromatic Wave plader
Super Achromatic Wave plader ligner akromatiske bølgeplader, der snarere giver en flad retardans over et superbredbåndsbølgelængdeområde. Normal akromatisk bølgeplade består af en kvartsplade og en MgF2-plade, som kun har få hundrede nanometers bølgelængdeområde. Vores superakromatiske bølgeplader er lavet af tre materialer, kvarts, MgF2 og safir, som kan give flad retardans på et bredere bølgelængdeområde.
⊙Fresnel Rhomb Retarders
Fresnel Rhomb Retarders anvender intern refleksion ved specifikke vinkler i prismestrukturen for at bibringe en retardans til indfaldende polariseret lys. Ligesom Achromatic Wave plader kan de give en ensartet retardering over en lang række bølgelængder. Da retarderingen af Fresnel Rhomb Retarders kun afhænger af materialets brydningsindeks og geometri, er bølgelængdeområdet bredere end Achromatic Waveplate lavet af dobbeltbrydende krystal. En enkelt Fresnel Rhomb Retarders producerer en faseretardering på λ/4, udgangslyset er parallelt med indgangslyset, men sideværts forskudt; En Double Fresnel Rhomb Retarders producerer en faseretardering på λ/2, den består af to Single Fresnel Rhomb Retarders. Vi leverer standard BK7 Fresnel Rhomb Retarders, andet materiale som ZnSe og CaF2 er tilgængeligt efter anmodning. Disse retardere er optimeret til brug med diode- og fiberapplikationer. Fordi Fresnel Rhomb Retarders fungerer baseret på total intern refleksion, kan de bruges til bredbånd eller akromatisk brug.
Fresnel Rhomb Retarders
⊙Krystallinske kvarts polarisationsrotatorer
Krystallinske kvartspolarisationsrotatorer er enkeltkrystaller af kvarts, der roterer polariseringen af indfaldende lys uafhængigt af justeringen mellem rotatoren og lysets polarisering. På grund af rotationsaktiviteten af naturlig kvartskrystal kan den også bruges som polarisationsrotatorer, så planet for input lineært polariseret stråle vil blive roteret i en speciel vinkel, som bestemmes af tykkelsen af kvartskrystal. Venstrehåndede og højrehåndede rotatorer kan tilbydes af os nu. Fordi de roterer polariseringsplanet med en bestemt vinkel, er Crystalline Quartz Polarization Rotatorer et godt alternativ til bølgeplader og kan bruges til at rotere hele lysets polarisering langs den optiske akse, ikke kun en enkelt komponent af lyset. Udbredelsesretningen for indfaldende lys skal være vinkelret på rotatoren.
Paralight Optics tilbyder Achromatic Wave Plader, Super Achromatic Wave Plader, Cementerede Zero Order Wave Plader, Optisk kontaktede Zero Order Wave Plader, Air-Spaced Zero Order Wave Plader, True Zero Order Wave Plader, Single Plate High Power Wave Plader, Multi Order Wave Plader , bølgeplader med dobbelt bølgelængde, bølgeplader med dobbelt bølgelængde i nul, telekommunikationsbølgeplader, mellem IR-bølgeplader med nulorden, Fresnel-Rombe-retardere, ringholdere til bølgeplader og kvartspolarisationsrotatorer.
Bølgeplader
For mere detaljeret information om polarisationsoptik eller få et tilbud, kontakt os venligst.
