波片簡介及波片的類型

光波可具有不同偏振態(tài)，實際工作中經常需要改變光波的偏振態(tài)或檢測光波的偏振態(tài)。由于光波的偏振態(tài)是由其正交振動的振幅比與相位差所決定，因此改變這兩個參量，就可以改變光波的偏振態(tài)。利用光通過晶體，聚合物或液晶可以改變入射光的相位差的特片而制作的一類光學器件，我們稱之為波片，或相位延遲器(retarder)。

波片的類型：

波片按結構來分，有多級波片(multiple-order wave plate)，膠合零級波片或稱復合波片(compound zero-order wave plate)及真零級波片(true zero-order)。

真零級波片，延遲量的波長敏感度低，溫度穩(wěn)定性高，接受有效角度大，性能大大由于其他兩種波片。但真零級波片往往非常的薄，以石英為例，其在可見光部分雙折射系數約為~0.0092。一個550nm為中心波長的真零級石英波片其厚度只有15um。如此薄的波片在制造和使用上都會遇到不少困難。

多級波片的厚度等于多個全波厚度(n×waves)加一個所需延遲量厚度。多級波片相對比較容易制造，缺點是其對波長，溫度，入射角均很敏感。

膠合零級波片(復合波片)是將兩個多級波片膠合在一起。通過將一個波片的快軸和另一個波片的慢軸對準以消除全波光程差，僅留下所需的光程差。膠合波片可以在一定程度上改善溫度對波片的影響，但另一個結果是其增加了波片延遲量對入射角度及波長的敏感性。

波片按材料分，常見的有各種晶體波片，和聚合物波片，液晶波片。常用的晶體包括云母，方解石，石英等。

如前所述，石英因為雙折射系數過大，一般只適合做多級或膠合零級波片。。

云母可以被很精細的劈開的天然晶體，可以用來做真零級波片。但云母波片的缺點是口徑一般比較小，整個平面的均一性比較差，并且長時間使用的光學質量及可靠性也比較差。

相比石英而言，聚合物材料的雙折射系數比較小，所以更適合制造真零級波片，尤其是在可見波段。各種聚合物在不同波段的色散程度不同，所以對不同應用要考慮用不同類型的聚合物。

消色差波片是由幾層不同的聚合物或晶體精確對準層疊而成的。消色差波片主要優(yōu)點是在一定的帶寬之內延遲量對波長的變化不敏感。

液晶波片(液晶相位延遲器)是一種新型的可控相位延遲器。通過控制加在液晶兩邊的電壓，可以改變液晶的雙折射系數，從而改變通過液晶波片光的相位差。