صفحات موج و کندکننده ها

بررسی اجمالی

اپتیک پلاریزاسیون برای تغییر حالت قطبش تابش فرودی استفاده می شود.اپتیک پلاریزاسیون ما شامل پلاریزه کننده ها، صفحات موج / کندکننده ها، دپلاریز کننده ها، روتاتورهای فارادی و جداکننده های نوری در محدوده طیفی UV، مرئی یا IR می باشد.

صفحات موج که به عنوان کندکننده نیز شناخته می شوند، نور را عبور داده و حالت پلاریزاسیون آن را بدون تضعیف، انحراف یا جابجایی پرتو تغییر می دهند.آنها این کار را با به تاخیر انداختن (یا به تاخیر انداختن) یک جزء قطبش نسبت به جزء متعامد آن انجام می دهند.صفحه موج یک عنصر نوری است که دارای دو محور اصلی آهسته و سریع است که یک پرتو پلاریزه فرودی را به دو پرتو پلاریزه عمود بر هم تقسیم می کند.پرتو در حال ظهور دوباره ترکیب می شود تا یک پرتو قطبی شده خاص را تشکیل دهد.صفحات موجی امواج کامل، نیمه و ربع تاخیر تولید می کنند.آنها همچنین به عنوان یک کند کننده یا یک صفحه عقب نشینی شناخته می شوند.در نور غیرقطبی، صفحات موج معادل پنجره ها هستند - هر دو جزء نوری تخت هستند که نور از آن عبور می کند.

صفحه موج چهارم: هنگامی که نور پلاریزه خطی در 45 درجه به محور یک صفحه موج یک چهارم وارد می شود، خروجی به صورت دایره ای قطبی می شود و بالعکس.

صفحه نیمه موج: صفحه نیمه موج نور قطبی شده خطی را به هر جهت دلخواه می چرخاند.زاویه چرخش دو برابر زاویه بین نور پلاریزه فرودی و محور نوری است.

لیزر-صفر-نظم--فضای هوا-چهارم-صفحه موج-1

صفحه ربع موج با فاصله هوایی لیزری

لیزر-صفر-صفر-هوا-فاصله-نیم صفحه موج-1

صفحه نیمه موجی با فاصله هوای لیزری صفر

صفحات موج برای کنترل و تجزیه و تحلیل وضعیت قطبش نور ایده آل هستند.آنها در سه نوع اصلی ارائه می شوند - مرتبه صفر، مرتبه چندگانه و رنگ آمیزی - که هر کدام بسته به کاربرد در دست دارای مزایای منحصر به فردی هستند.درک قوی از اصطلاحات و مشخصات کلیدی به انتخاب صفحه موج مناسب کمک می کند، صرف نظر از اینکه سیستم نوری چقدر ساده یا پیچیده است.

اصطلاحات و مشخصات

انکسار مضاعف: صفحات موج از مواد دوشکست، معمولاً کوارتز کریستال ساخته می شوند.مواد انکسار دوگانه برای نور قطبیده شده در جهت های مختلف، ضریب شکست کمی متفاوت دارند.به این ترتیب، آنها نور غیرقطبی فرودی را به اجزای موازی و متعامد آن که در شکل زیر نشان داده شده است، جدا می کنند.

کریستال کلسیت مضاعف جداکننده نور غیرقطبی

کریستال کلسیت مضاعف جداکننده نور غیرقطبی

محور سریع و محور آهسته: نور پلاریزه شده در امتداد محور سریع با ضریب شکست کمتری مواجه می شود و سریعتر از نور قطبیده شده در امتداد محور کند از صفحات موج عبور می کند.محور سریع با یک نقطه یا نقطه مسطح کوچک روی قطر محور سریع یک صفحه موج نصب نشده، یا یک علامت روی پایه سلولی یک صفحه موج نصب شده نشان داده می شود.

عقب ماندگی: عقب ماندگی تغییر فاز بین مولفه پلاریزاسیون پیش بینی شده در امتداد محور سریع و جزء پیش بینی شده در امتداد محور کند را توصیف می کند.عقب ماندگی بر حسب واحد درجه، امواج یا نانومتر مشخص می شود.یک موج کامل عقب ماندگی معادل 360 درجه یا تعداد نانومتر در طول موج مورد نظر است.تحمل تاخیر معمولاً بر حسب درجه، کسری طبیعی یا اعشاری یک موج کامل یا نانومتر بیان می شود.نمونه هایی از مشخصات و تلورانس های تاخیر معمولی عبارتند از: λ/4 ± λ/300، λ/2 ± 0.003λ، λ/2 ± 1 درجه، 430 نانومتر ± 2 نانومتر.

