Tổng quan
Quang học phân cực được sử dụng để thay đổi trạng thái phân cực của bức xạ tới. Quang học phân cực của chúng tôi bao gồm bộ phân cực, tấm sóng / bộ làm chậm, bộ khử cực, Công cụ quay Faraday và bộ cách ly quang học trên các dải phổ UV, khả kiến hoặc IR.
Các tấm sóng, còn được gọi là chất làm chậm, truyền ánh sáng và thay đổi trạng thái phân cực của nó mà không làm suy giảm, lệch hoặc dịch chuyển chùm tia. Họ làm điều này bằng cách làm chậm lại (hoặc trì hoãn) một thành phần phân cực so với thành phần trực giao của nó. Tấm sóng là một phần tử quang học có hai trục chính, chậm và nhanh, phân giải chùm tia phân cực tới thành hai chùm phân cực vuông góc lẫn nhau. Chùm tia mới nổi kết hợp lại để tạo thành một chùm phân cực đơn cụ thể. Các tấm sóng tạo ra các sóng chậm lại toàn bộ, một nửa và một phần tư. Chúng còn được gọi là tấm hãm hoặc tấm hãm. Trong ánh sáng không phân cực, các tấm sóng tương đương với cửa sổ – cả hai đều là thành phần quang học phẳng để ánh sáng truyền qua.
⊙Tấm sóng một phần tư: khi ánh sáng phân cực tuyến tính được đưa vào ở góc 45 độ so với trục của tấm sóng một phần tư, đầu ra sẽ bị phân cực tròn và ngược lại.
⊙Tấm nửa sóng: Tấm nửa sóng quay ánh sáng phân cực tuyến tính theo bất kỳ hướng mong muốn nào. Góc quay gấp đôi góc giữa ánh sáng phân cực tới và trục quang.
Tấm sóng một phần tư không gian có trật tự bằng laser
Tấm nửa sóng đặt hàng không bằng laser
Các tấm sóng rất lý tưởng để kiểm soát và phân tích trạng thái phân cực của ánh sáng. Chúng được cung cấp theo ba loại chính – không có thứ tự, nhiều thứ tự và không màu – mỗi loại có những lợi ích riêng tùy thuộc vào ứng dụng hiện có. Sự hiểu biết sâu sắc về các thuật ngữ và thông số kỹ thuật chính giúp chọn tấm sóng phù hợp, bất kể hệ thống quang học đơn giản hay phức tạp.
Thuật ngữ & Thông số kỹ thuật
⊙Tính lưỡng chiết: Các tấm sóng được làm từ vật liệu lưỡng chiết, phổ biến nhất là thạch anh pha lê. Các vật liệu lưỡng chiết có chiết suất hơi khác nhau đối với ánh sáng phân cực theo các hướng khác nhau. Như vậy, họ tách ánh sáng không phân cực tới thành các thành phần song song và trực giao như minh họa trong hình dưới đây.
Tinh thể canxit lưỡng chiết tách ánh sáng không phân cực
⊙Trục nhanh và trục chậm: Ánh sáng phân cực dọc theo trục nhanh gặp chiết suất thấp hơn và truyền qua các bản sóng nhanh hơn ánh sáng phân cực dọc theo trục chậm. Trục nhanh được biểu thị bằng một điểm hoặc chấm phẳng nhỏ trên đường kính trục nhanh của tấm sóng chưa được gắn hoặc một dấu trên giá đỡ tế bào của tấm sóng được gắn.
⊙Độ trễ: Độ trễ mô tả sự dịch pha giữa thành phần phân cực chiếu dọc theo trục nhanh và thành phần chiếu dọc theo trục chậm. Độ trễ được xác định bằng đơn vị độ, sóng hoặc nanomet. Một làn sóng làm chậm hoàn toàn tương đương với 360°, hoặc số nanomet ở bước sóng quan tâm. Dung sai đối với độ trễ thường được biểu thị bằng độ, phân số tự nhiên hoặc thập phân của toàn bộ sóng hoặc nanomet. Ví dụ về thông số kỹ thuật giảm tốc và dung sai điển hình là: λ/4 ± λ/300, λ/2 ± 0,003λ, λ/2 ± 1°, 430nm ± 2nm.
