一、技术说明

1. 概述

石英真零级波片是由单片石英晶体制作而成的相位延迟片，能够产生精确的相位延迟。零级波片分为真零级波片和假零级波片。真零级波片材料的厚度很薄，直接产生所需要的相位延迟量。根据材料的不同，常见的真零级波片有三种：石英真零级波片、胶合石英真零级波片以及聚合物真零级波片。相比于其他零级波片，真零级波片具有更好的消光比，更高的延迟精度，以及允许较大的入射角度。相比于普通零级波片，其性能更稳定，受温度和材料的影响都非常小，常用于一些对相位延迟精度要求比较高的场合。主要有二分之一波片和四分之一波片。

2. 实物结构

石英真零级波片又称相位延迟片，主要用于使光信号产生相应的相位延迟，通过相位延迟控制光波偏振态。真零级波片的相位延迟量对波长敏感度低，温度稳定性高，接受有效角度大，有高的损伤阈值，适用波长的带宽较宽。但真零级波片往往非常的薄，因此给波片的加工制造带来不少困难。

3. 光学特性

3.1 双折射原理

一束光由空气入射到各向异性晶体表面。通常在晶体内产生两束折射光，这种现象称为双折射。其中一束光遵从折射定律，称为寻常光，简称o光，折射率为n_o；而另一束光通常并不遵从折射定律，其折射线一般不在入射面内，称为非（寻）常光，简称e光，折射率为n_e。e光的传播方向不仅取决于入射光的方向，还与晶体的取向有关。晶体双折射现象如图2所示。

图2 晶体双折射现象

由于晶体中传播的o光和e光之间存在折射率差，因此入射光两个相互正交的线偏振分量之间会产生一个相对的相位延迟。其中，传播速度快的光矢量方向为波片的快轴，与之垂直的光矢量方向为波片的慢轴。对负单轴晶体（n_e<n_o），快轴在e光光矢量方向（即光轴方向，光在晶体中沿此方向传播不发生双折射现象），o光光矢量方向为慢轴；对正单轴晶体（n_e>n_o），快轴在o光光矢量方向，慢轴在e光光矢量（光轴）方向。石英属于正单轴晶体，有n_e>n_o，单色光垂直正入射到石英晶体上，发生双折射，但是o光、e光不分离，只产生相位差δ为：

δ=2π/λ (n_e-n_o )d

其中d为沿光传播方向的晶体厚度，λ为入射单色光波波长。通常把这个相位差δ叫做波片的相位延迟，当入射线偏振光通过波片后，该相位差会改变它的偏振态。

波片正是利用双折射晶体的折射率差异来对入射光产生特定的相位差。实际产生的相位差取决于材料的性质、波片的厚度和信号的波长。根据波片产生的相位差大小，可分为全波片、二分之一波片（又叫半波片）、四分之一波片，分别产生大小为2(m+1)π、2(m+1/2)π、2(m+1/4) π的相位差，其中m为自然数；当m=0时，称为零级波片，当m不等于0时，称为多级波片，其中零级波片又分为普通零级波片和真零级波片。

石英真零级波片是由单片石英晶体制作而成，石英晶体厚度满足d=λ/2(n_e-n_o )，入射光经过单片石英晶体后，被分解成o光和e光，当产生的相位延迟量为π时为真零级二分之一波片，当产生的相位延迟量为π/2时为真零级四分之一波片。图3为石英真零级波片光路示意图。

图3 石英真零级波片光路示意图

3.2 石英真零级四分之一波片产生圆偏振光 

石英真零级四分之一波片常用于将线偏振光转变为圆偏振光，当一束线偏光垂直入射到波片上时，由于o光和e光的传播速度不同，光束通过波片后产生的相位延迟为

δ=π/2 （2m+1），m=0，±1，±2，⋯

真零级四分之一波片的m=0，

四分之一波片使得快轴和慢轴之间产生四分之一波长(λ⁄4)的相位差。当偏振面与波片的主平面成±45º的线偏振光入射时，出射光将变成圆偏振光。如果线偏振光的偏振面与主平面的夹角不是±45º时，则出射光为椭圆偏振光。反过来，圆偏振光通过λ⁄4波片将变成线偏振光。图4为石英真零级四分之一波片将线偏振光转变为圆偏振光示意图。

