Огляд
Поляризаційна оптика використовується для зміни стану поляризації падаючого випромінювання. Наша поляризаційна оптика включає поляризатори, хвильові пластини/сповільнювачі, деполяризатори, ротатори Фарадея та оптичні ізолятори в УФ-, видимому та ІЧ-діапазонах спектру.
Хвильові пластини, також відомі як сповільнювачі, пропускають світло та змінюють стан його поляризації, не послаблюючи, не відхиляючи та не зміщуючи промінь. Вони роблять це шляхом сповільнення (або затримки) одного компонента поляризації відносно його ортогонального компонента. Хвильова пластина — це оптичний елемент, що має дві головні осі, повільну та швидку, які розділяють падаючий поляризований промінь на два взаємно перпендикулярні поляризовані промені. Виникаючий промінь повторно комбінується, утворюючи окремий єдиний поляризований промінь. Хвильові пластини створюють повну, пів- та чверть хвилі затримки. Вони також відомі як ретардер або пластина ретардації. У неполяризованому світлі хвильові пластини еквівалентні вікнам – обидва вони є плоскими оптичними компонентами, через які проходить світло.
⊙Чвертьхвильова пластина: коли лінійно поляризоване світло надходить під кутом 45 градусів до осі четвертьхвильової пластини, вихід поляризується по кругу, і навпаки.
⊙Напівхвильова пластина: напівхвильова пластина обертає лінійно поляризоване світло до будь-якої бажаної орієнтації. Кут повороту дорівнює подвоєному куту між падаючим поляризованим світлом і оптичною віссю.
Лазерна четвертьхвильова пластина нульового порядку з повітряним інтервалом
Лазерна напівхвильова пластина нульового порядку з повітряним простором
Хвильові пластини ідеально підходять для контролю та аналізу стану поляризації світла. Вони пропонуються в трьох основних типах – нульовий порядок, множинний порядок і ахроматичний – кожен з яких містить унікальні переваги залежно від конкретного застосування. Чітке розуміння ключових термінів і специфікацій допомагає вибрати правильну хвильову пластину, незалежно від того, наскільки простою чи складною є оптична система.
Термінологія та специфікації
⊙Подвійне променезаломлення: хвильові пластини виготовлені з подвійних променезаломлюючих матеріалів, найчастіше кристалічного кварцу. Двопроменезаломлюючі матеріали мають дещо різні показники заломлення для світла, поляризованого в різних орієнтаціях. Таким чином, вони поділяють падаюче неполяризоване світло на його паралельні та ортогональні компоненти, показані на наступному малюнку.
Двопроменезаломлюючий кристал кальциту, що розділяє неполяризоване світло
⊙Швидка вісь і повільна вісь: світло, поляризоване вздовж швидкої осі, має нижчий показник заломлення та рухається швидше через хвильові пластини, ніж світло, поляризоване вздовж повільної осі. Швидка вісь позначається невеликою плоскою точкою або точкою на діаметрі швидкої осі невстановленої хвильової пластини або позначкою на комірці кріплення змонтованої хвильової пластини.
⊙Затримка: Затримка описує фазовий зсув між компонентом поляризації, спроектованим уздовж швидкої осі, та компонентом, спроектованим уздовж повільної осі. Затримка вказується в градусах, хвилях або нанометрах. Одна повна хвиля затримки еквівалентна 360°, або кількості нанометрів на цікавій довжині хвилі. Допуск на затримку зазвичай вказується в градусах, натуральних або десяткових частках повної хвилі або нанометрах. Приклади типових характеристик затримки та допусків: λ/4 ± λ/300, λ/2 ± 0,003λ, λ/2 ± 1°, 430 нм ± 2 нм.
Найбільш популярними значеннями затримки є λ/4, λ/2 і 1λ, але інші значення можуть бути корисними в певних додатках. Наприклад, внутрішнє відбиття від призми викликає фазовий зсув між компонентами, що може бути проблемою; компенсуюча хвилева пластина може відновити бажану поляризацію.
⊙Кілька порядків: у хвильових пластинах кількох порядків загальна затримка дорівнює бажаній затримці плюс ціле число. Надмірна частина цілого числа не впливає на продуктивність, так само як годинник, який показує опівдні сьогодні, виглядає так само, як годинник, який показує полудень через тиждень – хоча час було додано, він все ще виглядає таким самим. Незважаючи на те, що хвилеві пластини кількох порядків розроблені лише з одного матеріалу з подвійним променезаломленням, вони можуть бути відносно товстими, що полегшує обробку та системну інтеграцію. Однак висока товщина робить хвилеві пластини кількох порядків більш сприйнятливими до зсувів затримки, викликаних зміщенням довжини хвилі або змінами температури навколишнього середовища.