Các giá trị độ trễ phổ biến nhất là λ/4, λ/2 và 1λ, nhưng các giá trị khác có thể hữu ích trong một số ứng dụng nhất định. Ví dụ, sự phản xạ bên trong từ lăng kính gây ra sự dịch pha giữa các thành phần có thể gây rắc rối; một tấm sóng bù có thể khôi phục độ phân cực mong muốn.
⊙Nhiều bậc: Trong các tấm sóng nhiều bậc, tổng độ trễ là độ trễ mong muốn cộng với một số nguyên. Phần số nguyên dư thừa không ảnh hưởng đến hiệu suất, giống như cách đồng hồ hiển thị buổi trưa hôm nay trông giống như đồng hồ hiển thị buổi trưa một tuần sau – mặc dù thời gian đã được thêm vào nhưng nó vẫn trông giống nhau. Mặc dù các tấm sóng nhiều bậc được thiết kế chỉ với một vật liệu lưỡng chiết duy nhất nhưng chúng có thể tương đối dày, giúp dễ dàng xử lý và tích hợp hệ thống. Tuy nhiên, độ dày cao làm cho các tấm sóng nhiều bậc dễ bị dịch chuyển chậm hơn do sự dịch chuyển bước sóng hoặc thay đổi nhiệt độ môi trường.
⊙Bậc 0: Tấm sóng bậc 0 được thiết kế để tạo ra độ trễ của sóng đầy đủ bằng 0 mà không vượt quá, cộng với phần mong muốn. Ví dụ, các tấm Sóng thạch anh có bậc không bao gồm hai tấm sóng thạch anh có nhiều bậc với trục của chúng giao nhau sao cho độ trễ hiệu quả là sự khác biệt giữa chúng. Tấm sóng bậc 0 tiêu chuẩn, còn được gọi là tấm sóng bậc 0 phức hợp, bao gồm nhiều tấm sóng của cùng một vật liệu lưỡng chiết được đặt sao cho chúng vuông góc với trục quang. Việc phân lớp nhiều tấm sóng sẽ làm đối trọng với sự dịch chuyển chậm xảy ra trong các tấm sóng riêng lẻ, cải thiện độ ổn định làm chậm đối với sự thay đổi bước sóng và thay đổi nhiệt độ môi trường. Các tấm sóng bậc 0 tiêu chuẩn không cải thiện sự dịch chuyển chậm lại do góc tới khác nhau. Tấm sóng bậc 0 thực bao gồm một vật liệu lưỡng chiết đã được xử lý thành một tấm siêu mỏng có thể chỉ dày vài micron để đạt được mức độ trễ cụ thể ở bậc 0. Mặc dù độ mỏng của tấm có thể khiến việc xử lý hoặc lắp tấm sóng trở nên khó khăn hơn, nhưng tấm sóng bậc 0 thực sự mang lại độ ổn định trễ vượt trội đối với sự thay đổi bước sóng, thay đổi nhiệt độ môi trường và góc tới khác so với các tấm sóng khác. Các tấm sóng không bậc cho thấy hiệu suất tốt hơn các tấm sóng nhiều bậc. Chúng cho thấy băng thông rộng hơn và độ nhạy thấp hơn với những thay đổi về nhiệt độ và bước sóng và cần được xem xét cho các ứng dụng quan trọng hơn.
⊙Màu sắc: Tấm sóng màu bao gồm hai vật liệu khác nhau giúp loại bỏ sự phân tán màu sắc trên thực tế. Thấu kính tiêu sắc tiêu chuẩn được làm từ hai loại kính phù hợp để đạt được độ dài tiêu cự mong muốn đồng thời giảm thiểu hoặc loại bỏ quang sai màu. Tấm sóng sắc nét hoạt động trên cùng một nguyên tắc cơ bản. Ví dụ, Tấm sóng màu được làm từ thạch anh tinh thể và magie florua để đạt được độ trễ gần như không đổi trên một dải phổ rộng.
⊙Siêu tiêu sắc: Tấm sóng siêu tiêu sắc là một loại tấm sóng tiêu sắc đặc biệt được sử dụng để loại bỏ sự phân tán màu sắc cho dải sóng rộng hơn nhiều. Nhiều tấm sóng siêu sắc có thể được sử dụng cho cả phổ khả kiến cũng như vùng NIR với độ đồng nhất gần giống nhau, nếu không muốn nói là tốt hơn so với các tấm sóng sắc nét thông thường. Trong đó các tấm sóng tiêu sắc điển hình được làm từ thạch anh và magie florua có độ dày cụ thể, thì các tấm sóng siêu sắc sử dụng thêm chất nền sapphire cùng với thạch anh và magie florua. Độ dày của cả ba chất nền được xác định một cách chiến lược để loại bỏ sự phân tán màu sắc cho phạm vi bước sóng dài hơn.
