Kvartsbølgeplate

Kvartsbølgeplate er et optisk element laget av naturlig kvartskristall (SiO2) som utnytter kvartsens birefringente egenskaper for å introdusere en fast faseforskjell mellom lysets ordinarie og ekstraordinære bølger. Dette gjør det mulig å kontrollere lysets polarisation i presise optiske systemer.

Prinsipp: Kvarts er uniaxialt og har to refraktive indekser, n_o og n_e. En planparallell plate av tykkelsen t gir en faseforskjell Δφ = (2π/λ) Δn t, der Δn = n_e − n_o. Ved riktig t gir Δφ π/2 for en kvartbølgeplate og π for en halvbølgeplate. Retningen av plateaksen (fast vs slow) bestemmer hvordan polarisasjonen transformeres.

Material og konstruksjon: Plates kuttes i bestemte retninger (for eksempel X- eller Z-kutt) for å få ønsket orientering av de langsomme og raske aksene. De leveres ofte med antirefleksbelegg på begge sider for å redusere refleksjoner og tap. Toleranser i tykkelse og temperaturstabilitet er viktige i presise applikasjoner.

Bruksområder: Kvartsbølgeplater brukes til polarisasjonskontroll i optiske systemer, for eksempel for å konvertere lineær til sirkulær polarisation, rotere polarisation eller kompensere for faseforskjeller i interferometri, spektroskopi og kommunikasjonsutstyr.

Egenskaper og begrensninger: Retardasjonen er bølgelengdesensitiv og påvirkes av temperatur, noe som krever riktig valg av plate og ofte temperaturkontroll i nøyaktige oppsett. Zero-order og flerplate-kombinasjoner brukes for bedre temperaturstabilitet og bredere bølgelengdeområder.