Översikt
Polarisationsoptik används för att ändra polarisationstillståndet för infallande strålning. Vår polarisationsoptik inkluderar polarisatorer, vågplattor/retarderare, depolarisatorer, Faraday-rotatorer och optiska isolatorer över UV-, synligt eller IR-spektralområde.
Vågplattor, även kända som retarderare, sänder ljus och modifierar dess polarisationstillstånd utan att dämpa, avvika eller förskjuta strålen. De gör detta genom att fördröja (eller fördröja) en komponent av polarisering med avseende på dess ortogonala komponent. En vågplatta är ett optiskt element med två huvudaxlar, långsamma och snabba, som löser upp en infallande polariserad stråle i två ömsesidigt vinkelräta polariserade strålar. Den framträdande strålen återkombinerar för att bilda en speciell enkel polariserad stråle. Vågplattor producerar hel-, halv- och kvartsvågor av retardation. De är också kända som en retarder eller en retardationsplatta. I opolariserat ljus är vågplattor likvärdiga med fönster – de är båda platta optiska komponenter genom vilka ljus passerar.
⊙Kvartsvågsplatta: när linjärt polariserat ljus matas in i 45 grader till axeln för en kvartsvågsplatta, är utsignalen cirkulärt polariserad och vice versa.
⊙Halvvågsplatta: En halvvågsplatta roterar linjärt polariserat ljus till valfri orientering. Rotationsvinkeln är två gånger vinkeln mellan det infallande polariserade ljuset och den optiska axeln.
Laser Zero Order Air-Spaced Quarter-Wave-platta
Laser Zero Order luftavstånd halvvågsplatta
Vågplattor är idealiska för att kontrollera och analysera ljusets polariseringstillstånd. De erbjuds i tre huvudtyper – nollordning, multipelordning och akromatisk – var och en med unika fördelar beroende på applikationen. En stark förståelse för nyckelterminologier och specifikationer hjälper till att välja rätt vågplatta, oavsett hur enkelt eller komplext det optiska systemet är.
Terminologi & specifikationer
⊙Dubbelbrytning: Vågplattor är gjorda av dubbelbrytande material, oftast kristallkvarts. Dubbelbrytande material har något olika brytningsindex för ljus polariserat i olika orienteringar. Som sådana separerar de infallande opolariserat ljus i dess parallella och ortogonala komponenter som visas i följande figur.
Dubbelbrytande kalcitkristall som separerar opolariserat ljus
⊙Snabb axel och långsam axel: Ljus polariserat längs den snabba axeln möter ett lägre brytningsindex och färdas snabbare genom vågplattor än ljus som polariseras längs den långsamma axeln. Den snabba axeln indikeras av en liten platt fläck eller prick på den snabba axelns diameter på en omonterad vågplatta, eller ett märke på cellfästet på en monterad vågplatta.
⊙Retardation: Retardation beskriver fasförskjutningen mellan polarisationskomponenten projicerad längs den snabba axeln och komponenten projicerad längs den långsamma axeln. Retardation anges i enheter av grader, vågor eller nanometer. En hel retardationsvåg motsvarar 360°, eller antalet nanometer vid våglängden av intresse. Tolerans vid retardation anges vanligtvis i grader, naturliga eller decimala bråkdelar av en helvåg eller nanometer. Exempel på typiska retardationsspecifikationer och toleranser är: λ/4 ± λ/300, λ/2 ± 0,003λ, λ/2 ± 1°, 430 nm ± 2nm.
De mest populära retardationsvärdena är λ/4, λ/2 och 1λ, men andra värden kan vara användbara i vissa tillämpningar. Till exempel orsakar intern reflektion från ett prisma en fasförskjutning mellan komponenter som kan vara besvärande; en kompenserande vågplatta kan återställa den önskade polarisationen.
⊙Multipelordning: I vågplattor med flera ordningar är den totala retardationen den önskade retardationen plus ett heltal. Den överskjutande heltalsdelen har ingen effekt på prestandan, på samma sätt som en klocka som visar middag idag ser likadan ut som en som visar middag en vecka senare – även om tid har lagts till ser den fortfarande ut som densamma. Även om flerbeställningsvågplattor är designade med endast ett enda dubbelbrytande material, kan de vara relativt tjocka, vilket underlättar hantering och systemintegration. Den höga tjockleken gör dock flerordningsvågplattor mer mottagliga för retardationsförskjutningar orsakade av våglängdsförskjutningar eller omgivande temperaturförändringar.
