Суперахроматические волновые пластины

Суперахроматические волновые пластины — это высокопроизводительная версия ахроматических волновых пластин с превосходными широкополосными функциями, состоящая из трех одиночных кварцевых пластин и трех одиночных пластин из фторида магния (MgF2). Принцип работы суперахроматических волновых пластин такой же, как и у обычных ахроматических волновых пластин: путем выравнивания быстрых и медленных осей составляющих волновых пластин, изготовленных из двух двулучепреломляющих материалов, у которых изменения показателей двойного лучепреломления (в зависимости от длины волны) дополняют друг друга, чувствительность замедления к длине волны значительно снижается. Собрав шесть составных пластин, Shalom EO превосходно разрабатывает суперахроматические волновые пластины нулевого порядка, которые создают чрезвычайно плоское запаздывание в широком диапазоне длин волн и резко снижают влияние внешних факторов, поэтому обладают исключительной надежностью в различных условиях эксплуатации. Суперахроматические волновые пластины — это своего рода широкополосные волновые пластины для применения в диапазоне от ультрафиолетового до MWIR-спектра. Что касается приложений LWIR, более рекомендуются ромбовидные замедлители Френеля (максимальный диапазон длин волн 2000–15000 нм).

Наиболее широко применяемыми волновыми пластинами являются полуволновые и четвертьволновые пластины. Hangzhou Shalom EO предлагает стандартные версии суперахроматических волновых пластин с четверть- или половинным замедлением и тремя стандартными диапазонами длин волн от ультрафиолетового до инфракрасного спектра: 325–1100 нм и 600–2700 нм (для четвертьволновых пластинок) или 310–1100 нм и 600 нм. -2700 нм (для полуволновых пластинок). Волновые пластины имеют склеенную структуру, шесть составляющих пластин склеены с помощью NOA61 (Norland Optical Adhesive 61), твердого клея оптического класса, соответствующего федеральным спецификациям MIL-A-3920, устойчивого к растворителям, чрезвычайно термостойкого и прочного. ориентированы на наилучшие характеристики этих суперахроматических волновых пластинок. Поверхности пластин имеют просветляющее покрытие, обеспечивающее высокую передачу и низкие потери мощности системы. Если вам требуются другие диапазоны длин волн, свяжитесь с нашей службой технической поддержки, и Шалом ЭО может организовать для вас индивидуальное обслуживание.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:

Вот несколько типичных вопросов и ответов о волновых пластинах, которые могут быть полезны покупателям. Приведенное ниже содержание представляет собой обобщенную версию. Если вы хотите узнать больше, ознакомьтесь с нашим Введением в волновые пластины и замедлители.

Как работает волновая пластинка?

Волновые пластины и замедлители являются важными оптическими компонентами для управления и изменения состояния поляризации лазерного света.

Волновые пластинки обычно изготавливаются из кристаллов двойного лучепреломления, таких как кварц и фторид магния. (Существуют также замедлители, изготовленные из материалов, не являющихся двулучепреломляющими. Прекрасным примером является ромбовидный замедлитель Френеля, который обычно изготавливается из BK7, кварца, плавленого под действием УФ-излучения, или ZnSe, реализуя фазовую задержку за счет использования полного внутреннего отражения. Замедление, создаваемое Ромб Френеля зависит практически исключительно от показателя преломления и геометрии призмы.

Анизотропия этих кристаллических материалов приводит к разделению одного светового луча на два световых луча при попадании на границу раздела. Два разделенных световых луча сталкиваются с разными показателями преломления: один, называемый обыкновенным лучом, который определяется обычным показателем преломления, а другой, называемый необыкновенным лучом, который регулируется чувствительным к направлению необыкновенным показателем преломления. Направление поляризации обоих лучей всегда перпендикулярно друг другу.

Волновые пластинки специально нарезаны так, чтобы их оптическая поверхность была параллельна их оптической оси. Обыкновенный луч и необыкновенный луч будут иметь разные показатели преломления и, следовательно, двигаться с разными фазовыми скоростями. Ось, по которой поляризованный электрический вектор движется с большей скоростью (Vfast=c/Nfast), является быстрой осью. Ось, в которой электрический вектор движется с меньшей скоростью (Vslow=c/Nslow), является медленной осью. Две оси всегда ортогональны.

Когда световой луч проецируется нормально на поверхность волновой пластинки, разные фазовые скорости двух компонентов естественным образом приводят к фазовой задержке между быстрыми и медленными компонентами, при этом медленные компоненты будут отставать на несколько фаз (или долю фазы). за быстрой составляющей. Величина фазовой задержки называется Задержкой. Замедление волновой пластинки можно сформулировать следующим образом:

Замедление=2πL(Nмедленно-Nбыстро)/λ

Где L — расстояние, пройденное падающим светом (толщина волновой пластинки), Nfast и Nslow — показатели преломления вдоль быстрой и медленной оси соответственно.

