有些朋友可能因?yàn)椴幻靼籽舆t片的工作原理，而難以將不同波長(zhǎng)的延遲片的功能弄明白。在這里專(zhuān)門(mén)總結(jié)一下三種常用延遲片full-waveplate全波片、half-waveplate半波片、quarter-waveplate1/4波片的原理與功能簡(jiǎn)介及圖解。這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)角度的個(gè)人觀點(diǎn)總結(jié)，如有不妥或不周之處，敬請(qǐng)指出。
為了便于理解不同波長(zhǎng)片的原理，讀者應(yīng)當(dāng)預(yù)先理解以下幾個(gè)概念：
a、各向異性光傳播介質(zhì)anisotropic media--自然界中大多數(shù)物質(zhì)如空氣、水和玻璃等在光線沿不同方向傳播時(shí)光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)及傳播速度不發(fā)生變化，但在某些無(wú)對(duì)稱(chēng)中心的介質(zhì)中，波長(zhǎng)及傳播速度會(huì)隨著傳播方向的不同而不同。在諸多的光學(xué)元件中，大多數(shù)偏振片、分析片及延遲片等均由沿特定方向切割、拋光、鍍膜等工藝制備而成。
b、雙折射birefringence--光線入射各向異性介質(zhì)時(shí)，因?yàn)楣饩€在不同方向傳播速度的差異使得出射光線可能不止一支，而分為尋常光ordinary light和異常光extraordinary light兩支。
c、光軸optical axis--對(duì)于各向異性介質(zhì)，存在一個(gè)方向，當(dāng)光線沿該方向傳播時(shí)，不發(fā)生雙折射，即出射光束只有一支，而非兩支。
OK,進(jìn)入正題，全波片、半波片與刻波片的功能圖解分列如下：
1、全波片full-waveplate，根據(jù)特定波長(zhǎng)光線設(shè)計(jì)的全波片可以讓該波長(zhǎng)的線偏振光無(wú)衰減的透過(guò)，而將其附近波長(zhǎng)的光線變成橢圓偏振光，即實(shí)現(xiàn)濾光。當(dāng)然通過(guò)級(jí)聯(lián)可以大大增強(qiáng)濾光效果。如圖1所示。
圖1 全波片功能示意圖
2、半波片half-waveplate，可以將設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的圓偏振光的手性翻轉(zhuǎn)，如果入射是線偏振光，出射光除了相位反轉(zhuǎn)外無(wú)其他變化。如圖2所示。
圖2 半波片功能示意圖
3、刻波片quarter-waveplate，即四分之一波片，可以實(shí)現(xiàn)特定波長(zhǎng)的線偏振光與橢圓偏振光的相互轉(zhuǎn)換。如果角度滿(mǎn)足45度，橢圓變成正圓，而當(dāng)線偏振方向與波片光軸方向角分別為正、負(fù)時(shí)，圓偏振光的手性可以被操縱為左、右。如圖3所示。
圖3 四分之一波片功能示意圖
小結(jié)，全波片、半波片與刻波片的典型應(yīng)用分別為濾光、圓偏振手性轉(zhuǎn)換與線圓偏振轉(zhuǎn)換。
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