1.5 波片

1.5.1 快轴与慢轴

波片,广义上也可以说是一种相位片,只是它通常是特指由单轴晶体在平行或垂直于光轴方向切割并加工而成的一块表面平整的薄晶片,并且其相位差一般比较固定,比如常见的有λ/4波片、λ/2波片(半波片)和λ波片(全波片)。

波片的快轴是指波片中传播速度快的光矢量振动方向,慢轴是指波片中传播速度慢的光矢量振动方向。在单光轴负性晶体中,光轴与晶面平行,img,因此E光比O光传播速度快,而E光光矢量振动方向与光轴同向,因此光轴定义为快轴,与之垂直的方向就定义为慢轴;相反,在单光轴正性晶体中,光轴定义为慢轴。

线偏振光垂直入射到单轴晶片表面,光振动矢量与垂直方向成img角,则分解的O光和E光振幅分别为imgimg,如图1.34所示。在波片里面,O光与E光同向传播,在空间上不分开,但传播速度不一样,因此在出射面O光与E光的相位差为

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(1.52)

图1.34所示为负性单轴晶片。由于传播速度不同,两偏振分量在出射面上具有不同的相位延迟,其相位差取决于入射光波长λ、晶体对两偏振分量的折射率imgimg,以及晶片的厚度d

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图1.34 负性单轴晶片线偏振光入射到波片里的o光与E光示意图