Pārskats
Polarizācijas optika tiek izmantota, lai mainītu krītošā starojuma polarizācijas stāvokli. Mūsu polarizācijas optikā ietilpst polarizatori, viļņu plāksnes/palēninātāji, depolarizatori, Faraday rotatori un optiskie izolatori UV, redzamā vai IR spektra diapazonā.
Viļņu plāksnes, kas pazīstamas arī kā palēninātāji, pārraida gaismu un maina tās polarizācijas stāvokli, nemazinot, nenovirzot vai nepārvietojot staru. Viņi to dara, aizkavējot (vai aizkavējot) vienu polarizācijas komponentu attiecībā pret tā ortogonālo komponentu. Viļņu plāksne ir optisks elements, kam ir divas galvenās asis, lēnas un ātras, kas sadala krītošo polarizēto staru kūli divos savstarpēji perpendikulāros polarizētos staros. Jaunais stars atkal apvienojas, veidojot konkrētu vienu polarizētu staru kūli. Viļņu plāksnes rada pilnu, pusi un ceturtdaļu aizkavēšanās viļņus. Tos sauc arī par palēninātājiem vai aizkavēšanas plāksnēm. Nepolarizētā gaismā viļņu plāksnes ir līdzvērtīgas logiem – tās abas ir plakanas optiskas sastāvdaļas, caur kurām iziet gaisma.
⊙Ceturkšņa viļņa plāksne: kad lineāri polarizēta gaisma tiek ievadīta 45 grādu leņķī pret ceturtdaļas viļņa plāksnes asi, izeja ir cirkulāri polarizēta un otrādi.
⊙Pusviļņa plāksne: pusviļņa plāksne pagriež lineāri polarizētu gaismu jebkurā vēlamajā orientācijā. Rotācijas leņķis ir divreiz lielāks par leņķi starp krītošo polarizēto gaismu un optisko asi.
Lāzera nulles kārtas ceturkšņa viļņu plāksne
Lāzera nulles kārtas pusviļņu plāksne ar gaisa atstarpi
Viļņu plāksnes ir ideāli piemērotas gaismas polarizācijas stāvokļa kontrolei un analīzei. Tie tiek piedāvāti trīs galvenajos veidos — nulles secības, vairākkārtējas kārtas un ahromatiskie — katrs no tiem sniedz unikālas priekšrocības atkarībā no konkrētās lietojumprogrammas. Stingra izpratne par galvenajiem terminiem un specifikācijām palīdz izvēlēties pareizo viļņu plāksni neatkarīgi no tā, cik vienkārša vai sarežģīta ir optiskā sistēma.
Terminoloģija un specifikācijas
⊙Divkāršās laušanas spējas: Viļņu plāksnes ir izgatavotas no dubultlaušanas materiāliem, visbiežāk no kristāla kvarca. Divpusēji laušanas materiāliem ir nedaudz atšķirīgi refrakcijas rādītāji gaismai, kas polarizēta dažādās orientācijās. Tādējādi tie sadala krītošo nepolarizēto gaismu tās paralēlajos un ortogonālajos komponentos, kas parādīti nākamajā attēlā.
Divpusēji laušanas kalcīta kristālu atdaloša nepolarizēta gaisma
⊙Ātrā ass un lēnā ass: gaismai, kas polarizēta gar ātro asi, ir zemāks refrakcijas indekss un tā pārvietojas ātrāk pa viļņu plāksnēm nekā gaisma, kas polarizēta pa lēno asi. Ātro asi norāda ar nelielu plakanu plankumu vai punktu uz neuzmontētas viļņu plāksnes ātrās ass diametra vai zīmi uz piestiprinātas viļņu plāksnes šūnas stiprinājuma.
⊙Retardācija: aizkavēšanās apraksta fāzes nobīdi starp polarizācijas komponentu, kas projicēts gar ātro asi, un komponentu, kas projicēts gar lēno asi. Aizturi norāda grādu, viļņu vai nanometru vienībās. Viens pilns aizkavēšanās vilnis ir līdzvērtīgs 360° vai nanometru skaitam interesējošā viļņa garumā. Tolerance pret aizkavēšanos parasti tiek norādīta grādos, pilna viļņa naturālajās vai decimāldaļdaļās vai nanometros. Tipisku palēninājuma specifikāciju un pielaižu piemēri ir: λ/4 ± λ/300, λ/2 ± 0,003 λ, λ/2 ± 1°, 430 nm ± 2 nm.
