סקירה כללית
אופטיקה של קיטוב משמשת לשינוי מצב הקיטוב של קרינה מתרחשת. אופטיקת הקיטוב שלנו כוללת מקטבים, לוחות גלים / מעכבי גלים, משחררי קוטביות, מסובבי Faraday ומבודדים אופטיים בטווחים הספקטרליים של UV, גלוי או IR.
לוחות גל, המכונה גם מעכבים, מעבירים אור ומשנים את מצב הקיטוב שלו מבלי להחליש, לסטות או להזיז את האלומה. הם עושים זאת על ידי עיכוב (או עיכוב) של מרכיב אחד של הקיטוב ביחס למרכיב האורתוגונלי שלו. פלטת גל היא אלמנט אופטי בעל שני צירים עיקריים, איטי ומהיר, הפותרים קרן מקוטבת תקרית לשתי אלומות מקוטבות מאונכות הדדית. הקרן היוצאת מתאחדת מחדש ליצירת קרן מקוטבת יחידה מסוימת. לוחות גל מייצרים פיגור מלא, חצי ורבע גלים. הם ידועים גם בתור מעכב או צלחת פיגור. באור לא מקוטב, לוחות גל שקולים לחלונות - שניהם רכיבים אופטיים שטוחים שדרכם עובר האור.
⊙לוח רבע גל: כאשר אור מקוטב ליניארי מוכנס ב-45 מעלות לציר של לוח רבע גל, הפלט מקוטב מעגלי, ולהיפך.
⊙לוח חצי גל: לוח חצי גל מסובב אור מקוטב ליניארי לכל כיוון רצוי. זווית הסיבוב היא פי שניים מהזווית בין האור המקוטב הנוצר לציר האופטי.
צלחת רבע גלים מרווחי לייזר בהזמנה אפסית
צלחת חצי גל מרווחת באוויר בהזמנה אפסית בלייזר
לוחות גל הם אידיאליים לשליטה וניתוח של מצב הקיטוב של האור. הם מוצעים בשלושה סוגים עיקריים - סדר אפס, סדר מרובה ואכרומטי - כל אחד מכיל יתרונות ייחודיים בהתאם ליישום הנדון. הבנה חזקה של טרמינולוגיות מפתח ומפרטים מסייעת בבחירת לוח הגל הנכון, לא משנה כמה פשוטה או מורכבת המערכת האופטית.
טרמינולוגיה ומפרטים
⊙שבירה דו-פעמית: צלחות גל עשויות מחומרים דו-שבירה, לרוב קוורץ קריסטל. לחומרים דו-שבירה יש מדדי שבירה שונים במקצת עבור אור מקוטב בכיוונים שונים. כיוון שכך, הם מפרידים אור לא מקוטב שנכנס למרכיביו המקבילים והאורתוגונליים המוצגים באיור הבא.
גביש קלציט דו-פרינג המפריד אור לא מקוטב
⊙ציר מהיר וציר איטי: אור המקוטב לאורך הציר המהיר נתקל באינדקס שבירה נמוך יותר ונוסע מהר יותר דרך לוחות גלים מאשר אור המקוטב לאורך הציר האיטי. הציר המהיר מסומן על ידי נקודה שטוחה קטנה או נקודה בקוטר הציר המהיר של לוחית גל לא מותקנת, או סימון על תושבת התא של לוחית גל מותקנת.
⊙פיגור: פיגור מתאר את הסטת הפאזה בין רכיב הקיטוב המוקרן לאורך הציר המהיר לבין הרכיב המוקרן לאורך הציר האיטי. פיגור מוגדר ביחידות של מעלות, גלים או ננומטר. גל שלם אחד של פיגור שווה ערך ל-360°, או למספר הננומטרים באורך הגל המעניין. סובלנות לפיגור מוצהרת בדרך כלל במעלות, שברים טבעיים או עשרוניים של גל מלא, או ננומטרים. דוגמאות למפרטי פיגור טיפוסיים וסובלנות הם: λ/4 ± λ/300, λ/2 ± 0.003λ, λ/2 ± 1°, 430nm ± 2nm.