⊙Nollordning: Nollordningens vågplatta är utformad för att ge en retardans på noll hela vågor utan överskott, plus den önskade fraktionen. Till exempel består Zero Order Quartz Wave-plattor av två flerordningskvartsvågplattor med sina axlar korsade så att den effektiva retardationen är skillnaden mellan dem. Den vanliga nollordningens vågplattan, även känd som en sammansatt nollordningsvågplatta, består av flera vågplattor av samma dubbelbrytande material som har placerats så att de är vinkelräta mot den optiska axeln. Att skikta flera vågplattor motverkar retardationsförskjutningarna som uppstår i de individuella vågplattorna, vilket förbättrar retardationsstabiliteten mot våglängdsförskjutningar och omgivningstemperaturförändringar. Standard nollordningsvågplattor förbättrar inte retardationsförskjutning orsakad av en annan infallsvinkel. En vågplatta med sann noll ordning består av ett enda dubbelbrytande material som har bearbetats till en ultratunn platta som kan vara bara några mikrometer tjock för att uppnå en specifik retardationsnivå vid nollordningen. Även om plattans tunnhet kan göra hanteringen eller monteringen av vågplattan svårare, erbjuder verkliga nollordningens vågplattor överlägsen retardationsstabilitet mot våglängdsförskjutning, omgivningstemperaturförändring och en annan infallsvinkel än andra vågplattor. Zero Order Wave-plattor visar bättre prestanda än multi-order wave-plattor. De visar en bredare bandbredd och en lägre känslighet för temperatur- och våglängdsförändringar och bör övervägas för mer kritiska tillämpningar.
⊙Akromatisk: Akromatisk vågplatta består av två olika material som praktiskt taget eliminerar kromatisk dispersion. Standard akromatiska linser är gjorda av två typer av glas, som är matchade för att uppnå en önskad brännvidd samtidigt som kromatisk aberration minimeras eller tas bort. Akromatiska vågplattor fungerar på samma grundprincip. Till exempel är Achromatic Waveplates gjorda av kristallkvarts och magnesiumfluorid för att uppnå nästan konstant retardation över ett brett spektralband.
⊙Superakromatisk: Superakromatisk vågplatta är en speciell typ av akromatisk vågplatta som används för att eliminera kromatisk dispersion för ett mycket bredare vågband. Många superakromatiska vågplattor kan användas för både det synliga spektrumet och NIR-området med nästan samma, om inte bättre, enhetlighet än typiska akromatiska vågplattor. Där typiska akromatiska vågplattor är gjorda av kvarts och magnesiumfluorid med specifika tjocklekar, använder superakromatiska vågplattor ett extra safirsubstrat tillsammans med kvarts och magnesiumfluorid. Tjockleken på alla tre substraten bestäms strategiskt för att eliminera kromatisk dispersion för ett längre våglängdsområde.
Guide för val av polarisator
⊙Flera ordningsvågplattor
Den låga (multipel) ordningens vågplattan är designad för att ge en retardans av flera helvågor, plus den önskade fraktionen. Detta resulterar i en enda, fysiskt robust komponent med önskad prestanda. Den består av en enda platta av kristallkvarts (nominellt 0,5 mm tjock). Även små förändringar i våglängd eller temperatur kommer att resultera i betydande förändringar i den önskade fraktionella retardansen. Multi-order vågplattor är billigare och kan användas i många applikationer där de ökade känsligheterna inte är viktiga. De är ett bra val för användning med monokromatiskt ljus i en klimatkontrollerad miljö, de är vanligtvis kopplade till en laser i ett laboratorium. Däremot utnyttjar applikationer som mineralogi den kromatiska förskjutningen (retardans kontra våglängdsförändring) som är inneboende i flerordningsvågplattor.
Multi-Order halvvågsplatta
Multi-Order Quarter-Wave-platta
Ett alternativ till konventionella kristallina kvartsvågplattor är Polymer Retarder Film. Denna film finns i flera storlekar och retardanser och till en bråkdel av priset för kristallina vågplattor. Filmfördröjare är överlägsna kristallkvarts appliceringsmässigt när det gäller flexibilitet. Deras tunna polymera design möjliggör enkel skärning av filmen till den form och storlek som krävs. Dessa filmer är idealiska för användning i applikationer som använder LCD-skärmar och fiberoptik. Polymer Retarder Film finns även i akromatiska versioner. Denna film har dock en låg skadetröskel och bör inte användas med högeffektsljuskällor som laser. Dessutom är dess användning begränsad till det synliga spektrumet, så UV-, NIR- eller IR-applikationer kommer att kräva ett alternativ.
