用于波长为632.8nm光波的薄膜型反射式1/4波晶片的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着激光技术的发展，波晶片也越来越得到广泛的运用，1/4波晶片是其中用的较多的波晶片之一。目前对于波晶片的要求越来越多，为了适应这种要求，进一步提高1/4波晶片的性能，以得到更好的应用。目前所用的波晶片多是透射式的，根据晶体双折射原理结合单轴晶体的特征切割晶体设计制作的。波晶片的最基本功能是产生位相延迟，改变入射线偏振光的偏振状态，根据薄膜光学原理可知，多层膜系也可以产生位相延迟，因而起到改变偏振态的作用。此次设计就是利用薄膜的反射来实现反射式1/4波晶片，基于琼斯矩阵理论，得出组合后的等效相位延迟量及波片方位之间的关系；借助matlab软件进行模拟仿真和分析，最终实现目标。

传统的波片是利用晶体的双折射特性制成的。相比之下，薄膜式波片具有更大的灵活性。薄膜波片可以应用于紫外、可见光直至远红外波长区,可以用于诸如10.6μ的大功率激光器,这是晶体波片所办不到的。而且薄膜式波片的孔径尺寸可以做得很大。用双折射晶体如方解石、石英，来制作的1/4波片，因晶体的两折射率相差较大，又无天然裂开面，所以要磨得很薄，加工困难。而薄膜反射式1/4波晶片只需要在表面度一定的膜，从而达到使得入射光在晶体表面发生反射，使得出射光的p光和s光达到45°的相位延迟，这样就可以以此来代替目前常用的投射式的/4波晶片。从而使1/4波片的制作难度有所降低。

正因为这样，近年来，薄膜型1/4波片引起了人们的重视。zaghloul等曾报导了硅上面镀二氧化硅、kowobot等在ag、ai和cu上镀氟化镁的设计实例。但是，这些设计的两个偏振分量的反射率差常常比较大。为此，souhtwel用计算机优化了用于10.6μ的90°相位差的多层设计。继而，apfel利用图表技术为设计提供了直观的方法，并给出了22.5°和0°相位差的设计实例。

2. 研究的基本内容与方案

内容和目标

当反射镜倾斜使用时，两个偏振分量一般具有不同的振幅和相位，其差异取决于膜系结构、入射角和波长。薄膜波片实际上是一种特殊的反射镜。本课题试图采用简单的计算方法和统计试验法设计用于632.8nm的相位延迟膜(简称相位膜)，即设计反射式薄膜型1/4波片。目的在于对给定波长为632.8nm和入射角45°的前提下，使出射光的p光和s光的振幅基本相当，位相差位90°的膜系设计。

3. 研究计划与安排

第1—3周，接受并熟悉任务，开展调查研究，撰写开题报告；

第4—13周，利用薄膜光学原理分析多层膜系的分光、产生位相延迟、改变入射线偏振光的偏振态的规律和条件，从而设计反射式薄膜型1/4波片，利用计算机语言进行编程作辅助分析；

期间，在第5——10周，进行与本课题相关的外文文献的翻译；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王荣新，宋连科，杨海磊.1300nm-1600nm消色差四分之一波片的二元设计[j].激光杂志2014,79(2):26-27.

[2]赵廷生，李国华.精确确定光路中四分之一波片光轴方位的新方法[j].光学学报,2008,28(3):487-491

[3]王钦华，钱沁宇.一种基于表面等离子激元的超表面四分之一波片[p].申请号：201510744326.x.申请日期：2015.11.05