Populārākās aizkavēšanās vērtības ir λ/4, λ/2 un 1λ, taču noteiktās lietojumprogrammās var būt noderīgas arī citas vērtības. Piemēram, iekšējais atstarojums no prizmas izraisa fāzes nobīdi starp komponentiem, kas var būt apgrūtinoši; kompensējošā viļņu plāksne var atjaunot vēlamo polarizāciju.
⊙Vairākas kārtas: vairāku secību viļņu plāksnēs kopējā aizkavēšanās ir vēlamā aizkavēšanās plus vesels skaitlis. Pārmērīga veselā skaitļa daļa neietekmē veiktspēju, tāpat kā pulkstenis, kas šodien rāda pusdienlaiku, izskatās tāpat kā pulkstenis, kas rāda pusdienlaiku nedēļu vēlāk – lai gan laiks ir pievienots, tas joprojām izskatās tāpat. Lai gan vairāku pasūtījumu viļņu plāksnes ir veidotas tikai no viena divpusēji laušanas materiāla, tās var būt salīdzinoši biezas, kas atvieglo apstrādi un sistēmas integrāciju. Tomēr lielais biezums padara vairāku secību viļņu plāksnes jutīgākas pret aizkavēšanās nobīdēm, ko izraisa viļņa garuma maiņa vai apkārtējās temperatūras izmaiņas.
⊙Nulles kārtas viļņu plāksne ir izstrādāta tā, lai nodrošinātu nulles pilno viļņu aizkavēšanos bez pārmērības, kā arī vēlamo daļu. Piemēram, nulles kārtas kvarca viļņu plāksnes sastāv no divām vairākkārtējām kvarca viļņu plāksnēm, kuru asis ir sakrustotas tā, ka efektīvā aizkavēšanās ir atšķirība starp tām. Standarta nulles kārtas viļņu plāksne, kas pazīstama arī kā saliktā nulles kārtas viļņu plāksne, sastāv no vairākām viļņu plāksnēm no viena un tā paša dubultlaušanas materiāla, kas ir novietotas tā, lai tās būtu perpendikulāras optiskajai asij. Vairāku viļņu plākšņu slāņošana līdzsvaro aizkavēšanās nobīdes, kas rodas atsevišķās viļņu plāksnēs, uzlabojot aizkavēšanas stabilitāti pret viļņu garuma maiņām un apkārtējās temperatūras izmaiņām. Standarta nulles kārtas viļņu plāksnes neuzlabo aizkavēšanās nobīdi, ko izraisa atšķirīgs krišanas leņķis. Patiesa nulles kārtas viļņu plāksne sastāv no viena abpusēji laušanas materiāla, kas ir apstrādāts īpaši plānā plāksnē, kuras biezums var būt tikai daži mikroni, lai sasniegtu noteiktu aiztures līmeni nulles secībā. Lai gan plāksnes plāns var apgrūtināt viļņu plāksnes apstrādi vai uzstādīšanu, patiesas nulles kārtas viļņu plāksnes nodrošina izcilu aizkavēšanas stabilitāti pret viļņa garuma maiņu, apkārtējās temperatūras izmaiņām un atšķirīgu krišanas leņķi nekā citas viļņu plāksnes. Zero Order Wave plāksnes uzrāda labāku veiktspēju nekā vairāku secību viļņu plāksnes. Tiem ir plašāks joslas platums un zemāka jutība pret temperatūras un viļņa garuma izmaiņām, un tie jāapsver kritiskākiem lietojumiem.
⊙Ahromatisks: Ahromatiskās viļņu plāksnes sastāv no diviem dažādiem materiāliem, kas praktiski novērš hromatisko izkliedi. Standarta ahromatiskās lēcas ir izgatavotas no divu veidu stikla, kas ir saskaņotas, lai sasniegtu vēlamo fokusa attālumu, vienlaikus samazinot vai novēršot hromatisko aberāciju. Ahromatiskās viļņu plāksnes darbojas pēc tāda paša pamatprincipa. Piemēram, ahromatiskās viļņu plāksnes ir izgatavotas no kristāla kvarca un magnija fluorīda, lai panāktu gandrīz nemainīgu aizkavēšanos plašā spektra joslā.
