消色差1/2波片

一、基本概念

消色差二分之一波片的相位延迟量是石英波片和MgF₂波片共同产生的结果，通过设计两种波片的厚度使得消色差二分之一波片产生的相位延迟量为π。可将线偏振光的偏振方向旋转一定角度（通常为入射角的两倍，即若光轴与偏振方向夹角为θ，则输出旋转2θ）。在较宽的波长范围内（如可见光或近红外波段）保持一致的相位延迟。

二、波片结构

消色差二分之一波片由石英波片和MgF₂波片中间夹垫片组合而成，并且两波片的快轴相互垂直，用来抵消高阶相位延迟。

三、主要用途

1、多波长激光偏振控制，在不同波长条件下实现相同角度的线偏振光旋转。

2、在生物荧光显微领域，消色差波片可覆盖荧光发射的宽光谱范围，确保偏振激发的一致性。

3. 应力双折射检测，在可见光范围内同步检测不同波长的双折射分布。

4、超快激光系统中，在宽光谱范围内保持一致的延迟，确保脉冲偏振态稳定，提高压缩效率。

四、波片工作原理

波片主要由双折射材料制造而成，当光束在双折射材料中传播时，会产生双折射现象产生两束折射光，一束为寻常光（o光），另一束为非寻常光（e光），其中，o光遵循折射定律，折射率为n_o，e光不遵循折射定律，折射率为n_e并且与入射角度θ有关。当单色光垂直入射到石英晶体时，o光和e光不发生分离，但由于折射率的不同两束光之间产生相位差，可表示为：

其中l为沿光传播方向的晶体厚度， 为入射单色光波长。

消色差二分之一波片由石英波片和MgF₂波片中间夹垫片组合而成，假设经过第一个石英波片后产生的相位差为，经过第二个MgF₂波片后产生的相位差为，由于两波片的快轴互相垂直，产生的高阶相位延迟会抵消，只保留的相位延迟量，因此总相位差表示为：

其中，，分别是石英波片与MgF₂波片的厚度，通过调整两个波片厚度使得:

此时，总相位差