半波片简介

半波片 (英文全称：Half Wave Plate) 是一种常用于光学系统中的偏振光元件，尤其在拉曼光谱等领域中有广泛应用。其主要功能是通过对偏振光的寻常光和非寻常光分量产生光程差，从而引入 180° 的相位差。这样的光程差使得半波片能够改变偏振光的方向，而不改变其偏振态。

半波片的特点

半波片具有对偏振光方向的旋转功能。当线偏振光垂直入射到半波片时，透射光仍然保持为线偏振光。然而，如果入射光的振动方向与晶体主轴夹角为 θ，则透射光的振动方向相较于原方向旋转了$2\theta$2θ 的角度。

半波片、全波片与刻波片的区别

1. 全波片 (Full Wave Plate)
   全波片是为特定波长设计的偏振光元件，其作用是允许该波长的线偏振光无衰减透过，而将其他波长的光变成椭圆偏振光，从而实现滤光功能。通过级联多个全波片，可以显著提高滤光效果。
   **功能示意图：**如图2所示，全波片主要用于滤除非目标波长的光线。

2. 半波片 (Half Wave Plate)
   半波片可以翻转设计波长圆偏振光的手性。如果入射光为线偏振光，经过半波片后，光的偏振态保持不变，仅发生相位反转。
   **功能示意图：**如图3所示，半波片的主要功能是翻转圆偏振光手性或改变线偏振光方向。

3. 刻波片 (Quarter Wave Plate)
   刻波片，也称为四分之一波片，能在特定波长的线偏振光和椭圆偏振光之间实现相互转换。

• 当线偏振光的入射角为 45° 时，刻波片会将其转变为圆偏振光。

• 当偏振方向与光轴方向夹角不同，刻波片还能调节圆偏振光的手性为左旋或右旋。
  **功能示意图：**如图4所示，刻波片用于在线偏振和圆偏振光之间进行手性操控和转换。

总结

• 全波片：用于特定波长的滤光。

• 半波片：实现圆偏振光手性的翻转或线偏振光方向的改变。

• 刻波片：在线偏振光和圆偏振光之间进行转换，常用于操控光的手性。

这三种波片功能互补，适用于不同的光学场景，为拉曼光谱、激光系统及其他偏振相关技术提供了重要支持。