Cómo calcular el espesor de un rotador de polarización (lámina de onda)

Lámina de fase, rotador de polarización, lámina de retardación, lámina de onda: llámelo como quiera, un dispositivo que altera la dirección o el carácter de la polarización de un haz láser es mucho más cómodo que girar el láser. Tomemos una placa de material birrefringente y calculemos el espesor necesario.

Determinando el espesor de un rotador de polarización

1. Busque los índices de refracción de su material birrefringente a la longitud de onda que usará. Los materiales birrefringentes tienen dos índices de refracción para luz polarizada en direcciones ortogonales, y varían con la longitud de onda. Un catálogo de materiales o recurso en línea le dará los índices.
   Ejemplo: calcita a 590 nm. Sus dos índices son 1,658 y 1,486.
2. Reste los dos índices para obtener la birrefringencia (Δn).
   En calcita: 1,658 - 1,486 = 0,172.
   (Nota: el signo de la diferencia importa en algunas aplicaciones, ya que algunos cristales son ópticamente negativos y otros positivos. La calcita es ópticamente negativa.)
3. Defina el retardo de polarización deseado. Normalmente se usan láminas de media onda o cuarto de onda. Una lámina de cuarto de onda convierte luz linealmente polarizada en elípticamente polarizada; una de media onda rota el ángulo de polarización lineal.
   Ejemplo: buscamos retardo de cuarto de onda.
4. Calcule el espesor con la fórmula:
   t = (λ / Δn) × fracción_de_onda
   donde λ = longitud de onda, Δn = birrefringencia, fracción_de_onda = retardo deseado en fracciones de onda.
   Para nuestro ejemplo: t = ((590×10⁻⁹) / 0,172) × (1/4) = 0,86×10⁻⁶ m = 0,86 micras.
5. Aumente el espesor para robustez. Una lámina de 0,86 µm es extremadamente frágil y difícil de fabricar. En su lugar, calcule para un retardo de 10¼ ondas (es decir, 10 + 1/4). Esto da un espesor de ~35,2 µm, mucho más manejable. Mientras incluya la fracción de onda no entera deseada, puede hacer la lámina más gruesa sin cambiar su función óptica.