Значение замедления может быть записано в различных формах, например, «полуволновое» замедление эквивалентно значению замедления в π радиан или лямбда/2.

Из приведенного выше уравнения можно легко сделать вывод, что путем сознательного проектирования толщины волновых пластин можно получить желаемое замедление. Однако, помимо толщины волновой пластинки, на величину замедления будут влиять и другие внешние факторы, например, длины волн падающего света, температура рабочей среды, угол падения и т. д. Изменения замедления, вызванные внешними факторами часто вызывают беспокойство и вред, и производители стараются изо всех сил избегать этого.

Найти топоры?

Поиск быстрой оси каждой волновой пластины является важным шагом при использовании волновых пластин. Все установленные волновые пластины, предлагаемые Shalom EO, спроектированы так, что их быстрые оси обозначены прямым светом на креплении. В то время как быстрая ось в несмонтированных версиях отмечена непосредственно на волновых пластинах. Однако если оси не указаны или показания размыты, существует простой метод, который поможет найти оси, применимые к волновым пластинкам со всеми значениями запаздывания. Сначала поместите поляризатор перед лазерным устройством, наклоните поляризатор до тех пор, пока свет не погаснет, затем вставьте волновую пластинку между лазерным устройством и поляризатором, поверните волновую пластинку так, чтобы в конечном итоге выходной световой поток все еще был погашен — и альт! вы успешно нашли ось!

Корректировки?

Кроме того, может случиться так, что вы обнаружите, что купленные вами волновые пластины не обеспечивают точно заданного замедления. Причин много: например. волновые пластины не предназначены для интересующей вас длины волны, или на задержку влияют внешние факторы, такие как температура. Небольшие отклонения можно изменить, повернув плоскость поляризации в сторону быстрой или медленной оси волновой пластинки. Перемещение к быстрой оси уменьшает задержку, а движение к быстрой оси увеличивает задержку. Попробуйте оба направления и продолжайте проверять улучшения с помощью поляризаторов.

Кривые замедления:

Следующие графики иллюстрируют замедление суперахроматических волновых пластинок в диапазонах длин волн.

1. Суперахроматические четвертьволновые пластины с длиной волны 310–1100 нм.

2. Суперахроматические полуволновые пластины 310–1100 нм

3. Суперахроматические четвертьволновые пластины с длиной волны 600–2700 нм.

4. Суперахроматические полуволновые пластины с длиной волны 600–2700 нм.

Руководство покупателя по волновым пластинам и замедлителям

Понимание различных типов волновых пластин и замедлителей так же важно, как и понимание принципа их работы, особенно для покупателей. Не волнуйтесь, Шалом Э.О. отредактировал для вас краткое руководство, после прочтения которого вы, возможно, получите более ясное и глубокое понимание волновых пластин.

Волновые пластины низкого порядка или волновые пластины множественного порядка

Из-за трудностей на этапе производства может быть сложно произвести большое количество сверхтонких волновых пластин, которые обеспечивают именно желаемое фракционное замедление. Волновые пластины низкого порядка или волновые пластины множественного порядка относительно толстые и создают желаемое замедление с несколькими дополнительными длинами волн фазовой задержки. Поскольку световые волны периодически повторяются, полуволновая пластинка низкого порядка, которая создает фазовую задержку лямбда/2 плюс 3 дополнительных лямбды, также может функционировать как полуволновая пластинка. Слово «Порядок» здесь относится к количеству генерируемых дополнительных длин волн. В этом тексте волновая пластина низкого порядка лучше, чем волновая пластина нескольких порядков, потому что она создает меньшую фазовую задержку и ее замедление более точное. Однако избыток замедления также означает, что они гораздо более чувствительны к изменениям длины волны, температуры или угла поворота, чем их аналоги нулевого порядка.

Вообще говоря, если вы ищете дешевые волновые пластины для оптовой покупки для приложений с одной длиной волны, то волновые пластины низкого порядка как раз для вас. Shalom EO предлагает волновые пластины низкого порядка из двух вариантов материалов (кварц для видимого и ближнего ИК-спектра или MgF2 для больших длин волн до 7000 нм).

Волновые пластины нулевого порядка

Волновые пластины нулевого порядка, по существу, состоят из двух волновых пластин множественного или низкого порядка, оси которых ортогонально выровнены (совмещая быструю ось одной волновой пластины с медленной осью другой), результирующее замедление представляет собой разницу между двумя отдельными замедлениями, создаваемыми соответственно две составляющие волновые пластинки. Объединив вместе две одиночные волновые пластины, волновые пластины нулевого порядка эффективно компенсируют влияние внешних факторов (изменение длины волны, температура окружающей среды) на замедление, что означает, что замедление будет гораздо более постоянным по сравнению с волновыми пластинами низкого порядка, что делает их подходящими для приложений, включающих расширенная длина волны. Тем не менее, они все еще могут иметь довольно восприимчивую реакцию на изменения угла падения.