محبوب ترین مقادیر عقب ماندگی λ/4، λ/2 و 1λ هستند، اما مقادیر دیگر می توانند در کاربردهای خاص مفید باشند.به عنوان مثال، بازتاب داخلی از یک منشور باعث تغییر فاز بین اجزا می شود که ممکن است مشکل ساز باشد.یک صفحه موج جبران کننده می تواند قطبش مورد نظر را بازیابی کند.

مرتبه چندگانه: در صفحات موج چند مرتبه، عقب ماندگی کل، عقب ماندگی مورد نظر به اضافه یک عدد صحیح است.بخش عدد صحیح اضافی هیچ تأثیری بر عملکرد ندارد، به همان ترتیبی که ساعتی که ظهر امروز را نشان می‌دهد، مانند ساعتی است که ظهر یک هفته بعد را نشان می‌دهد - اگرچه زمان اضافه شده است، اما همچنان یکسان به نظر می‌رسد.اگرچه صفحات موج چند مرتبه فقط با یک ماده دوشکست طراحی شده اند، اما می توانند نسبتاً ضخیم باشند که کار و یکپارچگی سیستم را آسان می کند.اگرچه ضخامت بالا باعث می شود صفحات موج چند مرتبه در برابر تغییرات تاخیری ناشی از تغییر طول موج یا تغییرات دمای محیط حساس تر شوند.

مرتبه صفر: صفحه موج مرتبه صفر به گونه ای طراحی شده است که عقب ماندگی امواج صفر کامل را بدون مازاد، به علاوه کسر مورد نظر ارائه دهد.به عنوان مثال صفحات موج کوارتز مرتبه صفر از دو صفحه موج کوارتز مرتبه چندگانه تشکیل شده اند که محورهای آنها متقاطع است به طوری که تاخیر موثر تفاوت بین آنهاست.صفحه موج مرتبه صفر استاندارد که به عنوان صفحه موج مرتبه صفر مرکب نیز شناخته می شود، از صفحات موج متعددی از یک ماده دوشکستگی یکسان تشکیل شده است که به گونه ای قرار گرفته اند که بر محور نوری عمود باشند.لایه بندی صفحات موجی چندگانه، تغییرات عقب ماندگی را که در صفحات موج منفرد رخ می دهد، متعادل می کند، و پایداری کندی را نسبت به تغییر طول موج و تغییرات دمای محیط بهبود می بخشد.صفحات موج مرتبه صفر استاندارد جابجایی عقب ماندگی ناشی از زاویه تابش متفاوت را بهبود نمی بخشد.یک صفحه موج مرتبه صفر واقعی از یک ماده انکسار دوگانه تشکیل شده است که به یک صفحه فوق نازک تبدیل شده است که ممکن است تنها چند میکرون ضخامت داشته باشد تا به سطح خاصی از تاخیر در مرتبه صفر برسد.در حالی که نازکی صفحه ممکن است کارکردن یا نصب صفحه موج را دشوارتر کند، صفحات موج مرتبه صفر واقعی پایداری عقب ماندگی بالاتری نسبت به جابجایی طول موج، تغییر دمای محیط و زاویه تابش متفاوت نسبت به سایر صفحات موج ارائه می‌دهند.صفحات موج صفر مرتبه عملکرد بهتری نسبت به صفحات موج چندتایی نشان می دهند.آنها پهنای باند وسیع‌تر و حساسیت کمتری نسبت به تغییرات دما و طول موج نشان می‌دهند و باید برای کاربردهای حیاتی‌تر در نظر گرفته شوند.

آکروماتیک: صفحات موج آکروماتیک از دو ماده مختلف تشکیل شده اند که عملاً پراکندگی رنگی را از بین می برند.لنزهای آکروماتیک استاندارد از دو نوع شیشه ساخته شده‌اند که برای دستیابی به فاصله کانونی مطلوب و در عین حال به حداقل رساندن یا حذف انحراف رنگی مطابقت دارند.صفحات موج آکروماتیک بر اساس همان اصل اساسی عمل می کنند.به عنوان مثال، صفحات موج آکروماتیک از کوارتز کریستال و فلوراید منیزیم برای دستیابی به تاخیر تقریبا ثابت در یک باند طیفی گسترده ساخته شده اند.