⊙Нульовий порядок: хвильова пластина нульового порядку розроблена, щоб забезпечити затримку нульових повних хвиль без надлишку плюс бажану частку. Наприклад, кварцові хвильові пластини нульового порядку складаються з двох кварцових хвильових пластин кількох порядків із схрещеними осями, так що ефективне запізнення є різницею між ними. Стандартна хвильова пластина нульового порядку, також відома як складена хвильова пластина нульового порядку, складається з кількох хвильових пластин з одного матеріалу з подвійним променезаломленням, які розташовані перпендикулярно до оптичної осі. Розташування кількох хвильових пластин урівноважує зрушення затримки, які відбуваються в окремих хвильових пластинах, покращуючи стійкість затримки до зрушень довжини хвилі та змін температури навколишнього середовища. Стандартні хвильові пластини нульового порядку не покращують зміщення затримки, спричинене іншим кутом падіння. Справжня хвильова пластина нульового порядку складається з єдиного двопроменезаломлюючого матеріалу, який був оброблений у надтонку пластину товщиною лише кілька мікрон, щоб досягти певного рівня затримки нульового порядку. У той час як тонкість пластини може ускладнити поводження з хвильовою пластиною або встановлення її, справжні хвилеві пластини нульового порядку пропонують чудову стабільність затримки до зсуву довжини хвилі, зміни температури навколишнього середовища та іншого кута падіння, ніж інші хвилеві пластини. Хвильові пластини нульового порядку демонструють кращу продуктивність, ніж хвильові пластини кількох порядків. Вони демонструють ширшу смугу пропускання та меншу чутливість до змін температури та довжини хвилі, тому їх слід розглядати для більш критичних застосувань.
⊙Ахроматичні: ахроматичні хвилеві пластини складаються з двох різних матеріалів, які практично усувають хроматичну дисперсію. Стандартні ахроматичні лінзи виготовляються з двох типів скла, які підбираються для досягнення бажаної фокусної відстані з мінімізацією або усуненням хроматичної аберації. Ахроматичні хвилеві пластини працюють за тим же основним принципом. Наприклад, ахроматичні пластини Waveplates виготовлені з кристалічного кварцу та фториду магнію для досягнення майже постійного сповільнення в широкому спектральному діапазоні.
⊙Суперахроматичні: Суперахроматичні хвилеві пластини — це особливий тип ахроматичних хвилевих пластин, які використовуються для усунення хроматичної дисперсії для значно ширшого діапазону хвиль. Багато суперахроматичних хвильових пластин можна використовувати як для видимого спектру, так і для ближнього інфрачервоного діапазону з майже такою ж, якщо не кращою, однорідністю, ніж типові ахроматичні хвильові пластини. Там, де типові ахроматичні пластини виготовлені з кварцу та фториду магнію певної товщини, суперахроматичні пластини використовують додаткову сапфірову підкладку разом із кварцом та фторидом магнію. Товщина всіх трьох підкладок визначається стратегічно, щоб усунути хроматичну дисперсію для більшого діапазону довжин хвиль.
Керівництво по вибору поляризатора
⊙Кілька хвильових пластин порядку
Хвильова пластина низького (множинного) порядку розроблена, щоб забезпечити затримку кількох повних хвиль плюс бажану частку. Це призводить до отримання єдиного фізично міцного компонента з бажаною продуктивністю. Він складається з однієї пластини кристалічного кварцу (номінальна товщина 0,5 мм). Навіть невеликі зміни довжини хвилі або температури призведуть до значних змін у бажаному частковому затримці. Багатопорядкові хвильові пластини менш дорогі та знаходять застосування в багатьох додатках, де підвищена чутливість не є важливою. Вони є хорошим вибором для використання з монохроматичним світлом у середовищі з контрольованим кліматом, вони зазвичай поєднуються з лазером у лабораторії. Навпаки, такі додатки, як мінералогія, використовують хроматичний зсув (затримка проти зміни довжини хвилі), властивий хвильовим пластинам кількох порядків.
Багатопорядкова напівхвильова пластина
Багатопорядкова чвертьхвильова пластина
Альтернативою звичайним кристалічним кварцовим хвильовим пластинам є полімерна плівка-сповільнювач. Ця плівка доступна в декількох розмірах і затримках, а також за невеликою ціною, ніж пластини кристалічної хвилі. Плівкові сповільнювачі перевершують кристалічний кварц у застосуванні з точки зору гнучкості. Їх тонкий полімерний дизайн дозволяє легко нарізати плівку до необхідної форми та розміру. Ці плівки ідеально підходять для використання в програмах, які використовують рідкокристалічні дисплеї та волоконну оптику. Полімерна плівка Retarder також доступна в ахроматичних версіях. Однак ця плівка має низький поріг пошкодження, тому її не слід використовувати з потужними джерелами світла, такими як лазери. Крім того, його використання обмежене видимим спектром, тому УФ-, БІЧ- або ІЧ-промені потребуватимуть альтернативи.
