片狀復合消色差光相位延遲器設計.pdf

1、光相位延遲器,是偏光技術和激光技術領域中極為重要的光學器件,也是最基本的光相位調(diào)制器.它能使透過它的振動方向相互垂直的兩束光波彼此之間產(chǎn)生一定的相位差,故稱光相位延遲器.常用的有λ/4相位延遲器和λ/2相位延遲器.光相位延遲器同其他偏光器件相配合,可以實現(xiàn)光的各種偏振態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換、偏振面的旋轉(zhuǎn)以及各類光波的調(diào)制.可以說幾乎所有應用偏光技術的地方都離不開光相位延遲器.常規(guī)的光相位延遲器是由雙折射材料制成的,由于材料的雙折射率同波長密切

2、相關,使其產(chǎn)生的相位延遲量也同波長具有嚴格的一一對應關系(即材料的色散現(xiàn)象),因而常規(guī)相位延遲片多用于單一波長.不同波長之間使用不可兼顧,這在使用中帶來諸多的不便.于是有人提出了消色差相位延遲器.光相位延遲量與波長無關的延遲器稱為消色差延遲器,消色差延遲器削弱了相位延遲量對波長的依賴程度,有著廣闊的應用前景.消色差延遲器能用各種方法制作,設計形式多種多樣,設計思路也不盡相同,但它們的共同之處是努力提高消色差范目和延遲量精度.消色差相位延

3、遲器,根據(jù)設計的機理不同可以分咸兩大類:一是全內(nèi)反射型消色差相位延遲器,二是雙折射型消色差相位延遲器.實踐證明,理想的消色差波片應當以簡便片狀雙折射型設計為主,在此基礎上考慮其他方面因素的影響,提高其設計精度,避免光路系統(tǒng)偏折,闡氏插入損耗,從而提高器件的可操作性.最簡單的片狀消色差延遲片是由一種雙折射材料制成的消色差延遲器.根據(jù)關系式δ=±2 πd(n<,e>-N<,o>)/λ可知,如果材料的雙折射率與潑長咸正比,延遲量便與波長無關,

4、即可獲得消色差相位延遲器.但是目前自然界中滿足該條件的材料極少,無法推廣使用.在長期的實驗研究中發(fā)現(xiàn),如果將多個延遲片進行復合,當滿足一定的復合條件時,復合波片也可以實現(xiàn)消色差的目的.復合消色差波片的設計主要采用以下兩種方法,一種是利用同種材料組合,根據(jù)工作波段來選取各片的厚度,設計光軸之間的夾角,另一種方法是采用不同的材料組合,設計的關鍵在于選擇雙折射色散相匹配、物化性能相近的晶體材料進行組合.該論文,對復合波片理論、復合消色差延遲片