Vågplattor av flera ordning innebär att retardansen för en ljusväg kommer att genomgå ett visst antal fullvåglängdsförskjutningar utöver den fraktionella designretardansen. Tjockleken på multi-orders vågplatta är alltid runt 0,5 mm. Jämfört med nollordningsvågplattor är flerordningsvågplattor mer känsliga för våglängds- och temperaturförändringar. De är dock billigare och används ofta i många applikationer där den ökade känsligheten inte är kritisk.
⊙Zero Order Wave plattor
Eftersom deras totala retardation är en liten procentandel av multipelordningstypen, är retardationen för nollordningens vågplattor mycket mer konstant med avseende på temperatur- och våglängdsvariationer. I situationer som kräver större stabilitet eller som kräver större temperaturavvikelser är nollordningsvågplattor det idealiska valet. Tillämpningsexempel inkluderar observation av en breddad spektral våglängd eller att göra mätningar med ett instrument som används i fält.
Zero Order Half-Wave Plate
Zero Order Quarter-Wave Plate
- En cementerad nollordningsvågplatta är konstruerad av två kvartsplattor med deras snabba axel korsad, de två plattorna är cementerade med UV-epoxi. Skillnaden i tjocklek mellan de två plattorna bestämmer retardansen. Nollordningsvågplattor erbjuder ett väsentligt lägre beroende av temperatur- och våglängdsförändringar än flerordningsvågplattor.
- En optiskt kontaktad nollordningsvågplatta är konstruerad av två kvartsplattor med deras snabba axel korsad, de två plattorna är konstruerade med optiskt kontaktad metod, den optiska vägen är epoxifri.
- En luftavstånd noll ordningens vågplatta är konstruerad av två kvartsplattor installerade i ett fäste som bildar ett luftgap mellan de två kvartsplattorna.
- En verklig nollordningskvartsplatta är gjord av en enda kvartsplatta som är mycket tunn. De kan erbjudas antingen för sig själva som en enda platta för tillämpningar med höga skadetröskelvärden (större än 1 GW/cm2), eller som en cementerad tunn kvartsplatta på ett BK7-substrat för att ge styrka för att lösa problemet med att lätt skadas.
- En Zero Order Dual Wavelength Wave Plate kan ge en specifik retardans vid två våglängder (grundvåglängden och den andra övertonsvåglängden) samtidigt. Vågplattor med dubbla våglängder är särskilt användbara när de används i kombination med andra polarisationskänsliga komponenter för att separera koaxiala laserstrålar med olika våglängder. En noll ordningens dubbelvåglängdsvågplatta används ofta i femtosekundlasrar.
- En telekomvågsplatta är bara en kvartsplatta, jämfört med cementerad verklig nollordningsvågplatta. Det används främst i fiberkommunikation. Telecom waveplates är tunna och kompakta waveplates speciellt designade för att möta de krävande kraven på fiberkommunikationskomponenter. Halvvågsplattan kan användas för att rotera polarisationstillståndet medan kvartsvågsplattan kan användas för att omvandla linjärt polariserat ljus till ett cirkulärt polarisationstillstånd och vice versa. Halvvågsplattan är cirka 91 μm tjock, kvartsvågplattan är alltid inte 1/4 våg utan 3/4 våg, cirka 137 µm tjock. Denna ultratunna vågplatta säkerställer den bästa temperaturbandbredden, vinkelbandbredden och våglängdsbandbredden. Den lilla storleken på dessa vågplattor gör dem också idealiska för att minska den totala förpackningsstorleken på din design. Vi kan tillhandahålla anpassade storlekar enligt din förfrågan.
- En medelinfraröd noll ordningsvågsplatta är konstruerad av två magnesiumfluoridplattor (MgF2) med deras snabba axel korsad, de två plattorna är konstruerade med en optisk kontaktmetod, den optiska vägen är epoxifri. Skillnaden i tjocklek mellan de två plattorna bestämmer retardansen. Mellan-infraröda nollordningsvågplattor används ofta i infraröda applikationer, idealiskt för 2,5-6,0 mikron intervall.