Shalom EO предлагает три типа волновых пластин нулевого порядка: волновые пластины нулевого порядка с воздушным зазором, волновые пластины нулевого порядка с оптическим контактом и цементированные волновые пластины нулевого порядка NOA61. Хотя склеенные волновые пластины нулевого порядка являются распространенной альтернативой, для операций с высокими энергиями рассмотрите волновые пластины нулевого порядка с воздушным интервалом и волновые пластины нулевого порядка с оптическим контактом, поскольку эти два типа имеют относительно более высокий порог повреждения, чем сцементированные версии.

Волновые пластины истинного нулевого порядка

Волновые пластины истинного нулевого порядка представляют собой волновые пластины однопластинчатой ​​структуры и обеспечивают именно необходимое замедление, поэтому их толщина обычно составляет всего несколько микрометров. Несмотря на то, что требуется относительно строгая обработка, уменьшенная толщина способствует более высокому постоянству замедления при изменениях длины волны или климатических изменениях, чем обычные волновые пластины нулевого порядка. Shalom EO предлагает волновые пластины истинного нулевого порядка, изготовленные из кварца (для 532–3000 нм) или MgF2 (для длинноволновых применений в диапазоне 3000–7000 нм). Версии с одной пластиной относительно хрупкие, но имеют высокий порог повреждения, в то время как версии с цементацией BK7. С подложками очень легко обращаться, но они имеют более низкий порог повреждения.

Ахроматические волновые пластины

Ахроматические волновые пластины состоят из одной волновой пластины MgF2 и одной кварцевой волновой пластины с ортогонально выровненными осями, свойства двойного лучепреломления которых дополняют друг друга, обеспечивая необходимое фокусное расстояние при минимизации хроматической дисперсии. Благодаря этому подходу существенно снижается внутреннее влияние смещения длины волны на запаздывание, что делает ахроматические волновые пластинки даже более постоянными по запаздыванию, чем волновые пластинки нулевого порядка, что делает их незаменимыми для различных широкополосных приложений, охватывающих широкие спектральные диапазоны (например, от 900 до 2000 нм). Двумя примерами применения являются перестраиваемые лазерные источники, фемтосекундные лазерные системы и т. д.

Суперахроматические волновые пластины

Суперахроматические волновые пластины — это фактически обновленная версия ахроматических волновых пластин. Принцип работы суперахроматических волновых пластинок такой же, как описанный для ахроматических волновых пластин. Суперахроматические волновые пластинки также состоят из двух кристаллических материалов (например, кварца и фторида магния), но вместо двух, как в случае ахроматических волновых пластинок, они состоят из шести одиночных волновых пластинок (три из кварца, три из MgF2), результат чрезвычайно плоское запаздывание в еще более широком диапазоне длин волн.

Ромбические замедлители Френеля

Ромбические замедлители Френеля работают по совершенно другому принципу, помимо использования двойного лучепреломления. Ромб Френеля вводит разность фаз между компонентами света за счет полного внутреннего отражения. Когда свет проецируется на границу раздела, электрическое поле световой волны разделяется на две перпендикулярные компоненты: s-компоненту и p-компоненту. Ромбам стратегически придана форма правильного параллелепипеда, так что при тщательно выбранном угле падения компонент p будет изменяться на лямбда/8 относительно компонента s при каждом полном внутреннем отражении. Когда свет появляется после двух полных внутренних отражений, компонент p в конечном итоге будет опережать компонент s на лямбда/4, таким образом реализуя ту же функцию четвертьволновой пластинки. При изготовлении полуволнового ромба Френеля замедлителя два ромба склеиваются последовательно, чтобы предотвратить отражения на границе раздела.

Ромбы Френеля обычно изготавливаются из стеклянных материалов, которые не обладают двойным лучепреломлением, типичными тремя из них являются BK7, кварцевый сплав, плавленый УФ-излучением, или ZnSe. Поскольку замедление, вносимое ромбом, связано с показателем преломления, который лишь незначительно меняется в широком диапазоне длин волн, ромбовидные замедлители Френеля имеют даже более широкие возможности длины волны, чем другие широкополосные волновые пластины, такие как ахроматические волновые пластины.

Волновые пластины с двойной длиной волны

Волновые пластины с двойной длиной волны вводят два значения замедления для двух длин волн за счет подбора показателя преломления на разных длинах волн. Волновые пластины с двойной длиной волны особенно полезны при использовании в сочетании с другими чувствительными к поляризации компонентами для разделения коаксиальных лазерных лучей разных длин волн или повышения эффективности преобразования твердотельных лазеров ГВГ. Кроме того, в системах THG также можно применять волновые пластины с двойной длиной волны. Волновые пластины с тройной длиной волны также могут быть настроены компанией Shalom EO по вашему запросу.