LBTEK 聚合物真零级四分之一波片——技术说明

一、概述

LBTEK聚合物真零级四分之一波片（Quarter Wave Plate，HWP）基于N-BK7玻璃基底和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，通过精确控制液晶聚合物薄膜的厚度便可以精确控制o光（垂直于光轴）和e光（平行于光轴）在经过晶体时产生π/2的相位差，从而得到λ/4延迟量，呈现三明治结构，可安装于标准SM1透镜套筒中。LCP层中的液晶分子快轴取向一致，在整个器件平面上具有相同的λ/4延迟量，为单波长器件。聚合物真零级四分之一波片常用于偏转线偏振光的偏振方向，相对于多级波片，其具有较大的入射角、较高的稳定性、较低的波长敏感性等特点；相对于石英真零级波片，其具有制作工艺简单、易制作超大口径等特点。

二、外观结构

LBTEK聚合物真零级四分之一波片整体产品呈现为“前后玻璃衬底+中间LCP功能膜层”的三明治结构，有已安装机械外壳和未安装机械外壳两种外观形态可选。安装有机械外壳的波片安装于标准SM1透镜套筒中，不可拆卸，套筒上刻有产品型号及参数，且在套筒顶部有一条刻线标记波片的快轴方向；未安装机械外壳的波片带有D型切边，快轴方向与切边平行。两种外观形态均方便用户在光路中快速区分产品参数，进行元件调试。

三、偏振调制特性

聚合物真零级四分之一波片（QWP）常用于将线偏振光转变为圆偏光，当线偏振光与波片快轴重合入射时，经过QWP后出射光仍为线偏振光；当线偏振光与波片快轴成一定角度入射时，经过QWP后出射光为椭圆偏振光。特别的是，当波片快轴为45 °时，若入射线偏振光为水平0 °，则出射光为右旋圆偏光；若入射线偏振光为竖直90 °，出射光为左旋圆偏光。

图1 聚合物真零级1/4波片偏振态调制图

四、参数说明

1. 产品外观形态

LBTEK聚合物真零级四分之一波片分已安装机械外壳和未安装机械外壳两种：

• 已安装机械外壳的波片不可拆卸，套筒表面刻有产品型号及相关参数，套筒顶部有一条刻线标识快轴方向，方便客户辨别使用；
• 未安装机械外壳的波片带有D型切边，直径Ø25.4 mm，切边宽度0.7 mm，切边与波片快轴平行，方便客户快速找到快轴进行光路调节；
• 对于已安装机械外壳的聚合物真零级波片，由于产品新旧更替，内部安装的光学元件可能为圆型或D型，且产品增透膜及机械外壳刻字会有些差异，但均不影响使用。

2. 入射角（AOI）

LBTEK聚合物真零级四分之一波片是基于其整个器件平面上双折射LCP层的λ/4延迟量，即对寻常光o光和非常光e光的光程差调制来实现其功能的。因此：

• 为了保证最好的延迟量精度及使用性能，该产品一般在正入射条件下使用；
• 非正入射时，光入射的相对膜层厚度会发生变化，导致延迟量发生变化，经测试，入射光在±15°范围内入射，波片的延迟量误差均在允许范围内。

3. 损伤阈值

基于LCP材料的短波强吸收特性，聚合物波片的工作波长越大，其损伤阈值会有所增加。LBTEK 聚合物真零级波片的损伤阈值参考值为：

• 2 J/cm^2@532 nm，10ns，10Hz；
• 10 J/cm^2@1064 nm，10ns，10Hz。

LBTEK 聚合物真零级四分之一波片——应用案例

一、圆偏振片

聚合物真零级四分之一波片可以与线偏振片组合成圆偏振片使用，其原理为：激光入射起偏器后得到线偏光，线偏振光经过1/4波片后出射光光强不变，偏振态由起偏器偏振方向与1/4波片快轴夹角决定。当波片快轴与起偏器快轴方向夹角为+45 °时，输出右旋圆偏振光，可做右旋圆偏振片；当波片快轴与起偏器快轴方向夹角为-45 °时，输出左旋圆偏振光，可做左旋圆偏振片。

图1 圆偏振片

二、光衰减器

聚合物真零级四分之一波片可以与线偏振片组合搭建光衰减器，其原理为：激光入射起偏器后得到线偏光，线偏振光经过1/4波片后转变为椭圆偏振光，椭圆偏振光经过检偏器过滤使光强衰减，光强衰减比例与入射检偏器光的偏振态有关。

图2 光衰减器

三、光隔离器

聚合物真零级四分之一波片可以与偏振分束器组合搭建自由空间光隔离器，其原理为：激光垂直入射至偏振分束立方（PBS），透射光为水平偏振方向光束（P光），反射光为垂直偏振方向光束（S光），透射光经过1/4波片偏振态转换为右旋圆偏振光（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1/4波片后转变为垂直线偏振光（S光），S光经过PBS反射至其他方向。

图3 光隔离器

LBTEK 聚合物真零级四分之一波片——定制能力

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