⊙Achromatic Wave plattor
Akromatiska vågplattor liknar nollordningsvågplattor förutom att de två plattorna är gjorda av olika dubbelbrytande kristaller. På grund av kompensationen av två material är akromatiska vågplattor mycket mer konstanta än till och med nollordningens vågplattor. En akromatisk vågplatta liknar nollordningens vågplatta förutom att de två plattorna är gjorda av olika dubbelbrytande kristaller. Eftersom spridningen av dubbelbrytningen av två material är olika, är det möjligt att specificera retardationsvärdena vid ett brett våglängdsområde. Så retardationen kommer att vara mindre känslig för våglängdsförändringar. Om situationen täcker flera spektrala våglängder eller ett helt band (från violett till rött, till exempel), är akromatiska vågplattor det idealiska valet.
NIR Achromatic Wave Plate
SWIR Achromatic Wave Plate
VIS Achromatic Wave Plate
⊙Super Achromatic Wave plattor
Super Achromatic Wave-plattor liknar akromatiska vågplattor och ger snarare en platt retardans över ett superbredbandsvåglängdsområde. Normal akromatisk vågplatta består av en kvartsplatta och en MgF2-platta, som bara har några hundra nanometers våglängdsområde. Våra superakromatiska vågplattor är gjorda av tre material, kvarts, MgF2 och safir, vilket kan ge platt retardans på ett bredare våglängdsområde.
⊙Fresnel Rhomb Retarders
Fresnel Rhomb Retarders använder intern reflektion vid specifika vinklar inom prismastrukturen för att ge en retardans till infallande polariserat ljus. Liksom Achromatic Wave-plattor kan de ge en enhetlig retardation över ett brett spektrum av våglängder. Eftersom retardationen av Fresnel Rhomb Retarders endast beror på brytningsindex och geometri hos materialet, är våglängdsområdet bredare än Achromatic Waveplate tillverkad av dubbelbrytande kristall. A Single Fresnel Rhomb Retarders producerar en fasretardation på λ/4, det utgående ljuset är parallellt med ingångsljuset, men förskjutet i sidled; En dubbel fresnelrom retarder producerar en fasretardation på λ/2, den består av två enkla fresnelrom retardrar. Vi tillhandahåller standard BK7 Fresnel Rhomb Retarders, annat material som ZnSe och CaF2 är tillgängligt på begäran. Dessa retardrar är optimerade för användning med diod- och fiberapplikationer. Eftersom Fresnel Rhomb Retarders fungerar baserat på total intern reflektion, kan de användas för bredband eller akromatisk användning.
Fresnel Rhomb Retarders
⊙Kristallin kvarts polarisationsrotatorer
Kristallina kvartspolarisationsrotatorer är enkristaller av kvarts som roterar polariseringen av infallande ljus oberoende av inriktningen mellan rotatorn och ljusets polarisation. På grund av rotationsaktiviteten hos naturlig kvartskristall kan den också användas som polarisationsrotatorer så att planet för den linjärt polariserade ingångsstrålen kommer att roteras i en speciell vinkel som bestäms av kvartskristallens tjocklek. Vänsterhänta och högerhänta rotatorer kan erbjudas av oss nu. Eftersom de roterar polarisationsplanet med en specifik vinkel, är Crystalline Quartz Polarization Rotatorer ett utmärkt alternativ till vågplattor och kan användas för att rotera hela polarisationen av ljuset längs den optiska axeln, inte bara en singular komponent av ljuset. Utbredningsriktningen för infallande ljus måste vara vinkelrät mot rotatorn.
Paralight Optics erbjuder Achromatic Wave Plates, Super Achromatic Wave Plates, Cementerade Zero Order Wave Plates, Optiskt kontaktade Zero Order Wave Plates, Air-Spaced Zero Order Wave Plates, True Zero Order Wave Plates, Single Plate High Power Wave Plates, Multi Order Wave Plates , Vågplattor med dubbla våglängder, vågplattor med dubbla våglängder av noll ordning, vågplattor för telekomvåglängder, vågplattor med noll IR-ordning, Fresnel-rombremsare, ringhållare för vågplattor och kvartspolarisationsrotatorer.
Vågplattor
För mer detaljerad information om polarisationsoptik eller få en offert, vänligen kontakta oss.
