Plaques à Retard de Phase pour Lasers

Les plaques à retard de phase, ou plaques d'onde, sont des optiques polarisantes utilisées pour manipuler l'état de polarisation de la lumière transmise sans atténuer, dévier ou déplacer la lumière. Le principe de fonctionnement de la plaque est d'utiliser la biréfringence de certains matériaux qui sépare le faisceau lumineux incident en deux faisceaux selon deux axes optiques orthogonaux à l'intérieur du milieu. Le retard de phase entre les deux faisceaux de la lumière incidente contribue aux changements d'état de polarisation. Il est possible de contrôler le déphasage entre les deux faisceaux de polarisation d'une onde lumineuse, en ajustant l'épaisseur des lames d'onde. Certains facteurs externes, tels que la variation de la longueur d'onde, la température ambiante et l'angle de l'incident, peuvent tous avoir un effet sur le retard des lames d'onde ou des retardateurs.              

Plaque d'onde d'ordre inférieur
Les propriétés de la plaque d'onde d'ordre inférieur sont bien meilleures que celles de la plaque d'onde multi-ordre en raison de son épaisseur plus fine (moins de 0,5 mm). Une meilleure bande passante de température (38 °C), de longueur d'onde (1,5 nm) et d'angle d'incidence (4,5 °) et un seuil de dommage élevé le rendent largement utilisé dans les applications courantes. 

Plaque d'onde d'ordre zéro
La plaque d'onde d'ordre zéro est constituée de deux plaques d'onde multi-ordres dont les axes sont croisés. Ainsi, il fonctionne comme une plaque d'onde d'ordre zéro en raison de l'effet de deux plaques qui se contrecarrent. Il a une large bande passante de température et des propriétés de bande passante de longueur d'onde. Le seuil de dommage doit être pris en compte (environ 10kW/cm2) lors de l'utilisation des plaques d'onde d'ordre zéro, car elles sont cimentées.                      

Plaque d'onde d'ordre zéro cimentée                     

La véritable plaque d'onde d'ordre zéro signifie que l'épaisseur de la plaque d'onde est très fine (moins de 0,1 mm), ce qui les rend excellentes en termes de température, de longueur d'onde et d'angle d'incidence (environ 20º). Par conséquent, ils constituent un excellent choix pour une application très précise. Ce type de plaque d'onde est cimenté avec un bloc de verre qui est limité aux applications de faible et moyenne puissance.                

Demi (λ/2) Plaque d'onde
Après avoir traversé la lame d'onde λ/2, la lumière polarisée linéairement est toujours polarisée linéairement, cependant, il existe une différence d'angle (2θ) entre le plan de vibration de la vibration combinée et le plan de vibration de la lumière polarisée incidente. Si θ = 45°, le plan de vibration de la lumière de sortie est perpendiculaire au plan de vibration de la lumière incidente, c'est-à-dire que lorsque θ = 45°, la lame d'onde λ/2 peut changer l'état de polarisation de 90°.

Lame d'onde quart (λ/4)
Lorsque l'angle entre le plan de vibration incident de la lumière polarisée et l'axe optique de la lame d'onde est θ = 45°, la lumière traversant la lame d'onde λ/4 est polarisée circulairement. Sinon, après avoir traversé la lame d'onde λ/4, une lumière polarisée circulairement sera polarisée linéairement. Une lame d'onde λ/4 a le même effet qu'une lame d'onde λ/2 lorsqu'elle laisse passer la lumière deux fois.

Spécifications WISOPTIC - Lames d'onde

Ordre multiple - Dans les plaques d'onde à ordre multiple, le retard total est le retard souhaité plus un nombre entier. La partie entière en excès n'a aucun effet sur les performances, de la même manière qu'une horloge indiquant midi aujourd'hui a le même aspect qu'une horloge indiquant midi une semaine plus tard - bien que l'heure ait été ajoutée, elle semble toujours la même.

Bien que les plaques d'ondes à plusieurs ordres soient conçues avec un seul matériau biréfringent, elles peuvent être relativement épaisses, ce qui facilite la manipulation et l'intégration du système. L'épaisseur élevée, cependant, rend les plaques d'ondes à plusieurs ordres plus sensibles aux décalages de retard causés par le décalage de longueur d'onde ou les changements de température ambiante.

Les plaques d'onde à ordres multiples sont idéales pour une utilisation avec une lumière monochromatique qui dévie de moins de 1 % de la longueur d'onde de conception de la plaque d'onde.

Ordre zéro - Dans les plaques d'onde d'ordre zéro, le retard total est la valeur souhaitée sans excès. Par exemple, les plaques d'onde à quartz d'ordre zéro se composent de deux plaques d'onde à quartz d'ordre multiple avec leurs axes croisés de sorte que le retard effectif soit la différence entre elles.

Les retardateurs d'ordre zéro offrent des performances élevées sur des plages de longueurs d'onde ou de températures plus larges.