ערכי הפיגור הפופולריים ביותר הם λ/4, λ/2 ו-1λ, אך ערכים אחרים יכולים להיות שימושיים ביישומים מסוימים. לדוגמה, השתקפות פנימית ממנסרה גורמת להסטת פאזה בין רכיבים שעלולה להיות מטרידה; פלטת גל מפצה יכולה לשחזר את הקיטוב הרצוי.
⊙סדר מרובה: בצלחות גל מרובי סדר, הפיגור הכולל הוא הפיגור הרצוי בתוספת מספר שלם. לחלק העודף של מספר שלם אין השפעה על הביצועים, באותו אופן שבו שעון המראה את הצהריים היום נראה זהה לזה שמראה את הצהריים שבוע לאחר מכן - למרות שזמן נוסף, הוא עדיין נראה אותו הדבר. למרות שלוחות גלים בהזמנה מרובת מעוצבים עם חומר דו-שבירה בודד בלבד, הם יכולים להיות עבים יחסית, מה שמקל על הטיפול ושילוב המערכת. העובי הגבוה, עם זאת, הופך את לוחות הגל במספר סדרים רגישים יותר לשינויים בפיגור הנגרמים על ידי שינוי באורך הגל או שינויים בטמפרטורת הסביבה.
⊙סדר אפס: לוחית הגלים בסדר אפס נועדה לתת עיכוב של אפס גלים מלאים ללא עודף, בתוספת השבר הרצוי. לדוגמה, לוחות גל קוורץ מסדר אפס מורכבים משתי לוחות גל קוורץ מסדרים מרובים שהצירים שלהם חוצים כך שהפיגור האפקטיבי הוא ההבדל ביניהם. לוחית גלים סטנדרטית מסדר אפס, הידועה גם בתור לוחית גל מורכבת מסדר אפס, מורכבת מלוחות גלים מרובים מאותו חומר דו-שבירה שהוצבו כך שהם מאונכים לציר האופטי. שכבות של לוחות גלים מרובים מאזנת את שינויי הפיגור המתרחשים בלוחות הגלים הבודדים, ומשפרת את יציבות הפיגור לשינויים באורך גל ושינויי טמפרטורת הסביבה. לוחות גלים סטנדרטיים מסדר אפס אינם משפרים את תזוזת העיכוב הנגרמת על ידי זווית נפילה שונה. פלטת גל אמיתית מסדר אפס מורכבת מחומר דו-שבירה יחיד שעבר עיבוד לצלחת דקה במיוחד שעוביה עשוי להיות רק כמה מיקרונים על מנת להשיג רמה ספציפית של פיגור בסדר אפס. בעוד שהדקות של הפלטה עשויה להקשות על הטיפול או הרכבה של לוח הגל, אבל לוחות גל אמיתיים מסדר אפס מציעים יציבות פיגור מעולה לשינוי אורך הגל, שינוי טמפרטורת הסביבה וזווית נפילה שונה מזו של לוחות גל אחרים. צלחות גלים מסדר אפס מציגות ביצועים טובים יותר מאשר צלחות גל מסדר מרובות. הם מראים רוחב פס רחב יותר ורגישות נמוכה יותר לשינויי טמפרטורה ואורכי גל ויש לשקול אותם עבור יישומים קריטיים יותר.
⊙אכרומטי: לוחות גל אכרומטיים מורכבים משני חומרים שונים המבטלים למעשה פיזור כרומטי. עדשות אכרומטיות סטנדרטיות עשויות משני סוגי זכוכית, המותאמות להשגת אורך מוקד רצוי תוך מזעור או הסרה של סטייה כרומטית. לוחות גל אכרומטיים פועלים על אותו עיקרון בסיסי. לדוגמה, לוחות גלים אכרומטיים עשויים מקריסטל קוורץ ומגנזיום פלואוריד כדי להשיג פיגור כמעט קבוע על פני פס ספקטרלי רחב.
