光学接触零级波片

模块或类型：

标准波长：

355nm、532nm、632.8nm、780nm、808nm、850nm、980nm、1064nm、1310nm、1480nm、1550nm

• 光学接触
• 增透膜，折射率<0.2%
• 高损伤阈值
• 更佳的温度带宽
• 宽波长带宽

零级波片由光轴正交排列的石英或氟化镁波片组成，对于需要更高波长和温度稳定性的应用，零级波片是比低阶或多阶波片更佳的选择。与多阶波片（产生指定的分数延迟以及少量全波长延迟）不同，零级波片能够产生所需的精确延迟。零级波片的结构是，一个波片的快轴与另一个波片的慢轴对齐。获得的净延迟量是两个波片厚度差的函数。零级波片采用双波片结构，可以有效抵消延迟带来的不利影响，因为第一个波片中令人困扰的延迟偏移将在光从第二个波片出射后得到补偿，从而使零级波片对温度和波长变化的敏感度远低于多阶波片。然而，入射角的变化仍然会影响相位延迟。

光学接触式零级波片的表面经过高精度抛光和严格的生产控制，以获得极高的几何精度（平行度<1角秒）和表面光滑度/清洁度，从而使两片波片在分子间力的作用下粘合在一起，而无需使用胶水。无需胶水、粘合剂或任何其他粘合剂，光学接触式波片可以保持与散装固体相同的物理和光学特性。此外，不使用粘合剂可以降低高温下胶水熔化导致光圈模糊的风险。然而，需要注意的是，卓越的表面精度也意味着对污染和划痕的更高敏感性。虽然光学接触结构所需的高精度抛光需要严格的制造工艺，从而不可避免地提高了生产成本，但您仍然可以在Shalom EO以相当划算的价格购买。

杭州Shalom EO提供光学接触式零级半波片、零级四分之一波片和零级八进制波片。半零级波片的延迟量为λ/2，可以旋转线偏振光的偏振面。四分之一零级波片通常用于将线偏振光转换为圆偏振光，反之亦然。八阶波片的延迟量为λ/8，广泛应用于非线性光学系统、光时间复用系统、光学传感器、特种干涉仪、同步移相器等。

我们提供定制版本的光学接触式零级波片，材质包括石英（适用于 200-2000nm 的波长范围）或氟化镁 (MgF2)（适用于 190-7000nm 的波长范围）。

常见问题解答：

以下是一些关于波片的典型问题和解答，希望对买家有所帮助。以下内容为摘要，如果您想了解更多信息，请参阅我们的“波片和延迟器简介”。您还可以找到关于“四分之一波片和二分之一波片简介”的相关资源。

波片的工作原理是什么？

波片和延迟器是操纵和改变激光偏振态的重要光学元件。

波片通常由双折射晶体制成，例如石英和氟化镁。（也有由非双折射材料制成的延迟器。菲涅尔菱形延迟器就是一个很好的例子，它通常由BK7、紫外熔融石英或ZnSe制成，利用全内反射实现相位延迟。菲涅尔菱形延迟器产生的延迟几乎完全取决于折射率和棱镜的几何形状。）

这些晶体材料的各向异性导致一束光线在到达界面时分离成两束。这两条分离的光线会遇到不同的折射率：一束称为寻常光线，受寻常折射率控制；另一束称为非常光线，受方向敏感的非常折射率控制。这两条光线的偏振方向始终相互垂直。

波片被特意切成薄片，使其光学表面平行于光轴。寻常光线和非常光线会经历不同的折射率，因此会以不同的相速度传播。极化电矢量以较大速度（Vfast=c/Nfast）沿其传播的轴被定义为快轴。电矢量以较小速度（Vslow=c/Nslow）沿其传播的轴被定义为慢轴。这两个轴始终正交。

当一束光束垂直投射到波片表面时，由于两个分量的相速度不同，快速分量和慢速分量之间自然会引入相位延迟，其中慢速分量会比快速分量滞后几个相位（或相位的一小部分）。相位延迟的大小称为延迟量。波片的延迟量可以用以下公式表示：

延迟量=2πL(Nslow-Nfast)/λ

其中 L 为入射光传播的距离（波片厚度），Nfast 和 Nslow 分别为快轴和慢轴方向的折射率。

延迟值可以写成多种形式，例如，“半波”延迟相当于π弧度或λ/2的延迟值。

从上式可以很容易地推断出，通过精心设计波片的厚度，可以获得所需的延迟值。然而，除了波片的厚度之外，其他外部因素也会影响延迟值，例如入射光的波长、工作环境的温度、入射角等。外部因素引起的延迟变化通常会造成干扰和损害，而这正是制造商竭力避免的。

找到轴？

找到每个波片的快轴是使用波片时的关键步骤。Shalom EO 提供的已安装波片均设计为快轴在安装座上以直射光的形式标示。而未安装波片的快轴则直接标记在波片上。但是，如果遇到没有标示快轴或指示模糊的情况，有一种简单的方法可以帮助您找到适用于所有延迟值波片的快轴。首先，在激光器前面放置一个偏振器，倾斜偏振器直至光线消失，然后将波片放在激光器和偏振器之间，旋转波片，使最终输出的光仍然保持消失——瞧！您就成功找到了快轴。

需要调整吗？

此外，您可能会发现购买的波片产生的延迟值与设计值不完全一致。原因有很多：例如：波片的设计可能与您感兴趣的波长不符，或者存在温度等外部因素影响延迟。可以通过将偏振面旋转至波片的快轴或慢轴来调整这些微小的偏差。向快轴旋转会降低延迟，而向快轴旋转会增加延迟。请尝试两个方向，并使用偏振器持续检查延迟的改善情况。

