探究OpticStudio偏振分析功能

使用双折射输入/输出表面模拟双折射现象的唯一限制是它不考虑光线分裂。如果您需要考虑光线分裂，请将系统转换到非序列模式中。

偏振相关表面的应用

在本节中我们会用实例介绍如何在OpticStudio中定义双折射延迟器和光隔离器。有关双折射偏振器件的详细信息请参考知识库文章“How to Design Birefringent Polarizers”

https://customers.zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/how-to-design-birefringent-polarizers

光学延迟器

光学延迟器（也称作波片）可以改变输入光的偏振态。本节中展示了如何构建一个λ/4相位变化的零级延迟器（也称作四分之一波片），该器件可以将输入的线偏光转变为圆偏光。该系统中使用了双折射晶体Quartz和氦氖激光（632.8nm）。

通常情况下，波片引入的延迟可由下式表示：

其中△n表示寻常光和非寻常光的折射率之差，λ表示光的波长，d表示晶体的长度，表示弧度表示的相位延迟，k表示波片的级数。根据该定义式，相对相位变化由于光的2π周期特性不受级数的影响。也就是说，级数较高波片的厚度要大于级数较低的波片，并且更容易受热膨胀的影响，因此会放大离轴光线的相位延迟误差。此外，入射光波长偏离设计波长同样会引入相位延迟误差。

然而在实际情况下，真正的零级波片很少，这是因为晶体的厚度太薄因而很难加工出来。代替的方案是使用两片稍厚一些且晶轴交叉的波片（通常情况下为同一种材料）叠加在一起使用。这种方法虽然不是真正意义上的零级波片，但相对更容易加工，是一种在性能和可加工性之间非常好的折中方案。

为了在OpticStudio中建立该系统结构，透镜数据编辑器中输入的参数如下图所示：

需要注意的是，透镜数据编辑器中定义了一个级数为10的四分之一λ波片（紫色表示），和一个级数为10的零相位延迟波片（绿色表示）。两种波片组合的等效效果为一个零级四分之一波片。两个波片的厚度可由下式进行计算：