⊙Superachromatic: Superachromatic viļņu plāksnes ir īpaša veida ahromatiskās viļņu plāksnes, kuras izmanto, lai novērstu hromatisko dispersiju daudz plašākā viļņu diapazonā. Daudzas superahromatiskās viļņu plāksnes var izmantot gan redzamajam spektram, gan NIR apgabalam ar gandrīz tādu pašu, ja ne labāku, viendabīgumu nekā tipiskām ahromatiskām viļņu plāksnēm. Ja tipiskās ahromatiskās viļņu plāksnes ir izgatavotas no noteikta biezuma kvarca un magnija fluorīda, superahromatiskās viļņu plāksnes izmanto papildu safīra substrātu kopā ar kvarcu un magnija fluorīdu. Visu trīs substrātu biezums ir noteikts stratēģiski, lai novērstu hromatisko dispersiju ilgākā viļņu garuma diapazonā.
Polarizatora izvēles rokasgrāmata
⊙Vairāku pasūtījumu viļņu plāksnes
Zemas (vairākas) kārtas viļņu plāksne ir paredzēta vairāku pilnu viļņu aizkavēšanai, kā arī vēlamajai daļai. Tādējādi tiek iegūts viens, fiziski izturīgs komponents ar vēlamo veiktspēju. Tas sastāv no vienas kristāla kvarca plāksnes (parasti 0,5 mm biezumā). Pat nelielas viļņa garuma vai temperatūras izmaiņas radīs būtiskas izmaiņas vēlamajā frakcijas kavēšanā. Vairāku pasūtījumu viļņu plāksnes ir lētākas un tiek izmantotas daudzos lietojumos, kur paaugstināta jutība nav svarīga. Tie ir laba izvēle lietošanai ar monohromatisku gaismu klimata kontrolētā vidē, tie parasti tiek savienoti ar lāzeru laboratorijā. Turpretim lietojumprogrammas, piemēram, mineraloģija, izmanto hromatisko nobīdi (aizkavēšanās pret viļņa garuma izmaiņām), kas raksturīga vairāku secību viļņu plāksnēm.
Vairāku pasūtījumu pusviļņu šķīvis
Vairāku pasūtījumu ceturkšņa viļņu plāksne
Alternatīva tradicionālajām kristāliskā kvarca viļņu plāksnēm ir polimēru palēninātāja plēve. Šī plēve ir pieejama vairākos izmēros un palēninājumos un par nelielu daļu no kristālisko viļņu plākšņu cenas. Plēves palēninātāji elastības ziņā ir pārāki par kristāla kvarcu. To plānais polimēru dizains ļauj viegli sagriezt plēvi līdz vajadzīgajai formai un izmēram. Šīs plēves ir ideāli piemērotas lietošanai lietojumprogrammās, kurās tiek izmantoti LCD un optiskās šķiedras. Polimēru palēninātāja plēve ir pieejama arī ahromatiskās versijās. Tomēr šai plēvei ir zems bojājumu slieksnis, un to nevajadzētu izmantot ar lieljaudas gaismas avotiem, piemēram, lāzeriem. Turklāt tā izmantošana ir ierobežota līdz redzamajam spektram, tāpēc UV, NIR vai IR lietojumiem būs nepieciešama alternatīva.
Vairākas kārtas viļņu plāksnes nozīmē, ka gaismas ceļa palēninājums tiks pakļauts noteiktam skaitam pilna viļņa garuma nobīdes papildus daļējai projektētajai aizkavēšanai. Vairāku pasūtījumu viļņu plāksnes biezums vienmēr ir aptuveni 0,5 mm. Salīdzinot ar nulles kārtas viļņu plāksnēm, vairāku secību viļņu plāksnes ir jutīgākas pret viļņu garuma un temperatūras izmaiņām. Tomēr tie ir lētāki un plaši izmantoti daudzās lietojumprogrammās, kur paaugstināta jutība nav kritiska.
⊙Zero Order Wave plāksnes
Tā kā to kopējā aizkavēšanās ir neliela procentuālā daļa no vairāku secību veida, nulles kārtas viļņu plākšņu palēninājums ir daudz nemainīgāks attiecībā uz temperatūras un viļņa garuma izmaiņām. Situācijās, kurās nepieciešama lielāka stabilitāte vai lielākas temperatūras svārstības, nulles kārtas viļņu plāksnes ir ideāla izvēle. Pielietojuma piemēri ietver paplašināta spektrālā viļņa garuma novērošanu vai mērījumu veikšanu ar instrumentu, ko izmanto laukā.
Nulles kārtas pusviļņu plāksne
Nulles kārtas ceturkšņa viļņu plāksne
- Cementēta nulles kārtas viļņu plāksne ir veidota no divām kvarca plāksnēm, kuru asi ir šķērsota, abas plāksnes ir cementētas ar UV epoksīdu. Biezuma atšķirība starp abām plāksnēm nosaka aizkavēšanos. Nulles kārtas viļņu plāksnes piedāvā ievērojami mazāku atkarību no temperatūras un viļņa garuma izmaiņām nekā daudzkārtu viļņu plāksnes.