延迟曲线：

下图展示了零级波片在各个波长范围内的延迟情况。

1. 355nm 零级半波片和四分之一波片

2. 532nm零级半波片和四分之一波片

3. 633nm零级半波片和四分之一波片

5. 800nm零级半波片和四分之一波片

6. 1030nm零级半波片和四分之一波片

7. 1064nm零级半波片和四分之一波片

8. 1310nm零级半波片和四分之一波片

9. 1550nm 零级半波片和四分之一波片

波片和延迟片购买指南

了解不同类型的波片和延迟器与弄清它们的工作原理同等重要，尤其对于买家而言。别担心，Shalom EO 为您编辑了一份简要指南，阅读后，您可能会对波片有更清晰、更深刻的理解。

低阶波片或多阶波片

由于制造阶段的困难，批量生产超薄且能够精确产生所需分数延迟的波片可能很困难。低阶波片或多阶波片相对较厚，可在产生所需延迟的同时，额外增加几个波长的相位延迟。由于光波具有周期性重复的特性，因此，一个低阶半波片（其相位延迟为λ/2 加上 3 个额外的λ）也可以用作半波片。这里的“阶数”指的是产生的额外波长的数量。本文认为低阶波片优于多阶波片，因为它产生的附加相位延迟更小，且延迟量更精确。然而，延迟量的过剩也意味着它们对波长、温度或AOI的变化比零阶波片更敏感。

一般来说，如果您正在寻找价格实惠、批量购买的单波长应用波片，那么低阶波片正是您的理想之选。Shalom EO 提供两种材质的低阶波片（石英用于可见光至近红外光谱，氟化镁用于波长更远至 7000nm 的波片）。

零阶波片

零阶波片本质上是由两个多阶或低阶波片组成，它们的光轴正交排列（一个波片的快轴与另一个波片的慢轴对齐），产生的延迟是两个组成波片各自产生的延迟之差。通过将两个单波片组合在一起，零阶波片可以有效抵消外部因素（波长变化、环境温度）对延迟的影响，这意味着与低阶波片相比，延迟将更加恒定，使其能够胜任涉及波长展宽的应用。尽管如此，它们对入射角变化的响应可能仍然相当敏感。

Shalom EO 提供三种类型的零级波片：空气隙零级波片、光学接触零级波片和 NOA61 胶合零级波片。虽然胶合零级波片是常见的替代方案，但对于高能量操作，请考虑空气隙零级波片和光学接触零级波片，因为这两种类型的损伤阈值比胶合零级波片相对较高。

真零级波片

真零级波片是单片结构的波片，能够精确提供所需的延迟量，因此其厚度通常只有几微米。虽然加工工艺相对严格，但较薄的厚度使其在波长变化或气候变化下，比传统的零级波片具有更优异的延迟稳定性。Shalom EO 提供由石英（适用于 532-3000nm）或氟化镁（适用于 3000-7000nm 的长波长应用）制成的真零级波片。单片波片相对易碎，但损伤阈值较高；而采用 BK7 基片粘合的波片则更易于操作，但损伤阈值较低。

消色差波片

消色差波片由一片氟化镁波片和一片石英波片构成，两片波片的轴向正交，双折射特性互补，在实现所需焦距的同时，最大程度地降低色散。通过这种方法，波长偏移对延迟的固有影响被大幅降低，使得消色差波片比零级波片具有更高的延迟常数，因此在涵盖宽光谱范围（例如 900-2000nm）的各种宽带应用中表现出色。两个应用示例是可调谐激光源、飞秒激光系统等。

超消色差波片

超消色差波片实际上是消色差波片的升级版。其工作原理与前述的消色差波片相同。超消色差波片也由两种晶体材料（例如石英和氟化镁）复合而成，但与消色差波片不同，超消色差波片由两个单波片组成，而是由六个单波片（三个石英波片和三个氟化镁波片）组成，从而在更宽的波长范围内实现极其平坦的延迟。

菲涅尔菱形延迟器

菲涅尔菱形延迟器的工作原理与利用双折射的原理完全不同。菲涅尔菱形延迟器利用全内反射在光的各个分量之间引入相位差。当光投射到界面上时，光波的电场会分裂成两个垂直的分量，即s分量和p分量。菱形经过精心加工，形成直角平行六面体形状，这样，在精心选择入射角的情况下，每次全内反射时，p分量相对于s分量的波长都会提前λ/8。当光线经过两次全内反射后出射时，p分量最终会比s分量提前λ/4，从而实现与四分之一波片相同的功能。在构建半波菲涅尔菱形延迟器时，需要将两个菱形粘合在一起，以避免界面处的反射。

菲涅尔菱形波片通常由非双折射玻璃材料制成，典型的有BK7、紫外熔融石英或ZnSe。由于菱形波片引入的延迟与折射率相关，而折射率在很宽的波长范围内仅略有变化，因此菲涅尔菱形延迟器比其他宽带波片（例如消色差波片）具有更宽的波长范围。

双波长波片

双波长波片通过拟合不同波长的折射率，为两个波长引入两个延迟值。双波长波片与其他偏振敏感元件配合使用时尤其有用，可以分离不同波长的同轴激光束，或提升和促进固态二次谐波（SHG）激光器的转换效率。此外，双波长波片也可以应用于三次谐波（THG）系统。Shalom EO 还可以根据您的要求定制三波长波片。