QuarzWellenplatten

QuarzWellenplatten sind optische Bauelemente aus Kristallquarz, die durch die Doppelbrechung des Materials eine phasenverschiebung zwischen zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationskomponenten des Lichts erzeugen. Sie dienen dazu, die Polarisation von Lichtstrahlen gezielt zu kontrollieren und zu manipulieren.

Quarz ist ein uniaxiales Kristallmaterial mit unterschiedlichen Brechungsindizes für die beiden Polarisationsrichtungen: n_o für die gewöhnliche und n_e für die außergewöhnliche Richtung. Die retardierende Wirkung einer Wellenplatte wird durch δ beschrieben, wobei δ = (2π/λ) Δn d gilt, Δn = n_e − n_o, d die Plattendicke und λ die Lichtwellenlänge im Vakuum. Erreicht man δ = π/2, spricht man von einer Quarter-Wave Plate (QWP); bei δ = π von einer Half-Wave Plate (HWP). Durch die Ausrichtung der Platte an den Kristallachsen und die Orientierung der einfallenden Polarisation lässt sich die Ausgabe-Polarisation exakt steuern.

Die Retardation hängt von der Wellenlänge ab, weshalb Quarz-Wellenplatten dispersionarm, aber dennoch wavelength-abhängig sind. Für breitbandige Anwendungen kommen Zero-Order- oder Pancharatnam-Breitband-Wellenplatten zum Einsatz, die mehrere Schichten unterschiedlicher Materialien kombinieren, um die Variation des Retardationsspektrums zu glätten.

Typische Fertigung und Merkmale umfassen präzise plane, parallel zulaufende Oberflächen, Kristallorientierung nach dem optischen Achsenstandard und oft Antireflexbeschichtungen. Anwendungen finden sich in Laser- und Quantentechnik, Mikroskopie, Spektroskopie sowie in der Telekommunikation und Polarisationsexperimente.