Hướng dẫn lựa chọn kính phân cực
⊙Tấm sóng nhiều bậc
Tấm sóng bậc thấp (nhiều) được thiết kế để tạo ra độ trễ của một số sóng đầy đủ, cộng với phần mong muốn. Điều này dẫn đến một thành phần duy nhất, mạnh mẽ về mặt vật lý với hiệu suất mong muốn. Nó bao gồm một tấm thạch anh pha lê (dày thường là 0,5mm). Ngay cả những thay đổi nhỏ về bước sóng hoặc nhiệt độ cũng sẽ dẫn đến những thay đổi đáng kể về độ trễ phân đoạn mong muốn. Các tấm sóng nhiều bậc ít tốn kém hơn và được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong đó độ nhạy tăng lên không phải là vấn đề quan trọng. Chúng là lựa chọn tốt để sử dụng với ánh sáng đơn sắc trong môi trường được kiểm soát khí hậu. Chúng thường được kết hợp với tia laser trong phòng thí nghiệm. Ngược lại, các ứng dụng như khoáng vật học khai thác sự dịch chuyển màu sắc (độ trễ so với sự thay đổi bước sóng) vốn có trong các tấm sóng đa bậc.
Tấm nửa sóng nhiều bậc
Tấm sóng tứ quý nhiều bậc
Một giải pháp thay thế cho các tấm sóng thạch anh tinh thể thông thường là Phim chống trễ Polymer. Loại phim này có nhiều kích cỡ và độ trễ khác nhau với giá chỉ bằng một phần giá của các tấm sóng tinh thể. Chất làm chậm màng vượt trội hơn so với ứng dụng thạch anh pha lê về tính linh hoạt. Thiết kế polyme mỏng của chúng cho phép dễ dàng cắt màng theo hình dạng và kích thước cần thiết. Những phim này lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng sử dụng màn hình LCD và cáp quang. Phim làm chậm polyme cũng có sẵn trong các phiên bản màu sắc. Tuy nhiên, loại phim này có ngưỡng sát thương thấp và không nên sử dụng với các nguồn sáng có công suất cao như tia laser. Ngoài ra, việc sử dụng nó bị giới hạn ở phổ khả kiến, vì vậy các ứng dụng UV, NIR hoặc IR sẽ cần một giải pháp thay thế.
Các tấm sóng bậc nhiều có nghĩa là độ trễ của đường truyền ánh sáng sẽ trải qua một số lần dịch chuyển bước sóng đầy đủ nhất định bên cạnh độ trễ thiết kế từng phần. Độ dày của tấm sóng đa bậc luôn ở mức khoảng 0,5mm. So với các tấm sóng bậc 0, các tấm sóng đa bậc nhạy hơn với sự thay đổi bước sóng và nhiệt độ. Tuy nhiên, chúng ít tốn kém hơn và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng mà độ nhạy tăng lên không quá quan trọng.
⊙Tấm sóng không bậc
Vì tổng độ trễ của chúng là một tỷ lệ phần trăm nhỏ của loại đa bậc nên độ trễ đối với các tấm sóng bậc 0 là không đổi hơn nhiều đối với sự thay đổi nhiệt độ và bước sóng. Trong các tình huống đòi hỏi độ ổn định cao hơn hoặc yêu cầu chênh lệch nhiệt độ lớn hơn, tấm sóng bậc 0 là lựa chọn lý tưởng. Các ví dụ ứng dụng bao gồm quan sát bước sóng quang phổ mở rộng hoặc thực hiện các phép đo bằng thiết bị được sử dụng tại hiện trường.
Tấm nửa sóng không bậc
Tấm sóng quý không thứ tự
- Tấm sóng bậc 0 được xi măng được chế tạo bằng hai tấm thạch anh với trục nhanh của chúng cắt nhau, hai tấm được gắn bằng epoxy UV. Sự chênh lệch độ dày giữa hai tấm quyết định độ trễ. Các tấm sóng bậc 0 mang lại sự phụ thuộc thấp hơn đáng kể vào sự thay đổi nhiệt độ và bước sóng so với các tấm sóng nhiều bậc.