- Optiski kontakta nulles kārtas viļņu plāksne ir veidota no divām kvarca plāksnēm, kuru asi ir ātri šķērsota, abas plāksnes ir konstruētas ar optiski kontakta metodi, optiskais ceļš ir bez epoksīda.
- Gaisa atstarpi nulles kārtas viļņu plāksne ir veidota no divām kvarca plāksnēm, kas uzstādītas stiprinājumā, veidojot gaisa spraugu starp abām kvarca plāksnēm.
- Patiesa nulles kārtas kvarca plāksne ir izgatavota no vienas ļoti plānas kvarca plāksnes. Tos var piedāvāt vai nu kā vienu plāksni lietošanai ar augstu bojājumu slieksni (lielākiem par 1 GW/cm2), vai kā cementētu plānu kvarca plāksni uz BK7 pamatnes, lai nodrošinātu stiprību un atrisinātu viegli sabojājamu problēmu.
- Nulles kārtas divu viļņu garuma viļņu plāksne var nodrošināt īpašu aizkavēšanos divos viļņu garumos (pamatviļņu garumā un otrajā harmoniskajā viļņa garumā). Divu viļņu garuma viļņu plāksnes ir īpaši noderīgas, ja tās izmanto kopā ar citiem polarizāciju jutīgiem komponentiem, lai atdalītu dažāda viļņa garuma koaksiālos lāzera starus. Nulles kārtas divu viļņu garumu viļņu plāksne tiek plaši izmantota femtosekundes lāzeros.
- Telekomunikāciju viļņu plāksne ir tikai viena kvarca plāksne, salīdzinot ar cementētu nulles kārtas viļņu plāksni. To galvenokārt izmanto šķiedru komunikācijā. Telecom viļņu plāksnes ir plānas un kompaktas viļņu plāksnes, kas īpaši izstrādātas, lai atbilstu šķiedru sakaru komponentu prasībām. Pusviļņa plāksni var izmantot polarizācijas stāvokļa pagriešanai, savukārt ceturkšņa viļņa plāksni var izmantot, lai lineāri polarizētu gaismu pārvērstu apļveida polarizācijas stāvoklī un otrādi. Pusviļņu plāksne ir aptuveni 91 μm bieza, ceturkšņa viļņu plāksne vienmēr ir nevis 1/4 viļņa, bet 3/4 viļņa, apmēram 137 µm bieza. Šī īpaši plānā viļņu plāksne nodrošina vislabāko temperatūras joslas platumu, leņķa joslas platumu un viļņa garuma joslas platumu. Šo viļņu plākšņu mazais izmērs padara tās arī ideāli piemērotas, lai samazinātu jūsu dizaina kopējo iepakojuma izmēru. Mēs varam nodrošināt pielāgotus izmērus pēc jūsu pieprasījuma.
- Vidējā infrasarkanā nulles kārtas viļņu plāksne ir izgatavota no divām magnija fluorīda (MgF2) plāksnēm, kuru ass ir šķērsotas, abas plāksnes ir izgatavotas ar optiski kontakta metodi, optiskais ceļš ir bez epoksīda. Biezuma atšķirība starp abām plāksnēm nosaka aizkavēšanos. Vidējās infrasarkanās nulles kārtas viļņu plāksnes tiek plaši izmantotas infrasarkanajos lietojumos, ideāli 2,5–6,0 mikronu diapazonam.
⊙Ahromatisko viļņu plāksnes
Ahromatiskās viļņu plāksnes ir līdzīgas nulles kārtas viļņu plāksnēm, izņemot to, ka abas plāksnes ir izgatavotas no dažādiem divpusēji laušanas kristāliem. Pateicoties divu materiālu kompensācijai, ahromatisko viļņu plāksnes ir daudz nemainīgākas nekā pat nulles kārtas viļņu plāksnes. Ahromatiskā viļņa plāksne ir līdzīga nulles kārtas viļņu plāksnei, izņemot to, ka abas plāksnes ir izgatavotas no dažādiem divpusēji laušanas kristāliem. Tā kā divu materiālu divkāršās laušanas dispersija ir atšķirīga, ir iespējams norādīt aizkavēšanās vērtības plašā viļņu garuma diapazonā. Tātad aizkavēšanās būs mazāk jutīga pret viļņa garuma izmaiņām. Ja situācija aptver vairākus spektra viļņu garumus vai visu joslu (piemēram, no violetas līdz sarkanai), ideāla izvēle ir ahromatiskās viļņu plāksnes.
