偏振光栅
偏振光栅是一种基于入射光的偏振态实现选择性分光的衍射光学元件,其衍射角度取决于光栅线数。通过控制入射光的偏振态,偏振光栅能够调控正一阶和负一阶之间的能量分布。当入射光束偏振态不同时,偏振光栅具有不同的衍射特性。
产品介绍

一、产品简介

偏振光栅是一种基于入射光的偏振态实现选择性分光的衍射光学元件,其衍射角度取决于光栅线数。通过控制入射光的偏振态,偏振光栅能够调控正一阶和负一阶之间的能量分布。当入射光束偏振态不同时,偏振光栅具有不同的衍射特性。

理想的偏振光栅:

  • a)当偏振光栅入射光为非偏振光或线性偏振光时,偏振光栅同时有+1级和-1级衍射光,+1级衍射光为左旋圆偏振光,-1级衍射光为右旋圆偏振光。
  • b)当入射光为右旋圆偏振光时,则只有+1级衍射光,衍射光为左旋圆偏振光。
  • c)当入射光为左旋圆偏振光时,则只有-1级衍射光,衍射光为右旋圆偏振光。
  • d)当入射光为椭圆偏振光时,则同时存在+1级和-1级衍射光,并且两级衍射光束光强比值与入射光椭偏度相关。

二、产品功能及应用场景

1. 光束偏转系统

偏振光栅是一种偏振相关器件,通过调制入射光的偏振态可以使光束向特定的衍射级次偏转,光束偏转的角度和光栅的周期相关。例如,周期2um的偏振光栅对于633nm的激光束,可以实现角度18°的偏转。此外,还可以利用多个偏振光栅相级联的方法,实现大角度的光束偏转。

2. 光栅分光

对于周期确定的偏振光栅,光束偏转角度由波长决定,其关系满足光栅方程:

当一束白光经过偏振光栅,不同波长的光将以不同的偏转角出射,按波长的次序顺序排列

形成一系列谱线。

3. 光束分离器\光学开关

若用偏振调制器和偏振光栅组合使用,可以通过调制入射偏振光栅的光束偏振态来实现光束分离和光学开关。

三、实物效果图

1.产品实物图

偏振光栅在偏振显微镜下呈现出的结构

四、补充说明

1. 衍射角度

理想情况下,正入射时,根据光栅方程:

其中,d为光栅常数,θ为衍射角度,m为光栅级次,λ 为波长,可求出相应周期各级主极大的位置。对于偏振光栅,主要能量都集中在±1级,定义+1或-1的偏转角度为光栅的衍射角度。

2. 衍射角度测量方法

光栅到接受屏的距离为L,±1级光斑之间的距离为D,根据三角关系,±1级光的偏转角度θ可由下式计算:

θ即为光栅的衍射角度。

3. 衍射效率

入射光是线偏振光时,定义光栅的衍射效率为:

入射光的偏振方向会在一定程度上影响光栅的衍射效率,所以在光栅样品前放置一个相应波长的半波片(HWP),用来改变入射光的偏振态,根据0级衍射光斑光强的最小/大值可测量光栅样品对应的最大/小衍射效率。

入射光是圆偏振光时,定义光栅的衍射效率为:

4. 衍射效率测量方法

激光器的出射光为线偏光时,正入射条件下,旋转HWP,改变入射光的偏振方向,以偏振方向与光栅栅线方向垂直时为0°,旋转HWP,使偏振方向改变180°,偏振方向每改变10°记录一次衍射效率。激光器的出射光为线偏光时,正入射条件下,旋转1/4波片,使1/4波片的快轴方向和偏振方向成45°和-45°,得到左旋圆偏振光和右旋圆偏振光,分别记录此时的衍射效率。

5.非标定制参数

LBTEK提供多款标准偏振光栅,设计波长包括:520 nm、650 nm、780 nm、850 nm、940 nm。客户可以方便选择合适的标准偏振光栅。除此之外,LBTEK可为客户定制其他特殊规格的偏振光栅,具体可定制参数及参数范围如下表所示:

LUBON提供多种参数定制服务,欢迎拨打 18817176549 详谈!