سوپر آکروماتیک: صفحات موج سوپر آکروماتیک نوع خاصی از صفحات موج آکروماتیک هستند که برای حذف پراکندگی رنگی برای یک باند موج بسیار گسترده تر استفاده می شوند.بسیاری از صفحات موج فوق آکروماتیک را می توان هم برای طیف مرئی و هم برای ناحیه NIR با یکنواختی تقریباً یکسان، اگر نگوییم بهتر از صفحات موج آکروماتیک معمولی، استفاده کرد.در جایی که صفحات موج آکروماتیک معمولی از کوارتز و فلوراید منیزیم با ضخامت های خاص ساخته می شوند، صفحات موج فوق العاده آکروماتیک از یک بستر اضافی یاقوت کبود همراه با کوارتز و فلوراید منیزیم استفاده می کنند.ضخامت هر سه زیرلایه به صورت استراتژیک تعیین می شود تا پراکندگی رنگی برای طیف وسیعی از طول موج ها حذف شود.

راهنمای انتخاب پلاریزر

صفحات موج سفارش چندگانه
صفحه موج کم (چند مرتبه) به گونه ای طراحی شده است که عقب ماندگی چند موج کامل را به اضافه کسر مورد نظر بدهد.این منجر به یک قطعه واحد و از نظر فیزیکی قوی با عملکرد مطلوب می شود.از یک صفحه منفرد از کوارتز کریستالی (با ضخامت اسمی 0.5 میلی متر) تشکیل شده است.حتی تغییرات کوچک در طول موج یا دما منجر به تغییرات قابل توجهی در عقب ماندگی کسری مورد نظر خواهد شد.صفحات موج چند منظوره ارزان‌تر هستند و در بسیاری از کاربردهایی که افزایش حساسیت‌ها مهم نیستند، استفاده می‌شوند.آنها انتخاب خوبی برای استفاده با نور تک رنگ در یک محیط کنترل شده با آب و هوا هستند، آنها معمولاً با لیزر در آزمایشگاه جفت می شوند.در مقابل، برنامه‌هایی مانند کانی‌شناسی از تغییر رنگی (تأخیر در برابر تغییر طول موج) ذاتی در صفحات موج چندگانه استفاده می‌کنند.

Multi-Order-Half-Waveplate-1

صفحه نیمه موج چند منظوره

Multi-Order-Quarter-Waveplate-1

صفحه ربع موج چند منظوره

یک جایگزین برای صفحات موج کوارتز کریستالی معمولی، فیلم کندکننده پلیمر است.این فیلم در چندین سایز و عقب نشینی و با کسری از قیمت صفحات موج کریستالی موجود می باشد.کندکننده های فیلم از نظر انعطاف پذیری نسبت به کوارتز کریستال برتری دارند.طراحی پلیمری نازک آنها امکان برش آسان فیلم را به شکل و اندازه لازم می دهد.این فیلم ها برای استفاده در برنامه هایی که از LCD و فیبر نوری استفاده می کنند ایده آل هستند.فیلم Retarder Polymer در نسخه های آکروماتیک نیز موجود است.با این حال، این فیلم آستانه آسیب پایینی دارد و نباید با منابع نور پرقدرت مانند لیزر استفاده شود.علاوه بر این، استفاده از آن محدود به طیف مرئی است، بنابراین کاربردهای UV، NIR یا IR به یک جایگزین نیاز دارند.

صفحات موج چندتایی به این معنی است که عقب ماندگی یک مسیر نوری علاوه بر تاخیر طراحی کسری، متحمل تعداد معینی از جابجایی های طول موج کامل می شود.ضخامت صفحه موج چند منظوره همیشه حدود 0.5 میلی متر است.در مقایسه با صفحات موج مرتبه صفر، صفحات موج چند مرتبه به تغییرات طول موج و دما حساس تر هستند.با این حال، آنها ارزان تر هستند و به طور گسترده در بسیاری از برنامه ها استفاده می شود که در آن افزایش حساسیت ها حیاتی نیست.

صفحات موج صفر مرتبه
از آنجایی که تاخیر کلی آنها درصد کمی از نوع مرتبه چندگانه است، تاخیر برای صفحات موج مرتبه صفر نسبت به تغییرات دما و طول موج بسیار ثابت تر است.در شرایطی که نیاز به پایداری بیشتر یا نیاز به گشت و گذار در دمای بیشتر است، صفحات موج درجه صفر انتخاب ایده آلی هستند.نمونه های کاربردی شامل مشاهده طول موج طیفی گسترده یا اندازه گیری با ابزار مورد استفاده در میدان است.

