怎样用1/4波片产生圆偏振光？

如果输入线偏振光并且偏振方向和1/4波片的快轴或慢轴成45度角，那么输出将变成圆偏振光。但是，如何才能精确调到这个45度角呢？如何验证输出就是圆偏振光呢？下面让Thorlabs实验室专家演示使用正交偏振片对准1/4波片产生圆偏振光的实验技巧。

1/4波片：让线偏振变圆偏振

下面为图文分解

波片具有快轴和慢轴，因为两轴具有不同的折射率，所以沿这两轴传播的光波之间将有一定的相位延迟。如果入射偏振和波片的快轴或慢轴平行，波片就不会改变偏振态，如下图所示，左下角标出了延迟计算公式。

如果偏振方向平行快轴或慢轴，波片不改变偏振

如果线偏振方向不平行波片的快轴或慢轴，你才能看到两轴上的延迟效应，因为这样光可分解成一个平行于慢轴的分量和一个平行于快轴的分量。对于1/4波片，如果入射偏振方向与慢轴成任意角度，通过1/4波片后，慢轴分量比快轴分量延迟1/4个设计波长，最终的电场振幅就像绕光轴做螺旋运动，由此产生椭圆偏振光。如果线偏振方向与慢轴成45度角，慢轴和快轴具有相同的振幅分量，最终产生圆偏振光。

椭圆偏振演变，圆偏振演变

讲解人：Bill

下面演示操作步骤。首先在光路中插入两个线偏振片，这里不用关注单个透射轴的方向，只要两者正交即可，所以只要通过旋转将透射功率调至最小。然后在两偏振片中间插入1/4波片。

因为如果入射偏振方向平行于波片任一轴，波片将输出相同的线偏振光，所以第一步就是旋转1/4波片，使波片的输出偏振和第二个偏振片正交。当输出功率达到最小时，说明波片某一轴与输入偏振片的透射轴平行(第一个参考点是34度)。然后旋转波片90度，达到和之前基本相同的最小功率(第二个参考点是124度)。

参考角度1和2

这两个参考点对应波片的快慢轴方向，但此时波片不改变偏振态，还是输出线偏振光。为了产生圆偏振光，慢轴要与输入偏振成45度角，所以我们根据一个参考点旋转波片45度，输出功率达到最大时说明波片输出圆偏振光。

最小功率时波片输出线偏振，最大功率时波片输出圆偏振

为了检验圆偏振度，我们可以旋转输出偏振片并观察功率变化。如果电场振幅保持不变，那么偏振片的输出功率也会不变，不管透射轴方向如何。但实际上很可能无法绝对不变，因为很多因素都会影响性能，比如线偏振片不均匀性、光源波长偏离波片的设计波长、或者波片和输入偏振方向并不是精确的45度。但只要光足够接近圆偏振，你应该就可以使用了。

下面是演示实验中使用的部分产品，依次为1/4波片、线偏振片、精密旋转调整架、氦氖激光器、功率探头和表头。其它用到的产品还有光隔离器、V形安装座、功率探头螺纹转接件和透镜套筒等。