NIR ahromatiskā viļņu plāksne
SWIR ahromatiskā viļņu plāksne
VIS ahromatisko viļņu plāksne
⊙Super Achromatic Wave plāksnes
Super Achromatic Wave plāksnes ir līdzīgas ahromatisko viļņu plāksnēm, drīzāk nodrošinot plakanu aizturi super platjoslas viļņu garuma diapazonā. Parastā ahromatiskā viļņa plāksne sastāv no vienas kvarca plāksnes un vienas MgF2 plāksnes, kurai ir tikai daži simti nanometru viļņu garuma diapazons. Mūsu superahromatiskās viļņu plāksnes ir izgatavotas no trim materiāliem, kvarca, MgF2 un safīra, kas var nodrošināt plakanu aizturi plašākā viļņu garuma diapazonā.
⊙Fresnel Rhomb palēninātāji
Fresnel Rhomb Retarders izmanto iekšējo atstarošanos noteiktos leņķos prizmas struktūrā, lai nodrošinātu krītošās polarizētās gaismas aizkavēšanos. Tāpat kā Achromatic Wave plāksnes, tās var nodrošināt vienmērīgu aizkavēšanos plašā viļņu garuma diapazonā. Tā kā Fresnel Rhomb Retarders palēninājums ir atkarīgs tikai no materiāla refrakcijas indeksa un ģeometrijas, viļņu garuma diapazons ir plašāks nekā Achromatic Waveplate, kas izgatavota no dubultlaušanas kristāla. Single Fresnel Rhomb Retarders rada fāzes aizkavēšanos λ/4, izejas gaisma ir paralēla ieejas gaismai, bet novirzīta uz sāniem; Double Fresnel Rhomb Retarders rada fāzes aizkavēšanos λ/2, tas sastāv no diviem viena Fresnel Rhomb palēninātājiem. Mēs piedāvājam standarta BK7 Fresnel Rhomb palēninātājus, citi materiāli, piemēram, ZnSe un CaF2, ir pieejami pēc pieprasījuma. Šie palēninātāji ir optimizēti lietošanai ar diožu un šķiedru lietojumiem. Tā kā Fresnel Rhomb Retarders darbojas, pamatojoties uz pilnīgu iekšējo atspīdumu, tos var izmantot platjoslas vai ahromatiskai lietošanai.
Fresnel Rhomb palēninātāji
⊙Kristāliskā kvarca polarizācijas rotatori
Kristāliskā kvarca polarizācijas rotatori ir atsevišķi kvarca kristāli, kas rotē krītošās gaismas polarizāciju neatkarīgi no rotatora un gaismas polarizācijas izlīdzināšanas. Dabiskā kvarca kristāla rotācijas aktivitātes dēļ to var izmantot arī kā polarizācijas rotatorus, lai lineāri polarizētā stara ieejas plakne tiktu pagriezta īpašā leņķī, ko nosaka kvarca kristāla biezums. Šobrīd varam piedāvāt kreiso un labo rotatorus. Tā kā tie pagriež polarizācijas plakni ar noteiktu leņķi, kristāliskā kvarca polarizācijas rotatori ir lieliska alternatīva viļņu plāksnēm, un tos var izmantot, lai pagrieztu visu gaismas polarizāciju pa optisko asi, nevis tikai atsevišķu gaismas sastāvdaļu. Krītošās gaismas izplatīšanās virzienam jābūt perpendikulāram rotatoram.
Paralight Optics piedāvā ahromatiskās viļņu plāksnes, superahromatiskās viļņu plāksnes, cementētas nulles kārtas viļņu plāksnes, optiski kontaktā esošās nulles kārtas viļņu plāksnes, nulles kārtas viļņu plāksnes, patiesas nulles kārtas viļņu plāksnes, vienas plāksnes lieljaudas viļņu plāksnes, vairāku secību viļņu plāksnes. , divu viļņu garumu viļņu plāksnes, nulles kārtas divu viļņu garumu viļņu plāksnes, telekomunikāciju viļņu plāksnes, vidējās IR nulles kārtas viļņu plāksnes, freneļa rombveida palēninātājus, viļņu plākšņu gredzenu turētājus un kvarca polarizācijas rotatorus.
Viļņu plāksnes
Lai iegūtu sīkāku informāciju par polarizācijas optiku vai saņemtu piedāvājumu, lūdzu, sazinieties ar mums.
