Phasenverzögerungsplatten für Laser

Phasenverzögerungsplatten oder Wellenplatten sind polarisierende Optiken, die verwendet werden, um den Polarisationszustand des übertragenden Lichts zu manipulieren, ohne das Licht zu dämpfen, abzulenken oder zu verschieben. Das Arbeitsprinzip der Platte besteht darin, die Doppelbrechung bestimmter Materialien zu nutzen, die den einfallenden Lichtstrahl entlang zweier orthogonaler optischer Achsen innerhalb des Mediums in zwei Strahlen trennt. Die Phasenverzögerung zwischen den zwei Strahlen des einfallenden Lichts trägt zu Änderungen im Polarisationszustand bei. Es ist möglich, die Phasenverschiebung zwischen den zwei Polarisationsstrahlen einer Lichtwelle zu steuern, indem die Dicke der Verzögerungsplatten eingestellt wird. Einige externe Faktoren, wie z. B. die Änderung der Wellenlänge, der Umgebungstemperatur und des Einfallswinkels, könnten sich alle auf die Verzögerung von Wellenplatten oder Verzögerern auswirken.              

Wellenplatte niedriger Ordnung
Die Eigenschaften der Verzögerungsplatte niedriger Ordnung sind aufgrund ihrer geringeren Dicke (weniger als 0,5 mm) viel besser als die der Verzögerungsplatte mehrerer Ordnung. Bessere Temperatur- (38 °C), Wellenlängen- (1,5 nm) und Einfallswinkel- (4,5 °) Bandbreiten sowie eine hohe Zerstörschwelle machen es in allgemeinen Anwendungen weit verbreitet. 

Wellenplatte nullter Ordnung
Die Wellenplatte nullter Ordnung besteht aus zwei Wellenplatten mehrerer Ordnung, deren Achsen sich kreuzen. Somit wirkt es aufgrund der Wirkung von zwei Platten, die einander entgegenwirken, als Wellenplatte nullter Ordnung. Es hat eine große Temperaturbandbreite und Eigenschaften der Wellenlängenbandbreite. Bei Verwendung der Verzögerungsplatten nullter Ordnung muss die Zerstörschwelle berücksichtigt werden (ca. 10kW/cm2), da diese zementiert sind.                      

Zementierte Wellenplatte nullter Ordnung                     

Die echte Wellenplatte nullter Ordnung bedeutet, dass die Dicke der Wellenplatte sehr dünn ist (weniger als 0,1 mm), was sie zu einer hervorragenden Temperatur-, Wellenlängen- und Einfallswinkelbandbreite (ca. 20º) macht. Daher sind sie eine ausgezeichnete Wahl für die hochgenaue Anwendung. Diese Art von Wellenplatte ist mit einem Glasblock verkittet, der auf Anwendungen mit niedriger und mittlerer Leistung beschränkt ist.                

Halbe (λ/2) Wellenplatte
Nach dem Durchgang durch die λ/2-Wellenplatte ist das linear polarisierte Licht immer noch linear polarisiert, es besteht jedoch eine Winkeldifferenz (2θ) zwischen der Schwingungsebene der kombinierten Schwingung und der Schwingungsebene des einfallenden polarisierten Lichts. Bei θ = 45° ist die Schwingungsebene des Austrittslichts senkrecht zur Schwingungsebene des einfallenden Lichts, dh bei θ = 45° kann die λ/2-Wellenplatte den Polarisationszustand um 90° ändern.

Viertel (λ/4) Wellenplatte
Wenn der Winkel zwischen der einfallenden Schwingungsebene des polarisierten Lichts und der optischen Achse der Wellenplatte θ = 45° beträgt, ist das durch die λ/4-Wellenplatte hindurchtretende Licht zirkular polarisiert. Andernfalls wird ein zirkular polarisiertes Licht nach dem Durchgang durch die λ/4-Wellenplatte linear polarisiert. Eine λ/4-Wellenplatte hat die gleiche Wirkung wie eine λ/2-Wellenplatte, wenn sie das Licht zweimal passieren lässt.

WISPTIC-Spezifikationen - Verzögerungsplatten

Multiple Order – Bei Wellenplatten multipler Ordnung ist die Gesamtverzögerung die gewünschte Verzögerung plus eine ganze Zahl. Der überschüssige ganzzahlige Anteil hat keinen Einfluss auf die Performance, genauso wie eine Uhr, die heute Mittag anzeigt, genauso aussieht wie eine Uhr, die eine Woche später Mittag anzeigt – obwohl Zeit hinzugefügt wurde, erscheint sie immer noch gleich.

Obwohl Verzögerungsplatten mehrerer Ordnung mit nur einem einzigen doppelbrechenden Material konstruiert sind, können sie relativ dick sein, was die Handhabung und Systemintegration erleichtert. Die große Dicke macht Verzögerungsplatten mehrerer Ordnung jedoch anfälliger für Verzögerungsverschiebungen, die durch Wellenlängenverschiebung oder Änderungen der Umgebungstemperatur verursacht werden.

Verzögerungsplatten mit mehreren Ordnungen sind ideal für die Verwendung mit monochromatischem Licht, das weniger als 1 % von der Designwellenlänge der Verzögerungsplatte abweicht.

Nullter Ordnung – Bei Wellenplatten nullter Ordnung ist die Gesamtverzögerung der gewünschte Wert ohne Übermaß. Beispielsweise bestehen Quarzwellenplatten nullter Ordnung aus zwei Quarzwellenplatten mehrerer Ordnung, deren Achsen gekreuzt sind, so dass die effektive Verzögerung die Differenz zwischen ihnen ist.

Verzögerer nullter Ordnung bieten eine hohe Leistung über breitere Wellenlängen- oder Temperaturbereiche.