图4 石英真零级四分之一波片示意图

3.3 石英真零级二分之一波片

二分之一波片也叫半波片，通常用于旋转线偏振光的偏振方向，当一束线偏光垂直入射到波片上时，由于o光和e光的传播速度不同，光束通过波片后产生的相位延迟为

δ=（2m+1）π，m=0，±1，±2，⋯

真零级二分之一波片的m=0，当线偏振光入射到半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍为线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，如图4所示。当圆偏振光入射时，顺时针（逆时针）圆偏振光将会转化为逆时针（顺时针）圆偏振光。图4为真零级二分之一波片旋转线偏振光示意图。

图4 真零级二分之一波片示意图

可见，经过二分之一波片后，出射光和入射光的偏振方向的夹角变为入射光偏振方向与波片主轴夹角的两倍（2θ）。当入射光的偏振方向与快轴或慢轴重合时，偏振方向保持不变。

二、特性曲线

图5为XXX真零级二分之一波片的透射率、反射率，延迟量随波长的变化曲线。（以产品实测曲线为准）

三、规格参数

1.产品介绍

OMTOOLS石英真零级二分之一波片由单片石英晶体制作而成，厚度在微米量级，机械强度低，但允许较大的入射角度，且相位延迟精度极高。石英真零级波片相比于石英多级波片，其对温度和入射角度不敏感，适用于高功率场景。OMTOOLS提供通光孔径为Ø20.0mm的标准的石英真零级波片，主要为标准的石英真零级二分之一波片和四分之一波片，二分之一波片常用于旋转线偏振光的偏振方向，四分之一波片常用于将线偏振光转换为圆偏振光。OMTOOLS石英真零级波片，安装在表面黑化处理的铝环中，不可拆卸，方便使用。此外，OMTOOLS还提供定制服务，包括波片尺寸、特定波长和相位延迟量等参数指标的特定设计。具体定制需求，请您联系OMTOOLS技术支持。

Ø  可选工作波长：405nm-1550nm

Ø  相位延迟量π或π/2可选

Ø  温度及波长带宽大，损伤阈值高

Ø  两表面镀增透膜

2.技术参数

通用参数

 1.石英真零级二分之一波片      

Ø  外壳直径：Ø25.4mm

Ø  通光孔径：Ø20.0mm

Ø  旋转线偏振光的偏振方向

Ø  两面镀有V型增透膜Rabs<0.25%@设计波长

OMTOOLS石英真零级二分之一波片对温度不敏感，具有λ/2的延迟量，常用于旋转线性偏振光的偏振方向。OMTOOLS所有波片均安装在一个黑色阳极氧化铝环中，外壳表面刻有波片快轴方向、波片型号、延迟量和设计波长等标识。

1）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长405nm   型号XXXXXX

2）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长442nm   型号XXXXXX

3）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长445nm   型号XXXXXX

4）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长488nm   型号XXXXXX

5）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长520nm   型号XXXXXX

6）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长532nm   型号XXXXXX

7）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长633nm   型号XXXXXX

8）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长670nm   型号XXXXXX

9）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长780nm   型号XXXXXX

10）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长800nm   型号XXXXXX

11）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长808nm   型号XXXXXX

12）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长850nm   型号XXXXXX

13）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长905nm   型号XXXXXX

14）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长980nm   型号XXXXXX

15）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1030nm   型号XXXXXX

16）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1064nm   型号XXXXXX

17）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1310nm   型号XXXXXX

18）石英真零级二分之一波片，延迟量λ/2，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1550nm   型号XXXXXX

2.石英真零级四分之一波片               

Ø  直径：Ø25.4mm

Ø  通光孔径：Ø20.0mm

Ø  将线偏振光转变为圆偏振光

Ø  两面镀有V型增透膜Rabs<0.25%@设计波长

OMTOOLS石英真零级四分之一波片对温度不敏感，具有λ/4的延迟量，常用于将线偏振光转变为圆偏振光。当线偏振光偏振方向与波片快轴成45°夹角时，出射光为圆偏振光。OMTOOLS所有波片均安装在一个黑色阳极氧化铝环中，外壳表面刻有波片快轴方向、波片型号、延迟量和设计波长等字样。

1）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长780nm   型号XXXXXX

2）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长800nm   型号XXXXXX

3）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长808nm   型号XXXXXX

4）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长850nm   型号XXXXXX

5）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长905nm   型号XXXXXX

6）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长980nm   型号XXXXXX

7）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1030nm   型号XXXXXX

8）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1064nm   型号XXXXXX

9）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1310nm   型号XXXXXX

10）石英真零级四分之一波片，延迟量λ/4，外壳直径25.4mm，通光孔径20.0mm，设计波长1550nm   型号XXXXXX