在某些应用中,确保光源完全无偏振特性与获得高度偏振光同样重要。例如在精密光谱仪中,任何残留偏振都会导致测量误差。事实上,自然界几乎所有光源都存在某种程度的偏振特性——即便是热光源经电介质表面反射后也会产生偏振。因此,当需要完全非偏振光源时,退偏器就成为关键器件。
目前主要有两种实现退偏的技术方案,其工作原理存在本质差异,需根据光源的单色性/多色性选择对应类型:
Leysop公司可提供两类退偏器解决方案,具体技术特征如下:
yot退偏器技术说明
结构与工作原理
Lyot退偏器由多级双折射晶体片堆叠构成,其核心特征包括:
- 晶体取向:每片晶体的光轴平行于表面,且与相邻晶片光轴呈45°夹角
- 厚度序列:按几何级数递增(典型配置为t、2t、4t厚度组合)
- 退偏机制:通过不同波长光波产生差异化的圆偏振/椭圆偏振态,实现整体偏振态随机化
性能特性对比
光源类型 | 退偏效果 | 原因分析 |
---|---|---|
多色光 | 高效退偏(即使仅2片晶体) | 产生无限多种偏振态叠加 |
单色光 | 效果有限(偏振态数量受晶片数量制约) | 仅能生成有限离散偏振态 |
典型配置方案
- 双片式:厚度比为1:2(如1mm+2mm石英晶体)
- 三片式:厚度比为1:2:4(优化宽谱退偏性能)
(注:该器件在光谱仪、光纤传感等宽谱应用中具有不可替代性,但不适用于单频激光退偏)
楔形退偏器技术说明
核心设计原理
- 双折射楔形结构:
- 采用单块晶体石英楔形板,光轴平行于斜面
- 入射偏振光与光轴成45°时,厚度渐变产生连续变化的双折射相位延迟
- 折射率补偿设计:
- 通过熔融石英补偿楔消除光束偏转(光学接触键合,无胶层)
- 保持光束准直性的同时实现全口径退偏
关键性能优势
✅ 单色光优化:针对激光波长(如1064nm/1550nm)设计,退偏效率>99%
✅ 紫外兼容:石英-熔融石英组合支持紫外至红外波段(深紫外需定制)
✅ 零像差影响:补偿楔结构避免光束畸变
典型应用场景
- 激光干涉仪(消除偏振相关噪声)
- 单频激光器输出退偏(如光纤激光器前级处理)
- 高功率激光系统(耐受>5kW/cm²连续功率)
(注:相比Lyot型,楔形退偏器对光束直径更敏感,需按实际光斑尺寸选型)