Thorlabs 液晶聚合物消偏器

特性

Ø不需要光軸對準(zhǔn)

Ø非常適用于寬帶光源和單色光束

Ø對直徑小至0.5 mm的光束進(jìn)行消偏

Ø三種增透膜可選

Ø350 - 700 nm

Ø650 - 1050 nm

Ø1050 - 1700 nm

Ø對入射角相對不敏感(詳情參見液晶聚合物與石英標(biāo)簽)

Thorlabs 液晶聚合物消偏器是一種圖案化微延遲器陣列，設(shè)計用于將線性偏振光轉(zhuǎn)換成偽隨機(jī)偏振光。我們稱它為偽隨機(jī)偏振光是因為透射光束不會成為非偏振光；相反，光的偏振是隨機(jī)的。單色光源的線性偏振光通過這個消偏器后，偏振態(tài)將隨空間變化。寬帶光源的線性偏振光通過這個消偏器后，偏振態(tài)將隨空間和波長變化。這些消偏器會對光學(xué)元件任一側(cè)上入射的光起作用。

設(shè)計
每個LCP消偏器由夾在兩塊Ø1英寸，1.6 mm厚的N-BK7玻璃板之間的液晶聚合物薄膜組成。將不同延遲性和快軸取向的圖案刻印在LCP材料上。右圖顯示了DPP25-A消偏器的Ø10 mm部分的延遲圖案和快軸方向的測量數(shù)據(jù)。對于該消偏器，快軸角度增大2°，并且延遲在每個連續(xù)的25 µm帶上在250
nm與300 nm之間具有周期性變化。
DPP25-B和DPP25-C分別在380
- 430
nm與 720
- 770 nm之間具有周期性延遲變化，以及在25 µm條紋帶上快軸角度增加2°。

增透膜施加在外表面上，以改善定波長范圍內(nèi)的光學(xué)元件透過率。右表中提供了相關(guān)細(xì)節(jié)。

DPP25-A消偏器可以用于光束直徑小至0.5 mm的窄帶(單色)激光束。對于這樣的光束尺寸，輸出光束偏振的隨機(jī)化可通過在整個激光束上產(chǎn)生偏振態(tài)的空間變化來實現(xiàn)(它的一個實例參見教程標(biāo)簽)。除了偏振態(tài)的空間變化之外，寬帶源也會在輸出偏振上產(chǎn)生偏振相關(guān)的變化。兩個不同波長的光將會經(jīng)歷相同的以納米為單位的絕對延遲，它用其總波長的不同分?jǐn)?shù)的形式表示。例如，250 nm的延遲，針對500 nm入射光對應(yīng)的是0.5λ的相對延遲，針對700
nm入射光對應(yīng)的是0.36λ的延遲。因此，比起尺寸相似的單色光，寬帶光束可實現(xiàn)更高的消偏度。

對于偏振敏感的裝置和應(yīng)用(比如拉曼放大和減小偏振相關(guān)的損耗)，這些消偏器產(chǎn)生的偽隨機(jī)偏振比線性偏振光更合適。由于它們對窄帶和寬帶光源在較寬光譜范圍上有效，這些消偏器已經(jīng)在涉及偏振敏感的光譜儀和LCD測試系統(tǒng)的應(yīng)用中取得了良好結(jié)果。此外，該消偏器的設(shè)計不需將光學(xué)元件相對于入射光的線性偏振軸對準(zhǔn)，因此它非常適用于不同的輸入偏振。

楔形石英消偏器
取決于您的應(yīng)用，這些消偏器和我們的石英楔消偏器都具有*優(yōu)勢。LCP消偏器能夠?qū)χ睆叫≈?Oslash;0.5 mm的單色光束有效消偏，而使用石英楔或其它傳統(tǒng)設(shè)計的消偏器通常要求輸入光束的直徑至少為6 mm。LCP消偏器中所用的圖案化延遲器設(shè)計對入射角也同樣較不敏感。石英楔消偏器由于它們使用石英基板和空氣間隙設(shè)計而具有更好的表面質(zhì)量和較高的損傷閾值，使得它們更適合于高功率應(yīng)用。欲了解更詳細(xì)的性能比較，請參看曲線標(biāo)簽。

a
沉積在外表面上。

b
延遲從最小值變成最大值所跨的條紋寬度。

c
損傷閾值受到LCP層限制。

d
光束的功率密度按照W/cm計算。關(guān)于為何線性功率密度為長脈沖和CW源提供最佳指標(biāo)的解釋，請參見損傷閾值標(biāo)簽的“連續(xù)波和長脈沖激光”部分。

上圖為橫跨DPP25-A消偏器的Ø10 mm部分的延遲圖案。

上圖為橫跨DPP25-A消偏器的Ø10 mm部分的快軸取向。0°平行于恒定快軸取向線。

消色差消偏器，石英光楔

特性

Ø不需要對準(zhǔn)光軸

Ø適用于寬帶光源和大直徑(>6 mm)單色光束

Ø空氣隙設(shè)計可用于高功率光束

Ø不鍍膜(190至2500 nm)或鍍有下面三種增透膜之一

Ø350至700 nm(-A膜)

Ø650至1050 nm(-B膜)