⊙סופר אכרומטי: לוחות גל סופר אכרומטיים הם סוג מיוחד של לוחות גל אכרומטיים המשמשים לביטול פיזור כרומטי עבור פס גל רחב בהרבה. ניתן להשתמש בפלטות גל סופר אכרומטיות רבות הן עבור הספקטרום הנראה והן עבור אזור ה-NIR עם אחידות קרובה לאותה, אם לא טובה יותר, מאשר לוחות גל אכרומטיים טיפוסיים. כאשר לוחות גל אכרומטיים טיפוסיים עשויים מקוורץ ומגנזיום פלואוריד בעוביים ספציפיים, לוחות גלים סופר אכרומטיים משתמשים במצע ספיר נוסף יחד עם קוורץ ומגנזיום פלואוריד. העובי של כל שלושת המצעים נקבע אסטרטגית כדי למנוע פיזור כרומטי לטווח ארוך יותר של אורכי גל.
מדריך לבחירת מקטבים
⊙צלחות Wave בהזמנה מרובת
פלטת הגלים הנמוכה (מרובה) נועדה לתת עיכוב של מספר גלים מלאים, בתוספת השבר הרצוי. כתוצאה מכך נוצר רכיב יחיד וחזק פיזית עם ביצועים רצויים. הוא מורכב מצלחת אחת של קוורץ קריסטל (עובי נומינלי של 0.5 מ"מ). אפילו שינויים קטנים באורך הגל או הטמפרטורה יגרמו לשינויים משמעותיים בעיכוב השבר הרצוי. לוחות גלים מרובי סדר הם זולים יותר ומוצאים שימוש ביישומים רבים שבהם הרגישויות המוגברות אינן חשובות. הם בחירה טובה לשימוש עם אור מונוכרומטי בסביבה מבוקרת אקלים, הם בדרך כלל יחד עם לייזר במעבדה. לעומת זאת, יישומים כמו מינרלוגיה מנצלים את השינוי הכרומטי (עיכוב מול שינוי באורך גל) הטבוע בלוחות גלים מסדרים מרובים.
Multi-Order Half Wave Plate
צלחת רבע גל רב-סדרה
חלופה ללוחות גלי קוורץ גבישיים קונבנציונליים היא Polymer Retarder Film. הסרט הזה זמין במספר גדלים ועיכובים ובחלק קטן מהמחיר של לוחות גל גבישיים. מעכבי הסרט עדיפים על פני היישום של קוורץ קריסטל מבחינת גמישות. העיצוב הפולימרי הדק שלהם מאפשר חיתוך קל של הסרט לצורה ולגודל הדרושים. סרטים אלה אידיאליים לשימוש ביישומים המשתמשים במסכי LCD ובסיבים אופטיים. Film Retarder Polymer זמין גם בגרסאות אכרומטיות. עם זאת, לסרט זה יש סף נזק נמוך ואין להשתמש בו עם מקורות אור בעלי הספק גבוה כמו לייזרים. בנוסף, השימוש בו מוגבל לספקטרום הנראה, ולכן יישומי UV, NIR או IR ידרשו חלופה.
לוחות גלים מסדרים מרובים פירושם שהעיכוב של נתיב אור יעבור מספר מסוים של הזזות באורך גל מלא בנוסף לעיכוב התכנון השברי. העובי של צלחת גלים מרובי סדר הוא תמיד סביב 0.5 מ"מ. בהשוואה ללוחות גל מסדר אפס, לוחות גלים מסדר גודל רגישים יותר לשינויי אורך גל וטמפרטורה. עם זאת, הם פחות יקרים ונמצאים בשימוש נרחב ביישומים רבים שבהם הרגישויות המוגברות אינן קריטיות.
⊙צלחות גל סדר אפס
מכיוון שהפיגור הכולל שלהם הוא אחוז קטן מהסוג מרובה הסדרים, הפיגור עבור לוחות גלים מסדר אפס הוא הרבה יותר קבוע ביחס לשינויים בטמפרטורה ובאורך הגל. במצבים הדורשים יציבות רבה יותר או מצריכים תנועות טמפרטורה גדולות יותר, לוחות גלים מסדר אפס הם הבחירה האידיאלית. דוגמאות ליישום כוללות התבוננות באורך גל ספקטרלי מורחב, או לקיחת מדידות עם מכשיר המשמש בשטח.
צלחת חצי גל סדר אפס
צלחת רבע גל מסדר אפס
- פלטת גל מצורפת מסדר אפס בנויה על ידי שתי לוחות קוורץ עם הציר המהיר שלהן חוצה, שתי הלוחות מוצקות על ידי אפוקסי UV. ההבדל בעובי בין שתי הלוחות קובע את העיכוב. לוחות גלים מסדר אפס מציעים תלות נמוכה משמעותית בשינוי טמפרטורה ואורך גל מאשר לוחות גלים מרובי סדר.