Хвильові пластини кількох порядків означають, що затримка шляху світла зазнає певної кількості повних зсувів довжини хвилі на додаток до часткової затримки конструкції. Товщина багатопорядкової хвильової пластини завжди становить близько 0,5 мм. Порівняно з хвильовими пластинами нульового порядку, хвильові пластини багаторазового більш чутливі до змін довжини хвилі та температури. Однак вони менш дорогі та широко використовуються в багатьох додатках, де підвищена чутливість не критична.
⊙Хвильові плити нульового порядку
Оскільки їхня загальна затримка становить невеликий відсоток від типу множинного порядку, затримка для хвильових пластин нульового порядку є набагато більш постійною щодо коливань температури та довжини хвилі. У ситуаціях, що вимагають більшої стабільності або більших коливань температури, хвильові пластини нульового порядку є ідеальним вибором. Приклади застосування включають спостереження за розширеною спектральною довжиною хвилі або проведення вимірювань за допомогою приладу, що використовується в польових умовах.
Напівхвильова пластина нульового порядку
Чвертьхвильова пластина нульового порядку
- Цементована хвилева пластина нульового порядку складається з двох кварцових пластин із перехрещеною швидкою віссю, дві пластини цементуються УФ-епоксидною смолою. Різниця в товщині між двома пластинами визначає затримку. Хвильові пластини нульового порядку пропонують значно меншу залежність від зміни температури та довжини хвилі, ніж хвильові пластини різного порядку.
- Хвильова пластина нульового порядку з оптичним контактом складається з двох кварцових пластин із перехрещеними швидкими вісями, дві пластини виготовлені методом оптичного контакту, оптичний шлях не містить епоксидної смоли.
- Хвильова пластина нульового порядку з повітряним інтервалом складається з двох кварцових пластин, встановлених у кріпленні, що утворює повітряний зазор між двома кварцовими пластинами.
- Справжня кварцова пластина нульового порядку складається з однієї дуже тонкої кварцової пластини. Вони можуть пропонуватися або як окрема пластина для застосування з високим порогом пошкодження (більше 1 ГВт/см2), або як цементована тонка кварцова пластина на підкладці BK7 для забезпечення міцності, щоб вирішити проблему легкого пошкодження.
- Хвильова пластина з подвійною довжиною хвилі нульового порядку може забезпечувати певну затримку на двох довжинах хвилі (основній довжині хвилі та другій гармонічній довжині хвилі) одночасно. Хвильові пластини з подвійною довжиною хвилі особливо корисні при використанні в поєднанні з іншими чутливими до поляризації компонентами для розділення коаксіальних лазерних променів різної довжини хвилі. Хвильова пластина нульового порядку з подвійною довжиною хвилі широко використовується в фемтосекундних лазерах.
- Телекомунікаційна хвильова пластина — це лише одна кварцова пластина порівняно з цементованою хвильовою пластиною нульового порядку. В основному використовується в оптоволоконному зв'язку. Телекомунікаційні хвилеві пластини – це тонкі та компактні хвилеві пластини, спеціально розроблені для задоволення високих вимог компонента оптоволоконного зв’язку. Напівхвильову пластину можна використовувати для обертання стану поляризації, тоді як четвертьхвильову пластину можна використовувати для перетворення лінійно поляризованого світла в стан кругової поляризації та навпаки. Напівхвильова пластина має товщину приблизно 91 мкм, чверть хвилі – це завжди не 1/4 хвилі, а 3/4 хвилі, товщина приблизно 137 мкм. Ці надтонкі хвилеві пластини забезпечують найкращу смугу пропускання температури, кута та довжини хвилі. Невеликий розмір цих хвильових пластин також робить їх ідеальними для зменшення загального розміру упаковки вашого дизайну. Ми можемо надати індивідуальні розміри за вашим запитом.
- Хвильова пластина середнього інфрачервоного випромінювання нульового порядку складається з двох пластин із фториду магнію (MgF2) із перехрещеними швидкими вісями, дві пластини виготовлені методом оптичного контакту, оптичний шлях не містить епоксидної смоли. Різниця в товщині між двома пластинами визначає затримку. Хвильові пластини середнього інфрачервоного діапазону нульового порядку широко використовуються в інфрачервоних додатках, ідеально для діапазону 2,5-6,0 мікрон.
