Thorlabs 液晶聚合物消偏器

Thorlabs 液晶聚合物消偏器

特性

Ø不需要光軸對準

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簽)

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

設計
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據。對于該消偏器，快軸角度增大2°，并且延遲在每個連續的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的光學元件透過率。右表中提供了相關細節。

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化可通過在整個激光束上產生偏振態的空間變化來實現(它的一個實例參見教程標簽)。除了偏振態的空間變化之外，寬帶源也會在輸出偏振上產生偏振相關的變化。兩個不同波長的光將會經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數的形式表示。例如，250 nm的延遲，針對500 nm入射光對應的是0.5λ的相對延遲，針對700
nm入射光對應的是0.36λ的延遲。因此，比起尺寸相似的單色光，寬帶光束可實現更高的消偏度。

對于偏振敏感的裝置和應用(比如拉曼放大和減小偏振相關的損耗)，這些消偏器產生的偽隨機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，這些消偏器已經在涉及偏振敏感的光譜儀和LCD測試系統的應用中取得了良好結果。此外，該消偏器的設計不需將光學元件相對于入射光的線性偏振軸對準，因此它非常適用于不同的輸入偏振。

楔形石英消偏器
取決于您的應用，這些消偏器和我們的石英楔消偏器都具有*優勢。LCP消偏器能夠對直徑小至Ø0.5 mm的單色光束有效消偏，而使用石英楔或其它傳統設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計而具有更好的表面質量和較高的損傷閾值，使得它們更適合于高功率應用。欲了解更詳細的性能比較，請參看曲線標簽。

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。關于為何線性功率密度為長脈沖和CW源提供最佳指標的解釋，請參見損傷閾值標簽的“連續波和長脈沖激光”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變為偽隨機偏振光束。用偽隨機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的了。單色光源的線偏光透過石英光楔消偏器后，偏振態將發生空間變化。寬帶光源的線偏光透過石英光楔消偏器后，偏振態隨著波長的不同發生空間變化。雖然DPU-25設計用于線偏光(如教程標簽所示)，但是如果入射光為橢圓或圓偏振光時，它也可以將其轉變成偽隨機偏振光。光可以從石英光楔消偏器的任一側入射。

設計
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隔開。整個組件通過涂在外邊緣(也就是說，通光孔徑內沒有環氧樹脂)的環氧樹脂粘合，以制成具有高損傷閾值的光學元件。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未知或隨時間變化的應用。

鑒于厚度影響，這些光學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。

自由空間應用
雖然石英光楔消色差消偏器可以將單色光源或寬帶光源的光的偏振態轉變為偽隨機偏振態，但是只有當入射光的直徑大于6 mm時，才能對窄帶光(單色光)實現消偏。單色光必須達到這個最小光束直徑是因為，出射光偏振態的隨機性是通過產生光束偏振態的空間變化而實現的(見教程標簽)。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。

與窄帶或單色光源不同，寬帶光源的消偏對光束直徑沒有限制。這是因為除了出射光束偏振態的空間變化，波長相關的延遲也會使透過石英光楔的出射光的偏振態變成隨機的。

與線偏光相比，由這些消偏器產生的偽隨機偏振態光束更合適用于拉曼放大等對偏振敏感的裝置或實驗，以及減少偏振相關的損耗。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使用有效，并且在偏振敏感光譜儀及LCD測試系統應用中效果較好。此外，由于使用了消偏設計，無需相對于入射光的線偏軸對準光學元件，因此能夠高度適應變化的入射偏振態。

光纖應用
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，由于石英晶體的雙折射效應，兩個出射光的傳播矢量將會出現非零發散/偏置。如果兩個發散/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不是*隨機的。

液晶聚合物(LCP)消偏器
根據應用不同，這些消偏器和液晶聚合物(LCP)消偏器都有*的優勢。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計，因此表面質量更好，損傷閾值較高，更適合高功率應用。LCP消偏器采圖案化延遲器設計，能夠對直徑小至Ø0.5 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計對入射角也不太敏感。

石英光楔消偏器的側視圖