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消色差波片的基本原理及產品介紹

閱讀:245      發布時間:2025-3-4
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消色差波片的原理

       我們之前寫過一篇《波片的選型和常規指標的介紹》(詳見列表),文章詳細介紹了波片的原理、分類和選型,我們本文主要介紹我們推出的一款新產品——消色差波片,關于波片的原理這里我們就不再贅述。

 


消色差波片
       波片一般由雙折射材料制作,產生的相位延遲為

       其中n0ne分別是o光和e光的折射率,由于光學材料對不同波長的色光有不同的折射率,即n0ne均為波長的函數,因此,波片厚度d也是波長的函數。根據以上理論,常用的1/4波片和1/2波片厚度一定,僅對單一波長使用,對別的波長就會產生誤差,甚至不能使用,這對于非單色光譜工作就造成了困難。

 

       消色差波片能有效減少波長對相位延遲的影響,實現同一波片在多個波段具有同一延遲量,在很寬的波長范圍實現均勻的相位延遲。

 


消色差波片原理簡介

       消色差的概念對于幾何光學領域的從業者來說再熟悉不過了,色差本質上是由于光學材料對不同波長的色光有不同的折射率(即色散)而帶來的像差,如圖2(a)所示,同一孔徑不同色光經光學系統后與光軸有不同的交點,在任何像面位置,物點的像是一個彩色的彌散斑。圖2(b)是一個典型的消色差透鏡示意圖,通過使用兩片不同折射率的玻璃組合來補償色差。

 


圖2 (a)色差               (b)消色差透鏡

       “消色差波片"的“色差"與幾何像差中描述的成像色差意義不同,它是指波長對相位延遲的影響。

         單個雙折射晶體波片的延遲可以簡化表示為:

       其中,μ為材料雙折射率,d為晶體厚度,λ為入射光波長。若能找到一種晶體材料,其雙折射率隨波長成線性變化,那么它的延遲就不再隨波長變化。但現實中很難找到能夠滿足這種要求的雙折射晶體。

 

       與消色差透鏡類似,不同晶體其雙折射率隨波長變化是不一致的,利用這一原理,采用兩種不同材料的晶體,可以組成消色差波片。對不同波長光的相位延遲如下式:

 

       已知μ1μ′1μ2μ′2λ1λ2時,可以求出d1d2的厚度,保證在λ1、λ2兩波長處得到相同的相位延遲,從而實現消色差的目的。

 

       常用的消色差波片由石英晶體和氟化鎂(MgF2)構成,通過將多級石英波片的快軸和氟化鎂波片的慢軸對準,可以獲得零級消色差波片,根據兩塊波片的光程差為λ/4λ/2,分別獲得λ/2λ/4消色差波片。

 


圖3 消色差波片示意圖


消色差波片應用
       消色差波片往往應用于一些復雜的物理光學儀器,如光譜橢圓偏振儀、雙折射濾波器、太陽磁場望遠鏡等;

       消色差波片也常在紅外激光領域,用于光譜整形、激光調諧和光通訊等;


消色差波片產品介紹

       聯合光科推出了直徑為25.4mm,滿足400-700nm、700-1100nm、1100-1650nm三種工作波長范圍的λ/2和λ/4消色差波片。該系列波片是由石英晶體和氟化鎂(MgF2)構成,可以大幅降低色散,有效地減少波長對相位延遲的影響,具有整個工作波長范圍內可得到近似平坦的光譜響應的優點。

 

       若您有更多消色差波片產品的需求,也可以聯系我們,我們將根據您的具體需求為您定制消色差波片。

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