- Tấm sóng bậc 0 tiếp xúc quang học được chế tạo bằng hai tấm thạch anh có trục nhanh cắt nhau, hai tấm được chế tạo bằng phương pháp tiếp xúc quang học, đường quang không chứa epoxy.
- Một tấm sóng bậc 0 cách nhau bằng không khí được cấu tạo bởi hai tấm thạch anh được lắp vào một giá đỡ tạo thành khe hở không khí giữa hai tấm thạch anh.
- Một tấm thạch anh có bậc không thực sự được làm từ một tấm thạch anh rất mỏng. Chúng có thể được cung cấp dưới dạng một tấm duy nhất cho các ứng dụng ngưỡng hư hỏng cao (lớn hơn 1 GW/cm2) hoặc dưới dạng tấm thạch anh mỏng xi măng trên nền BK7 để cung cấp sức mạnh nhằm giải quyết vấn đề dễ bị hư hỏng.
- Tấm sóng bước sóng kép bậc không có thể cung cấp độ trễ cụ thể ở hai bước sóng (bước sóng cơ bản và bước sóng hài bậc hai) cùng một lúc. Các tấm sóng bước sóng kép đặc biệt hữu ích khi được sử dụng kết hợp với các thành phần nhạy cảm phân cực khác để tách các chùm tia laser đồng trục có bước sóng khác nhau. Tấm sóng bước sóng kép bậc 0 được sử dụng rộng rãi trong laser femto giây.
- Tấm sóng viễn thông chỉ là một tấm thạch anh, so với tấm sóng bậc 0 thực được gắn xi măng. Nó chủ yếu được sử dụng trong truyền thông cáp quang. Tấm sóng viễn thông là tấm sóng mỏng và nhỏ gọn được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của thành phần truyền thông cáp quang. Tấm nửa sóng có thể được sử dụng để xoay trạng thái phân cực trong khi tấm một phần tư sóng có thể được sử dụng để chuyển đổi ánh sáng phân cực tuyến tính thành trạng thái phân cực tròn và ngược lại. Tấm sóng nửa dày khoảng 91μm, tấm sóng 1/4 luôn không phải là sóng 1/4 mà là sóng 3/4, độ dày khoảng 137µm. Những tấm sóng siêu mỏng này đảm bảo băng thông nhiệt độ, băng thông góc và băng thông bước sóng tốt nhất. Kích thước nhỏ của các tấm sóng này cũng khiến chúng trở nên lý tưởng để giảm kích thước gói tổng thể trong thiết kế của bạn. Chúng tôi có thể cung cấp kích thước tùy chỉnh theo yêu cầu của bạn.
- Một tấm sóng bậc 0 Hồng ngoại ở giữa được cấu tạo bởi hai tấm Magiê Fluoride (MgF2) với trục nhanh cắt nhau, hai tấm được chế tạo bằng phương pháp tiếp xúc quang học, đường quang không chứa epoxy. Sự chênh lệch độ dày giữa hai tấm quyết định độ trễ. Các tấm sóng bậc 0 hồng ngoại trung được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hồng ngoại, lý tưởng cho phạm vi 2,5-6,0 micron.
⊙Tấm sóng sắc
Các tấm sóng tiêu sắc tương tự như các tấm sóng bậc 0 ngoại trừ hai tấm được làm từ các tinh thể lưỡng chiết khác nhau. Do sự bù trừ của hai vật liệu, các tấm sóng tiêu sắc có độ ổn định cao hơn nhiều so với các tấm sóng bậc 0. Tấm sóng tiêu sắc tương tự như tấm sóng bậc 0 ngoại trừ hai tấm được làm từ các tinh thể lưỡng chiết khác nhau. Do sự phân tán lưỡng chiết của hai vật liệu là khác nhau nên có thể xác định các giá trị độ trễ ở phạm vi bước sóng rộng. Vì vậy độ trễ sẽ ít nhạy cảm hơn với sự thay đổi bước sóng. Nếu tình huống bao gồm một số bước sóng quang phổ hoặc toàn bộ dải (ví dụ từ tím đến đỏ), các tấm sóng tiêu sắc là lựa chọn lý tưởng.
