偏振片和波片

1、 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.,偏振片与波片,基础知识回忆,自然光：从普通光源直接发出的天然光，是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向。这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫做自然光 偏振光：光的振动面只限于某一 固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光 。 圆偏振光：光的电矢量末端在垂直于 传播方向的平面上描绘的轨迹为一圆的偏振光,基础知识回忆,椭圆偏振光 部分偏振光：电矢量在某一方向最强， 在其他方向较弱的偏振光称为部分偏振光。,偏振片,分类 按功能分类： 1）透射式偏振片 2）反射式偏振片 3）半透过半

2、反射式偏振片 4）补偿型偏振片 按染色方法分类： 1）碘系偏振片： 容易获得高透过率、高偏 振度的光学特性，但耐高温高湿的能力较差。 2）染料系偏振片： 不容易获得高透过率、高偏振度 的光学特性，但耐高温高湿的能力较好,偏振片,偏振片生产 1）按PVA膜的延伸工艺：干法，湿法 干法：在具有一定温度和湿度条件的蒸汽环境 下进行延伸的工艺方法 湿法：PVA膜是在一定配比的液体中进行染 色、拉伸的工艺方法,注：PVA膜即水溶膜，化学物质是聚乙烯醇，将聚乙酸乙烯酯进行皂化所得的无色粉末。可溶于水的热可塑性树脂。是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两

3、大用途。 由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。,偏振片,2）以PVA膜染色方法划分：碘染色，染料染色 碘染色法：指在偏光片染色、拉伸过程中，使用碘和碘化钾作为二向性介质使PVA膜产生极性化偏光特性 染料染色：利用二向性染料进行偏光片染色工艺,偏振片,偏振片特性 光线选择性：选择通过偏振方向与延伸方向一致的光线通过； 温度、湿度

4、敏感性：吸潮或加温后，被拉伸的成线性的分子链将会自动还原回团状的分子链，失去光线选择性 脆弱性：很容易在外力的作用下失去光线选择性,偏振片,性能参数 厚度 透过率 视场角 消光比,偏振片,起偏与检偏 起偏：自然光通过偏振片后成 为线偏振光，线偏振光的振动 方向与偏振片的偏振化方向一致。 在这里偏振片起着起偏器的作用。 检偏：用来检验某一束光是否偏振光。 转动偏振片，观察透射光强度的变化： 自然光：透射光强度不发生变化 偏振光：透射光强度发生变化 偏振光通过偏振片后，在转动偏振片的过程中， 透射光强度发生变化。在这里偏振片起着检偏器的作用。,偏振片,马吕斯定律： 强度为I0的偏振光，通过检偏器后

5、，透射光的强度（在不考虑吸收的情况下）为： I=I0cos2 其中为检偏器的偏振化方向与入射偏振光的偏振化方向之间的夹角。 注：马吕斯定律是对偏振光的无吸收而言的，对于自然光并不成立。若是自然光I0，通过偏振片后，II0/2，偏振片在这里实际上起着起偏器的作用。,偏振片,应用：减少和消除不需要的光 1）偏振光定量测定 2）光测力学 3）玻璃制造 4）汽车制造 7）宝石鉴定 8）照相机等领域 9） 3D视觉 10）光通信 11）激光加工,偏振片,应用实例,偏振片,偏振片-大恒产品,外形尺寸公差: +0.0/-0.15入射光为平行偏振光时的单个偏振片透射率 (=633nm) 50%视场角 45,材

6、料是在聚乙烯醇（PVA）系树脂构成的偏振片的表面层叠由透明树脂构成的保护薄膜来制作,波片,分类及介绍： 1）按结构分类 真零级波片：光程差(n0 ne)d= /4 或 /2 延迟量的波长敏感度低，温度稳定性高，接受有效角度大，性能大大优于其他两种波片。但真零级波片往往非常的薄，以石英为例，其在可见光部分双折射系数约为0.0092（ n0 =1.535, ne=1.5438）。一个550nm为中心波长的真零级四分之一石英波片其厚度只有15um。如此薄的波片在制造和使用上都会遇到不少困难。,波片,多级（低级）波片 ： (n0 ne)d=N+ /4 或 /2 厚度等于多个全波厚度（nwaves）加

7、一个所需延迟量厚度。多级波片相对比较容易制造，缺点是其对波长，温度，入射角均很敏感。 胶合零级波片（复合波片）： (n0 ne) d=0+ /4 或 /2 将两个多级波片胶合在一起。通过将一个波片的快轴和另一个波片的慢轴对准以消除全波光程差，仅留下所需的光程差，使两个胶合波片的厚度差产生的延迟为 / 4或/2 。胶合波片可以在一定程度上改善温度对波片的影响，但另一个结果是其增加了波片延迟量对入射角度及波长的敏感性。,波片,2）按延迟分类 1/4波片：凡能使o光和 e光产生4附加光程差的波片称为四分之一波片。若以线偏振光入射到四分之一波片，且 45，则穿出波片的光为圆偏振光；反之，圆偏振光通过四

8、分之一波片后变为线偏振光。,波片,1/2波片：凡能使o光和e光产生 2附加光程差的波片称为二分之一波片 。线偏振光穿过二分之一波片后仍为线偏振光，只是一般情况下振动方向要转过一角度（2 ） 。,波片,常规指标 尺寸：常规尺寸12.7mm，25.4mm 厚度：多级（低级）可在0.51mm，零级12mm 延迟精度：一般/300 光洁度：IIIV 面型：/4,波片,应用 激光器 深度检偏（检验自然光，圆偏振光和部分偏振光） 光通信（偏振变换器 ） 法拉第电流互感器（1/4波片） 机器视觉（配合偏振片）,波片,波片,波片-大恒产品,零级波片,材料: 石英晶体直径: 25.40.15厚度: 2.00.1光程差: /300不镀膜,532nm (LD 泵浦倍频固体激光器) 633nm (氦-氖 激光器) 485nm Yb：YAG蓝光， 473nm Nd：YAG蓝光 514.5nm氩离子激光