Zero-Order-Half-Waveplate-1

صفحه نیمه موج صفر مرتبه

Zero-Order-Quarter-Waveplate-1

صفحه ربع موج سفارش صفر

- یک صفحه موج درجه صفر سیمانی توسط دو صفحه کوارتز با محور سریع آنها ساخته شده است، دو صفحه توسط اپوکسی UV سیمان شده اند.تفاوت ضخامت بین دو صفحه تعیین کننده عقب ماندگی است.صفحات موج مرتبه صفر نسبت به صفحات موج چند مرتبه وابستگی بسیار کمتری به دما و تغییر طول موج دارند.

- یک صفحه موج درجه صفر با تماس نوری توسط دو صفحه کوارتز با محور سریع آنها ساخته شده است، دو صفحه با روش تماس نوری ساخته می شوند، مسیر نوری بدون اپوکسی است.

- یک صفحه موج مرتبه صفر با فاصله هوا توسط دو صفحه کوارتز نصب شده در یک پایه که یک شکاف هوایی بین دو صفحه کوارتز را تشکیل می دهد ساخته می شود.

- یک صفحه کوارتز درجه صفر واقعی از یک صفحه کوارتز منفرد ساخته شده است که بسیار نازک است.آنها می توانند به تنهایی به عنوان یک صفحه منفرد برای کاربردهای آستانه آسیب بالا (بیشتر از 1 گیگاوات بر سانتی متر مربع)، یا به عنوان صفحه کوارتز نازک سیمانی روی یک بستر BK7 برای ایجاد استحکام به منظور حل مشکل آسیب دیدن آسان ارائه شوند.

- یک صفحه موج با طول موج دو مرتبه صفر می تواند در دو طول موج (طول موج اصلی و طول موج هارمونیک دوم) به طور همزمان تاخیر خاصی را ایجاد کند.صفحات موج دوتایی به ویژه زمانی مفید هستند که همراه با سایر اجزای حساس به قطبش برای جداسازی پرتوهای لیزر کواکسیال با طول موج های مختلف استفاده شوند.صفحه موج دوگانه مرتبه صفر به طور گسترده در لیزرهای فمتوثانیه استفاده می شود.

- صفحه موج مخابراتی تنها یک صفحه کوارتز است، در مقایسه با صفحه موج صفر درجه واقعی سیمانی.این عمدتا در ارتباطات فیبر استفاده می شود.صفحات موج مخابراتی صفحات موج نازک و فشرده ای هستند که به طور خاص برای پاسخگویی به الزامات مورد نیاز اجزای ارتباط فیبر طراحی شده اند.صفحه نیمه موج را می توان برای چرخش حالت پلاریزاسیون استفاده کرد در حالی که صفحه موج چهارم می تواند برای تبدیل نور پلاریزه خطی به حالت قطبش دایره ای و بالعکس استفاده شود.ضخامت صفحه موج نصف حدود 91 میکرومتر است، صفحه موج یک چهارم همیشه موج 1/4 نیست بلکه موج 3/4 است، ضخامت حدود 137 میکرومتر.این صفحه موج فوق العاده نازک بهترین پهنای باند دما، پهنای باند زاویه و پهنای باند طول موج را تضمین می کند.اندازه کوچک این صفحات موج نیز آنها را برای کاهش اندازه کلی بسته بندی طرح شما ایده آل می کند.ما می توانیم اندازه های سفارشی را بنا به درخواست شما ارائه دهیم.

- یک صفحه موج صفر درجه مادون قرمز میانی توسط دو صفحه فلوراید منیزیم (MgF2) با محور سریع آنها متقاطع ساخته می شود، دو صفحه با روش تماس نوری ساخته می شوند، مسیر نوری بدون اپوکسی است.تفاوت ضخامت بین دو صفحه تعیین کننده عقب ماندگی است.صفحات موج صفر درجه مادون قرمز میانی به طور گسترده در کاربردهای مادون قرمز استفاده می شود، ایده آل برای محدوده 2.5-6.0 میکرون.

صفحات موج آکروماتیک
صفحات موج آکروماتیک مشابه صفحات موج درجه صفر هستند با این تفاوت که این دو صفحه از کریستال های دوشکست متفاوت ساخته شده اند.به دلیل جبران دو ماده، صفحات موج آکروماتیک به مراتب ثابت تر از صفحات موج مرتبه صفر هستند.صفحه موج آکروماتیک شبیه صفحه موج درجه صفر است با این تفاوت که این دو صفحه از کریستال های دوشکست متفاوت ساخته شده اند.از آنجایی که پراکندگی دوشکستگی دو ماده متفاوت است، می توان مقادیر تاخیر را در یک محدوده طول موج وسیع مشخص کرد.بنابراین تاخیر نسبت به تغییر طول موج حساسیت کمتری خواهد داشت.اگر موقعیت چندین طول موج طیفی یا یک باند کامل را پوشش دهد (مثلاً از بنفش تا قرمز)، صفحات موج آکروماتیک انتخاب ایده آلی هستند.