Ø1050至1700 nm(-C膜)

Thorlabs的石英光楔消色差消偏器將偏振光束轉(zhuǎn)變?yōu)閭坞S機(jī)偏振光束。用偽隨機(jī)來形容是因為通過消偏器的光束并不是不偏振了；而是它的偏振方向變成隨機(jī)的了。單色光源的線偏光透過石英光楔消偏器后，偏振態(tài)將發(fā)生空間變化。寬帶光源的線偏光透過石英光楔消偏器后，偏振態(tài)隨著波長的不同發(fā)生空間變化。雖然DPU-25設(shè)計用于線偏光(如教程標(biāo)簽所示)，但是如果入射光為橢圓或圓偏振光時，它也可以將其轉(zhuǎn)變成偽隨機(jī)偏振光。光可以從石英光楔消偏器的任一側(cè)入射。

設(shè)計
這些消色差消偏器由兩塊石英晶體光楔組成，其中一塊光楔的厚度是另一塊的兩倍，兩塊光楔被薄薄的金屬環(huán)隔開。整個組件通過涂在外邊緣(也就是說，通光孔徑內(nèi)沒有環(huán)氧樹脂)的環(huán)氧樹脂粘合，以制成具有高損傷閾值的光學(xué)元件。這些消偏器包含用于190至2500 nm波長范圍的未鍍膜版本，以及在四個表面(即兩塊石英晶體光楔的兩個表面)都鍍上三種增透膜其中一種的版本，增透膜選項包含350至700 nm(-A膜)、650至1050 nm(-B膜)，1050至1700 nm(-C膜)。

每個光楔的光軸垂直于光楔的平面。兩塊石英光楔的光軸之間的夾角為45°。石英光楔消偏器的*設(shè)計不需要將消偏器的光軸置于特定角度，非常適合光的初始偏振態(tài)未知或隨時間變化的應(yīng)用。

鑒于厚度影響，這些光學(xué)元件無法安裝到我們的LMR1安裝座中。但是可以安裝在SM1螺紋(1.035"-40)透鏡套筒中，然后集成到透鏡套筒系統(tǒng)或通過LMR1固定在接桿上，如頁面頂部的圖片所示。

自由空間應(yīng)用
雖然石英光楔消色差消偏器可以將單色光源或?qū)拵Ч庠吹墓獾钠駪B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閭坞S機(jī)偏振態(tài)，但是只有當(dāng)入射光的直徑大于6 mm時，才能對窄帶光(單色光)實現(xiàn)消偏。單色光必須達(dá)到這個最小光束直徑是因為，出射光偏振態(tài)的隨機(jī)性是通過產(chǎn)生光束偏振態(tài)的空間變化而實現(xiàn)的(見教程標(biāo)簽)。Thorlabs也提供液晶聚合物消偏器，通過圖案化延遲器有效消除直徑小至Ø0.5 mm光束的偏振態(tài)。

與窄帶或單色光源不同，寬帶光源的消偏對光束直徑?jīng)]有限制。這是因為除了出射光束偏振態(tài)的空間變化，波長相關(guān)的延遲也會使透過石英光楔的出射光的偏振態(tài)變成隨機(jī)的。

與線偏光相比，由這些消偏器產(chǎn)生的偽隨機(jī)偏振態(tài)光束更合適用于拉曼放大等對偏振敏感的裝置或?qū)嶒?，以及減少偏振相關(guān)的損耗。對于窄帶和寬帶光源，石英光楔消偏器在較寬的光譜范圍內(nèi)使用有效，并且在偏振敏感光譜儀及LCD測試系統(tǒng)應(yīng)用中效果較好。此外，由于使用了消偏設(shè)計，無需相對于入射光的線偏軸對準(zhǔn)光學(xué)元件，因此能夠高度適應(yīng)變化的入射偏振態(tài)。

光纖應(yīng)用
如要將消偏光束耦合到單模光纖，不建議使用Thorlabs的消色差消偏器。將出射光束看作兩個疊加的光束，考慮到兩塊光楔的光軸沒有對準(zhǔn)，由于石英晶體的雙折射效應(yīng)，兩個出射光的傳播矢量將會出現(xiàn)非零發(fā)散/偏置。如果兩個發(fā)散/偏置光束聚焦在光纖的頂端，則這兩個光束的成像位置會略有不同。因此，優(yōu)化光束耦合時，可能會更傾向于其中一個光束，且兩個光束的偏振態(tài)不是*隨機(jī)的。

液晶聚合物(LCP)消偏器
根據(jù)應(yīng)用不同，這些消偏器和液晶聚合物(LCP)消偏器都有*的優(yōu)勢。此處的石英光楔消偏器由于采用的是石英基底和空氣間隙設(shè)計，因此表面質(zhì)量更好，損傷閾值較高，更適合高功率應(yīng)用。LCP消偏器采圖案化延遲器設(shè)計，能夠?qū)χ睆叫≈?Oslash;0.5 mm的單色光束有效消偏，而石英消偏器通常要求入射光束的直徑至少為6 mm。LCP消偏器中所用的圖案化延遲器設(shè)計對入射角也不太敏感。

石英光楔消偏器的側(cè)視圖