HWP20 - полуволновые пластины нулевого порядка

Волновые пластины нулевого порядка  HWP20 с апертурой 20 мм состоят из двух кварцевых пластин с воздушным зазором между ними. Быстрые оси двух кварцевых волновых пластин перпендикулярны друг другу, а разность фаз между ними составляет π. Волновые пластины предустановлены в черном анодированном корпусе для простоты интеграции в оптическую систему и использования. На нашем сайте представлен выбор моделей волновых пластин нулевого порядка с апертурой 20 мм, диаметром 25,4 мм для длин волн 266 - 1550 нм.

Механизм генерации обыкновенного и необыкновенного лучей в двулучепреломляющем кристалле.

Волна света, поляризованная в различных направлениях, проходит через двулучепреломляющий материал. Согласно закону Снеллиуса, когда свет, поляризованный в одном направлении (обыкновенный луч, o-луч), падает на поверхность кристалла, он генерирует преломленный луч в том же направлении. В этом случае преломленный луч имеет одинаковую скорость света во всех направлениях. Его поляризация перпендикулярна оптической оси кристалла, а распространение происходит с постоянной скоростью, независимо от направления. Его показатель преломления равен n₀.

Другая часть поляризованного света - необыкновенный луч (e-луч) - ведет себя иначе. Его поляризация параллельна оптической оси кристалла. Скорость распространения и, соответственно, показатель преломления такого луча зависят от направления по отношению к оптической оси. Его скорость может быть выше или ниже скорости o-луча, а показатель преломления nₑ варьируется от n₀ до другого предельного значения, в зависимости от кристаллической структуры. О- и e-лучи являются ортогонально поляризованными:

Схема двойного лучепреломления в кристалле

О- и e-лучи, взаимодействуя друг с другом, генерируют относительную разность фаз, которая зависит от скорости света двух лучей и разности расстояний, которые они проходят. Кристаллы с осью, для которых показатель преломления для лучей с быстрой осью (nₑ < n₀) меньше, чем для лучей с медленной осью (o-луч) (т.е. свет в направлении быстрой оси проходит быстрее), называют отрицательными одноосными кристаллами. Кристаллы с осью, для которых nₑ > n₀, называют положительными одноосными кристаллами. Когда обыкновенный луч падает на кристалл, генерируется e-луч, но разделение лучей не происходит, и разности фаз не возникает:

,

где d — толщина кристалла в направлении распространения света, перпендикулярном поверхности, λ - длина волны света.

Волновые пластины используют указанные выше характеристики двулучепреломляющих кристаллов для создания определённой разности фаз падающего света. Разность фаз равна 2(m+1/2)π, 2(m+1/4)π, где m — натуральное число; при m=0 волновая пластина имеет нулевой порядок.

Общая задержка фазы составляет △δ:

,

где dA и dB — толщины первой и второй кварцевых волновых пластин соответственно. 

Если выполняется условие

,

то общая фазовая задержка △δ = n, что соответствует кварцевой полуволновой пластине нулевого порядка.

Кварцевая полуволновая пластина нулевого порядка

Вращение в направлении поляризации полуволновой пластины.

Полуволновая пластина используется для изменения направления поляризации линейно поляризованного света.

Схема вращения направления поляризации при прохождении полуволновой пластины

Как показано на рисунке выше, ориентируем быструю ось волновой пластины по оси x, а медленную ось - по оси y. Линейно поляризованный свет падает вертикально вдоль оси z, амплитуда равна A, а угол между направлением поляризации и осью х равен θ. Падающий свет распадается на две квадратурные составляющие, поляризованные вдоль оси x и вдоль оси y.

Здесь  и  представляют собой единичные векторы вдоль положительного направления оси x, Acosθ и Asinθ - единичные векторы вдоль положительного направления оси y, E_x и E_y соответственно представляют две составляющие амплитуды напряженности электрического поля. Параметры поля после прохождения полуволновой пластины:

,

где  представляет собой единичный вектор в отрицательном направлении оси y. Угол между полученным световым вектором и осью х равен -θ. После прохождения через полуволновую пластину направление колебаний поляризованного света исходящего луча будет повернуто на угол 2φ в направлении оси х волновой пластины.