QWPSM05 - четвертьволновые пластины нулевого порядка с резьбой SM05
- Материал: кварцевое стекло.
- Конструкция пластин подразумевает применение в системах с высокой мощностью.
- Длина волны 266 - 1550 нм.
- Световая апертура 10 мм.
Четвертьволновые пластины нулевого порядка с резьбой SM05 QWPSM05 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 кронштейне для простоты интеграции в оптическую систему и использования.
Волновая пластина с резьбой SM05 предустановлена в черном анодированном корпусе объектива SM05-8A. На торце корпуса выгравирована линия, указывающая направление оси вращения направления поляризации, на корпус также нанесена информация о модели волновой пластины, величине задержки и длине волны. Эту волновую пластину можно соединять с другими компонентами с помощью внутренней и внешней резьбы SM05. На нашем сайте представлен выбор моделей волновых пластин нулевого порядка с резьбой SM05 диаметром 12,7 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
Направление вектора света с большей скоростью распространения является быстрой осью пластины, а направление вектора света, перпендикулярное ему, является медленной осью. Для отрицательного одноосного кристалла (ne < no), быстрая ось находится в направлении вектора света e-луча (то есть в направлении оптической оси, свет распространяется в кристалле в этом направлении без явления двулучепреломления), а направление вектора света o-луча является медленной осью; для положительного одноосного кристалла (ne > no), быстрая ось находится в направлении вектора света o-луча, а медленная ось находится в направлении вектора света e-луча (оптической оси). Кварц является положительным одноосным кристаллом, имеющим ne > no. При перпендикулярном падении монохроматического света на кварцевый кристалл возникает двулучепреломление, но o- и e-лучи не разделяются, а возникает только разность фаз, определяемая как:
,
где d — толщина кристалла в направлении распространения света, перпендикулярном поверхности, λ - длина волны падающего монохроматического света.
Волновые пластины используют указанные выше свойства 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
Генерация круговой поляризации с помощью четвертьволновой пластины.
Четвертьволновая пластина применяется для преобразования линейно поляризованного света в свет с круговой поляризацией. Ниже используется метод анализа векторного разложения и синтеза света и метод расчета матрицы Джонса, чтобы проиллюстрировать механизм действия четвертьволновой пластины.
Разложение вектора интенсивности падающего света по осям
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, Ex и Ey соответственно представляют две составляющие амплитуды напряженности электрического поля. Параметры поля после прохождения полуволновой пластины:
,
где представляет собой единичный вектор в отрицательном направлении оси y. В соответствии с принципом суперпозиции синтезированный световой вектор представляет собой:
Благодаря разности фаз между компонентами E1x и E1y, конец результирующего вектора электрического поля описывает эллипс, уравнение которого представлено ниже:
Видно, что после прохождения линейно поляризованного света через четвертьволновую пластину, выходящий свет становится эллиптически поляризованным. Большая полуось эллипса соответствует Acosθ, а малая – Asinθ.
Расчет матрицы Джонса также может проиллюстрировать принцип работы четвертьволновой пластины. Расположим быструю ось волновой пластины по оси x, тогда ее математическое представление в матрице Джонса выглядит следующим образом:
При условии, что падающий вертикально вдоль оси z свет Ein линейно поляризован, а угол между направлением поляризации и осью x равен θ, тогда
.
После прохождения через четвертьволновую пластину интенсивность света Е1 описывается как
Приведенная выше формула представляет собой описание эллиптически поляризованного света. При θ=+45º на выходе оказывается свет с левой круговой поляризацией, а при θ=-45º - с правой круговой поляризацией.
Общие параметры:
Параметр | Значение | Ед. измерения |
---|---|---|
Материал | кварц | |
Диаметр оправы | 17,8 | мм |
Допуск по диаметру | ±0,1 | мм |
Толщина | 11,3 | мм |
Допуск по толщине | ±0,1 | мм |
Монтажная резьба | SM05 | |
Покрытие | V-образная просветляющая мембрана | |
Просветляющее покрытие | Ravg<0,25% (угол падения 6°, с одной стороны) | |
Задержка | λ/4 | |
Качество поверхности | 20/10 | царапин/сколов |
Точность измерения задержки | ±λ/300 | |
Разница в волновом фронте передачи (при 633 нм) | λ/8 | |
Параллельность поверхностей | <10 | угловых секунд |
Стандартные параметры моделей:
Модель пластины | Длина волны | Диаметр (мм) | Апертура (мм) |
---|---|---|---|
QWPSM05-266B | 266 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-355B | 355 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-405B | 405 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-442B | 442 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-480B | 480 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-532B | 532 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-633B | 633 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-780B | 780 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-808B | 808 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-980B | 980 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-1030B | 1030 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-1064B | 1064 | 12,7 | 10 |
QWPSM05-1550B | 1550 | 12,7 | 10 |
- Научные исследования и разработки.
- Оптическая связь.
- Оптическая микроскопия.
- Оптические измерения и метрология.
- Полупроводниковая промышленность.
- Астрономия.
- Оптическая обработка информации.
- Медицина и биология.
- Сенсорные системы.