- פלטת גלים מסדר אפס עם מגע אופטי בנויה על ידי שתי לוחות קוורץ שהציר המהיר שלהן חוצה, שתי הלוחות בנויות בשיטת מגע אופטית, הנתיב האופטי נטול אפוקסי.
- פלטת גלים מסדר אפס באוויר בנויה על ידי שתי לוחות קוורץ המותקנות במעמד היוצרים מרווח אוויר בין שתי לוחות הקוורץ.
- פלטת קוורץ אמיתית מסדר אפס עשויה מלוח קוורץ בודד דק מאוד. הם יכולים להיות מוצעים בעצמם כפלטה יחידה ליישומי סף נזק גבוה (יותר מ-1 GW/cm2), או כלוח קוורץ דק מוצק על מצע BK7 כדי לספק חוזק על מנת לפתור את בעיית הפגיעה בקלות.
- פלטת גל כפולה מסדר אפס יכולה לספק עיכוב ספציפי בשני אורכי גל (אורך הגל הבסיסי ואורך הגל ההרמוני השני) בו-זמנית. לוחות גל באורך גל כפול שימושיים במיוחד כאשר משתמשים בהם בשילוב עם רכיבים רגישים לקיטוב אחרים להפרדת קרני לייזר קואקסיאליות באורך גל שונה. פלטת גל כפולה מסדר אפס נמצא בשימוש נרחב בלייזרי פמט שנייה.
- פלטת גל טלקום היא רק לוחית קוורץ אחת, בהשוואה ללוח גלים מוצק אמיתי מסדר אפס. הוא משמש בעיקר בתקשורת סיבים. לוחות גלים של טלקום הם לוחות גלים דקים וקומפקטיים שתוכננו במיוחד כדי לעמוד בדרישות התובעניות של רכיבי תקשורת סיבים. ניתן להשתמש בצלחת חצי-גל לסיבוב מצב הקיטוב בעוד שבצלחת רבע-גל ניתן להמיר אור מקוטב ליניארי למצב קיטוב מעגלי ולהיפך. עובי חצי ה-waveplate הוא בערך 91μm, רבע ה-waveplate הוא תמיד לא 1/4 גל אלא 3/4 גל, בעובי של כ-137μm. לוח הגל הדק במיוחד הזה מבטיח את רוחב הפס של הטמפרטורה, רוחב הפס הזווית ורוחב הפס של אורך הגל הטובים ביותר. הגודל הקטן של לוחות הגל הופך אותם גם לאידיאליים להקטנת גודל האריזה הכולל של העיצוב שלך. אנו יכולים לספק גדלים מותאמים אישית לפי בקשתך.
- פלטת גלים מסדר אפס אינפרא אדום בינוני בנויה על ידי שני לוחות מגנזיום פלואוריד (MgF2) עם הציר המהיר שלהם חצוי, שני הלוחות בנויים בשיטת מגע אופטית, הנתיב האופטי נטול אפוקסי. ההבדל בעובי בין שתי הלוחות קובע את העיכוב. לוחות גל אינפרא אדום מסדר אפס נמצאים בשימוש נרחב ביישומי אינפרא אדום, באופן אידיאלי לטווח של 2.5-6.0 מיקרון.
⊙צלחות גל אכרומטיות
לוחות גל אכרומטיים דומים לפלטות גל מסדר אפס, אלא ששתי הלוחות עשויות מגבישים דו-שבירה שונים. בשל הפיצוי של שני חומרים, לוחות גל אכרומטיים קבועים הרבה יותר אפילו מלוחות גלים מסדר אפס. פלטת גל אכרומטית דומה ללוח גלים מסדר אפס, אלא ששתי הלוחות עשויות מגבישים דו-שבירה שונים. מכיוון שהפיזור של השבירה הדו-פעמית של שני חומרים שונה, ניתן לציין את ערכי הפיגור בטווח אורכי גל רחב. אז הפיגור יהיה פחות רגיש לשינוי באורך הגל. אם המצב מכסה מספר אורכי גל ספקטרליים או פס שלם (מסגול ועד אדום, למשל), לוחות גל אכרומטיים הם הבחירה האידיאלית.
