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上海旭為光電科技有限公司

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ARCoptix 可變螺旋板 Q-PLATE

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產(chǎn)品簡介

瑞士Arcoptix生產(chǎn)的Variable spiral plate（VSP）,也被稱為液晶可變螺旋板，是一種無源液晶光學(xué)元件，其能夠?qū)⒑唵蔚募す馐淖優(yōu)榫哂熊壍绖?dòng)量（L＝1或L＝2）的渦旋光束或徑向偏振光束。VSP可變渦旋波片是透明的光學(xué)元件，不受散射或衍射光的影響（除了材料的吸收損失）。從同質(zhì)線性偏振光束到徑向，方位角的轉(zhuǎn)換可以簡單地通過將VSP放置在激光束的光路上來實(shí)現(xiàn)。只需更改VSP（......

詳細(xì)介紹

ARCoptix 可變螺旋板 Q-PLATE

只需更改偏置或輸入偏振，即可生成許多不同的圓對(duì)稱和連續(xù)偏振分布
一個(gè)元件適用于400至1500nm的所有波長
適用于所有類型的激光以及飛秒脈沖激光
能夠產(chǎn)生軌道動(dòng)量和螺旋光束
能夠產(chǎn)生徑向和方位極化分布
無損失，無散射，無衍射，無片段

特征	可變螺旋板
波長范圍	400-1700 nm
相位延遲	電動(dòng)可調(diào)（0-5V AC）
可用的拓?fù)浜蓴?shù)（在制造期間固定）	q=0,5標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) q=1或更高的需求
軌道動(dòng)量	+/-1
光束尺寸	10 mm
最小光束尺寸	5 mm
有效區(qū)域	12 mm直徑
傳輸效率	優(yōu)于85%(in the VIS)
緩速材質(zhì)	向列液晶
輸出強(qiáng)度均勻度	< 1/100="" rms="">

軌道動(dòng)量或螺旋波前產(chǎn)生螺旋形相位板（SPP）
VSP的一個(gè)有趣的應(yīng)用是將具有圓（左或右）偏振的平面波前轉(zhuǎn)換為具有光學(xué)渦旋（光束中心具有不確定相位）的光束。這樣的光束帶有軌道動(dòng)量（OAM），并具有螺旋波前，如下圖所示。 Q板的延遲是由AC偏壓控制的，可以將其調(diào)整為50-1500nm之間的任何所需值。作為附加功能，只需更改q板上的偏置即可在100ms內(nèi)打開和關(guān)閉軌道動(dòng)量。注意

Linear entrance can be transformed in all
kinds of Polarization distributions

徑向和方位極化
作為ARCoptix徑向極化轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品（鏈接），VSP（拓?fù)鋛 = 0.5）能夠?qū)⒕€性輸入極化轉(zhuǎn)換為徑向極化或方位極化（取決于輸入極化）。只需調(diào)節(jié)施加在VSP上的交流電壓（0-5V），即可將同一塊Q板適應(yīng)任何波長。

Planar wave with circular Polarization
is transformed in a helical wave

螺旋相

可變螺旋板可以由具有螺旋相位的簡單高斯光束產(chǎn)生。為了解決這個(gè)問題，我們創(chuàng)建了一個(gè)的Mac-Zehnder干涉儀裝置，該裝置與CDD攝像機(jī)耦合以在干涉儀的輸出處記錄干涉圖樣。通過傾斜干涉儀的兩束光，我們可以獲得規(guī)則的干涉條紋（如圖所示），并且通過引入螺旋板（具有半波延遲），我們可以獲得相位差（干草叉全息圖）。同樣，如果將VSP延遲（通過電偏壓）調(diào)整為全波延遲，則位錯(cuò)消失，如下圖所示。

Alignment of the liquid crystal within a Spiral-plate with topological charge of 2

