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用相位調製器與1/4波片實現線偏光偏振方向旋轉的方法

發布時間:2021-07-06 10:45:50 瀏覽量:5157 作者:Richard

正文


利用相位調製和1/4波片對線偏光的偏振方向進行旋轉,結構大概為(wei) :



假設一束水平方向的偏振光



E=E0·ei(-ωt+φ_0)

為(wei) 方便理解,隻考慮強度和相位,並且假定強度值為(wei) 2。


[加入相位調製器]

調製器的調製方向與(yu) 入射光的偏振方向呈45°,f與(yu) s方向引入的相位差為(wei) 調製量φ。



此時,f方向

Ef=√2*ei(-ωt+φ)

s方向

Es=√2*e-iωt


[加入1/4波片]

然後,再加入一片1/4波片,波片的f軸方向與(yu) 調製器的調製方向呈45°,y軸方向。

將Ef和Es分解到x和y軸方向,即1/4波片的s和f方向。

Ef分解為(wei) Eff和Efs兩(liang) 個(ge) 分量,Es分解為(wei) Esf和Ess兩(liang) 個(ge) 分量。



Eff=ei(-ωt+φ+π/2)

Efs=ei(-ωt+φ)

Esf=-ei(-ωt+π/2)

Ess=e-iωt


因此,最終x方向為(wei)

EX=Efs+Ess=ei(-ωt+φ)+e-iωt

y方向為(wei)

Ey=Eff+Esf=ei(-ωt+φ+π/2)-ei(-ωt+π/2)

對EX和Ey進行整理可得:

EX=cos⁡(ωt-φ)+cos⁡(ωt)-i*[sin⁡(ωt-φ)+sin⁡(ωt) ]

Ey=sin⁡(ωt-φ)-sin⁡(ωt)+i*[cos⁡(ωt-φ)-cos⁡(ωt)]

其中,EX和Ey的實部整理後分別為(wei) :

E_(X(real))=2*cos⁡(φ/2)*cos⁡(ωt-φ/2)

E_(Y(real))=-2*sin⁡(φ/2)*cos⁡(ωt-φ/2)


由此可見,X 和Y方向的相位是相同的,而振幅分別為(wei) 2*cos⁡(φ/2)和-2*sin⁡(φ/2),由於(yu) 最初為(wei) 方便計算假設入射光初始振幅為(wei) 2,歸一

化後X和Y方向的振幅分別為(wei) cos⁡(φ/2)和-sin⁡(φ/2),表現為(wei) 經過調製和1/4波片後,偏振方向發生改變,改變的角度為(wei) φ/2。

通過對偏振方向的調製,後方加檢偏,可以實現對振幅的調製。


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