激光器中可能會(huì)用到1/4波片用于防止發(fā)出的光再反射回諧振腔中從而影響腔中的激光狀態(tài),本文介紹1/4波片的最基本原理。
光的極化
光有極化方向,使用偏振鏡片可以篩選出任意特定極化方向的光。
而數(shù)學(xué)角度可以將某極化方向看成為兩個(gè)互相垂直的分量的合成,如下示意圖:

兩個(gè)同相位的分量(紅色與藍(lán)色)合成線偏振光(綠色)。
1/4波片(Quarter-wave plate)
有一類材料,對(duì)于不同偏振方向的入射光,會(huì)有不同的折射率(也就是有不同的傳播速度)。而1/4波片就是控制材料和厚度使光經(jīng)過(guò)波片后,兩個(gè)不同偏振方向的光產(chǎn)生1/4波長(zhǎng)的相位差,在此相位差下合成的光為圓偏振光,如下示意圖:

為什么1/4波片可以用于隔離反射光呢?激光器發(fā)出的經(jīng)過(guò)偏振片選擇后的線偏振光,經(jīng)過(guò)1/4波片后,兩個(gè)分量產(chǎn)生1/4波長(zhǎng)相位差,反射回來(lái)后,兩個(gè)分量的方向和相位差不變,再次經(jīng)過(guò)1/4波片,兩個(gè)分量再次疊加1/4波長(zhǎng)相位差,共1/2相位差,所以合成的光為線偏振光,且偏振方向與原方向垂直,所以無(wú)法再次通過(guò)偏振片。
總結(jié)
1/4波片(wave?plate)是利用材料的各項(xiàng)異性特點(diǎn),對(duì)不同偏振方向的光有不同的折射率與傳播速度,從而造成兩個(gè)分量相位差,而將線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光,或?qū)A偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光。
P.S.如果控制材料與厚度使光通過(guò)后兩個(gè)分量直接相差1/2相位,則稱為1/2波片或半波片,該波片有其它用途。