四分之一波片的三种用法

四分之一波片的三种用法

内容摘要：一、光强调节器二、光隔离器三、偏振态发生器

波片，又称之为相位延迟片，可使偏振光两个振动方向相互垂直的偏振分量间产生一个相对的相位延迟，从而改变光的偏振特性。

四分之一波片有以下特点：

• 产生π/2奇数倍的相位延迟
• 能使入射线偏振光变为椭圆偏振光
• 若入射线偏振光的光矢量与波片快轴成±45°，将得到圆偏振光

利用四分之一波片的性质，可以将其与其他偏振光学元件搭配使用，实现不同的功能。

一、光强调节器

四分之一波片可以用于改变偏振光偏振方向，所以可使用偏振片和四分之一波片的组合搭建光强调节器。

原理说明：
激光束由激光器发出，垂直入射至一个偏振片中，出射光转变为线偏振光，被调制的线偏振光入射至四分之一波片，当四分之一波片快轴相对偏振片透振方向有角度时，出射光转变为椭圆偏振光，再经过偏振片后光强改变。

与使用两个偏振片调节光强相比，该方法在两偏振片透振方向垂直时仍有出射光。

二、光隔离器

如图2所示，可以配合使用偏振分束器和四分之一波片来组合搭建自由空间光隔离器。

原理说明：
激光束由激光器发出，垂直入射至偏振分束立方，出射水平偏振方向线偏振光（p光），p光入射至四分之一波片，出射光转变为右旋圆偏振光（或左旋圆偏振光），光路中反射回来的左旋圆偏振光（或右旋圆偏振光）进入四分之一波片，出射竖直偏振方向线偏振光（s光），s光经过偏振分束立方被反射至其他方向。

三、偏振态发生器

如图3所示，可以使用偏振片、二分之一波片和四分之一波片的组合搭建偏振态发生器。

原理说明：
激光束由激光器发出，激光垂直入射至偏振片，偏振片能将入射光调制为线偏振光，被调制的线偏振光入射至二分之一波片上，偏振方向偏转，二分之一波片出射光再入射到四分之一波片，当四分之一波片与入射到其上的线偏振光偏振方向一致时，出射光为线偏振光，此时二分之一波片可用于调整偏振方向，而快轴方向与偏振方向不一致时出射光为椭圆偏振光或圆偏振光，此时四分之一波片可用于调整椭圆度和旋向，利用该种组合可实现任意偏振态输出。

使用二分之一波片是为获得任意方向的出射线偏振光。如仅为获得圆偏振光，光路中可去除二分之一波片。