我們之前寫過一篇《波片的選型和常規(guī)指標(biāo)的介紹》（詳見列表），文章詳細(xì)介紹了波片的原理、分類和選型，我們本文主要介紹我們推出的一款新產(chǎn)品——消色差波片，關(guān)于波片的原理這里我們就不再贅述。

       其中n₀和n_e分別是o光和e光的折射率，由于光學(xué)材料對(duì)不同波長的色光有不同的折射率，即n₀和n_e均為波長的函數(shù)，因此，波片厚度d也是波長的函數(shù)。根據(jù)以上理論，常用的1/4波片和1/2波片厚度一定，僅對(duì)單一波長使用，對(duì)別的波長就會(huì)產(chǎn)生誤差，甚至不能使用，這對(duì)于非單色光譜工作就造成了困難。

       消色差波片能有效減少波長對(duì)相位延遲的影響，實(shí)現(xiàn)同一波片在多個(gè)波段具有同一延遲量，在很寬的波長范圍實(shí)現(xiàn)均勻的相位延遲。

       消色差的概念對(duì)于幾何光學(xué)領(lǐng)域的從業(yè)者來說再熟悉不過了，色差本質(zhì)上是由于光學(xué)材料對(duì)不同波長的色光有不同的折射率（即色散）而帶來的像差，如圖2(a)所示，同一孔徑不同色光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后與光軸有不同的交點(diǎn)，在任何像面位置，物點(diǎn)的像是一個(gè)彩色的彌散斑。圖2(b)是一個(gè)典型的消色差透鏡示意圖，通過使用兩片不同折射率的玻璃組合來補(bǔ)償色差。

圖2 (a)色差               (b)消色差透鏡

       “消色差波片”的“色差”與幾何像差中描述的成像色差意義不同，它是指波長對(duì)相位延遲的影響。

       其中，μ為材料雙折射率，d為晶體厚度，λ為入射光波長。若能找到一種晶體材料，其雙折射率隨波長成線性變化，那么它的延遲就不再隨波長變化。但現(xiàn)實(shí)中很難找到能夠滿足這種要求的雙折射晶體。

       與消色差透鏡類似，不同晶體其雙折射率隨波長變化是不一致的，利用這一原理，采用兩種不同材料的晶體，可以組成消色差波片。對(duì)不同波長光的相位延遲如下式：

       已知μ₁、μ′₁、μ₂、μ′₂、λ₁、λ₂時(shí)，可以求出d₁、d₂的厚度，保證在λ₁、λ₂兩波長處得到相同的相位延遲，從而實(shí)現(xiàn)消色差的目的。

       常用的消色差波片由石英晶體和氟化鎂（MgF₂）構(gòu)成，通過將多級(jí)石英波片的快軸和氟化鎂波片的慢軸對(duì)準(zhǔn)，可以獲得零級(jí)消色差波片，根據(jù)兩塊波片的光程差為λ/4和λ/2，分別獲得λ/2和λ/4消色差波片。

圖3 消色差波片示意圖

       消色差波片也常在紅外激光領(lǐng)域，用于光譜整形、激光調(diào)諧和光通訊等；

       聯(lián)合光科推出了直徑為25.4mm，滿足400-700nm、700-1100nm、1100-1650nm三種工作波長范圍的λ/2和λ/4消色差波片。該系列波片是由石英晶體和氟化鎂（MgF₂）構(gòu)成，可以大幅降低色散，有效地減少波長對(duì)相位延遲的影響，具有整個(gè)工作波長范圍內(nèi)可得到近似平坦的光譜響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。