NIR

صفحه موج آکروماتیک NIR

SWIR

صفحه موج آکروماتیک SWIR

VIS

صفحه موج آکروماتیک VIS

صفحات موج سوپر آکروماتیک
صفحات موج سوپر آکروماتیک شبیه صفحات موج آکروماتیک هستند، به جای ایجاد تاخیر مسطح در محدوده طول موج فوق العاده باند پهن.صفحه موج آکروماتیک معمولی از یک صفحه کوارتز و یک صفحه MgF2 تشکیل شده است که تنها چند صد نانومتر محدوده طول موج دارد.صفحات موج فوق‌العاده آکروماتیک ما از سه ماده کوارتز، MgF2 و یاقوت کبود ساخته شده‌اند که می‌توانند تاخیر مسطح را در محدوده طول موج وسیع‌تری ایجاد کنند.

کند کننده های لوزی فرنل
کندکننده‌های لوزی فرنل از بازتاب داخلی در زوایای خاص در ساختار منشور برای ایجاد کندی در برابر نور قطبی شده استفاده می‌کنند.مانند صفحات موج آکروماتیک، آنها می توانند عقب ماندگی یکنواختی را در طیف وسیعی از طول موج ها ایجاد کنند.از آنجایی که کندی کندکننده‌های لوزی فرنل تنها به ضریب شکست و هندسه مواد بستگی دارد، دامنه طول موج گسترده‌تر از صفحه موج آکروماتیک ساخته شده از کریستال دو شکست است.یک کندکننده لوزی فرنل منفرد تاخیر فاز λ/4 ایجاد می کند، نور خروجی موازی با نور ورودی است، اما به صورت جانبی جابجا می شود.یک کندکننده لوزی دوگانه فرنل تاخیر فازی λ/2 ایجاد می کند، که از دو کندکننده لوزی فرنل منفرد تشکیل شده است.ما استاندارد BK7 Fresnel Rhomb Retarders را ارائه می دهیم، مواد دیگری مانند ZnSe و CaF2 در صورت درخواست در دسترس هستند.این کندکننده ها برای استفاده در کاربردهای دیود و فیبر بهینه شده اند.از آنجایی که Fresnel Rhomb Retarder بر اساس بازتاب داخلی کل کار می‌کند، می‌توان از آن‌ها برای استفاده باند پهن یا آکروماتیک استفاده کرد.

Fresnel-Rhomb-Retarders

کند کننده های لوزی فرنل

روتاتورهای پلاریزه کوارتز کریستالی
روتاتورهای پلاریزاسیون کوارتز کریستالی تک بلورهای کوارتز هستند که قطبش نور فرودی را مستقل از تراز بین روتاتور و قطبش نور می‌چرخانند.با توجه به فعالیت چرخشی کریستال کوارتز طبیعی، می توان از آن به عنوان چرخاننده پلاریزاسیون نیز استفاده کرد تا صفحه پرتو قطبی شده خطی ورودی با زاویه خاصی که با ضخامت کریستال کوارتز تعیین می شود، بچرخد.روتاتورهای چپ دست و راست دست هم اکنون توسط ما قابل ارائه است.از آنجایی که آنها صفحه پلاریزاسیون را با یک زاویه خاص می چرخانند، چرخاننده های پلاریزه کوارتز کریستالی یک جایگزین عالی برای صفحات موج هستند و می توانند برای چرخش کل قطبش نور در امتداد محور نوری استفاده شوند، نه فقط یک جزء منفرد نور.جهت انتشار نور فرودی باید عمود بر روتور باشد.

Paralight Optics صفحات موج آکروماتیک، صفحات موج سوپر آکروماتیک، صفحات موج صفر درجه سیمان شده، صفحات موج صفر درجه تماس نوری، صفحات موج صفر مرتبه با فاصله هوا، صفحات موج درجه صفر واقعی، صفحات موج با قدرت تک صفحه، صفحات موج چند منظوره را ارائه می دهد. صفحات موج با طول موج دوگانه، صفحات موج با طول موج دو مرتبه صفر، صفحات موج های مخابراتی، صفحات موج مرتبه صفر میانی مادون قرمز، کند کننده های لوزی فرنل، نگهدارنده های حلقه برای صفحات موج، و روتاتورهای قطبش کوارتز.

صفحات موج

صفحات موج

برای اطلاعات بیشتر در مورد اپتیک پلاریزاسیون یا دریافت قیمت، لطفا با ما تماس بگیرید.