Tấm sóng tiêu sắc NIR
Tấm sóng tiêu sắc SWIR
Tấm sóng tiêu sắc VIS
⊙Tấm sóng siêu sắc
Các tấm sóng siêu tiêu sắc tương tự như các tấm sóng tiêu sắc, thay vào đó cung cấp độ trễ phẳng trên phạm vi bước sóng siêu băng thông rộng. Tấm sóng tiêu sắc thông thường bao gồm một tấm thạch anh và một tấm MgF2, chỉ có dải bước sóng vài trăm nanomet. Các tấm sóng siêu sắc của chúng tôi được làm từ ba vật liệu, thạch anh, MgF2 và sapphire, có thể cung cấp độ trễ phẳng trên phạm vi bước sóng rộng hơn.
⊙Chất làm chậm hình thoi Fresnel
Chất làm chậm hình thoi Fresnel sử dụng sự phản xạ bên trong ở các góc cụ thể trong cấu trúc lăng kính để tạo ra khả năng làm chậm ánh sáng phân cực tới. Giống như các tấm Sóng tiêu sắc, chúng có thể cung cấp độ trễ đồng đều trên một phạm vi bước sóng rộng. Do độ trễ của Chất làm chậm hình thoi Fresnel chỉ phụ thuộc vào chiết suất và hình dạng của vật liệu nên phạm vi bước sóng rộng hơn Tấm sóng tiêu sắc được làm từ tinh thể lưỡng chiết. Bộ hãm hình thoi Fresnel đơn tạo ra độ trễ pha λ/4, ánh sáng đầu ra song song với ánh sáng đầu vào nhưng bị lệch sang một bên; Bộ hãm hình thoi Fresnel đôi tạo ra độ trễ pha λ/2, nó bao gồm hai Bộ hãm hình thoi Fresnel đơn. Chúng tôi cung cấp Chất làm chậm hình thoi Fresnel BK7 tiêu chuẩn, các vật liệu khác như ZnSe và CaF2 được cung cấp theo yêu cầu. Những chất làm chậm này được tối ưu hóa để sử dụng với các ứng dụng đi-ốt và sợi quang. Vì Fresnel Rhomb Retarders hoạt động dựa trên phản xạ nội toàn phần nên chúng có thể được sử dụng cho mục đích sử dụng băng thông rộng hoặc tiêu sắc.
Chất làm chậm hình thoi Fresnel
⊙Máy quay phân cực thạch anh tinh thể
Công cụ quay phân cực thạch anh tinh thể là các tinh thể thạch anh đơn lẻ làm quay sự phân cực của ánh sáng tới độc lập với sự liên kết giữa công cụ quay và phân cực của ánh sáng. Do hoạt động quay của tinh thể thạch anh tự nhiên, nó cũng có thể được sử dụng làm công cụ quay phân cực để mặt phẳng của chùm phân cực tuyến tính đầu vào sẽ được quay ở một góc đặc biệt được xác định bởi độ dày của tinh thể thạch anh. Hiện tại chúng tôi có thể cung cấp máy quay tay trái và tay phải. Bởi vì chúng quay mặt phẳng phân cực theo một góc cụ thể, Công cụ quay phân cực thạch anh tinh thể là một sự thay thế tuyệt vời cho các tấm sóng và có thể được sử dụng để xoay toàn bộ sự phân cực của ánh sáng dọc theo trục quang chứ không chỉ là một thành phần đơn lẻ của ánh sáng. Hướng truyền của ánh sáng tới phải vuông góc với vật quay.
Paralight Optics cung cấp các tấm sóng tiêu sắc, tấm sóng siêu sắc, tấm sóng không bậc không xi măng, tấm sóng bậc không tiếp xúc quang học, tấm sóng bậc không đặt trong không khí, tấm sóng có bậc không thực, tấm sóng công suất cao đơn tấm, tấm sóng nhiều bậc , Tấm sóng bước sóng kép, Tấm sóng bước sóng kép không bậc, Tấm sóng viễn thông, Tấm sóng không thứ tự IR giữa, Bộ hãm hình thoi Fresnel, Giá đỡ vòng cho tấm sóng và Công cụ quay phân cực thạch anh.
Tấm sóng
Để biết thêm thông tin chi tiết về quang học phân cực hoặc nhận báo giá, vui lòng liên hệ với chúng tôi.