請(qǐng)注意，螺旋板類似于我們的徑向極化轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品。該產(chǎn)品之間的主要區(qū)別在于，使用螺旋板時(shí)，可以同時(shí)獲得螺旋偏振或徑向偏振，而使用偏振轉(zhuǎn)換器時(shí)，總是可以同時(shí)獲得徑向偏振和螺旋相位。下表總結(jié)了螺旋板和ARCoptix偏振轉(zhuǎn)換器之間的區(qū)別。
通過查看表中的比較，很明顯，與極化轉(zhuǎn)換器相比，VSP具有許多優(yōu)勢。而且，VSP在孔徑的中間沒有PI相位階躍，這使得該器件更易于調(diào)節(jié)，并且光束質(zhì)量會(huì)更好。同樣重要的是要注意，極化是一種經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)備，許多科學(xué)家已經(jīng)滿意地使用了它。 VSP是暫時(shí)沒有參考的新產(chǎn)品。請(qǐng)注意，為獲得質(zhì)量，建議使用直徑至少為5mm的光束。光束尺寸低于2-3 mm時(shí)獲得的結(jié)果可能會(huì)由于單元中心的基本LC制造限制而受到影響。

ARCoptix的徑向偏振轉(zhuǎn)換器（RPC）是范圍內(nèi)的設(shè)備，可將常規(guī)的線性偏振光束轉(zhuǎn)換為具有連續(xù)徑向或方位偏振分布并且時(shí)間穩(wěn)定的光束。極化矢量的方向在空間上變化，但局部極化狀態(tài)被認(rèn)為是線性的。
由于液晶分子的特殊排列，偏振轉(zhuǎn)換器可局部旋轉(zhuǎn)線性偏振光束的方向。根據(jù)設(shè)備相對(duì)于入射偏振的方向，我們可以如上圖所示獲得方位角或徑向偏振分布。
偏光旋轉(zhuǎn)器可以隨附適當(dāng)?shù)钠忡R和外殼。經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的外殼可將我們的偏振轉(zhuǎn)換器精確地對(duì)準(zhǔn)您的光學(xué)系統(tǒng)的其余部分。

徑向偏振轉(zhuǎn)換器

拉蓋爾-高斯光束（LG光束或甜甜圈光束）的生成
借助Arcoptix RPC，可以相對(duì)容易地從VIS-NIR區(qū)域中的任何激光（包括脈沖激光）生成LG光束以及Bessel-Gauss光束

通過簡單地聚焦（在這里NA 0.9）已經(jīng)通過偏振轉(zhuǎn)換器的方位準(zhǔn)直的激光束，我們就可以得到一個(gè)典型的甜甜圈光束，如下圖左圖所示。借助于平行于X和Y軸的線性偏振器，我們分別獲得了與同一枚甜甜圈光束的x-y偏振分量相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)半瓣斑點(diǎn)（中心的數(shù)字）。

可變螺旋板和徑向偏振轉(zhuǎn)換器對(duì)比：

可變螺旋板和徑向偏振轉(zhuǎn)換器都能產(chǎn)生徑向偏振光，可變螺旋板能產(chǎn)生徑向偏振光和渦旋光束，徑向偏振轉(zhuǎn)換器能產(chǎn)生徑向偏振光和方向角偏振光，兩者同屬偏振光學(xué)器件，因此用戶容易將兩者混淆。下面表格是兩種器件的詳細(xì)對(duì)比。

特征	徑向偏振轉(zhuǎn)換器	可變螺旋板/可變渦旋波片
技術(shù)工藝	液晶單元的摩擦與對(duì)準(zhǔn)	液晶單元與紫外光線聚合物對(duì)齊
拓?fù)浜蓴?shù)	不相干	Q=+/- 0.5標(biāo)準(zhǔn) Q=1按需求
最小光束尺寸	2 mm	5 mm
軌道動(dòng)量	OM= +/- 1	OM= +/- 1 on demａnd +/- 2
波長范圍	400-1700nm	400-1700nm
寬帶波長照明	Yes possible	波長寬度100nm
產(chǎn)生奇點(diǎn)情況	固定奇點(diǎn)	可隨輸入極化和相位延遲而變化
徑向或方向極化	Yes	Yes
螺旋相位	No	Yes (with circular pol.)
PI相位步進(jìn)	使用相位補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償	無相位步進(jìn)

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換器攝像機(jī)

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