光学波片是一种基于双折射效应的偏振光学元件,主要用于调控光的偏振态和相位。
一、改变光的偏振态
原理:通过引入相位延迟(如λ/4、λ/2或全波长),波片可将线偏振光转换为圆偏振光、椭圆偏振光,或调整线偏振方向。
1/4波片:将线偏振光转换为圆偏振光(或反之),常用于椭圆偏振测量、量子光学实验。
1/2波片:旋转线偏振光的振动方向(旋转角度为波片旋转角度的两倍),用于激光系统中的偏振调整。
全波片:对特定波长无净相位延迟,但可补偿色散或温度引起的相位变化。
二、相位延迟与偏振调制
相位控制:通过调整光波的两个正交分量(寻常光和非寻常光)的相位差,实现光波的相位调制。
应用:光通信中的偏振控制器、光学干涉仪(如迈克尔逊干涉仪)、液晶显示(LCD)中的光强调节。
三、应用场景
天文仪器:校准望远镜偏振测量系统,减少大气偏振干扰。
摄影与摄像:通过偏振控制减少水面或玻璃反光(需配合偏振片使用)。
四、关键参数与材料选择
波长匹配:波片性能依赖波长,需根据应用波段选择材料(如石英用于可见光,氟化镁用于紫外)。
温度稳定性:高精度场景需选用低热膨胀系数材料(如零级波片)。