⊙Пластини ахроматичної хвилі
Ахроматичні хвильові пластини схожі на хвильові пластини нульового порядку, за винятком того, що дві пластини виготовлені з різних кристалів двозаломлення. Завдяки компенсації двох матеріалів ахроматичні хвильові пластини набагато більш постійні, ніж навіть хвильові пластини нульового порядку. Ахроматична хвильова пластина схожа на хвильову пластину нульового порядку, за винятком того, що дві пластини зроблені з різних двозаломлюючих кристалів. Оскільки дисперсія подвійного променезаломлення двох матеріалів різна, можна вказати значення затримки в широкому діапазоні довжин хвиль. Таким чином, затримка буде менш чутливою до зміни довжини хвилі. Якщо ситуація охоплює кілька спектральних довжин хвиль або цілу смугу (від фіолетового до червоного, наприклад), ідеальним вибором є ахроматичні хвилеві пластини.
Ахроматична хвильова пластина NIR
SWIR Achromatic Wave Plate
VIS Achromatic Wave Plate
⊙Пластини Super Achromatic Wave
Пластини Super Achromatic Wave схожі на пластини ахроматичної хвилі, радше забезпечуючи плоску затримку в надширокосмуговому діапазоні довжин хвиль. Звичайна ахроматична хвильова пластина складається з однієї кварцової пластини та однієї пластини MgF2, яка має діапазон довжин хвиль лише кілька сотень нанометрів. Наші суперахроматичні хвильові пластини виготовлені з трьох матеріалів: кварцу, MgF2 і сапфіру, які можуть забезпечити плоску затримку в більш широкому діапазоні довжин хвиль.
⊙Ромбові сповільнювачі Френеля
Ромбові сповільнювачі Френеля використовують внутрішнє відбиття під певними кутами в структурі призми, щоб надати затримку падаючому поляризованому світлу. Як і ахроматичні хвильові пластини, вони можуть забезпечувати рівномірне сповільнення в широкому діапазоні довжин хвиль. Оскільки уповільнення ромбоподібних сповільнювачів Френеля залежить лише від показника заломлення та геометрії матеріалу, діапазон довжин хвиль ширший, ніж у ахроматичної хвильової пластини, виготовленої з подвійного заломлюючого кристала. Одинарний ромбоподібний сповільнювач Френеля створює фазову затримку λ/4, вихідне світло паралельне вхідному світлу, але зміщене вбік; Подвійний ромбоподібний сповільнювач Френеля створює фазову затримку λ/2, він складається з двох одинарних ромбоподібних сповільнювача Френеля. Ми пропонуємо стандартні ромбоподібні сповільнювачі Френеля BK7, інші матеріали, такі як ZnSe і CaF2, доступні за запитом. Ці сповільнювачі оптимізовані для використання з діодними та волоконними додатками. Оскільки ромбові сповільнювачі Френеля працюють на основі повного внутрішнього відбиття, їх можна використовувати для широкосмугового або ахроматичного використання.
Ромбові сповільнювачі Френеля
⊙Кристалічні кварцові поляризаційні ротатори
Поляризаційні ротатори кристалічного кварцу — це монокристали кварцу, які обертають поляризацію падаючого світла незалежно від вирівнювання між ротатором і поляризацією світла. Завдяки обертальній активності природного кварцового кристала, його також можна використовувати як поляризаційні ротатори, так що площина вхідного лінійно поляризованого променя буде повертатися під особливим кутом, який визначається товщиною кварцового кристала. Зараз у нас можуть бути запропоновані лівосторонні та правосторонні ротатори. Оскільки вони обертають площину поляризації на певний кут, поляризаційні ротатори Crystalline Quartz є чудовою альтернативою хвильовим пластинам і можуть використовуватися для обертання всієї поляризації світла вздовж оптичної осі, а не лише окремого компонента світла. Напрямок поширення падаючого світла має бути перпендикулярним до обертача.
Paralight Optics пропонує ахроматичні хвильові пластини, суперахроматичні хвильові пластини, цементовані хвильові пластини нульового порядку, хвильові пластини нульового порядку з оптичним контактом, хвильові пластини нульового порядку з повітряним інтервалом, справжні хвильові пластини нульового порядку, хвильові пластини з однією пластиною високої потужності, хвильові пластини різного порядку , хвильові пластини з подвійною довжиною хвилі, хвильові пластини з подвійною довжиною хвилі нульового порядку, хвильові пластини для телекомунікацій, хвильові пластини середнього ІЧ нульового порядку, ромбові сповільнювачі Френеля, кільцетримачі для хвильових пластин і кварцові поляризаційні ротатори.
Хвильові пластини
Щоб отримати більш детальну інформацію про поляризаційну оптику або отримати цінову пропозицію, будь ласка, зв'яжіться з нами.