פלטת גל אכרומטית של NIR
SWIR צלחת גל אכרומטית
VIS Achromatic Wave Plate
⊙צלחות Super Achromatic Wave
לוחות גל סופר אכרומטיים דומים לפלטות גל אכרומטיות, אלא מספקות עיכוב שטוח על פני טווח אורכי גל סופר רחב. צלחת גל אכרומטית רגילה מורכבת מלוח קוורץ אחד וצלחת MgF2 אחת, שיש לה רק כמה מאות של טווח אורכי גל ננומטרים. לוחות הגל הסופר אכרומטיים שלנו עשויים משלושה חומרים, קוורץ, MgF2 וספיר, שיכולים לספק עיכוב שטוח בטווח אורכי גל רחב יותר.
⊙מעכבי מעיים של פרנל
מעכבי מעויי Fresnel מנצלים השתקפות פנימית בזוויות ספציפיות בתוך מבנה המנסרה כדי להקנות עיכוב לאור מקוטב שנכנס. כמו לוחות גל אכרומטיים, הם יכולים לספק פיגור אחיד בטווח רחב של אורכי גל. היות והפיגור של מעכבי ה-Fresnel Rhomb תלוי רק באינדקס השבירה ובגיאומטריה של החומר, טווח אורכי הגל רחב יותר מ-Achromatic Waveplate העשוי מקריסטל דו-שבירה. מעכבי מעווני פרנל בודדים מייצרים פיגור פאזה של λ/4, אור הפלט מקביל לאור הקלט, אך מנותק לרוחב; מעכבי מעויי פרנל כפולים מייצרים פיגור פאזה של λ/2, הוא מורכב משני מעכבי מעויי פרנל בודדים. אנו מספקים מעכבי מעוכבים סטנדרטיים מסוג BK7 Fresnel, חומר אחר כמו ZnSe ו-CaF2 זמין לפי בקשה. מעכבים אלה מותאמים לשימוש עם יישומי דיודה וסיבים. כיוון שמעכבי Fresnel Rhomb פועלים בהתבסס על השתקפות פנימית מוחלטת, ניתן להשתמש בהם לשימוש בפס רחב או אכרומטי.
מעכבי מעיים של פרנל
⊙מסובבי קיטוב קוורץ גבישי
מסובבי קיטוב קוורץ גבישיים הם גבישים בודדים של קוורץ המסובבים את הקיטוב של אור בולט ללא תלות ביישור בין המסובב לקיטוב האור. בשל פעילות הסיבוב של גביש קוורץ טבעי, הוא יכול לשמש גם כמסובב קיטוב כך שמישור הקרן המקוטבת ליניארי קלט יסובב בזווית מיוחדת אשר נקבעת על ידי עובי גביש הקוורץ. סיבובי יד שמאל וימין יכולים להיות מוצעים על ידינו כעת. מכיוון שהם מסובבים את מישור הקיטוב בזווית מסוימת, מסובבי קיטוב קוורץ קריסטליים הם אלטרנטיבה מצוינת ללוחות גל וניתן להשתמש בהם כדי לסובב את כל הקיטוב של האור לאורך הציר האופטי, לא רק מרכיב יחיד של האור. כיוון התפשטות האור הנכנס חייב להיות בניצב לסיבוב.
פארלייט אופטיקה מציעה צלחות גל אכרומטיות, צלחות גל סופר אכרומטיות, צלחות גל מוצקות מסדר אפס, צלחות גל מסדר אפס בעלי מגע אופטי, צלחות גל מסדר אפס מרווחים באוויר, צלחות גל מסדר אפס אמיתי, צלחות גלים חד-פעמיים, צלחות גל רב סדר. , צלחות גל כפול באורך גל, צלחות גל באורך גל כפול, צלחות גל טלקום, צלחות גלים מסדר אפס IR בינוני, מעכבי מעויי פרנל, מחזיקי טבעת לצלחות גל, ומסתובבי קיטוב קוורץ.
צלחות גל
למידע מפורט יותר על אופטיקה קיטוב או קבלת הצעת מחיר, אנא צור איתנו קשר.
